摘要：本文介紹了具有顯著優(yōu)越結(jié)構(gòu)的螺釘旋具雙模膛鑲塊鍛模
優(yōu)化設計的有關(guān)內(nèi)容，提高了鑲塊鍛模的使用性能、使用壽命和經(jīng)濟性。
%<oey%ue )hHkaI>eYv 螺釘旋具是150系列大功率高速柴油機的隨車工具之一，其鍛件表面絕大多數(shù)不進行
機械加工。如圖1所示的是螺釘旋具的鍛件毛坯圖，其鍛件橫截面積較小，形狀較簡單，為長軸類鍛件。該鍛件成形的工藝過程為：下料→加熱→模鍛→切邊→磨削→
熱處理→檢驗。該工藝的關(guān)鍵是模鍛，模鍛的關(guān)鍵是鍛模設計。原鑲塊鍛模模膛設計有1個滾擠制坯模膛和1個終鍛模膛。在其滾擠制坯時，因鍛件長而橫截面積小，坯料降溫速度快，制坯效率反而低下;與其他隨車工具鍛件相比，尺寸一致性較差，合格品率較低;在生產(chǎn)過程中，因磨損和塑性變形報廢的螺釘旋具鍛模約占80%，鍛模使用壽命較低。因此，合理的鍛模設計是提高螺釘旋具鍛件質(zhì)量、鍛造效率、鍛模使用壽命及降低鍛模和鍛件成本的關(guān)鍵。
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r`|/qP:T[ )jK"\'cK 圖1 螺釘旋具鍛件毛坯圖
)POuH*j 1 鑲塊鍛模優(yōu)化設計
W^W^5-'"D, zA&lJD $0 錘鍛模的主要失效型式是磨損、塑性變形與斷裂。防止鍛模過早失效、提高鍛模使用壽命、使用性能和降低鍛模與鍛件成本的方法很多，而雙模膛鍛模優(yōu)化設計則是一種行之有效的方法。
vMXS%Q )k0P' zGb 1.1 鍛模圖
J'O</o@e zxtx~XO 優(yōu)化改進設計的螺釘旋具鑲塊鍛模如圖2所示。鑲塊鍛模的結(jié)構(gòu)為1個拔長制坯模膛和2個終鍛模膛。其模鍛的工作過程為：先將選材和加熱合理的坯料一端拔長，然后將拔長后的坯料放在任意一個終鍛模膛中終鍛成形。
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Efb>ZQ 9cAb\5c| 圖2 螺釘旋具鑲塊鍛模圖
5B!l6ST 1.2 拔長模膛
FW: x XK .N8AkQ (Ok 該拔長模膛的設計形式與設計參數(shù)有別于有關(guān)鍛造文獻介紹的傳統(tǒng)設計，且優(yōu)于原滾擠模膛制坯設計的功能。根據(jù)鍛件形狀特點，特采用形狀簡單的楔形平臺拔長模膛(在上模拔長模膛設計有2°的拔長斜度)，其可合理分配
金屬的變形量，獲得小而均勻的飛邊，使鍛造纖維均勻連續(xù)地沿零件外形分布，因此，可有效地提高坯料拔長效率，提高材料利用率和獲得良好的鍛件性能。
R74kt36M 2H_|Attoi 1.3 終鍛模膛
"P=OpFV Uu{I4ls6B 鍛模工作條件差，使用壽命低，磨損和塑性變形失效約占70%，斷裂失效(以疲勞斷裂為主)占25%~30%，而其使用壽命又取決于鍛模終鍛模膛的使用壽命。鍛件毛坯的鍛造溫度為850℃～1200℃，坯料在終鍛模膛中鍛造時，終鍛模膛突然受高溫急熱，溫度可達400℃～600℃。鍛模疲勞斷裂的過程為：應力集中→產(chǎn)生裂紋→造成新的應力集中→促進裂紋擴展→最后斷裂。因此，在鍛模材料、制造、熱處理、使用和維修等皆合理的前提下，熱鍛件與
模具接觸時間、模具工作頻率和鍛模終鍛模膛受熱溫度直接影響模具使用壽命。鍛模終鍛模膛受熱溫度可按下式計算：
Y25S:XHk9 gk\I ivPb t=0.38t1+0.62t2
[Z|R-{" v`MCV29!} 式中 t―鍛模模膛的受熱溫度，℃；
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s.) ^#2w::Ds}! t1—被加工坯料的溫度，℃；
W XD l\*n Yjv}@i" t2 —鍛模模膛的原始溫度，℃。
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)m$\2 顯然，合理的2個終鍛模膛結(jié)構(gòu)優(yōu)于原設計的1個終鍛模膛結(jié)構(gòu)設計的功能，尤其是在螺釘旋具終鍛時，交替使用2個終鍛模膛，可更有效地減少熱鍛件與模具終鍛模膛的接觸時間、減少模具工作頻率和減少模具溫升過高，從而可提高鍛造效率，減小減緩鍛模模膛磨損、塑性變形和斷裂失效，相應提高了模具壽命，鍛件尺寸一致性好。
n1 `D:XrE L8N`<a5T 優(yōu)化設計的鑲塊鍛模，具有結(jié)構(gòu)緊湊而強度又足夠的特點。在鑲塊鍛模終鍛模膛設計中，2個終鍛模膛中心線位于鍛模模座的燕尾寬度之內(nèi)，以減小偏心力矩。當鍛件模鍛斜度為7°，內(nèi)圓的半徑為R2mm時，2個終鍛模膛的距離S按傳統(tǒng)的預鍛模膛到終鍛模膛距離公式設計，S=Kh=1.5×22=33mm，取S=35mm。這樣，既能保證鑲塊鍛模模膛之間有足夠的強度，又能滿足鍛模在鍛造安裝使用時1噸模鍛錘終鍛模膛與燕尾中心線偏心距離不超過25mm的要求。
C3Q[L}X\ 9l9 nT 2 小結(jié)
-! Hn,93 * F %Wf (1) 拔長模膛和雙終鍛模膛設計形式及參數(shù)是影響螺釘旋具鍛模設計成敗的關(guān)鍵。
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(2)生產(chǎn)實踐表明，螺釘旋具的雙模膛鑲塊鍛模結(jié)構(gòu)顯著優(yōu)越，鍛模使用性能可靠，使用壽命長，鍛造效率高，鍛件質(zhì)量好，鍛件合格品率高和材料利用率高，從而可有效降低鍛件成本，具有明顯的可行性、實用性和效益性。
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