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(shè)計(jì)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(jì)性。 n}t9Nf_  
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螺釘旋具是150系列大功率高速柴油機(jī)的隨車工具之一，其鍛件表面絕大多數(shù)不進(jìn)行機(jī)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(jiǎn)單，為長(zhǎng)軸類鍛件。該鍛件成形的工藝過(guò)程為：下料→加熱→模鍛→切邊→磨削→熱處理→檢驗(yàn)。該工藝的關(guān)鍵是模鍛，模鍛的關(guān)鍵是鍛模設(shè)計(jì)。原鑲塊鍛模模膛設(shè)計(jì)有1個(gè)滾擠制坯模膛和1個(gè)終鍛模膛。在其滾擠制坯時(shí)，因鍛件長(zhǎng)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(guò)程中，因磨損和塑性變形報(bào)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(shè)計(jì)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。 1wFW&|>1  
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圖1 螺釘旋具鍛件毛坯圖 6aOyI;Ux  
1 鑲塊鍛模優(yōu)化設(shè)計(jì) / g{8  
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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(guò)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(shè)計(jì)則是一種行之有效的方法。 } C:i0Q  
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1.1 鍛模圖 OTE,OCB[  
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優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計(jì)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(gè)拔長(zhǎng)制坯模膛和2個(gè)終鍛模膛。其模鍛的工作過(guò)程為：先將選材和加熱合理的坯料一端拔長(zhǎng)，然后將拔長(zhǎng)后的坯料放在任意一個(gè)終鍛模膛中終鍛成形。 @_?2iN?4Z  
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圖2 螺釘旋具鑲塊鍛模圖 Qrt\bz h/}  
1.2 拔長(zhǎng)模膛 qZ'2M.;  
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該拔長(zhǎng)模膛的設(shè)計(jì)形式與設(shè)計(jì)參數(shù)有別于有關(guān)鍛造文獻(xiàn)介紹的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，且優(yōu)于原滾擠模膛制坯設(shè)計(jì)的功能。根據(jù)鍛件形狀特點(diǎn)，特采用形狀簡(jiǎn)單的楔形平臺(tái)拔長(zhǎng)模膛(在上模拔長(zhǎng)模膛設(shè)計(jì)有2°的拔長(zhǎng)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(zhǎng)效率，提高材料利用率和獲得良好的鍛件性能。 =yz"xWH  

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1.3 終鍛模膛 1G7l+6w5~^  
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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(shí)，終鍛模膛突然受高溫急熱，溫度可達(dá)400℃～600℃。鍛模疲勞斷裂的過(guò)程為：應(yīng)力集中→產(chǎn)生裂紋→造成新的應(yīng)力集中→促進(jìn)裂紋擴(kuò)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(shí)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(jì)算： |9=A"092{  
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t=0.38t1+0.62t2 T.3{}230<  
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式中 t―鍛模模膛的受熱溫度，℃； vi *A5  
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t1—被加工坯料的溫度，℃； PPH;'!>s"  
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t2 —鍛模模膛的原始溫度，℃。 %~x?C4L8  
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