CN112642988A - 一种马鞍高筋形锻件的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锻造及模具设计技术领域，具体涉及一种马鞍高筋形锻件的成型方法。该方法将原材料棒料镦粗后直接预锻、终锻的成型。提高了锻件的生产效率，降低生产成本。提高了锻件的合格率，同时也增加了模具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及锻造及模具设计技术领域，具体涉及一种马鞍高筋形锻件的成型方法。
背景技术
随着现代高铁行业技术的飞速发展，高铁对轨道及列车提出更高安全性、可靠性和舒适性要求，当前国内高铁某些重要零件都要求由原来传统的铸造成型改为精密锻造成型。某高铁重要驱动件用锻件，材料为高强度低合金钢，锻件形状类似于马鞍形，筋高200～246mm，筋宽0～426mm，截面变化剧烈，出模斜度3°(如图1)，翘曲±1mm，且锻件90％是为非加工面，尺寸精度要求高，且为全曲面分模(如图1)。
对于此类锻件，常规锻造利用工装自由锻进行制坯，模锻来实现。制坯过程中，锻坯上部是经镦粗、挤压来填充型腔，工装会因为涨裂而导致工装损坏无法正常使用；锻坯也会出现毛刺，需要人工打磨去除。模锻过程中由于锻件出模斜度小，锻件会出现高筋处圆角充不满，导致锻件报废率高，同时锻模常出现磨损及撕裂现象，影响锻模使用寿命，约20件就需要进行修复高筋圆角位置，约100件模具就无法修复导致报废。
锻件的订单量大，制坯过程中工装的再次制作和工人大量打磨，模锻过程中废品率和模具寿命的限制，使得锻件的生产效率低，生产成本大，生产周期长。
发明内容
本发明的目的：提供一种能够降低锻件报废率的马鞍高筋形锻件的成型方法。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种马鞍高筋形锻件的成型方法，包括：
对棒料进行预成型得到预锻件；
对预锻件进行终锻得到马鞍高筋形锻件。
进一步地，对棒料进行预成型得到预锻件之前，还包括：对棒料的两个端面进行倒角然后在锻造温度下进行墩粗。
进一步地，对棒料进行预成型得到预锻件，具体包括：
采用平面分模对棒料进行锻造得到预锻件。
进一步地，对棒料进行预成型得到预锻件，还包括：在预锻过程中对棒料进行定位并固定。
进一步地，在预锻过程中对棒料进行定位并固定，具体包括：
通过将棒料放入定位坑中对棒料进行定位。
进一步地，预锻件具体为预锻件的马鞍窄筋高度与马鞍高筋形锻件的高度等高，预锻件的马鞍窄筋宽度比马鞍高筋形锻件的宽度小第一阈值，预锻锻件出模斜度比马鞍高筋形锻件的斜度大第一角度。
进一步地，第一阈值为3mm～5mm。
进一步地，第一角度为5°～7°。
进一步地，对预锻件进行终锻得到马鞍高筋形锻件，具体包括：采用曲面分模对预锻件进行锻造得到马鞍高筋形锻件。
本发明的有益效果：本发明是通过棒料直接预锻成型，预锻件通过切边模具去除毛边，较常规锻造，工装的损坏和再制造、毛边的人工打磨，本发明即节省了工装的成本、工人的成本、同时也大大节省了生产周期。
本发明增加了预锻模具，预锻件高筋高度跟锻件高度等高，锻件的高筋位置能够充满，锻件的合格率99％以上，同时预锻模具的增加和设计方法也降低了模具磨损及撕裂等问题的出现，提高了锻模的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的马鞍高筋形锻件的左视图和主视图；
图2为本发明的马鞍高筋形锻件的预锻件主视图和左视图；
图3为本发明的马鞍高筋形锻件所用棒料在预锻模具型腔中的定位示意图。
图4是图3中棒料在预锻模具型腔中的定位的局部放大图。
其中，1分模面 2出模斜度 3棒料 4定位坑 5预锻上模 6预锻下模。
具体实施方式
本发明的马鞍高筋形锻件的成型方法，包括：对棒料进行预成型得到预锻件；对预锻件进行终锻得到马鞍高筋形锻件。将原材料棒料镦粗后直接预锻、终锻的成型，相对于原有的利用工装自由锻进行制坯，模锻来实现，能够提高锻件的生产效率，降低生产成本。
进一步地，对棒料进行预成型得到预锻件之前，还包括：对棒料的两个端面进行倒角然后在锻造温度下进行墩粗，墩粗可以增加锻件的变形量，可以满足锻件的力学性能。
进一步地，对棒料进行预成型得到预锻件，具体包括：采用平面分模对棒料进行锻造得到预锻件，采用平面分模，预锻件能够很容易成型，模具加工也方便，同时也可以减缓锻造过程中模具的磨损程度。
进一步地，对棒料进行预成型得到预锻件，还包括：在预锻过程中对棒料进行定位并固定。
进一步地，在预锻过程中对棒料进行定位并固定，具体包括：通过将棒料放入定位坑中对棒料进行定位，增加了定位坑后，棒料能够很好的定位，在锻造过程中不容易跑偏，且获到的预锻件成型良好且一致性好。
进一步地，预锻件具体为预锻件的马鞍窄筋高度与马鞍高筋形锻件的高度等高，预锻件的马鞍窄筋宽度比马鞍高筋形锻件的宽度小第一阈值，预锻锻件出模斜度比马鞍高筋型锻件的斜度大第一角度。预锻件马鞍窄筋高度与马鞍高筋形锻件的高度等高，这样可以保证最终马鞍高筋形锻件的成型，且能够减缓模具窄高筋部位的模具撕裂及磨损程度，降低了模具的损耗。预锻件的出模斜度比马鞍高筋形锻件的斜度大，预锻件成型很好，也容易从模具中脱出。
进一步地，第一阈值为3mm～5mm。
进一步地，第一角度为5°～7°。
进一步地，对预锻件进行终锻得到马鞍高筋形锻件，具体包括：采用曲面分模对预锻件进行锻造得到马鞍高筋形锻件。
实施例：
预锻件(如图2)采用平面分模(如图2)，预锻设计马鞍窄筋高度与锻件等高，预锻马鞍筋宽比锻件筋宽小3～5mm，预锻锻件出模斜度增大7°(如图2)，同时在预锻模具型腔增加定位坑来保证棒料的定位。预锻模具型腔通过预锻件(如图2)进行制作预锻上模(如图3)、下模(如图3)型腔的制作。定位坑是在预锻上模(如图3)、下模(如图3)型腔制作完后，预锻上模(如图3)、下模(如图3)型腔面是平面，棒料接触是点接触，需增加接触面，采用φ220棒料去除材料(如图3和图4)，制作定位坑，棱角用R30过渡圆滑。按照上述方案制作预锻模具。
制坯过程中采用原材料料水平放置于预锻型腔内，通过墩粗挤压成型，此方法获得的预锻件的整体流线很完整且沿着预锻件外形。
锻件的形状(如图1)，此锻件的轮廓尺寸为长420mm，宽304mm，高352mm，筋高246mm，筋宽截面变化范围为30～80mm，筋高246mm处筋宽30mm，锻件内孔连皮厚20mm，锻件重量：98kg。预锻件采用平面分模(如图2)，预锻设计马鞍窄筋高度352mm，预锻马鞍筋宽28mm，预锻锻件出模斜度设计10°(如图2)，预锻腹板45mm，其它轮廓比锻件轮廓小3mm，预锻模具型腔增加定位坑来保证棒料的定位。
棒料φ200×506mm加热后2500T快锻机沿流线方向进行镦粗，镦粗至410mm(如图3)后直接水平放置型腔中(如图3)进行10000T油压机预锻，预锻后使用专用的切边模具进行切边，随后吹砂打磨，再加热进行10000T油压机进行终锻，最终获得马鞍形锻件。以上以及附图中的尺寸仅仅是示意，不做具体限定。
锻件按此工艺生产锻件1000件，产品合格率99％以上，锻件充型很好，且尺寸精度满足锻件图纸要求，模具寿命≥500件，月生产量≥200件。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种马鞍高筋形锻件的成型方法，其特征在于，包括：
对棒料进行预成型得到预锻件；
对预锻件进行终锻得到马鞍高筋形锻件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对棒料进行预成型得到预锻件之前，还包括：对棒料的两个端面进行倒角然后在锻造温度下进行墩粗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对棒料进行预成型得到预锻件，具体包括：
采用平面分模对棒料进行锻造得到预锻件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对棒料进行预成型得到预锻件，还包括：在预锻过程中对棒料进行定位并固定。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在预锻过程中对棒料进行定位并固定，具体包括：
通过将棒料放入定位坑中对棒料进行定位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预锻件具体为预锻件的马鞍窄筋高度与马鞍高筋形锻件的高度等高，预锻件的马鞍窄筋宽度比马鞍高筋形锻件的宽度小第一阈值，预锻锻件出模斜度比马鞍高筋形锻件的斜度大第一角度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一阈值为3mm至5mm。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一角度为5°至7°。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对预锻件进行终锻得到马鞍高筋形锻件，具体包括：采用曲面分模对预锻件进行锻造得到马鞍高筋形锻件。
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