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图1所示E形螺栓是中双链刮板输送机上的执行零件,其工作条件十分恶劣,因而要求其要具有较高的强韧性和耐磨性。从锻件图可知,该锻件特点是:①由横梁及三个圆柱体组成,整体呈“三齿耙”状,②横梁为矩形截面且有四处凸起,三处圆柱体同是由外径不同的几何单元体组成,既要保证直线度又要保证同轴度。③三个圆柱体除前端在长度40mm范围内机加工外,其余全部为黑皮。④按照国内外通行的锻件形状复杂程度分类法,亦即锻件质量与包容体质量之比在S4级,属最高级别。

因其自身形状和结构复杂,工艺难度大,过去是采用铸钢方式生产,产品易折断、易磨损,使用寿命短,因而普遍希望探求一种以锻代铸的方法加以解决。

根据我厂以模锻锤为主这一特点,考虑到模锻锤工步兼容性大这一独特优势,E形螺栓在一火次、同一模锻机上完成最为理想。


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1. 加工工艺方案确定

经全面论证分析,制定加工工艺路线为: 下料一加热一模锻(滚挤 、终锻)一切边一 热校正—热处理一清理一成品锻件。

因该工件自身结构所致,故必须采用非对称式滚挤加长压的方法来达到锻件的全部充满。它不同于U形螺栓。U形螺栓只要选择好合适截面的圆棒料弯曲后便可成形,而E形螺栓恰恰在U形螺栓的中部又多了一个相同的螺栓,这就是工艺难度的实质。

(1)原始坯料的确定原始毛坯规格的确定由计算毛坯图而得,经“滚挤加卡压”后必须具有足够的变形,以获得显著的聚料效果,使金属得到合理的分配,以达到成形之目的。坯料尺寸为Φ50×90mm,坯料质量为4.16kg。

(2)中间毛坯的确定,经反复进行不对称滚挤的中间毛坯应达到图2的要求(其具体工艺设计参数见图3中A向剖视围标定)。为便于操作和聚料显著,设置了适当的钳口料,同时要求滚挤次数不得少于5次,且要求动作快捷。胚料置于终锻型槽时提放要准确。

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2. 模具结构

锻模基本结构见图4,2t模锻锤的打击力就足以达到工艺要求。

(1)导锁设计,基于E形螺栓错差量小、偏心载荷较大,加之本厂模锻锤磨损严重,精度较低,故给予一定的工艺补偿是必要的。因模槽布局所限,使导锁呈三角形分布。

(2)滚挤型槽设计,采用开式不对称滚挤型槽并置于左侧。型槽全部设于下模,而上模呈平板状。

(3)设置阻尼沟,为便于横梁部位的良好充满及螺栓体处金属的流动与填充,在终锻模膛两个凹裆处设计了U字形阻尼沟(上、下模均有),效果良好。

(4)毛边槽,采用单向结构,在上模设桥部和仓部。

(5)模口圆角,终锻模膛边缘圆角在拐点处适量增大。

(6)切边模,凹模体上平面开设与终锻相吻合的阻尼沟槽,以容纳金属防止锻件倾斜,下底面在凹档处要考虑有足够的支撑。

3. 结论

采用上述工艺方案生产E形螺栓,不仅提高了产品质量、产量,而且节约了能源,降低了成本。

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