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臂体锻件的锻造工艺及模具设计
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摘要：针对形状比较复杂、精度要求高而批量较大的臂体锻件进行了锻造工艺分析。在模具的设计与制造上采用了一些独到的技巧。
关键词：楔横；轧压；弯折；叠精压
一、引言
随着汽车工业的发展及我国加入WTO，国内国际市场对汽车锻件的质量及成本价格的要求越来越苛刻，如拔模斜度、重量公差、尺寸、加工余量等要求均很高，而且价格又不太理想，但批量很大。为适应市场化的需求，本文对工艺进行了分析并反复实践，找到了一个比较理想的工艺，对同类产品的生产有重要意义。
二、产品的介绍及工艺方案的确定
1产品的介绍
臂体是用于重型车刹车泵上的一个零件，结构如图1所示。锻造中有以下几个难点：(1)拔模斜度小，只有外3°、内5°，而顶料出模装置在∮62孔内只有一处；(2)加工余量小，∮62及方槽23.2mm两处的加工只用镗削与拉削；(3)10-∮6.2*5这10个钉的充满困难且位置度要求高，而且钉的根部圆角为R0.2，该部位模具的磨损较快，生产流转过程中易磕碰造成变形。
2.工艺方案的确定
为了适应大批量生产，提高效率，我们确定了如下工艺：(中频炉)加热/(楔横轧)制坯/(25000k N热模锻压机)压弯/预锻/终锻/(3150kN双点压力机)冲孔/切边/正火/抛丸探伤/精压。在工艺流程中，加热制坯是采用一次两件，零件柄部细长，自由锻单件制坯效率低。采用楔横轧制坯(如图2示)，同时在轧机上切断成两件。由于零件的截面变化较大，从∮55轧制到∮23，需两次起楔方可完成，所以轧制模具加工及修复难度较高。
精压工序在保证压头部及柄部尺寸外，更重要的是校正10个钉的位置、根部的圆角，以及压弯柄部。因此，采用两块活动带5个孔的标准压板，保证了钉的位置及根部圆角，提高了锻模的寿命。
三、模具设计及制作的要点
1.压弯模的设计
通常压弯模设计时只考虑压出的坯外形弯曲与锻件相一致。由于臂体大头与柄部的厚度相差较大，在放入预锻模时，弯坯柄部会悬空，预锻时，柄部与大头过渡处产生了折叠，由于弯坯柄部悬空，预锻时这部位的金属流动过大而造成。因此，压弯坯的设计必须使弯坯放在预锻模上，使其外形与预锻模的外形相符，如图3示。
2.预、终锻模具的设计
臂体件的锻造难度之一是10个∮6.2mm钉冲满，在设计预、终锻模时采用了以下两个措施：(1)上下模钉位置采用排气孔，排除锻造盲孔气压对金属充满时所形成的阻力。(2)预、终锻模在大头都采用阻尼沟以增加排料阻力，使钉易于充满，如图4示。
在试锻过程中，28mmx36mm的方框两边台阶上出现了60%的折叠现象，分析其原因，认为此处由于预、终锻模具结构不匹配所造成的，故对预锻模具由图5改成图6所示；同时，由于拔模斜度是内5°、外3°，多余的料向飞边排出较困难，因此在终锻模上∮62mm孔及方框处采用了深度为5mm的仓部，以便于收藏多余的料，从而彻底解决了折叠问题。另外，锻件大头重，柄部细轻，为了节约材料，在飞边位不宜设顶料位置，在模具上∮62mm大孔偏方框处设计一个∮20mm的顶料装置,顺利地保证了出模。
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