[发明专利]一种用于阶梯状复杂分型面零件的锻造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锻件的锻造方法，具体涉及一种用于阶梯状复杂分型面零件的锻造方法。

背景技术

阶梯状复杂分型面零件，顾名思义，其模具分型面不是普通的平面，而是呈现复杂的阶梯状。在零件的生产过程中，分型面的一般选择在零件的最大投影面，以保证零件容易脱模。此类零件由于结构的复杂型，其最大投影面上有横向和纵向的突出部分，因此在模具的设计过程中，为保证模具制造方便和简化生产工艺，其分型面需要设计为阶梯状。

阶梯状复杂分型面零件广泛存在于各种工程机械的履带式行走部件中。如图1所示的铁齿是一种典型的阶梯状复杂分型面零件，其结构特点在于：在铁齿中间过桥的两侧有凸起，其中一侧的凸起向铁齿主体外部伸出，铁齿的两端是厚度很薄的齿翼。这种结构使得零件的体积分布很不均匀，加大了成型的难度；同时，由于凸起的存在，零件的最大投影面不是平面，而是随凸起变化的阶梯状。

目前针对此类锻件的锻造工艺是：采用圆柱形或者纺锤状棒料，用感应加热炉加热后，经过预锻、终锻工步完成锻造，最后在压力机上完成切边。但是，这种锻造生产存在以下问题：1、坯料的形状尺寸设计不合理，材料利用率不高；2、终锻模具的设计针对性不强，阶梯部位金属填充差，依靠增加坯料尺寸加强填充，进一步导致材料利用率的降低；3、阶梯部位的纵向飞边无法切除，依靠工人打磨，生产效率低，工作环境恶劣。

因此，开发一种针对阶梯状复杂分型面零件的锻造方法和水平切边方法，以提高该类零件的生产效率，降低生产成本，改善工人的工作环境有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于阶梯状复杂分型面零件的锻造方法，它使坯料金属的初始分布更加合理，增加材料的利用率，还可以增强阶梯部位金属的填充效果，增强零件的成型效果，并且可以极大的增加生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于阶梯状复杂分型面零件的锻造方法，包括以下步骤：

S1、坯料设计：绘制零件的三维模型，计算零件每个阶梯部位的最大截面积F_max以及每个非阶梯部位的最大截面积F_min，则坯料的大径k₁＝1.2～1.3，坯料大径的长度与对应的阶梯部位的长度相等，坯料的小径k₂＝1.1～1.2，坯料小径的长度是对应的非阶梯部位长度的0.75～0.8倍；

S2、制坯工艺：采用辊锻制坯工艺制造坯料；

S3、终锻模具设计：在终锻凹模对应零件阶梯部位的两侧分别开设内小外大的楔形引流槽，所述楔形引流槽的深度与零件阶梯部位的高度相等，所述楔形引流槽小端的宽度与零件阶梯部位的长度相等，在终锻凸模对应零件阶梯部位的两侧分别设置矩形楔块，所述矩形楔块的宽度与零件阶梯部位的长度相等，所述矩形楔块的上表面上沿零件宽度开设横向飞边槽，所述矩形楔块垂直于零件的两侧表面上沿零件高度方向开设纵向飞边槽；

S4、锻造工艺：

S401、将步骤S2中的坯料用感应加热炉加热至1150～1200℃；

S402、将步骤S3中的终锻模具安装在压力机上，终锻凸模在下，终锻凹模在上，压力机下行，完成第一次锻压；

S403、更换凹凸模位置，终锻凸模在上，终锻凹模在下，压力机下行，完成第二次锻压；

S5、纵向飞边的切除：通过水平切边模具完成纵向飞边的切除。

按上述技术方案，步骤S3中，所述楔形引流槽的槽壁与零件径向之间的夹角为30～45度。

按上述技术方案，步骤S3中，所述横向飞边槽和纵向飞边槽的槽深均为1～1.5mm。

按上述技术方案，步骤S402中，终锻模具温度保持在200～250℃，采用锻造石墨润滑，压力机下行速度为700～800mm/s。

按上述技术方案，步骤S403中，终锻模具温度保持在200～250℃,采用锻造石墨润滑，压力机下行速度为1000～1100mm/s。

按上述技术方案，所述水平切边模具包括相对设置的上模和下模；其中，

所述上模包括上模座、切边凸模、限位柱和定位杆，所述上模座与压力机连接，所述切边凸模安装在所述上模座的底部，所述限位柱设置在所述切边凸模的底部，所述定位杆的上端通过第一弹簧与上模座连接，其下端穿过切边凸模设置；