轴类锻件立式锻造超镦粗比时锻件成形工艺的研究

文／姚毅，陈艳杰，于世方，杨成忠·一汽锻造（吉林）有限公司

轴类零件在锻压机上锻造时，依据分模方式不同，可分为立式锻造和卧式锻造。在锻压机上采用闭式热顶锻工艺时，依据不同轴径留取最小加工余量，可以设计出不同形状的锻件(图1)。锻件的形状与后序成形工艺难易程度有非常大的关系。但有时为了满足用户减少加工量的要求，不得不采用成形工艺难度较大的锻件形状，如图1(b)所示形状。本文就针对此种情况，对锻件的成形工艺选择和模具设计进行介绍。

成形工艺方案选择

锻件图确定后，接下来需要设计锻件的成形方案。对于图1(b)形状锻件，采用热顶锻闭式锻造，可设计两种成形方案。

⑴坯料规格按中间部位台阶尺寸进行选取，通过挤压成形最小直径的杆部，镦粗成形最大直径法兰来成形最终锻件。

⑵坯料规格按最小直径的杆部尺寸进行选取，通过连续镦粗成形中间台阶和最大直径法兰来成形最终锻件。

采用成形方案1，由于坯料规格和最小直径的杆部外径相差20毫米，杆部长度达130毫米，在传统的三工位锻压机上，想要通过挤压成形杆部，通过Forge软件模拟和实际经验验证，都不能将杆部完全充满。所以，只能选用成形方案2。而选取成形方案2时，坯料长度和直径的比值达到7.3，即使不计入杆部的微变形，镦粗比也达到4.3，此时，由于，锻件镦粗比远远超过不失稳比值，锻件在镦粗成形时很容易失稳。为了实现在锻压机上三个工位成形锻件，这就需要在模具设计时采取措施。……