針對(duì)轉(zhuǎn)向?qū)U蝶形凹槽機(jī)加工周期長(zhǎng)、費(fèi)用高,不利于批量生產(chǎn)的問(wèn)題,采用冷熱鍛結(jié)合的方法來(lái)成形帶有蝶形凹槽的轉(zhuǎn)向?qū)U。首先,根據(jù)轉(zhuǎn)向?qū)U零件使用要求及形狀特點(diǎn),初步擬定冷熱鍛結(jié)合成形工藝,并采用有限元數(shù)值模擬對(duì)該工藝蝶形孔成形的可行性進(jìn)行評(píng)估,發(fā)現(xiàn)冷鍛反擠蝶形孔時(shí)沖頭受力過(guò)大。經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)及進(jìn)一步數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn),在坯料反擠蝶形孔部位鉆孔會(huì)產(chǎn)生分流空間,可以有效降低沖頭受力。采用改進(jìn)工藝進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明蝶形凹槽成形的擠壓力較低,可有效延長(zhǎng)復(fù)合冷擠沖頭壽命,成形的導(dǎo)桿鍛件蝶形凹槽精度高。最終,確定了可行的帶有蝶形凹槽的轉(zhuǎn)向?qū)U成形工藝為:下料—復(fù)合熱擠—退火—鉆孔—潤(rùn)滑—復(fù)合冷擠—成品鍛件。 

【文章來(lái)源】：鍛壓技術(shù). 2020,45(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

沖頭受力最大時(shí)的等效應(yīng)力分布

圖6 沖頭受力最大時(shí)的等效應(yīng)力分布將沖頭受到的最大成形力反向施加于模具上，模擬計(jì)算模具的應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)果如圖9所示�？梢钥闯�，除去網(wǎng)格畸變點(diǎn)，此時(shí)，等效應(yīng)力最大為3280 MPa，位于蝶形沖頭頭部與沖頭桿部過(guò)渡位置。表1對(duì)比了未鉆孔坯料與鉆孔坯料沖頭的受力以及應(yīng)力狀態(tài)，可以看出，使用鉆孔坯料的最大成形力、最大平均應(yīng)力明顯降低，如果沖頭采用抗彎強(qiáng)度較高的一般模具材料，可以避免局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致的沖頭失效，所以認(rèn)為該方案可行。

該零件的成形可以采用多道次冷鍛成形工藝[1-2]，但由于冷鍛變形會(huì)產(chǎn)生冷作硬化，因此，每道次變形前均需進(jìn)行退火和潤(rùn)滑，使得鍛件制造周期加長(zhǎng)。本文擬采用多道次冷熱鍛結(jié)合的方式來(lái)成形該鍛件[3-4]，冷鍛工藝可有效保證蝶形凹槽的尺寸精度，熱鍛工藝可有效縮短鍛件的成形周期，提高了生產(chǎn)效率，降低了機(jī)加工成本。根據(jù)轉(zhuǎn)向?qū)U零件的使用要求及形狀特點(diǎn)，初步擬定了通過(guò)冷熱鍛結(jié)合的方式來(lái)成形該鍛件，其具體成形工藝為:下料—復(fù)合熱擠—退火—潤(rùn)滑—復(fù)合冷擠—成品鍛件，成形工藝如圖2所示。第1道次將細(xì)棒料成形部位的金屬加熱，經(jīng)過(guò)鐓粗-反擠復(fù)合熱擠壓成形預(yù)鍛坯料，變形部分棒料長(zhǎng)徑比為1.71，棒料變形區(qū)不容易彎曲失穩(wěn)，由于孔較淺且底部較厚，只需對(duì)模具及沖頭冷卻充分潤(rùn)滑，該道次成形簡(jiǎn)單;第2道復(fù)合冷擠壓，在同一道次中需要先后完成桿部減徑、頭部反擠蝶形孔兩個(gè)過(guò)程，該步驟的縮徑?jīng)_頭成形力必須小于反擠蝶形凹槽成形力[5]，且沖頭及凹模受力需在模具鋼的許用范圍內(nèi)[6]。為了檢驗(yàn)該道次的可行性、評(píng)估模具的使用壽命[7]，采用有限元數(shù)值模擬方法模擬了該道次的成形過(guò)程。


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