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电锤 联接 渐开线 齿形 挤压 成型

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A电锤联接套内渐开线齿形冷挤压成型,电锤,联接,渐开线,齿形,挤压,成型

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汽车技术汽车变速器渐开线齿形花键轴的冷挤压成形技术伍太宾!王屹（!#重庆工商大学；#中国兵器工业第五九研究所）【摘要】 介绍了渐开线花键的冷挤压成形原理、 挤压工艺过程以及模具结构设计特点， 并对渐开线齿形花键模芯的结构设计进行了叙述。与常规的滚齿加工工艺相比， 冷挤压成形的渐开线齿形花键轴具有齿形强度高、 齿形精度较高、 材料利用率高、 生产效率高等优势。通过大批量生产实践表明， 采用冷挤压成形工艺生产渐开线齿形花键轴具有十分显著的经济效益。主题词： 变速器花键轴渐开线齿形冷挤压中图分类号：$%&(文献标识码：)文章编号：!*&+&（(）+*&*&!# $%& ()*+,-.%/ 012./3 !#4/%&%35%6 7,*%8%*.9# !+1/-8.-.%/ :/9%&,*#,- $./0/1!2,.13 4/（!#567138/13 91/:;? 7 A1B-=? .1B 57CC;/-; 7 ,;.I71 A1B-=-=/71 =6.I/13 I-=/71 I-; =IE/1; .6/= I.I;2.1B B;=D6; =-; I7/E; =IE/1; C7-EB D7 7 D71:;1/71.E 3;1K;/13 I6; /1:7E-; I6; .B:.1.3;= 7 6/36; I;1=/71、6/36;I7/E; I;D/=/71、6/36;/E/L./71 /7 .1B 6/36; I/71 ;/D/;1D? ;D#$66; I/D.E /1B/D./71 76/36 0.D6 :7E-C; I/712.IIE?/13 D7EB ;J;D617E73? 7 I6; /1:7E-; I 6.=. C.#02&./# -16*:/9%&,*# 2+%6.&#$%& #)*+,-.%/?某型轿车变速器渐开线齿形花键轴简介图!所示为某型轿车变速器渐开线齿形花键轴， 其齿形参数为： 齿数!N!、 模数N!#G、 压力角!NO、 变位系数#N#(、 齿顶圆直径$%N!(#+G CC、齿根圆直径$&N!P# CC， 渐开线花键有效长度为PPCC； 其渐开线花键部分与拨叉相连接， 起变速换挡的作用。由于渐开线齿形花键与拨叉之间只传递扭矩， 因此该花键对齿形的运动精度要求不高。 对运动精度要求不高的渐开线齿轮零件适合采用冷挤压的方法进行大批量生产。图!某型轿车变速器渐开线花键轴示意渐开线齿形花键冷挤压成形原理渐开线齿形花键的冷挤压主要采用减径挤压方法。 减径挤压是一种变形程度较小的正挤压方法， 其坯料断面仅作轻度的缩减，且减径挤压力低于被挤压材料杆部的屈服力。该方法主要应用于齿形零件（齿轮、 花键等） 及长轴类零件的成形加工。冷挤压渐开线花键时，挤压模具安装于挤压设备的工作台面上， 工件坯料装在上、 下模具型腔内。当挤压上模向下运动时，迫使工件坯料进入挤压凹模的齿形型腔内。 随着挤压上模的不断向下运动， 挤压凹模的齿形型腔和工件坯料接触，即在工件坯料外表面上压出同挤压凹模齿形相同的齿形来。A渐开线齿形花键轴的冷挤压工艺AB?冷挤压件图的制定图!所示花键轴的齿形部分采用减径挤压的方式进行冷挤压加工，外六方和凹槽部分采用后续机械加工方法加工。由于零件的轴杆部分及表面质量要求高， 应留后续机械加工余量。 图为渐开线齿形花键的冷挤压件图。 材料 工艺 设备 &!#年第$期图!冷挤压件示意!#确定齿形部分的挤压坯件直径在冷挤压工艺中，齿形部分挤压坯件直径的确定是决定挤压工艺成功的关键因素之一。正确的挤压坯件直径一般在分度圆 （或齿中径）附近， 其计算公式为：!#!$!（%）式中，!为挤压坯件直径；!为零件的齿轮分度圆（或中径） 直径；!为直径的变化量， 是由挤压件的结构和材料性能来决定的。用式 （%） 确定的挤压坯件直径只是理论值， 最终的直径还需要在试验中确定。图&为该渐开线花键轴的冷挤压坯件图。图&冷挤压坯件示意!挤压坯件的准备&%原始棒料的软化退火处理由于该花键导轴的材料为中高强度的结构钢（()钢） ， 其供应状态下的棒料具有较高的强度和硬度， 且内部组织不均匀。因此， 在冷挤压之前必须对挤压坯件的材料进行软化退火处理，以改善材料的切削加工性能、 提高塑性变形性能、 降低变形抗力。其退火工艺如图(所示，退火后硬度为%(*%$+,-。图()钢的退火工艺&!挤压坯件的加工在车床上对经过退火后的坯料进行加工。加工挤压坯件时， 要求各台阶具有较好的同轴度， 且表面质量较好。&挤压坯件的表面润滑处理在渐开线花键的冷挤压成形过程中，其变形区域集中在齿形附近， 使该处的金属流动非常激烈， 变形程度大。 要获得表面质量良好的齿形挤压件， 必须对车加工以后的挤压坯件进行表面润滑处理。该工艺采用以磷酸锌盐为主要原料的磷化液对挤压坯件进行表面处理，然后用熔融的硬脂酸肥皂作皂化液进行表面润滑处理。$模具结构设计$%冷挤压模具结构该冷挤压模具结构如图)所示， 其特点是： 上、下模具采用导向套进行导向， 导向精度较高， 模具结构简单、 加工方便； 上模采用紧固螺帽进行紧固， 下模采用下模压板进行紧固， 这样有利于上、 下模具的“对中” ， 且更换模具较快。图)冷挤压模具结构示意$#渐开线花键挤压齿形模芯的设计渐开线花键挤压齿形模芯如图#所示。对模芯的设计主要包括选择合适的齿形参数和齿形直径，确定挤压过渡段、 挤压段和顶出回程段的角度、 长度和圆角大小。(!%齿形模芯的齿形设计模芯的齿形设计要求能够按规定的齿厚和齿高冷挤出符合要求的工件齿形来，所以模芯齿形的模数及齿数应与工件相同。考虑到挤压工件的热胀冷缩以及模具和挤压工件的弹性回复等问题，模芯齿形的压力角和变位系数不能与花键轴的齿形压力角或变位系数相同。 材料 工艺 设备 &汽车技术图!齿形模芯结构示意通常情况下通过修正模芯齿形变位系数来保持压力角不变。其变位系数!主要与齿轮的模数、压力角!和挤压变形程度有关， 可以用以下经验公式表示：!#!$%#%$!&#$%（&）式中，!$为齿轮的变位系数；#为模数的修正系数，是由的大小来决定的；$为压力角!的修正系数， 是由!的大小来决定的；%为变形程度的修正系数，是由齿轮的几何尺寸、挤压坯件的形状尺寸、 挤压材料的性能决定的。用式 （&） 确定的模芯齿形变位系数只是理论值，最终的变位系数值还需要在试验中确定。另外，为了降低冷挤压成型力以及解决挤压齿形不需后续加工即可装配的问题，需使模芯的齿顶高小于工件齿形的齿根高、挤压模芯的齿根高大于工件齿形的齿顶高。根据以上的经验公式，确定图所示的渐开线花键齿轮模芯的变位系数!$()， 压力角不变。)(&(&齿形模芯的挤压过渡段设计齿形模芯挤压过渡段设计的关键是选取合适的斜度。当斜度太大时， 虽然金属流动的流程短、 摩擦力较低， 但在挤压过程中的径向压力分量较大， 使挤压成型所需的轴向压力分力减少，这样既会增大挤压成型力， 又使金属的轴向流动比较困难， 从而造成挤压毛坯的 “镦粗” ， 使挤压成型难以继续进行。 斜度过小时， 金属的流动路程较长、 摩擦力很大， 也会造成挤压过程中的金属流动困难。 在该工艺中， 模芯的挤压过渡段斜度&为&(*+,-$+比较适宜。)(&(-齿形模芯的挤压段长度设计齿形模芯挤压段的长短对挤压后的齿形零件质量有一定的影响。齿形模芯挤压段的长度为)($,.($ /时最合适。若挤压段的长度0.($ /， 则金属流动时的摩擦力将大大增加， 流动困难， 挤压件的杆部容易弯曲失稳， 从而影响挤压的正常生产； 当挤压段的长度1)($ /时， 虽然金属流动容易， 成形力也很小， 但挤压成型的齿形部分容易扭曲变形。)(&()齿形模芯的顶出回程段设计齿形模芯的顶出回程段设计方法与挤压过渡段类似， 主要是选取合适的斜度。斜度太大时， 虽然金属流动的流程短、 摩擦力较低， 容易挤压成型， 但在顶出回程过程中由于导向段较短，容易造成挤压件的 “镦粗” ， 使挤压件难以顶出； 斜度过小时， 顶出的导向段较长， 挤压件顶出容易， 但是由于在挤压过程中金属的流动路程较长、 摩擦力很大， 使挤压过程难于正常进行。 在该工艺中， 模芯的顶出回程段斜度为)*+,!$+比较适宜。!#齿形模芯的加工齿形模芯材料采用高速钢2!34*56)7&或高铬钢56&347。材料必须经过充分锻造， 以使金属基体致密， 改善碳化物的不均匀性， 从而提高其工艺性和使用性能， 延长齿形模芯的使用寿命。 模芯经热处理后硬度为!$,!& 895。通常齿形模芯是非标准的特殊内齿形零件， 因而其内齿形的加工必须在专用的线切割加工机床上完成。 其加工工艺路线为： 下料!十字改锻!球化退火!粗车加工!淬火、回火!精车加工!线切割内齿形!抛光内齿形!去应力退火!检验。$冷挤压成型工艺试验$%冷挤压坯件的定位要实现稳定而顺利的挤压过程，可靠的坯件是十分重要的。花键挤压时， 除要保证上、 下模具的同轴度要求外，齿形模芯的齿根圆直径与冷挤压坯件（(-(: /） 杆部的间隙不能大于$(&$ /， 以保证坯件在齿形模芯内的良好定位。同时冷挤压坯件在上模内的定位长度应达到*$,* /， 以避免坯件在承受挤压力时发生弯曲变形。$&试验设备选取及试验调整对于图所示的长轴类花键轴，应选取成型速度较低的液压机。该工艺选取;-&%$型四柱液压机进行挤压加工。在挤压前必须进行一系列的调整工作，包括液压机的调试、 模架和模具安装及调整、 顶出行程的调整等。 模具的安装和调整正确与否， 将决定冷挤压能否顺利进行以及冷挤压件的弯曲程度。模具调整时必须保证上、 下模具具有很高的同轴度。$#工艺参数选取挤压工艺参数包括成型速度、 挤压时间、 挤压力和挤压行程等。 图所示花键轴的挤压工艺参数为： 材料 工艺 设备 -)!#年第$期!前言大多数电子控制系统故障可以直接利用发动机诊断仪读取故障码，并按照故障处理流程解决。然而， 线路故障 （如断路、 线路接触不良等） 往往无故障码显示， 一般很难做出准确判断。本文以!%款雅阁 （!& (） 车用发动机电子控制系统为例， 对发生线路故障 （如断路、 线路接触不良等） 的原因、 表现形式、 影响范围和检测方法进行了详细分析。线路断路和接触不良的原因及表现形式#!线路受热氧化因长期处在高温条件下， 发动机上的传感器 （如节气门位置传感器、 进气支管压力传感器、 发动机冷却液温度传感器、 曲轴位置传感器、 凸轮轴位置传感器、 进气温度传感器、 空燃比传感器、 副加热型氧传感器等） 触点容易被氧化， 生成)*+、,-!+%等氧化物，形成接触电阻；同时线束绝缘层也容易老化开成型速度为./0 1123、 挤压时间为0 3左右、 挤压压力为4/5. 67。 其挤压行程以零件所要求的花键段长度为准， 并采用刚性限位器进行限位。$结束语通过大批量生产实践表明，采用冷挤压成型工艺生产具有渐开线齿形的花键轴具有如下优势：8&花键挤压时的变形程度较小， 使冷挤压的模具寿命大幅度提高，而且齿形模芯的制造成本很低， 加工工艺简单。9&冷挤压的渐开线齿形花键饱满、 轮廓清晰、表面粗糙度低， 齿形精度较高， 齿形花键不需后续加工即能达到产品的设计要求。:&生产效率高， 可达到0 5/0 .件2班。参考文献0杨长顺&冷挤压工艺实践&北京： 国防工业出版社，04.&!朱震午&齿轮的少无切削加工&北京： 机械工业出版社，04$5&%柴家品&导向筒冷挤压工艺的探讨&模具通讯，04.!，（%）&伍太宾&摩托车超越离合器本体的精密锻造工艺研究&重型机械，!（%）&5伍太宾&轻型汽车燃油喷射系统分配凸轮盘的高效加工技术&汽车技术，!（）&（责任编辑文楫）修改稿收到日期为!#年%月0日。 使用 维修 发动机电控系统线路断路和接触不良故障分析戈秀龙（嘉兴职业技术学院）【摘要】 以!%款雅阁车用发动机电子控制系统电路为例， 分析了发生线路断路、 接触不良的原因， 重点介绍了易发生线路断路、 接触不良故障的部位及故障码的显示情况。结合故障实例进行分析， 针对无故障码显示的线路断路和接触不良故障， 提出了检测方法和维修方法。主题词： 发动机电控系统断路接触不良中图分类号： 文献标识码： 文章编号：0;%$%（!#）$;%5;5%&()*+ ,-.*/010 2 3&4+- 51&6(17 .-8 9:;&;+& 5-7.672 51&6(17 2 -=1-+ /07+:?ABC（D8EBC FGAH-33AB8 )A-C- AH I-:JBAACK）【,)07&.67】I86BC LJ- :G:?L AH -BCB- -:LGAB: :ABLGA 3K3L-1 AH !%3 M)+NO HAG -E81P-QLJ- :8?3-3 AH9GA6-B :G:?L 8BR 1PGAP-G :ABL8:L AH :G:?L 8G- 8B8KS-R B LJ3 P8P-GQLJ- PA3LAB AH 9GA6-B :G:?L、1PGAP-G :ABL8:LPA3LAB AH :G:?L 8BR LJ- R3P8K AH LGA?9- :AR- 8G- 18BK BLGAR?:-R&MB8KSBC LJGA?CJ LJ- LGA?9- -E81P-Q8BR P?LHAGT8GR LJ- 1-LJAR AH B3P-:LAB 8BR 18BL-B8B:- 8:AGRBC LA LJ- LGA?9- AH 9GA6-B :G:?L 8BR 1PGAP-G :ABL8:L AH:G:?L AH BA;LGA?9- :AR- R3P8K&?+/ &80：-=1-+A*+67&-16 6-7&* 0/07+:A3&4+- 61&6(17A9:;&;+& 6-7.67 &+0107.-6+2 61&6(17%525模具工业 2006年第 32卷第 6期锯 齿 状 内 齿 轴 套 冷 挤 压 模 设 计伍太宾( 重庆工商大学,重庆400067)摘要: 介绍了锯齿状内齿轴套的冷挤压成形新工艺, 着重介绍了一种结构简单、 调整方便的高精度冷挤压模具结构和齿形冲头的制造过程及模具材料的选择。关键词: 冷挤压; 锯齿状内齿;轴套; 模具结构中图分类号:TG375. 41文献标识码: B文章编号: 1001- 2168( 2006) 06- 0025- 04Design of cold extrusion die for axle sleeve with internal saw toothWU Tai_bin(ChongqingTechnologyand Business University, Chongqing400067, China)Abstract: New cold extrusion formingtechnique for axle sleeve with internal saw tooth was intro -duced. Not only was the study on the manufacturing process of tooth profile formed punch and highprecision cold extrusion dies with simple structure and adjustable mechanism, but also the selectionof die materials.Key words: cold extrusion; internal saw tooth; axle sleeve; die structure1引言锯齿状轴套广泛用于汽车、拖拉机、工程机械等机械装备的离合器、起动机构和超越离合器等机构中, 市场需求量很大。图 1所示轴套是某摩托车起动机构上的关键零件, 该零件为典型多台阶宽法兰轴类零件, 形状复杂, 精度要求高, 成形工艺性差, 尤其是锯齿状内齿的加工极其困难。图 1轴套零件简图该轴套常规加工工艺为热模锻后再切削加工,因内齿无法锻出, 只能采用插齿加工方法获得。插齿加工此种内齿轮不仅需要订制特殊形状的内齿轮插刀, 而且生产效率低, 工艺流程长, 生产成本高, 材料消耗大, 材料利用率仅 40%左右, 且难以进行大批量生产。为了提高材料利用率, 提高产品的合格率和生产效率, 降低生产成本, 现决定采用冷挤压加工方法加工锯齿状内齿。2冷挤压坯料形状与尺寸确定坯料形状与尺寸直接影响冷挤压加工时金属流动的均匀性、 变形难易程度和模具的使用寿命, 其确定原则如下:( 1) 图 1所示轴套是一种形状复杂的带轴法兰类零件, 因此坯料也应是带轴法兰类零件。( 2) 为了节约金属材料, 减少坯料的加工时间,可以用内齿部分的金属来成形一部分轴杆; 同时为了保证坯料能顺利放入冷挤压凹模型腔内并精确定位, 要求坯料的轴杆部分尺寸比冷挤压凹模相应部分的尺寸小 0. 10 0. 15mm。( 3) 为了减少变形力, 便于采用小吨位锻压设备和提高模具的使用寿命,要求坯料的法兰部分尺寸与冷挤压凹模相应部分尺寸相同, 以保证在冷挤压成形过程中不存在镦粗变形, 金属主要沿轴向流动,从而减少模具之间的接触面积。( 4) 为了保证冷挤压成形内齿的质量, 避免挤压件上端面存在/ 坡口0缺陷, 减少后续机械加工量, 要求坯料的上端面为一锥台面。综合以上因素,确定的冷挤压坯料形状尺寸如) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )收稿日期: 2005- 07- 22。作者简介: 伍太宾( 1967- ) , 男, 四川南充人, 副教授, 主要从事金属塑性成形理论、 工艺、 模具及设备等方面的研究工作, 地址:重庆市南岸四公里, 重庆工商大学机械工程学院。( 电话) 023-62768250, 13101252219。26模具工业 2006年第 32卷第 6期图 2所示。图 2冷挤压坯料3冷挤压工艺3. 1坯料的退火软化处理图 1所示轴套材料为 20CrMo, 要求表面渗碳淬火, 渗碳层厚 0. 3 0. 8mm, 表面硬度 50 56HRC,心部硬度 38 42HRC。为了减少挤压变形抗力, 必须对车加工后的坯料进行退火软化处理, 使其硬度控制在 125 145HB; 为防止坯料氧化脱碳, 将坯料装在具有内、外盖的铁箱内, 用砂子和铸铁屑密封后装入箱式电阻炉内退火, 退火加热温度( 820? 10)e , 保温时间为 6 8h, 随炉冷至 500 e 后空冷。3. 2表面润滑处理对坯料进行良好的润滑处理是获得表面质量良好、成形容易、充填饱满以及内齿轮表面粗糙度值小的冷挤压件的必要条件。本工艺采用磷化、皂化处理工艺对坯料进行表面处理, 处理过程为: 坯料在酸洗槽内进行酸洗 y流动的冷水槽内清洗 y具有碳酸钠溶液的中和槽内进行中和处理 y流动的冷水槽内清洗 y具有磷化液的磷化槽内进行磷化处理 y流动的热水槽内清洗 y具有溶融肥皂的皂化槽内进行皂化处理。坯料在冷挤压成形过程中还要在凸模工作部分涂 MoS2, 以保证冷挤压内齿轮的尺寸精度和表面粗糙度。3. 3工艺试验该冷挤压工艺是在 YX32 _315 型四柱液压机上进行的。为了精确控制压力机的滑块行程, 保证冷挤压内齿深度的稳定性, 在模架两旁的工作台上各安装了一个可以调节高度的刚性限位器。同时, 为了防止在挤压过程中不确定因素造成的压力过大对模具寿命特别是对齿形凸模使用寿命的影响, 本工艺中采用了通过控制压力机滑块行程来控制压力值的方法, 即挤压力达到某一定值后, 压力机滑块就自动回程。为了保证冷挤压成形的内齿形与外径的同轴度符合要求, 应首先紧固齿形凸模, 保证齿形凸模的位置不动, 然后再调整安放在下模座上的调整螺钉的长度, 以调整凹模的位置, 保证齿形凸模与凹模的同轴度在要求的范围内。4模具结构设计4. 1冷挤压模具结构模具总体结构合理与否, 直接影响冷挤压件的质量和模具的使用寿命。 本模具结构如图 3所示, 是一种下凹模可调式通用模架结构, 能快速、 方便地更换组合凹模、 凸模、 顶出器等零部件, 同时还可以快速、精确地调节凸模和凹模的同轴度。模具具有如下特性。图3冷挤压模具结构( 1) 齿形凸模具有加工经济性。 本模具采用组合凸模结构, 如图 4所示, 齿形凸模与齿形凸模套采用1. 下模板2. 导柱3. 导柱压盖4. 调节螺钉5. 下模座6. 凹模套7. 上模板8. 上模座板9. 导套10. 螺钉11. 上模垫板12. 齿形凸模套13. 上模外套14.定位销15. 导套压盖16. 螺钉17. 上模压板18. 齿形凸模19. 下模压板20.螺钉21. 凹模芯22. 下模垫板23. 定位销24. 推杆25. 推件器26. 螺钉27模具工业 2006年第 32卷第 6期热压配, 压配过盈量 0. 15 0. 2mm。这不仅使齿形凸模制造容易, 加工方便, 凸模更换方便, 还缩短了生产周期, 降低了制造成本, 而且也消除了模具尖角的应力集中, 使模具承载条件得到改善, 从而提高了凸模的使用寿命。图 4组合凸模结构( 2) 提高了凹模的承载能力。本模具采用预应力组合凹模, 冷挤压凹模与凹模套之间采用 1. 5b 的锥度冷压配,压配过盈量为 0. 25 0. 3mm,如图 5所示。既增强了凹模强度, 又缩小了凹模尺寸, 从而提高了模具寿命, 降低了模具材料消耗, 也便于后续的热处理及精加工。图 5预应力组合凹模结构( 3) 保证了冷挤压件内齿与外径的同轴度要求。为了保证冷挤压过程中齿形凸模与凹模的同轴度在 0 0. 10mm, 本模具在下模座上设计了 4个对称分布的调整螺栓, 可以在 X 轴和 Y 轴方向上调节凹模的位置, 因此可以方便地调节凸模和凹模的同轴度。4. 2齿形凸模结构设计为了获得高精度、高质量的内齿形, 提高凸模的使用寿命, 在设计齿形凸模时应考虑如下因素:( 1) 考虑材料的弹性变形以及冷挤压件的热胀冷缩, 对凸模工作部分的齿形角度及尺寸进行适当修正。( 2) 控制内齿形的锥度, 保证冷挤压内齿轮上、下锥度误差控制在许可范围内。凸模工作部分的挤压带不能太长, 且凸模朝挤压方向应带一后角, 以避免先成形的内齿出现变大的趋势。( 3) 防止凸模纵向开裂。将凸模工作端面设计成带一定锥度的锥面, 使凸模在冷挤压过程中不仅承受轴向力作用, 还承受径向力作用, 而这种径向力可以有效防止凸模的纵向开裂。( 4) 为了提高凸模的使用寿命, 防止凸模齿形部分的早期断裂, 应尽量减少冷挤压变形力和摩擦力,齿形凸模工作带以上部分应/ 消气0。4. 3齿形凸模材料的选择与加工齿形凸模的使用寿命除了与凸模的结构有关外, 还与凸模的材料及热处理方法有关。对于冷挤压的齿形凸模, 除了要求具有高强度、 高硬度和高耐磨性以外, 还需要有足够的韧性, 以保证齿形凸模具有较高的刚度、 小的弹性变形, 凸模工作部分的齿形不容易断裂。常用的高碳高铬冷作模具钢, 如 Cr12、 Cr12MoV等,当其热处理硬度达到 60HRC 左右时具有高强度、 高硬度和高耐磨性, 但其韧性较差, 采用这类模具材料制造的齿形凸模,使用寿命一般在 1 0001500件。图6齿形凸模W6Mo5Cr4V2高速钢是一种含钨量较少的高速钢, 碳化物颗粒细小, 分布较均匀, 当热处理硬度达到 60HRC 左右时不仅具有高强度、 高硬度和高耐磨性, 还具有良好的韧性, 完全能够满足齿形凸模的工作需要。采用这类模具材料制造的齿形凸模,使用寿命一般在 3000 5 000件。本工艺选择 W6Mo5Cr4V2 高速钢作为齿形凸模的材料, 齿形凸模制造工艺如下: 原材料改锻y球化退火y粗加工y热处理y平磨y线切割y精加工y消气处理y研磨抛光齿形 y去应力退火y与齿形凸模套热压配。4. 4预应力组合凹模的加工本模具凹模采用组合结构,凹模外镶一层预应28模具工业 2006年第 32卷第 6期力圈。 模芯材料 Cr12MoV, 预应力圈材料 45 钢, 采用1. 5b 锥度配磨后冷压入,利用预应力圈的残留应力给凹模以预紧力, 从而提高凹模的承载能力。同时凹模型腔各部分应圆滑过渡,以降低材料流动阻力, 便于材料的充填, 预应力组合凹模如图 7所示。图7预应力组合凹模5结束语采用冷挤压成形工艺生产的锯齿状内齿轴套精锻件如图 8所示,冷挤压的锯齿状内齿齿形饱满、 轮廓清晰、 尺寸精度高, 且无锥度存在, 冷挤压件外表面光洁、 尺寸一致性好, 机械加工余量很少,显著降低了后续机加工工作量, 缩短了生产周期。参考文献:图 8内齿轴套冷挤压件 1 贾俐俐. 挤压工艺及模具M . 北京:机械工业出版社,2004. 2 崔昆. 钢铁材料及有色金属材料M. 北京:机械工业出版社, 1985. 3 RAVI D, RAJIV S,SATISH K,SOMNATH G,SUBIR R.Computer aided approach for design and optimization ofcold forgingsequences for automotivepartsJ. Journal ofmaterials processing technology, 1994( 46): 185_198. 4 EKKEHARD D R, RICHARD K. Possibilities of warm extrusion in combination with cold extrusion J .Journal ofmaterials processing technology, 1992( 35): 451_465.7th INTERNATIONAL MULTIDISCIPLINARY CONFERENCE Baia Mare, Romania, May 17-18, 2007 ISSN-1224-3264 CONSEQUENCE OF COMPUTER SIMULATION FOR VERIFICATION OF CLOSED DIE CAVITY SHAPE Mria Kapustov MSc. Eng.,PhD., Miroslava Kolov MSc. Eng. Faculty of Materials Science and Technology, Institute of Production Technologies, Department of Forming Abstract: In present day the successful development and competitiveness of forges relates with feeding of simulation software into forgeds technical prepare of production. The staple offers to users for solving simulation of technological processes production relatively qualitative simulation software. The aim of the paper is focus on the importance of simulation software for material flow following in the cavity of die. The simulation proves to detect the possible mistakes of material flow, whose are reason of leads creation on forged. It is possible by adjusting of tool geometry to eliminate mistakes in preliminary phase of forged production, what presents production costs savings. Using of simulation software has big importance by successful development of new unconventional technologies in production praxis, because essentially reduces economical severity of proving processes in prepare phase of production. Key words: closed die forging, simulation, impression of die, wad shape 1. INTRODUCTION Computer technique in forming area allows to apply in all stages of production processes designing in forming, such also at production of forged pieces. The present market offers relative high quality simulation programs, what have wide application in verification of technological method accuracy. They become quickly integral member of design and all development process, because they provide in relatively short time to obtain optimal alternative of production and so to eliminate economically and time demanding experiments. The advantage of technological process simulation is realization of experiments out of real object, without real incidence to the production operations. 2. MERIT SIMULATION PROGRAMMS FOR DEVELOPMENT OF DIE FORGING WITHOUT FLASH In loading of precision die forging method into production praxis has big consequence computer simulation of technological process, which enables to understand forging process and plastic flow of material in die impression during its filling. So that are very quickly diagnostic mistakes of bad flow, or not filling places in die impression, whether big flash, what signalizes abnormal consumption of material. Simulation software allows to optimization dimensions of billet, shape of forging blank, whether final shape of tool impression and so eliminate mistakes in prepare phase of production. The merit of computer simulation for another development of precision die forging it is possible to summarize detection of defects reason in forged parts, obtaining important information about forging process, optimization of technological flow production of forged parts, reduction of expensive experiments and reduction of prepare production time. For process simulation of die forging were developed different simulation programs such DEFORM, FORM2D, QFORM3D, FORGE3, MSC.SuperForge, MSC.SuperForm and others, they use final element method (FEM), what is based on dividing of forming volume for finite final of simple geometrical shapes, eventually programs use finite volume method (FVM), where is calculated material flow by help of constant volume elements and there is not needed remeshing. The process of forging is highly non-linear, for forging process is typically big material transfer and therefore has FVM method application in 3D simulation of forging. 3. SHAPE AND PRODUCTION OF FORGED PIECE Required forged shape Wheel is obtained by closed die forging. Closed die forging appertains into advanced technology of forging, which make possible to produce forged parts with high precision of dimensions and surface quality1, 3. For round shape of die forged Wheel was suggested redundant material compensation method into internal flash. It is necessary to order bars with higher precision, eventually sizing them on own devices. At forging in closed die is required precision dividing of material. For dividing of material is suitable saw of type Individual 510.330 GA, what make possible higher quality of cutting shape. Round shape bars 65 is needed to cut for stock with weight batch 2,68 0,03kg, informative length of stock is 103 mm. For production of round shape forged was suggested forging press type LZK2500 and forging process consists of three stages: to heat billet on upper forging temperature 1150C 1200 C, upset billet into height 40mm, 324 to block the shape in blocking die impression, to finish forged shape in impression of closed die. Final shape of forged is possible to obtain after punching of wad, what represent technologically needed scrap. Neat weight of forged is 2,54 kg. Technological forging process of forged Wheel is in Fig.1. a b c Fig.1 Model of die forging WHEEL a shape of forged piece with wad and conical compensator, b forged piece after punching of wad, c shape of final forged piece 4. OPTIMIZATION OF IMPRESSION SHAPE OF DIE BY HELP OF SIMULATION SOFTWARE SUPERFORGE Optimization of impression shape was made by simulation software MSC.SuperForge, what in preliminary stage the simulation requires to define process of die forging, to insert model of tool, to choose material from database and forming machine, choice friction and temperature conditions for billet and tool. Output effect of this program is tracing all behavior of plastic material flow in die impression, deformation mesh in forming, color display of flow velocity of material, values of strains, values of stresses in forming material and contact presses of tool surface on the end of simulation and backward during all behavior of forging too 2. This software was used in forging simulation of die forged Wheel. After simulation upsetting of billet (Fig. 2), was follow Fig.2 Billet upsetting 325mainly setting of forged production simulation process: hot forging in closed die , choice of FVM method, insert 3D model, choice of machine: mechanical press LZK 2500, material of billet: DIN 1.7131, material of die: steel H13, billet temperature: 1150C, die temperature: 250C, friction coefficient: 0.25, Simulation of blocking of the shape in blocking die impression is in Fig.3., finished forged shape in impression of finishing closed die is in Fig. 4. Computer simulation provides to try different variants of finishing die impression modification and tracking of flow material in die impression.