提高DN1000管模锻造拔长效率的方法

模具工业2016年第42卷第6期55提高DN1000管模锻造拔长效率的方法郭卫东，胡振志，任增海，陈明，肜亮，于保宁，赵建华1冲信重工机械股份有限公司，河南洛阳471003；2河南省大型铸锻件工程技术研究中心，河南洛阳471003摘要针对DN1000拔长效率低的问题，分析了管模拔长成形机理，提出了在预拔长、出成品阶段分别采取不同进砧量、压下量的控制方法，并通过专用弧形砧、阶梯式压下量控制技术，提高了管模拔长效率，降低了制造成本关键词管模；拔长；压下量；锻造中图分类号TG2494文献标识码B文章编号10012168201606005504DOH1016787ENKI10012168DMI201606013METHODSFORIMPROVINGDRAWINGEFFICIENCYOFDN1000TUBESHEETGUOWEIDONG，HUZHENZHI，RENZENGHAL，CHENMING，RONGLIANG，YUBAONING。，ZHAOJIANHUA，1CITICHEAVYINDUSTRIESCO，LTD，LUOYANG，HENAN471003，CHINA；2HENANPROVINCEHEAVYCASTINGFORGINGENGINEENNGTECHNOLOGYCENTER，LUOYANG，HENAIL471003，CHINAABSTRACTINORDERTOIMPROVETHEDRAWINGEFFICIENCYOFTHEDN1000TUBESHEET，THEMECHANISMOFDRAWINGWASANALYZEDTHEMETHODTHATDIFFERENTFEEDVALUEANDPERCENTREDUCTIONSWEREPROPOSEDINPREDRAWINGSTAGEANDFMALFORGINGSTAGEATTHESAMETIME，THEKEYCONTROLLINGTECHNOLOGIESWITHTHESPECIALARCANVILANDSTEPPERCENTREDUCONWEREDEVELOPEDTOIMPROVETHEDRAWINGEFFICIENCYOFTUBESHEETKEYWORDSTUBESHEET；DRAWING；PERCENTREDUCTION；FEEDVALUE；FORGING1引言管模是离心铸管机的关键部件，是铸管行业中重要的成形模，其工作环境恶劣，承受高温铁水的冲刷，同时在使用过程中要求具有较高的拔管支数，旋转速度较高。DN1000管模锻件壁厚约120MILL，内径约60MM，长度约6500ME，属细长、薄壁、套类锻件，拔长过程中金属轴向流动困难、锻造火次多、生产成本高，且该口径管模生产批量大、市场需求量较高。基于此分析了锻造成形机理，提出了有效的锻造成形方法，解决了拔长效率较低的问题，降低了生产成本。2管模拔长成形机理分析DN1000管模锻件芯棒拨长时，坯料被上、下砧压缩的区域为变形区，左右两侧金属为外端，如图1所示。变形区域分为A、B两区，A区为直接受力区，收稿日期20160414。作者简介郭卫东1965一，男汉族，河南洛阳人，高级技师，主要从事大型铸锻件的生产工作。B区为间接受力区，B区受力与变形主要由A区引起。A区金属沿轴向流动时借助外端的作用拉着B区金属一道伸长；而A区金属沿切向流动时受到外端限制，因此芯轴拔长时外端对金属流动具有重要作用。外端对A区金属切向流动的限制越强，越有利于变形区金属的轴向伸长，反之，则不利于变形区金属的轴向流动。，、一一图L管模类锻件拔长示意图目前生产的DN1000管模锻件相对壁厚TD，T为管模壁厚；D为内孔直径小于O15，在大型自由56模具_T,_LK2016年第42卷第6期锻领域属于典型的薄壁套类锻件TD05，TD值越小，芯轴拔长时外端对金属切向流动的限制力越弱，拔长效率越低，越不利于变形区金属轴向伸长，必然增加锻造火次和动能消耗。3管模拔长过程控制基于DN1000管模锻件芯棒拔长成形机理，提出了提高管模拔长效率的方法，包括预拔长控制、出成品控制和专用弧形砧控制等。31预拔长控制方法DN1OO0管模预拔长时坯料壁厚T变化范围190400MM，TD比值02“043，预拔长阶段坯料尺寸变化如图2所示，在该阶段拔长时坯料壁厚相对较厚，相对壁厚比值较大，外端对金属切向流动的限制较强，切向金属流动阻力较大，有利于变形区金属的轴向流动，因此预拔长时应采用大进砧量、大压下量的方法进行拔长，提高拔长效率。A制坯B预拔图2预拔长阶段坯料尺寸变化示意图生产过程中预拔长阶段采用较大进砧量和压下量时不仅增加了锤头与坯料的轴向接触面积，减少了排砧布砧次数，增加了每火次的拔长趟数，提高了拔长效率，而且对锻件压实效果好，内部质量高。但是进砧量、压下量过大反过来限制了金属的轴向流动，坯料表面极易出现撕裂纹。综合上述分析和实际生产实践，DN1000管模预拔长时采用上平下V砧工装、进砧量800MM、压下量100MM进行控制时，生产效率和锻件内部质量较高。32出成品阶段控制方法DN1000管模出成品阶段坯料壁厚已经很薄，而且随着拔长的进行，相对壁厚越来越小TD019，外端对金属切向流动限制愈来愈弱，轴向金属流动阻力越来越大，因此在出成品阶段应采用小进砧量和小压下量的方法进行拔长。由于出成品阶段采用小进砧量和小压下量时，锤头与坯料接触面积较小，根据最小阻力定律可知，轴向接触面积越小，越有利于金属的轴向流动，一定程度上避免了因出成品阶段相对壁厚较小，外端对金属切向流动限制较弱的问题。但是进砧量和压下量过小必然增加排砧布砧次数和拔长趟数，也不利于提高锻件拔长效率。综合上述分析和多年生产经验，DN1000管模出成品阶段采用上平下V砧工装、进砧量600MM、压下量50MM进行控制时，利于锻件拔长，生产效率较高。33弧形砧控制方法DN1000管模拔长时金属坯料主要是纵、横向金属流动的问题，如何限制金属切向流动、促使金属轴向流动是提高拔长效率的关键，基于此开发出弧形砧工装。弧形砧工装如图3所示，不仅很好地限制了金属切向流动、减少了锻造火次，而且锻件表面质量好、内外圆尺寸更加可控。图3弧形砧工装示意图拔长控制点拔长过程中着力避免芯棒“抱死”问题，坚持从两端往中间拔长原则，在拔长过程中适时窜动芯棒，芯棒要及时过水降温，拔长进砧量、压下量、旋转角度90。要均一，并按照工艺设定参数进行控制。34阶梯式压下量控制方法由于企业钢锭系列制约和节能降本的需要，DN1000管模所用钢锭利用率相对较高，在拔长出成品时经常存在外圆尺寸已到工艺尺寸而长度仍然不能满足成品尺寸要求的情况，考虑到管模使用工况和金属材料分布情况，提出阶梯式压下量控制方法。阶梯式压下量控制方法是指在出成品时同一58模具工业2016年第42卷第6期转角类空心铝型材挤压模设计邓汝荣，韦锦辉，黄雪梅广州科技职业技术学院，广东广州510550摘要分析了转角类铝型材的结构特点，通过实际案例介绍了转角类铝型材挤压模关键参数的优化设计及降低挤压力的模具结构参数选择，经生产实际证明，比传统设计的模具挤压成型要稳定而且模具使用寿命长。关键词铝型材；挤压模；分流桥；工艺56；入料端面中图分类号TG386；TP39175文献标识码B文章编号10012168201606005804DOHL016787JCNKI10012168DMI201606014DESIGNOFEXTRUSIONDIEFORTHECORNERHOLLOWALPROFILEDENGRURONG，WEIJINHUI，HUANGXUEMEIGUANGZHOUVOCATIONALCOLLEGEOFSCIENCEANDTECHNOLOGY，GUANGZHOU，GUANGDONG510550，CHINAABSTRACTTHESTRUCTURALCHARACTERISTICSOFCORNERA1PROFILEWEREANALYZEDTHROUGHTHEACTUALEXAMPLES，THEOPTIMALDESIGNFORTHEKEYPARAMETERSOFTHEEXTRUSIONDIEFORTHECORNERA1一PROFILEWASPRESENTED，INCLUDINGTHEPARAMETERSCHOICEOFTHEDIESTRUCTURETOREDUCETHEEXTRUSIONPRESSURETHEPRODUCTIONPRACTICEPROVEDTHATTHEDIEWASMORESTABLEANDTHESERVICELIFEWASLONGERTHANTHETRADITIONALEXTRUSIONDIEKEYWORDSA1一PROFILE；EXTRUSIONDIE；SPLITFLOWBRIDGES；PROCESSHOLE；ENDPLANEOFFEEDING1引言铝型材生产过程中模具是关键因素，模具是实现挤压生产的基础和重要保证，对实现整个挤压过程有着十分重要的意义。模具不仅是保证产品成型具有正确形状尺寸和精度的重要工具，也影响着生产的成本和效率。在民用建筑铝型材产品中，转角类型材是常见的一类，其挤压生产过程中的主要问题是成型难度大和模具容易发生桥裂，造成过早收稿日期20160322。基金项目2016年广东大学生科技创新培育专项资金项目“攀登计划”专项资金，PDJH2016B0865；广东省高等职业技术教育研究会2015年一般课题项目GDGZ15Y084。作者简介邓汝荣1964一，男汉族，广东南雄人，高级工程师，主要研究方向为铝型材挤压模设计与制造。失效而导致模具使用寿命短。现通过典型实例，介绍该类型材的模具在设计过程中的参数优化。2型材断面分析图1所示为典型的转角型材，此型材断面整体呈方形结构，具有一定的对称性，型材外形轮廓上有实心部位，空心部分的面积很大，且有较长的圆弧部位。由上述型材特点可知，在挤压过程中，由于型材空心的面积较大，即模芯的面积较大，模具零件的受压面积就大，承受的压力就大，在模具设计中，如何降低挤压力，保证和提高