特大型轴承锻件仿形辗扩工艺研究
仿形辗扩在中小型锻件生产中已经趋于一种常态化。但外径大于600mm特大型锻件的仿形加工一直是一大难题,目前生产中多以直筒锻件为主,导致后续车、磨加工费时费力,材料利用率也低。如果能够根据成品形状生产出仿形锻件,不仅可提高后续工序的生产效率,还可有效节省材料,降低生产成本。 随着社会发展与科技进步,市场越来越青睐于仿形锻件。掌握仿形工艺就等于拥有了竞争的王牌。锻造企业研究特大型锻件的仿形加工工艺已经势在必行。为抢占市场,我公司进行了多次工艺试验。 1. 工艺方案 以型号FCDP/ HV2P53S/01为例,其仿形类型为“内十字”仿形,如图1所示。 工艺路线如图2所示。 根据金属流动原理,仿形加工的关键就是毛坯的预仿形。由于仿形辗扩前无从获知其成形规律,工艺设计加大了锻造余量来保证成品尺寸。最终形成工艺方案为:5t锤制坯,D53K-4000扩孔机辗扩。 2. 技术难点 (1)毛坯预成形 仿形辗扩最终能否成形,主要靠仿形模具来保证。但如果直筒形毛坯只靠模具是不能加工出合格仿形锻件的。必须对在制坯过程中对毛坯进行预仿形。我公司通过Deform软件经过模拟试验,最终决定在制坯工步马扩环节进行预成形。将马扩马杆做成仿形马杆,如图3所示。 (2)金属锻造流线控制 轴承金属流线的露头增加了产品在使用过程中的磨损,是产品疲劳剥落的主要原因之一,如图4所示。 从图4中可看出直筒形锻件在内径成形车加工过程中,将金属流线车断,增加了流线露头的比例,最终降低了轴承使用寿命。仿形锻件金属流线的流向与工作面平行,车加工时金属流线不会全部断裂,在工作表面露头大幅减少,提高轴承使用寿命。 图1 “内十字”锻件仿形前后对比 图2 仿形辗扩工艺路线 图3 FCDP/HV2P53S/01成形马杆 3. 成果及效益 我公司2015年对多种形状外径600mm以上特大型锻件进行仿形加工,如表1所示。 从表1可以看出2015年共生产8个型号(见图5),1023件,节约材78.467t。材料费用按照元/t(电渣重熔钢价格)计算,节材费用约78.467万元,每个型号仿形模具费用2万元,8个型号共计16万元,实际节约费用为:=62.467万元,节材效益显著。 图4 “内沟形” 锻件仿形前后金属流线走向对比 图5 表1 2015年仿形辗扩型号及效益型 号原下料重/kg仿形后下料重/kg单件节材/kg生产数量/件节约材料/kg FD-240/530CA/ W33/01 322.1 269.7 52.4 39 2043.6 FD-240/600CA/ W33/01 439.2 364.4 74.8 521 .8 FD-240/630CA/ W33/01 514.3 420.3 94 212 FD-240/750/ W33/01 778 639 139 71 9869 FD—230/750CA/ W33/01 507.6 459.1 48.5 56 2716 FD-239/750CA/ W33/01 295.1 257.8 37.3 79 2946.7 A/YB/01 465.7 423 42.7 15 640.5 WXFCDP/ HV2P53S/01 387.4 342.3 45.1 30 1353总计——1023 .6 4. 结语 锻件仿形辗扩生产,是工艺上的一个突破,提高了材料利用率,流线更接近成品,提高了后序生产效率。产品的成功试制为公司积累了宝贵经验。对于该类产品其他尺寸段的工艺方法制订,仍需要不断探究。