變壁厚傘形件溫?cái)D成形用高壽命模具研究.pdf

1、引信體是彈箭的關(guān)重件之一，是典型的變壁厚傘形零件。目前主要生產(chǎn)工藝仍然停留在依靠棒料或管料的切削加工來(lái)實(shí)現(xiàn)零件的壁厚變化，落后的生產(chǎn)工藝存在著材料利用率低、生產(chǎn)效率低、制件性能低，生產(chǎn)成本高的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。為了解決此類(lèi)零件生產(chǎn)工藝落后的問(wèn)題，本文根據(jù)引信體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及材料特性，研發(fā)了變壁厚傘形件的溫?cái)D成形模具，通過(guò)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，降低了成形力，實(shí)現(xiàn)了引信體的一次擠壓成形，使材料利用率從17％提高至45%，生產(chǎn)效率提高了1倍以上，

2、制件內(nèi)部組織均勻，性能得到提升。通過(guò)溫?cái)D成形方式制備變壁厚傘形件毛坯，不僅可以解決機(jī)械加工中“三低一高”的問(wèn)題，而且可以實(shí)現(xiàn)清潔、文明、自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)意義重大。但凸模的使用壽命僅為2000—3000件，增加了模具成本，降低了生產(chǎn)效率，成為限制此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用推廣的主要障礙。
　　本文結(jié)合試生產(chǎn)中凸模出現(xiàn)的過(guò)早失效問(wèn)題，通過(guò)分析確定了凸模失效的主要形式包括：剪切斷裂和磨損失效。
　　剪切斷裂發(fā)生于工作帶附近，主要由于成形

3、過(guò)程中的應(yīng)力集中現(xiàn)象和毛坯壁厚差過(guò)大造成的彎矩引起。通過(guò)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)降低應(yīng)力集中現(xiàn)象；結(jié)合模具材料高溫力學(xué)性能和模擬仿真技術(shù)，提出了鍛件壁厚差的計(jì)算方法，確定了毛坯壁厚差安全范圍為±1mm。分析磨損失效的模具后發(fā)現(xiàn)了不同于傳統(tǒng)磨損機(jī)理的高溫磨粒磨損現(xiàn)象，根據(jù)磨損發(fā)生和發(fā)展機(jī)理，找到了主要影響因素是模具溫度升高和硬度下降，提出了緩解磨損的主要方法：降溫、潤(rùn)滑和模具表面處理。
　　應(yīng)用水基石墨潤(rùn)滑劑的定量噴涂可以實(shí)現(xiàn)模具的降溫與潤(rùn)滑，

4、需要確定毛坯與模具間的熱量傳遞關(guān)系。建立了具有摩擦熱和塑性變形熱雙內(nèi)熱源的一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱模型，可以準(zhǔn)確計(jì)算成形過(guò)程中的熱量傳遞。本文計(jì)算得出單次成形過(guò)程中模具吸收熱量為△Q=158787.85J，以此確定了合理的潤(rùn)滑劑噴涂量實(shí)現(xiàn)模具的降溫與潤(rùn)滑。
　　提高模具表面硬度是減緩高溫磨粒磨損形成的重要手段。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定H13熱作模具鋼激光熔凝處理的最佳工藝，經(jīng)過(guò)激光熔凝處理的模具表面硬度提高5—7HRC，可以有效抵抗氧化皮劃傷，減緩高溫