抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法技术

一种抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法，(1)预锻过程中链轨节锻件套孔端拍扁后的坯料端面处材料挤出至飞边槽中；(2)预锻过程中链轨节锻件套孔的预成形结构由平底连皮改为扁圆台形。该方法在成形过程中使坯料端面位置的材料全部挤入至模具分模面的飞边槽中，从而消除了因端面质量问题导致的链轨节锻件套孔端表面折叠缺陷，将套孔的预成形结构由平底连皮改为扁圆台形，该预成形的扁圆台结构尺寸确保了终锻成形过程中锻件充填完好且无表面质量问题，有效提高链轨节锻件的锻造成形质量，提高了生产效率及材料利用率，降低了生产成本。降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法


[0001]本专利技术涉及一种用于抑制链轨节预锻过程中产生的锻件折叠缺陷的方法，属于链轨节锻造


技术介绍

[0002]模锻因其具有材料利用率高、机加工余量小、生产效率高、锻件内部组织致密及性能稳定等特点而被广泛应用于大批量零件尤其是高性能复杂结构零件的生产制造中。锻件在模锻过程中常出现一些缺陷，例如刮伤、裂纹、填充不足及折叠等。其中折叠缺陷是变形过程中因材料流动不合理而使表层金属发生回流或汇流并在锻件表面汇聚形成的具有一定深度的夹层。若折叠缺陷较浅且位于锻件机加工表面，可在余量加工中去除掉；若位于非加工表面，可人工进行挖除；若折叠缺陷深度较深，则锻件报废。
[0003]对于热模锻压力机上锻造成形，由于设备行程固定，每个工步变形都在一次行程中完成，因此，热模锻压力机上模锻时材料流动较为激烈，带来模具磨损较为严重。为降低终锻成形模具磨损程度进而提高终锻模具寿命，在热模锻压力机上模锻通常都增设预锻成形工步。为提高终锻成形模具寿命而设计的预锻模具型腔结构，一般与终锻模具结构主体形状和尺寸相一致，仅对型腔中部分圆角尺寸进行增大调整。
[0004]链轨节是组合式履带总成中连接销轴与销套的重要零部件之一，其几何形状较为复杂，整体样式为四孔框型结构，如图1所示，(a)是链轨节整体视图，(b)是中轴线截面图。链轨节在长度方向上从左至右分布一个套孔1、两个方形孔(2、3)和一个轴孔4，均在预锻及终锻两工步留有冲孔连皮，套孔1与轴孔4中心连线为链轨节的中轴线。相邻两个链轨节彼此重叠连接使用，导致套孔1和轴孔4沿长度方向不在相同的水平面上，即呈现出从左至右折线分布并且存在局部高肋结构。
[0005]某型号链轨节锻件经制坯、预锻和终锻三工步成形后在套孔端外缘上下表面区域出现较高比例的折叠缺陷，如图2所示，(a)为套孔1端表面有折叠缺陷的锻件，(b)为对有折叠缺陷锻件的探伤，(c)为锻件折叠缺陷处切块的断面形貌，(d)为锻件折叠缺陷处切块的断面局部形貌。采用剖切热蚀实验，通过金属流线分布及数值模拟中质点流动追踪分析，明确了缺陷部位材料的来源及缺陷产生的缘由，即链轨节套孔端表面折叠缺陷是初始圆棒坯剪切下料端面质量缺陷滞留及坯料圆周边缘回流所致。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对链轨节在锻造过程中由于坯料端面质量缺陷及端面边缘回流导致的套孔端表面出现折叠缺陷的问题，提出一种抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法，该方法通过在成形过程中使坯料端面位置的材料全部挤入至模具分模面的飞边槽中，从而消除因端面质量问题导致的链轨节锻件套孔端表面折叠缺陷。
[0007]本专利技术的抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法，是：
[0008](1)预锻过程中链轨节锻件套孔端拍扁后的坯料端面处材料挤出至飞边槽中；
[0009](2)预锻过程中链轨节锻件套孔的预成形结构由平底连皮改为扁圆台形。
[0010]所述(1)中坯料端面处材料挤出至飞边槽中的具体过程是；
[0011]当制坯工步坯料的轴向伸长量已达到极限值后，使原预锻模具套孔端模膛的外壁围绕套孔中心向内收缩，缩距量(最大收缩距离)能够确保预锻初期模具套孔型腔外壁将拍扁后的坯料端面处材料挤出至飞边槽中。所述缩距量不小于链轨节锻件套孔半径的15％。
[0012]所述(2)中扁圆台的下底直径D
x
为链轨节锻件套孔的孔径，扁圆台上底直径D
s
为套孔直径(下底直径D
x
)的1/5～1/6，扁圆台的高度H为该扁圆台预成形结构的深度，扁圆台上底的位置为原来平底连皮结构的深度位置。
[0013]本专利技术的方法，在成形过程中使坯料端面位置的材料全部挤入至模具分模面的飞边槽中，从而消除了因端面质量问题导致的链轨节锻件套孔端表面折叠缺陷，将套孔的预成形结构由平底连皮改为扁圆台形，该预成形的扁圆台结构尺寸确保了终锻成形过程中锻件充填完好且无表面质量问题，有效提高链轨节锻件的锻造成形质量，提高了生产效率及材料利用率，降低了生产成本。
附图说明
[0014]图1是链轨节锻件的基本结构示意图；(a)是主视图，(b)是中轴线剖视图。
[0015]图2是某型号链轨节锻件折叠缺陷图。(a)为套孔端表面有折叠缺陷的锻件图，(b)为套孔端表面有折叠缺陷锻件的探伤图，(c)为锻件折叠缺陷处切块的断面形貌图，(d)为锻件折叠缺陷处切块的断面局部形貌图。
[0016]图3是本专利技术预锻模具套孔端型腔外壁向内缩距示意图。
[0017]图4是本专利技术预锻模具套孔的扁圆台预成形结构示意图。
[0018]图5是预锻模膛及其套孔端结构尺寸示意图。(a)为预锻模膛及其套孔端结构图，(b) 为(a)中A
‑
A的剖面图。
[0019]图6是坯料端面质点模锻过程中追踪结果图。(a)为A组追踪结果图，(b)为B组追踪结果图，(c)为C组追踪结果图，(d)为D组追踪结果图。
[0020]图7是预锻模具套孔端模膛外壁不同缩距后终锻填充图。(a)为A组终锻锻件填充情况， (b)为B组终锻锻件填充情况，(c)为C组终锻锻件填充情况，(d)为D组终锻锻件填充情况。
[0021]图8是缩距后的预成形模具的结构图。(a)是缩距后的预成形模具的深度H＝11.8mm扁圆台结构图，(b)为(a)中A
‑
A的剖面图；(c)是缩距后的预成形模具的深度H＝6.8mm较浅扁圆台结构图，(d)为(c)中A
‑
A的剖面图。
[0022]图9是采用不同预成形扁圆台深度值时的终锻成形过程模拟结果图。(a)是预成形扁圆台深度H＝11.8mm时的模拟结果，(b)是预成形扁圆台深度H＝6.8mm时的模拟结果。
[0023]图10是浅压痕缺陷形成模拟结果图。(a)是出现浅压痕的套孔表面形貌图，(b)是出现浅压痕的套孔截面图，即为(a)图上部的截面从正面看，看出来浅压痕的深度(圈起来的部分)。
[0024]图11是图8两种不同预成形扁圆台深度的模具试验获得的锻件。(a)为图8(c)预成形结构模具试验得到的表面存在压痕的锻件，(b)为图8(a)由本专利技术第一专利技术点和第二专利技术点所加工的模具试验得到的质量完好的锻件。
具体实施方式
[0025]本专利技术抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法，是在预锻变形时使链轨节预锻模具套孔端模膛外壁在上模下压前期即可较早接触到坯料前端的上表面位置，以便在成形过程中可以使坯料端面位置的材料全部挤入至模具分模面的飞边槽中，从而消除因端面质量问题导致的链轨节锻件套孔端表面折叠缺陷。
[0026]主要包括以下两个专利技术点：第一专利技术点是套孔端模具型腔外壁向内收缩一定的距离，其最大收缩量应确保预锻成形过程中坯料端面缺陷被挤出至飞边槽中；第二专利技术点是将原套孔处冲孔成形的平底连皮改为扁圆台预成形结构，该预成形的扁圆台结构尺寸应确保终锻成形过程中锻件充填完好且无表面质量问题。
[0027]本专利技术抑制链轨节锻件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法，其特征是：(1)预锻过程中链轨节锻件套孔端拍扁后的坯料端面处材料挤出至飞边槽中；(2)预锻过程中链轨节锻件套孔的预成形结构由平底连皮改为扁圆台形。2.根据权利要求1所述抑制链轨节锻件折叠缺陷的预锻方法，其特征是：所述坯料端面处材料挤出至飞边槽中的具体过程是；当制坯工步坯料的轴向伸长量已达到极限值后，使原预锻模具套孔端模膛的外壁围绕套孔中心向内收缩，缩距量能够确保预锻初期模具套孔型腔外壁将拍扁后的坯料端面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王广春，葛喜庆，于华泽，吴涛，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：