本文摘要：摘要:介绍了大型锻造操作机钳杆轴锻件制造工艺，着重对比三种锻造方式，最终确定了整体仿形锻造方案，成功制造出了该钳杆轴锻件。 关键词:大型锻造操作机;钳杆轴;整体仿形 本次生产的钳杆轴锻件是某厂大型锻造操作机中的关键零部件，在操作机中主要带动夹钳
摘要:介绍了大型锻造操作机钳杆轴锻件制造工艺，着重对比三种锻造方式，最终确定了整体仿形锻造方案，成功制造出了该钳杆轴锻件。
关键词:大型锻造操作机;钳杆轴;整体仿形
本次生产的钳杆轴锻件是某厂大型锻造操作机中的关键零部件，在操作机中主要带动夹钳做平移、旋转等运动，是设备中的主要承力部件，质量要求较高。同时本次生产的钳杆轴法兰直径超大，达到了2600mm，同时内部带有两个台阶孔，且最小孔的直径仅有330mm，也给制造带来较大的难度。本文主要对钳杆轴的冶炼、锻造、热处理工艺进行了研究，根据锻件结构特点和质量要求，着重开展了仿形锻造的细致工艺研究，生产出尺寸满足图纸要求、超声检测合格、性能指标满足规范要求的锻件。
1制造技术要求
本次生产的钳杆轴材质为30Cr2Ni2Mo，锻件按照用户标准验收，其主要技术要求为:(1)成品化学分析结果应符合规定;(2)在工件二分之一壁厚处取样，且力学性能指标应符合表2规定;(3)超声检测要求应符合JB/T5000.15—2007中Ⅲ级要求。
2制造流程
主要生产流程为:冶炼、浇注→锻造→锻后热处理→粗加工→超声检测→性能热处理→性能检验→半精加工→无损检测→精加工。其中由于钳杆轴结构尺寸的特殊性，首先需要对冶炼、锻造、热处理工序综合考量，以达到协调配合，其次锻造工序能否实现仿形成形也显得尤为重要。
3制造工艺方案
3.1炼钢
冶炼过程主要有电弧炉冶炼、钢包炉精炼、真空浇注三个步骤，具体工艺为:(1)选用优质生铁和成分明确的废钢在电弧炉中熔化、对C、P等元素过氧化，然后将钢水与钢渣分离;(2)将钢水转入精炼包中，进一步去除氧化渣，并防止回磷;(3)精炼包在一定真空度的条件下冶炼钢水，并调整还原渣以及钢水的温度与成分;(4)进行真空浇注。
3.2锻造
结合钳杆轴的结构特点和制造难点，本产品的制造方案主要以整体仿形锻造方案为基础展开。
3.2.1确定锻造方案
考虑的锻件成形方式主要有以下三种[1]:(1)分体锻造后，组焊成整体;(2)冲台阶孔后专用芯棒拔长;(3)整体仿形收口锻造。对于本产品，使用以上三种方式进行锻造成形各有利弊，故需结合产品的结构特点选定一种合适的成形方式。
3.2.1.1分段成形后组焊
将工件拆分为两个孔型件单独锻造，然后组焊成整体。此种方式非常省料，但是组焊后的焊缝强度难以保证，同时结合30Cr2Ni2Mo的化学成分以及低碳调质的低合金高强度钢的碳当量公式[2]:Ceq=C+Si24+Mn6+Ni40+Cr5+Mo4+V14(%)若材料成分按标准要求的平均值控制，可得该材料的碳当量Ceq≈0.95%，远大于0.5%，此时材料焊接时裂纹倾向性较大，焊接性能较差。
3.2.1.2冲台阶孔后专用芯棒拔长成形
冲台阶孔即为一面冲大孔、反面冲小孔，然后利用台阶芯棒拔长成形，此种方式对于法兰直径较小，台阶孔直径差异不大的锻件成形时优势较为明显。但对于大规格的钳杆轴锻件而言，冲台阶孔时易偏心，同时，芯棒拔长过程中操作难度较大，坯料有倾倒的风险。
3.2.1.3收口锻造
即坯料预制大直径通孔，并在收口部位预留较大的外径尺寸，然后对收口部位进行拔长，同时缩小孔径的一种成形方式。此种方式镦粗后预制通孔直径较大，可以有效去除钢锭心部冶金缺陷，同时，拔长时芯棒穿入内孔长度较长，降低了操作难度。但此种方式的收口部位直径预留量没有具体的公式可依。
另外，在收口的过程中需准确控制变形量和变形均匀性，否则极易产生裂纹与折叠，导致小孔端内孔不能满足加工要求。综合上述三种方案的利弊，并结合产品质量要求及我公司现场的工装辅具情况，最终确定使用收口锻造的方式进行成形。
3.2.2制定工艺参数
该钳杆轴成形的主要步骤为:镦粗冲孔→制坯→收口成形。通过对锻件粗加工图的分析，成形时将锻件内孔原有的双台阶简化为单台阶。为避免收口后小孔内端面产生裂纹、折叠缺陷，将小孔的锻造尺寸确定为250mm，通过数值模拟确定收口直径和收口部位坯料的尺寸。利用数值模拟技术，分别对D=3000mm、d=1000mm，D=3000mm、d=850mm及D=2800mm、d=850mm三种坯料的收口成形进行了模拟分析，采用方案(b)收口得到的小孔直径小且均匀。故选用方案(b)的坯料进行收口较为合适。
3.3热处理
由于工件尺寸较大，锻后考虑了充分的去氢时间，防止氢元素聚集带来的质量问题，并通过一次正火+回火处理，改善组织并细化晶粒。性能热处理阶段，采用了调质处理，且淬火过程使用水淬油冷的方法。
4钳杆轴的制造过程
我公司通过对冶炼、锻造和热处理工艺精确把控，获得了满足工艺要求的中间坯料，并成功制造出该钳杆轴锻件，虽然锻造过程中出现了轻微折叠的情况，但可通过加工去除，尺寸合格，且按照JB/T5000.15的Ⅲ级标准超声检测验收合格，力学性能指标也完全满足标准要求。
5结论
(1)钳杆轴锻件冶炼工艺主要有电弧炉冶炼、钢包炉精炼、真空浇注三个步骤。
(2)台阶孔锻件可以通过多种方式进行锻造成形，但具体选用哪一种方式需根据锻件的材质、结构及质量要求等进行综合考虑。
(3)采用收口锻造成形时，锻件图要根据锻件实际情况进行设计，同时借助数值模拟软件辅助确定收口前中间坯的结构尺寸。
(4)收口过程中，应控制压下量均匀以降低折叠缺陷风险。
(5)通过合理的热处理参数，得到力学性能合格的产品。
参考文献
[1]张成霞，田志权.台阶孔缸体锻造的新工艺[J].大型铸锻件，2009(3):18-19.
[2]钟玉，曹天兰，梁刚，等.30Cr2Ni4MoV、20Cr2NiMo和Cr2Ni2MoV材料的焊接性研究[J].东方汽轮机，2012(4):27-32.
[3]徐茂东，赵晓华.缸体锻件台阶孔锻造[J].大型铸锻件，2007(2):31-33.
机械制造论文范文：制造业论文微纳米制造技术的热压成型机
摘要：微热压成型法是高效批量的精密微纳米结构制造方法之一，对设备要求相对简单、操作方便，生产成本也相对低廉。依据微纳米制造热压成型工作原理，提出基于聚合物微纳米制造的热压成型机设计思路，并采用PID控制技术，以解决热压成型过程中的温度、时间、压力及脱模等关键技术和参数的控制问题，以实现精准、快速、有效的控制是，达成微纳米制造技术的量产目标。
转载请注明来自发表学术论文网：http://www.fbxslw.com/jzlw/20042.html
