问题提出

 

　　对于单件小批量生产的产品，由于产品多样性，在锻件生产过程中，应用了大量专用工装模具，而其中占比例最大的是法兰类，这些专用模具使用率很低，一般对应的零件每台只有1件，增加了产品成本。在不降低材料利用率，保证锻件性能的前提下，如何避免大量使用专用模具或提高模具使用率，使产品成本降低，通过对法兰类零件成形特点的研究，找出了既不增加法兰类锻件余块，又能避免大量使用专用模具的方法：法兰类零件通用漏盘上自由成形法。

 

法兰类零件的成形研究

　　法兰类零件分为空心法兰和实心法兰，下面将法兰在通用漏盘上自由成形分别予以研究。
 实心法兰模具成形

 

　　实心法兰的通用漏盘成形就是根据法兰特点选用与之相应的通用漏盘，在通用漏盘上自由成形凸缘部分。根据下料毛坯特点，分为3类：局部镦粗成形、镦挤成形、拔长—镦粗成形。

 

　　（1）局部镦粗成形 以法兰凸台直径为下料直径，将料插入漏盘孔直接镦粗形成法兰凸缘部分，凸台部分不参与变形。

 

　　凸缘部分由坯料直接镦粗而成，故凸缘部分下料长度应满足镦粗条件，高径比不大于2.5，即H2/d≤2.5，根据体积不变原理则有 (D2H)/d3≤2.5，即(D/d)2(H/d) ≤2.5，该式即为法兰件漏盘上局部镦粗条件。漏盘上局部镦粗成形法兰，只需选择内孔直径与法兰凸台直径相同的漏盘，漏盘厚度只要不小于凸台高度即可。而漏盘外径只要不小于法兰凸缘直径。同时，由于凸缘部分自由镦粗，不用考虑角部充满问题。

 

（2）镦挤成形 在凸缘部分镦粗成形的同时，一部分金属挤入模孔形成凸台。

　　要想增大挤入体积，必须增大DX，在h、d不变时，增大D减小H可以增大DX，同时增大 、减小 也可以增大DX。

　　自由镦挤的力学状态比较复杂，现行计算方法还很难确定其适用范围，目前仅能以实验粗略作出其适用范围。注意事项：①镦挤毛坯选择。依据实践经验一般选取：毛坯高度H0/d=1.5~3或毛坯直径D0≥(1.2~1.5)d，D0太小时，DX接近D0，镦粗区只有一薄金属往外流，这样坯料底面易行成蘑菇形，最终形成夹层。②圆角半径R。漏盘的圆角半径R太大，则d+2R>D0时，坯料放不稳易放偏，同时圆角外镦粗层金属较薄，易弯曲上流形成夹层，故R≤(0.05~0.15)d在3~10mm之间。R太小易损伤锻件。③漏盘内孔斜度。斜度大成形后出模容易，但主要问题是凸台充满，一般凸台不易充满，为便于充满，尽量使模壁不带斜度。为保证锻件尺寸选用漏盘时应有一定余量，即H漏盘=h+2~5mm。

　　（3）拔长—镦粗成形 对于不符合局部镦粗条件，而凸缘厚大，凸台细长件，镦挤又不能挤到凸台高度，则采用凸台拔长，凸缘镦粗工艺。

　　采用此工艺时，凸缘仍需满足镦粗条件，而凸台则应满足拔长条件，即凸台部分体积（ /4）D2L应满足拔长分段长度大于1/3坯料直径，即L坯/D坯≥1/3。拔长后放入模具完全同局部镦粗工艺成形过程。

实心法兰成形范围曲线绘制

 

　　由曲线可看出，这3种工艺相互补充，当达到一种成形极限时， 恰好符合另一种方法。在临界状态要注意分析选用。

 

空心法兰通用漏盘成形分析及制坯尺寸确定

 

　　空心法兰也可以用通用模具成形，现主要漏盘成形的问题。空心法兰漏盘成形就是在漏盘上制定实心毛坯，出模，冲孔，成为空心法兰。主要问题是制坯尺寸的确定，制坯工艺已转化为实心法兰成形。