转子锻造工艺及模具设计

　　液压泵转子是工程机械液压泵的核心零件，工作时，凸台部位不仅要传递较大扭矩，同时还要带动柱塞部件高速旋转，并受摩擦磨损。因此，凸台部位的强度和流线是否合理，直接影响到液压泵的工作寿命和使用性能。传统工艺是采用自由锻制的无台阶圆桶状毛坯加工而成，其缺点显现为：(1)凸台部位机械加工余量大，强度低，纤维流线有切断现象；(2)自由锻毛坯锻压比小(KL=1.5)，外形不规则(无模具保证)，不利于机械加工。

　　针对上述情况，结合摩擦压力机模锻成形的特点，提出液压泵转子毛坯“有台阶锻造”的镦挤成形新工艺。

　　1　转子毛坯“有台阶锻造”的镦挤成形工艺

　　毛坯的形状和尺寸设计是否合理，对其成形过程中全属流动、挤压件质量以及模具使用寿命有很大影响。我们设定的转子毛坯形状和尺寸。从其外形看，大头部分可采用镦粗成形，凸台部分可采用缩颈成形。从成形过程看，金属变形包括横向流动的镦粗变形和轴向流动的缩颈变形，且镦粗变形大于缩颈变形。为使凸台和圆角部分充满，镦挤时可采用反复的镦—拔结合进行锻造。

　　转子毛坯的锻造工艺为：下料→清理→加热→镦挤→拔长→加热→镦挤→拔长→加热→镦挤→热处理。镦挤时，将100×150 (mm)的棒料加热至1050～1200℃，放入组合模具型腔中进行镦挤。为使拔长阶段不产生折叠，前两次镦挤，上、下模不打靠，镦至坯料与型腔接触时为止，并利用余热拔长大头至100 mm。

　　2　模具设计

　　根据摩擦压力机顶料装置的特点，结合毛坯形状和工艺要求，设计出组合模具如图4所示。为了提高模具使用寿命，同时获得理想毛坯，设计时应从以下两点考虑：(1)凹模和凹模外套采用间隙配合，有利于模具的装配和更换；(2)凹模外套与下模座采用螺钉连接，并采用下模座凸台定位，以保证挤压件精度。

　　3　新工艺特点

　　(1)提高了毛坯质量和材料利用率。采用镦挤工艺，锻件质量好，尺寸精度高，可获得较理想的金属纤维流线和锻压比(KL总=3.8)，且每一件毛坯较传统自由锻毛坯节约原材料3.25kg，从而降低了零件的制造成本。

　　(2)模具使用寿命长，利用率高。采用组合模具，各部件热处理淬透性好，模具使用寿命高。更换不同凹模组件，即可进行同类型不同锻件的生产，大大提高模具的利用率。

　　4　结束语

　　实践证明，采用摩擦压力机对有凸台的回转类锻件进行镦挤成形，毛坯质量好，尺寸精度高，工艺方法可靠，模具形状简单，制造成本低，有利于批量生产。

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