宋银生

(江苏大洋精锻有限公司，江苏 盐城224100）

截齿是采掘机械切割煤和岩石的刀具，主要由合金结构钢的齿体和焊接在齿体头部的硬质合金组成，工作时承受载荷较大且不均匀，极易发生折断[1，2]。采用冷锻成形，金属内部的晶粒均匀细小，流线得以保留，利于提高锻件的强度[3]，可以有效提高截齿的寿命，改善采掘机械的生产效率。花瓣形截齿主要采用温锻成形工艺或多道分步冷锻成形工艺，制造周期较长，成本较高。本文以凹筋和凸筋两种花瓣形截齿为例，通过有限元模拟分析凹筋形花瓣截齿的分步锻造成形工艺和凸筋形花瓣截齿一次锻造成形工艺，设计出合理的冷锻模具结构，完成批量生产。

1 选材及成形工艺

图1a所示为凹筋形花瓣形截齿的零件图，分步锻造成形工艺设计成图1b的锻件图。图2a所示为凸筋花瓣截齿的零件图，采用一次成形工艺，设计成图2b所示的锻件图。冷锻后再对其头部和柄部机加工。

截齿的齿体材料决定了截齿的性能和使用寿命，选用具有较好的柔韧性和较高的强度的材料，才能减小产生断裂的几率[4]。常用的Cr-Mo系、Mn-B 系等截齿材料中，42CrMo 强度高，淬透性、冲击韧性好，淬火时变形量小，在高温时能够持久地承受较高蠕变强度，经调质处理后，具有抗冲击能力强，低温冲击韧性高，疲劳极限强度高等优点[5，6]。本文选用42CrMo 为花瓣形截齿有限元模拟及批量生产的材料。

根据花瓣截齿的形状特点，成形的关键是花瓣的均匀性，及花瓣沟道的凹、凸筋饱满度。……