文／刘桂荣·包头职业技术学院

齐巧玲·内蒙古北方重工业集团铸锻公司

三通管是各种液压部件的重要零件，毛坯必须用锻造的方法制成，三通管的结构如图1所示，它是典型的管类锻件，重量为0.18kg，材料为25#钢，25#钢加热后具有较好的流动性。

图1 三通管的零件图

三通管冷锻件图的绘制

为了简化锻件形状，该零件内部孔径不予锻出。根据锻件的精度等级、材质和重量，查表确定了相应的加工余量和公差，绘制出如图2 所示的三通管锻件图。

三通管工艺方案的制定

该锻件为小型管类锻件，一共有两种方案可供选择。第一种方案是一模一件，管类锻件不需要设置制坯型槽，加热坯料后，直接在终锻型槽中成形，该工艺方案的优点是模具结构简单，缺点是生产效率低、原材料利用率低，每个锻件消耗0.2kg 的钳夹头。一套模具可以生产8000 个锻件，单个锻件的成本是10.8 元。第二种方案是一模两件，锻件成形后用切断型槽将两锻件分开，该方案的优点是生产效率高、材料利用率高，两个锻件一共消耗0.2kg 的钳夹头。缺点是模具结构相对复杂，但是一套模具可以生产16000 个锻件，单个锻件的成本是8.6 元，显然第二种方案生产三通管锻件是最优的。

图2 三通管的冷锻件图

三通管锻造模具设计

三通管锻模的结构设计

三通管锻模的上模和下模上均设有燕尾和起重孔，燕尾用于将模具连接到设备上，起重孔用于起吊模具；在上模和下模的外部对角处设有互相匹配的锁扣，防止上、下模错位；在上模和下模分别设有三个独立的型槽，分别是滚挤型槽、终锻型槽、切断型槽，滚挤型槽由两个对称的圆弧型腔通过过渡颈连接构成，切断型槽设置在上模和下模的一个角部，由切断刃口构成，终锻型槽由终锻型腔、飞边构成，飞边由飞边桥和飞边仓构成，飞边环绕在成形型腔的周围，用来容纳多余的金属，终锻型腔由两个对称设置的单三通管成形腔对接构成，终锻型槽的钳口与飞边仓连接，钳口是夹持空间，为了锻造时取送锻件，在上模和下模的合模处，加工有检验角作为加工型腔的画线基准，模具结构图如图3 所示。

模具终锻型槽设计

终锻型槽依据热锻件图进行加工，热锻件图在冷锻件图的基础上加了3%的收缩量。热锻件图如图4所示。

图3 三通管模具结构图

图4 热锻件图

飞边槽设计

飞边环绕在三通管终锻型槽的外部，根据锻件体积Vd=117197mm3、 锻件重量Gd=Vd×ρ=117197 ×7.85×10-6=0.92kg、锻件水平投影面积S=4190 mm2、锻件周长Pd≈294mm、锻件长度Ld= 65mm，查表设计锻件的具体尺寸如图5 所示。

图5 飞边

滚压型槽设计

根据对称锻件的长度、锻件与飞边截面积，绘制毛坯截面图，型槽长度L=(118+19)mm、中心距L=118mm，型槽高度h 简化为光滑曲线，型槽的尾部尺寸查表确定。最后绘制的滚压型槽如图6所示(模具结构的A-A 剖视)。

切断型槽设计

三通管采用后切刀，由《前后切刀尺寸表》查得，刃口宽度B=50mm，刃口深度h=40mm。设计的切断型槽如图7 所示(模具结构的B-B 剖视)。

锻模材料及加工要求

锻模选用的材料为5 C r M n M o，热处理硬度为45 ～50HRC，加工精度取IT9 级。

图6 滚压型槽

图7 切断型槽

图8 三通管实物

生产验证

模具加工完成后，试模生产出的合格锻件如图8 所示。经验证可知，该模具生产效率较高，一小时可以生产大约120 个锻件；一模两件的设计使每生产2 个锻件就可以节省一个钳夹头，材料的利用率从40%提高到48%。

结束语

该套模具采用滚挤型槽制坯，终锻型槽一模成形两件，切断型槽将两件单独分开的设计方案，在满足锻件成形要求的基础上，提高了材料利用率，且单独的定位机构有效避免了上、下模的错模，进一步提高了锻件精度，这在小锻件设计上具有借鉴意义。