力士乐液压精密锻件工艺研究

韩海河，车奇楠，宁金柱，王文清，张小磊，任瑞俊

端盖锻件是德国博世力士乐公司液压系统的关键零件之一，尺寸精度和几何公差要求较高，其中厚度公差为±0.3mm，外形尺寸公差为±0.5mm，表面质量及平面度要求也十分苛刻（见图1）。

1.精密成形工艺分析

根据公司设备状态和产品要求，结合国内外精密锻件先进技术，对该产品进行工艺分析，主要存在以下难点：①锻件形状复杂，高度落差大，未注锻造圆角R1.6mm，锻模局部磨损快，模具寿命低。需设计合理的预锻工序。②锻件毛边痕及外观质量要求严格，要求切边工装对锻件具有切边和精整要求，以提高锻件成形质量。③锻件尺寸公差和几何公差要求严格，传统锻造工艺满足不了图样要求，需设计合理的整形工序，确保锻件符合图样要求。

2.工艺制定

经项目组论证分析，确定了该产品工艺流程：中频感应加热→模锻预锻、制坯→压力机终锻→整形切边→热处理→喷砂→冷精整。为保证锻件尺寸精度及外观质量，有效提高模具寿命和生产效率，对以下工艺进行重点考虑。

（1）模架设计改进 项目组为保证产品终锻质量，对6300kN压力机模架进行改进，改进后模架除具有较好工艺性和通用性外，还能提高上下锻模间配合及导向精度。主要改进措施：采用对角双导柱保证模具运动时具有良好的导向精度。采用夹紧楔块的方式紧固模具，避免模具周期性载荷冲击造成的松动（见图2）。

（2）切边工艺改进 因锻件尺寸精度要求很高，项目组结合国内外先进切边工艺，引进和吸收了抱切工艺，如图3所示，压力机滑块下行，活动上模接触锻件后不再运动，切刀继续下行完成切边工作；滑块上行，退料板退出飞边，活动上模归位，切边结束。此过程锻件由于上部弹簧的压力而被抱紧，整个过程锻件变形微乎其微。

图1 端盖锻件

图2 模架示意

图3 抱切模结构示意

锻造工艺分析参数

3.锻造有限元分析

项目组采用Pro/E 软件对端盖进行3D建模，利用DEFORM-3D 软件进行工艺数值模拟，确保产品试制前工艺方案可靠（见附表）。

试制后锻件同工艺模拟状态基本吻合（见图4），经检测锻件尺寸及性能均符合技术要求，可进行批量投产。端盖精密成形工艺的研究，运用了CAE技术对锻造工艺进行了数值分析和模具合理性设计，缩短了产品开发周期和降低了能材消耗。

图4 端盖锻件