¿Diseño óptimo de matriz de forja de destornillador?

El destornillador es una de las herramientas a bordo del motor diésel de alta potencia y velocidad de la serie 150, y la mayoría de sus piezas forjadas no están mecanizadas. Como se muestra en la Figura 1, la pieza forjada del destornillador es una pieza forjada de eje largo con un área de sección transversal pequeña y una forma simple. El proceso de formación de piezas forjadas es: corte → calentamiento → forjado → recorte → rectificado → tratamiento térmico → inspección. La clave de este proceso es la forja, y la clave para la forja es el diseño del troquel. El diseño original del orificio de la matriz de forja con inserto tenía 1 orificio de la matriz para la extrusión por laminación y 1 orificio de la matriz para el forjado final. Al laminar y extruir el tocho, debido a la larga forja y al pequeño área de la sección transversal, la velocidad de enfriamiento del tocho es rápida, pero la eficiencia de fabricación del tocho es baja en comparación con otras herramientas forjadas para vehículos, la consistencia dimensional es pobre y la tasa de paso; es bajo durante el proceso de producción del destornillador, aproximadamente el 80% de los troqueles de forja se desechan debido al desgaste y la deformación plástica, y la vida útil de los troqueles de forja es corta. Por lo tanto, un diseño razonable de troqueles de forja es la clave para mejorar la calidad, la eficiencia del forjado, la vida útil y reducir el costo de los troqueles y piezas forjadas.

Figura 1 Diagrama en blanco de forja de destornillador

1 Diseño óptimo de matriz de forja con inserto Los principales modos de falla de la matriz de forja con martillo son el desgaste, la deformación plástica y la fractura. Hay muchas formas de prevenir fallas prematuras de las matrices de forja, mejorar la vida útil y el rendimiento de las matrices de forja y reducir el costo de las matrices de forja y las piezas forjadas. El diseño optimizado de las matrices de forja de doble cavidad es un método eficaz. Se ha optimizado y mejorado el diagrama de matriz de forja de 1.1. La matriz de forja de la punta enchufable del destornillador se muestra en la Figura 2. La estructura de la matriz de forja de inserción es una matriz de embutición y dos matrices de forja finales. El proceso de trabajo de la forja con matriz es: primero, estirar un extremo del tocho con una selección de material y calentamiento razonables, y luego colocar el tocho estirado en cualquier cavidad del troquel de forjado final para la forja final.

Figura 2 Diagrama de matriz de forja con inserto de destornillador

1.2 Orificio de la matriz de embutición La forma y los parámetros de diseño del orificio de la matriz de embutición son diferentes del diseño tradicional introducido en la literatura de forja relevante, y son Mejor que las características del diseño original en blanco del orificio del troquel de extrusión rodante. De acuerdo con las características de forma de la forja, se utiliza especialmente una cavidad de matriz de embutición de plataforma en forma de cuña con una forma simple (la cavidad de matriz de embutición superior está diseñada con un ángulo de inclinación de embutición de 2°), que puede distribuir razonablemente la deformación de el metal y obtener una rebaba pequeña y uniforme, lo que hace que las fibras de forja se distribuyan de manera uniforme y continua a lo largo de la forma de la pieza, lo que puede mejorar efectivamente la eficiencia de trefilado de la pieza en bruto, mejorar la utilización del material y obtener un buen rendimiento de forja. 1.3 Las condiciones de trabajo de la cámara de forjado final son malas y la vida útil es corta. Las fallas por desgaste y deformación plástica representan aproximadamente el 70%, y las fallas por fractura (principalmente fracturas por fatiga) representan entre el 25% y el 30%. Su vida útil depende de la vida útil de la cámara de forjado final. La temperatura de forjado de la pieza en bruto de forja es de 850 ℃ ~ 1200 ℃. Cuando la pieza en bruto se forja en la cavidad de la matriz de forja final, la cavidad de la matriz de forja final se calienta repentinamente a una temperatura alta, y la temperatura puede alcanzar 400 °C ~ 600 °C. El proceso de fractura por fatiga del troquel de forja es: concentración de tensiones → generación de grietas → nueva concentración de tensiones → expansión de grietas → fractura final.

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