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叉車用轉向節生產工藝分析

2022-02-21 09:54吳兵趙艷鳳蔣艷輝柳州方盛精密鍛造有限公司
鍛造與沖壓 2022年3期
關鍵詞:成形模具產品

在物料搬運領域,叉車越來越多的應用于工廠、港口碼頭等場合,倉儲、運輸等環節,被稱為萬能搬運工具。隨著全球經濟化進程加快,叉車市場也呈現出快速發展的趨勢。本文提到的轉向節為某品牌叉車使用零件,其作用是當叉車在水平路面行駛時,叉車輪子以水平軸為中心上下擺動,可減小車架的扭轉力矩,使得每個叉車輪子的載荷均勻,保證叉車行駛穩定。轉向節鍛件實物見圖1、3D 數模圖見圖2、鍛件圖主要尺寸見圖3。

工藝分析

主設備選擇

產品鍛件重11.7kg,材質42CrMo,材質系數M

,形狀復雜系數S

。

復方阿嗪米特腸溶片含有動物胰臟提取物胰酶,根據《中國藥典》通則1107,微生物限度檢查包括需氧菌總數計數、霉菌和酵母菌總數計數及控制菌(大腸埃希菌和沙門菌)檢查。按需氧菌總數計數、霉菌和酵母菌總數計數方法適用性試驗要求,試驗菌的菌數回收率在50%~200%,控制菌檢查要求陽性對照組中檢出大腸埃希菌、沙門菌[2]。在建立檢查方法過程中,沙氏葡萄糖瓊脂培養基(SDA)上其他類型菌落的生長造成霉菌和酵母菌總數超出限度規定,干擾了結果判斷。本文就此情況進行試驗研究,建立更合理的檢查法,真實反映該制劑的微生物染菌程度,有助于企業切實掌握產品質量,把控好制劑生產環節,為市場及時提供合格的產品。

依照計算公式P=K×σ×S

其中P——成形壓力,K——復雜系數,σ——材料強度極限,S——水平投影面積。

計算得到需要成形壓力為3029kN,根據公司設備狀況選擇4000t 熱模鍛壓力機作為主設備進行生產,315t 壓力機進行切邊。

工藝難點分析

該產品屬于立鍛軸類零件,形狀復雜系數高,成形較困難。之前開發的轉向節底部基本是一個臺階或臺階直徑差異較小,后續采用機加工的方式去除材料,而本產品臺階直徑差異較大,而且必須鍛造成形。

其成形難點在于:

⑴方案一:采用制坯設備拔長桿部后將桿部放入型腔后在4000t 上進行鐓粗、預鍛、終鍛。其流程為:下料→加熱→拔桿部(使用設備:200t 壓力機)→除鱗(氧化皮清洗機)→鐓粗、預鍛、終鍛(使用設備:4000t 熱模鍛壓力機)→抱緊切邊(設備:315t 壓力機)→噴砂→熱處理(調質)→噴砂→磁粉探傷→外觀尺寸檢查→噴漆→包裝出貨。

按照《中國多發性骨髓瘤診治指南》[7],20例初發患者接受硼替佐米為基礎的化療方案;10例復發患者中,復發前接受硼替佐米(n=8)或沙利度胺(n=2)為基礎的方案,復發后接受硼替佐米(n=7)或來那度胺為基礎的方案(n=3)。另選擇行骨髓檢查的健康者20例為對照組,其中男性11例、女性9例,年齡40~70歲,中位年齡55歲,均排除近期感染、腫瘤、自身免疫性疾病或傳染性疾病。

由圖4可知,在不同成熟度檸檬果醋氣味的PCA圖中 ,第一主成分(PC1)的貢獻率為80.121%,第二主成分(PC2)的貢獻率為17.569%,兩者之和高達97.69%,表明PC1和PC2的總貢獻率幾乎包含了樣品的所有信息。DI值為94.3%,這表明不同成熟度的檸檬果醋可以用電子鼻區分,不同樣品間的差異明顯。檸檬原液落于第二象限,與不同時段檸檬果醋的中心相距較遠,表明檸檬果醋與原液的芳香性物質已經有了很大變化。釀造1個月的樣品位于第三象限,與釀造2個月、3個月的樣品相距較遠,能夠明顯區分開。釀造2個月與3個月的檸檬果醋都位于第四象限,且相距較近,說明它們的揮發性物質差距不大。

⑵材料變形過程中的穩定性控制,由于產品上模的形狀比較復雜,剛開始模具與材料是點接觸開始變形,因此產品在成形過程中容易因為材料跑偏而產生折疊,所以需修正第一道模具上模形狀,確保金屬在變形過程中穩定性,同時產品各工序的定位也要穩定可靠。

⑶28.8mm 落差的穩定性控制,公差小且厚度薄,切邊過程中容易壓塌或拉變形,因此需特別處理,一般采用熱整工序克服,本產品則通過采用抱緊切邊消除切邊過程的變形量,從而可取消熱整形工序,減少一臺設備的使用,降低產品生產成本。

同時由于是出口產品對外觀有較高的要求,需在鍛造時將加熱產生的一次氧化皮清理干凈,因此本工藝在鍛造前增加了除鱗設備進行一次氧化皮的清除,通過采用除鱗設備,可取消傳統的鐓粗去氧化皮工序,從而提高產品生產效率及表面質量。

工藝流程分析

⑴下料設備的選擇,由于采用的是擠壓工藝,對原材料的平面度及垂直度有較高的要求,因此需要選擇圓盤鋸進行下料來保證。

臨床資料和研究結果采用SPSS23.0軟件進行統計分析,計量資料以(±s)表示,計數資料用%表示,組間比較分別采用t檢驗和χ2檢驗,P<0.05表示差異具有統計學意義。

優點:桿部拔長后,預終鍛桿部變形程度低,成形時材料流動距離短。

缺點:多增加一道拔長工序,多使用一臺設備及一個操作人員。制坯拔長后,桿部溫度下降多且快。

他開始關心女孩的身世,不僅是好奇,而是真心地希望知道。他開始關注女孩身體上的傷口,因它們的存在而感到心疼,同時,也因它們愈合得毫無疤痕而開心,就像望著一塊破碎的美玉,一點一點地復原。

優點:少使用一臺設備及一個操作人員,材料成形溫度高。

缺點:金屬流動距離長,對設計者要求高,需要有較豐富的設計經驗,在設計過程中需控制金屬流動方向,采用三道擠壓成形,每道擠壓的成形程度、壓下量選擇及算料過程對設計者要求較高,前期策劃及模擬次數時間要求長。

(3)高程擬合方法。高程擬合方法是當前一種精度高而且比較實用的方法,具體做法是將某測區內的若干點進行GPS測量得到大地高,同時又進行水準聯測得到正常高,利用這些水準重合點的大地高和正常高之間的關系,精確求解出這些離散點上的高程異常值,再通過方程擬合出測區所在局部區域的似大地水準面,進而可以內插出未知點上的高程異常值。

通過計算采用

85mm 材料,其制坯、預鍛及終鍛數值模擬見圖4。

由于前期對擠壓設計工藝把握度不高,對拔料后的產品溫度影響預估不足,因此樣件生產時直接采用了方案一進行開發及模具設計。

在“十二五”期間,我國政府部門根據我國的國情提出了能源審計計劃以及節能規劃方案。而在“十三五”期間,我國政府部門建立起完善的能源管理機構。在實際推進節能降耗戰略計劃實施的過程中,節能政策制度的制定對該計劃的落實有重要的意義,同時,政府部門要發揮應有的主導作用,綜合分析產業結構的實際情況,并通過能源計量工作權衡社會經濟發展需求,從而優化能源配置。

通過數值模擬,未發現明顯的產品質量問題。在產品實際試制生產過程中發現直徑

26mm 處欠肉比例非常大,不良率占比20%,無法保證產品長期穩定的生產。主要原因為制坯過程中桿部溫度下降太多,金屬材料流動性不好,實際進入桿部的材料與數值模擬的程度差異太大。樣件生產過程中不良產品實物見圖5,主要為桿部充不滿。

鑒于藥學類實驗室種類多樣,經常存在多學科交叉共用實驗室現象,筆者提出以實驗室安全防控點為依據的實驗室分類方案,以便安全環保培訓和實驗室準入制度的實施。該分類方案將實驗室按安全與環保因素分為以下幾類:“有毒”指可直接接觸有毒物質、產生有毒氣、液、固體物質、接觸高傳染性生物、放射性物質等的實驗室;“危險”指實驗中可能發生爆炸、爆沸、明火,接觸高壓、高溫等實驗室;“風險”指實驗中可能接觸腐蝕性物質,可造成實驗者肢體損傷,接觸動物、微生物有潛在感染,火、水、電傷害等的實驗室;“一般”可能出現水、電、火災及普通污染物等實驗室,具體涉及的實驗室見表1。

根據臨界轉速計算結果,該變頻電動機的機座長度比常規H630-4電動機有所縮短,由2 770 mm縮短到2 650 mm。根據變頻電動機頻繁變速運行的特點,機座壁也比常規電動機厚,鋼板由32 mm加厚到45 mm。

方案二數值模擬分析

為徹底改善產品品質需采用方案二的擠壓工藝進行設計并數值模擬。

⑴尾部臺階

26mm 的充滿性。由于預鍛型腔需要靠壓力壓入才能充滿,因此預鍛設計時桿部高度要小于終鍛高度,一般按高度設計尺寸系數0.8 ~0.9的終鍛高度取值,桿部頂部寬度預鍛與終鍛要相等。同時預鍛模具的型腔斜度需要增大,使預鍛毛坯到終鍛時與模壁有一定的間隙,從而減小模壁對金屬流動的阻力。由于預鍛斜度增大,使金屬不容易充滿,因此必須加大預鍛的R 角,但需要確保產品能充滿的同時在終鍛不會產生折疊。

根據產品形狀及材料高度與直徑之比小于2 的原則選擇了直徑

110mm 的材料進行設計并模擬。制坯主要是進行大分料,確保坯料定位穩定,同時方案一的一些問題點需在方案二進行修改,主要是鐓粗成形過程中因為上模的形狀問題導致料流動過程中料偏和刮料等現象形成折疊。由于采用擠壓工藝,需確保每道產品的鐓粗擠壓量足夠,同時調整好桿部每道工序成形的比值。

通過多次數值模擬及不斷優化,鎖定模具狀態,最后的產品數值模擬狀況見圖6。模具制作完成后待現場實際生產驗證。

鍛件生產過程驗證

鍛件生產過程的管制重點

根據其產品特點可選擇兩種生產流程:

⑵擠壓類零件模具的加熱溫度及潤滑會對金屬的流動產生較大的影響,因此過程中要重點監控,模具初期預熱溫度要大于250℃,同時石墨乳的配比要比普通產品要求的比例高一倍。

⑵方案二:采用擠壓工藝原材料直接在4000t 上擠壓成形,其流程為:下料→加熱→除鱗(氧化皮清洗機)→制坯、預鍛、終鍛(使用設備:4000t 熱模鍛壓力機)→抱緊切邊(使用設備:315t 壓力機)→噴砂—熱處理(調質)→噴砂→磁粉探傷→外觀尺寸檢查→噴漆→包裝出貨。

⑶由于采用擠壓工藝,要求擠壓口位置的表面粗糙度要拋光到Ra0.6μm 以內,確保金屬順利流入桿部,過程中要重點冷卻與潤滑。

⑷由于小凸臺

26mm 比

48mm 小很多,因此在成形過程中要確保小臺階部位的配料足夠,桿部直徑尺寸三道工序都相等,不需要做單邊縮小處理,但是在高度取值上要調整,確保每道工序有足夠的擠壓量來成形。

⑸產品生產過程中的每一道工序定位要求準確可靠,產品上線前要采用石膏取樣的方法來確認每一道工序的定位穩定性。

⑹由于桿部的型腔較長,加工及返修困難,需在設計之初確認好分塊位置,在模具組裝過程中要確保定位準確,同軸度符合要求,否則鍛造在成形過程中會產生刮料折疊。實際生產產品如圖7、圖8 所示。

桿部尺寸的充滿性不合格問題分析

實際生產過程中,桿部尺寸的充滿性還是一個主要的不合格問題,報廢率達到1.2%。分析主要原因為:

⑴擠壓口位置容易磨損,磨損后導致金屬流動變差,桿部充不滿。因此需在模具使用過程中監控,模具的冷卻與潤滑用單點教育表進行培訓教育,同時擠壓口磨損后要及時修復。

⑵上模未做頂桿,模具磨損后產品容易卡上模,造成產品溫度低。改善對策為上下模都需要做頂出機構。

⑶下模冷卻時噴灑的石墨乳由于頂出間隙小無法流出導致頂桿卡死,后續改善需增加石墨乳流出孔。

⑷模具的橋部厚度及阻尼的磨損會使材料往外流動更容易,導致桿部流動金屬變少。因此每次模具上線時需保證橋部厚度及阻尼尺寸滿足圖面要求。

26.4mm 耳朵落差尺寸由于切邊會產生變形,后續需整形才能滿足尺寸要求。采用抱緊切邊,現場驗證變形程度小,可取消整形設備。抱緊切邊的技術難點在于彈簧的彈力及行程選擇,同時定位基準面及產品定邊與動邊的間隙配比選擇也是一個技術難點。

符合納入標準的患者48例(AO分型A3型),采用經肌間隙(椎旁最長肌和多裂肌間隙)有限暴露撐開復位內固定結合椎板間減壓術24例(肌間隙組);采用正中切口剝離椎旁肌椎板間開窗減壓內固定術24例(傳統組)。肌間隙組男15例,女9例;年齡23 ~ 56(38.4±5.4)歲,傷后至手術時間為2 ~ 7(4.2±0.7)d。傳統手術組男16例,女8例 ;年齡25 ~ 58(40.3±4.7)歲,傷后至手術時間為3 ~ 8(4.5±0.8)d。2組患者性別、年齡、傷后至手術時間、損傷節段、損傷原因及ASIA分級差異均無統計學意義(P > 0.05),具有可比性(表1)。

結束語

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