云梯车摇臂模具设计    南沙云梯车出租, 南沙出租云梯车, 云梯车出租   根据DEFORM-3D金属塑性成形模拟仿真分析结果，大型液压云梯车摇臂锻造成形过程需要设计一套成形模具与一套切边模具.  锻模飞边槽模飞边槽、锁扣和燕尾设计锁扣和燕尾设计由于大型液压云梯车摇臂体积较大，对于摇臂锻造宜采用开式模锻成形。在摇臂锻造成形过程中为了增大金属流出模腔的阻力，迫使金属填满模具型腔，需要对锻模设置合适的飞边槽。除此之外，飞边槽还能容纳多余的材料，并可在锻造成形过程中起到缓冲效果，从而降低上模打击作用，避免模具压塌或崩坯。根据模锻下料时宁大勿小原则，锻造时流向飞边的金属比较多，选用飞边槽型式。为了避免锻造成形过程中上模与下模合模时相互之间发生相对转动或者纵横任一方向发生错移，需要在锻模上设计锁扣。本套模具采用两个角锁扣，锁扣形状。

   锻模靠燕尾和键槽与锻锤连接和固定，锻模在加工时相邻两边刨去5mm，刨削高度为100mm的基准面来构成检验角。燕尾主要尺寸，by=400mm，hy=80.5mm。键槽宽度取106mm。燕尾中心位置为终锻模腔和压弯模腔中心距离的1/5处，距检测面的距离为440mm。查出锻模起重孔尺寸为dy=50mm，sy=100mm。

    成形模块设计,  1.压弯模腔设计根据摇臂成形模拟结果可以知道，锻造过程分为压弯与成形终锻两道工序是能够使摇臂完整成形。因此，大型液压云梯车摇臂锻件进行锤上模锻分为压弯和成形终锻两道成形工序，对于摇臂锻造模具的设计，选择采用压弯与成形终锻组合的模具方式。组合模具的一侧为压弯工序模腔，另一侧为成形终锻工序模腔，且压弯工序模腔设置在靠近加热炉一侧，以便于坯料加热后的装夹。压弯模腔的主要参数，上下模之间的间隙为9mm，模腔高度为自由锻之后坯料相应直径减去10mm。模腔宽度B弯采用:'min(10~20)pABh=+弯，B弯为压弯模腔宽度/mm，'pA为自由锻之后坯料最大截面面积/mm2，minh为弯曲模腔最小高度/mm。将数据代入计算出压弯模腔宽度为286mm，取290mm；为了防止压弯之后的坯料在模腔里压弯时左右移动，两边分别设置了挡料的凸台，凸台高度为70mm，与坯料两端分别留有10mm间隙。设计摇臂终锻模腔时，需要考虑摇臂锻件毛坯加热后的体积收缩率，材料的热缩率取1.5%。此外，在实际生产中，还要注意模具锻造成形过程中承击面的下陷，致使模腔深度的减小，精压过程中出现变形不均匀、横向尺寸增大等现象，两边的肋板处增厚1mm，摇臂锻件两端厚度为215mm，理论取218mm，实际生产时取219mm。查得终锻模腔边缘的最厚S0为110mm，压弯模腔和终锻模腔之间的最小壁厚S1为100mm。

    成形模块尺寸设计,  (1)锻模高度：根据摇臂的模腔深度，模块的最小高度可取320mm。但是由于锻造时所用的锻锤吨位（16t）比较大，查出使用16吨锻锤时模块高度为370m≤H≤480mm，摇臂锻造时，由于模具受到的打击力大，并且打击次数多，因此模块高度取为450mm。(2)锻模宽度：min440202ybB=++(5-2)式中，minB为锻模的最小宽度，yb为燕尾宽度。由上述式子可以得出锻模的宽度最小值为660mm，根据实际需要锻模的宽度取965mm。(3)锻模长度：锻模长度取2665mm。模块尺寸为：L×B×H=2665mm×965mm×450mm，上下模块的承击面积由SolidWorks测出为456536.8mm2大于要求的最小承击面积250000mm2。

   摇臂锻模材料选择, 对工件进行高温锻造，锻造模具材料的选择是十分重要的，如果选择的材料38不合适，在锻造过程中，模具材料可能会随着温度升高发生回火，模具硬度降低，以至于模具在锻造过程中发生塑性变形，严重影响模具的工作寿命。本套摇臂的锻造模具材料选用H13钢，这种材料属于大截面的热锻模具钢，具有较高的淬透性。模具在加热过程中材料中的奥氏体晶粒长大的倾向较小，其热稳定性、冲击韧性和热疲劳性较好，极其适合高温锻造模具使用。根据所设计模具图，对摇臂锻模进行生产制造，摇臂锻模实物图。

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     摇臂切边模具设计, 大型液压云梯车摇臂终锻成形结束之后，需要立即对摇臂锻件进行热切边处理。 大型液压云梯车摇臂锻件体积较大，工作台落料孔尺寸较小，飞边切除之后的锻件不能从落料孔落下，因此切边模具需要设计一套机构利用滑块回程把切边后的锻件顶出，切边模具结构。切边模具在使用过程中容易出现的问题是拉杆强度不足，导致变形和断裂，因此需要进行强度校核。经过计算，拉杆处最大应力为0.29MPa，连杆使用45钢，45钢的屈服强度为355MPa，远大于在使用过程中的最大应力，因此在使用过程中拉杆不会出现变形和断裂的现象。

   切边力计算切边力按公式：1=bFkSLt切(5-3)式中F切为切边力/N；k为系数取0.8；Sb为摇臂飞边剪切温度下的抗剪强度，查的为83MPa；L为摇臂剪切的周边长度/mm；t1为飞边桥部高度/mm。将数据代入可得切边力为2210KN。因此，选用3150KN的切边压力40机较为合适。

   摇臂摇臂成形模拟结果与实际生产对比成形模拟结果与实际生产对比采用刚塑性成形模拟软件DEFORM-3D对大型液压云梯车摇臂的数值模拟，基于摇臂锻造成形工艺方案对摇臂进行生产试制，摇臂锻件试制材料为35MnB钢。摇臂锻件后续需进行机械加工，加工出摇臂装配所需通孔并去除加工余量。1.摇臂锻造试制所用坯料为圆棒料，下料规格为：Φ250mm×1222mm。首先将圆棒料在3t电液锤上进行自由锻制坯，所得摇臂制坯形状。采用16t锻锤对摇臂进行成形生产试制，通过多次锻锤打击，坯料充满模腔，成形完成，摇臂锻件生产照片如图5-8所示。由于摇臂体积较大，对锻件采用3150KN的切边压力机进行热切边处理。经过后续机械加工后摇臂锻件产品实物照片。摇臂锻造试制件成形饱满，无折叠、流线不顺、涡流、和穿流等缺陷出现。生产试制验证了摇臂实际锻造成形工艺的可行性。摇臂锻件采用DEFORM-3D软件模拟成形的结果可为后续锻造成形工艺的改进与完善提供理论依据。

    摇臂成形模拟的意义在于对后续工作的指导，本章根据模拟分析结果，并结合摇臂的结构特征以及锻造工艺方案，设计了摇臂成形所需模具。1.根据摇臂成形模拟，并结合其结构特征和锻造成形工艺方案，设计出了压弯与成形终锻组合的摇臂锻造成形模具和切边模具。2.采用16t锻锤对摇臂进行锻造生产试制，摇臂锻造试制件成形饱满，无明显缺陷。生产试制结果验证了摇臂实际锻造成形工艺的可行性，为后续摇臂批量生产工艺的进一步完善提供理论依据。

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