該法蘭外輪廓結構為四方形且帶豁口槽結構，OTS 樣件及PPAP 階段，一直采用的是人工夾持手動生產方式進行鍛造。隨著客戶訂單量的激增，由于在多工位熱模鍛設備上采用人工夾持生產，一方面生產效率太低，另一方面存在一定的人身安全隱患。

如何在新增的HFP2500W 熱模鍛生產線上快速實現此產品的多工位自動化鍛造是解決鍛造工序產能瓶頸的關鍵。為解決此方形法蘭在多工位熱模鍛設備上的全自動化鍛造問題，我司工程技術人員與生產團隊經過對模具工裝結構以及步進梁夾鉗結構進行多次修改驗證，最終實現了方形法蘭在HFP2500W 熱模鍛設備上的多工位全自動化鍛造，實現8 小時班產3500 件。HFP2500W 熱模鍛設備主要參數見表1。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autoyazhu202411218.html

表1 設備主要參數文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autoyazhu202411218.html

根據客戶提供的零件圖紙，設計相應的鍛坯圖紙，對需機加工部位增加適量余量并結合客戶機加工裝夾、定位因素進行設計。此方形法蘭的外徑、內徑、高度方向單邊余量按1.0 ～1.2mm 設計，該產品外輪廓非加工部位允許切邊錯差在0.3mm 以內。方形法蘭鍛坯圖見圖1。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autoyazhu202411218.html

圖1 方形法蘭鍛坯圖(3D 模型)文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autoyazhu202411218.html

鍛造工藝流程

下料：我司采用的是溫剪切下料工藝方式，對長棒料是先感應加熱后再剪切下料(加熱溫度＜750℃)。每分鐘可剪切料段25 ～30 件，剪切后的料段端面變形量可控制在0.9mm 以內、毛刺大小可控制在0.5mm(高)×0.5mm(厚)以內、外徑與端面的垂直角度1.5°以內，下料重量誤差在±0.5%以內。文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autoyazhu202411218.html

圖2 方形法蘭鍛造工序工藝流程文章源自好焊孫輝博客 http://www.4863x.com好焊孫輝-http://www.4863x.com/weldgyzb/autoyazhu202411218.html

加熱：采用中頻感應加熱方式對剪切后的料段進行加熱，加熱系統可實現對料段的閉環控制且加熱爐出料口帶有三路分選裝置，可在線100%對每個料段溫度進行監控，對超出工藝溫度范圍的高溫、低溫料段進行自動排料不進行生產，確保流到鍛造工序的每個料段都是合格的(高溫料段直接剔除至報廢箱，低溫料段排料到低溫料箱，低溫料段可再加熱一次使用)。

鍛造：溫度合格的料段經步進梁夾鉗夾持，將不同工位間的鍛坯傳至下一個工位，料段經過鐓粗、預鍛、終鍛、沖孔、切邊完成鍛造變形工序。

鍛后控冷：切邊后的產品經控冷傳送帶冷卻至600℃以下裝框。

鍛造工藝設計

鍛造工藝設計的原則是金屬各向流動均勻性，經過多次理論模擬仿真分析及現場調試修模，使得金屬各向流動合理分配，經過生產批量驗證最終確定此法蘭的鍛造變形工藝見圖3。實物圖見圖4。

圖3 不同工位間鍛造變形工步圖

圖4 不同工位間鍛造變形實物圖

步進梁夾爪結構設計

我司HFP2500W 熱模鍛設備步進梁夾持傳送方向為壓力機設備的左、右方向，步進梁夾鉗夾持產品方向為壓力機設備的前、后方向。如何保證不同工位間產品夾持傳送的穩定性是實現法蘭自動化鍛造的核心。為解決步進梁夾持傳送產品的穩定性，針對此方形法蘭設計了一種蜻蜓點接觸式機械手夾爪(圖5)，確保了步進梁夾鉗夾持傳送的穩定。

圖5 蜻蜓點接觸式機械手夾爪示意圖

定位導向模具結構設計

此法蘭產品終鍛后先沖孔再進行切邊，產品切邊錯差要求不大于0.3mm，為保證切邊錯差在圖紙要求的技術范圍內，以及切邊錯差大小的一致性，必須保證沖孔后的產品經步進梁夾鉗夾持傳送至切邊工位時產品中心偏移量在0.1mm 以內，同時還需考慮切邊沖頭和切邊凹模的同軸度及間隙大小。為此，針對沖孔凹模設計了一種自帶導向且可調心定位的模具結構(圖6)，從而保證了產品落料的中心偏差。

圖6 導向可調心沖孔凹模(實物圖)

切邊模具結構設計階梯化

切邊后的飛邊通過步進梁夾鉗夾持傳送至飛邊傳送帶上，為保證飛邊夾持，切邊凹模的前、后方向需留有夾持空間，為此切邊凹模刃口不可設計成同一模面高度，如圖7 所示。因切邊刃口模面存在高低落差，落差部位造成切邊沖裁力不均勻，進而導致落差處殘留毛刺會很大。為保證切邊毛刺大小的均勻性，切邊凹模刃口需設計階梯狀結構，保證切邊沖裁力的均勻性，進而保證產品切邊臺階錯差的均勻性。

圖7 階梯狀切邊凹模(3D 圖)

結語

以上是結合我司的此方形傳動法蘭實現多工位熱模鍛自動化鍛造所采取的工藝方案和實施措施，通過技術人員與生產人員的協同配合努力，最終實現了方形傳動法蘭切邊工藝在我司多工位熱模鍛生產線的自動化鍛造。實現了8 小時班產3500 件，為后續我司生產切邊產品奠定了理論和生產基礎。