齒圈是扁薄類鍛件的典型代表之一，具有外徑大、厚度小、內(nèi)孔大的特點(diǎn)，在鍛造成形過程中易在內(nèi)孔位置形成折疊等鍛造缺陷。圖1為我司開發(fā)設(shè)計(jì)的某齒圈毛坯示意圖，齒圈鍛件外徑為

200mm，總厚度尺寸為32mm，內(nèi)孔尺寸為

100.5mm。針對(duì)此類直徑大，厚度小的扁薄類鍛件，為保證成形過程的穩(wěn)定性，大多采用鐓粗→預(yù)鍛→終鍛→沖孔四工步成形的方式生產(chǎn)。如圖2所示，成形工步件采用外圓定位，保證各工位傳遞的穩(wěn)定性，預(yù)鍛工步設(shè)計(jì)起到合理地分配坯料各部分金屬體積的作用，利于金屬充填模膛，同時(shí)減少終鍛模膛的磨損。

鍛造成形工步

在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著需求量的增加，對(duì)生產(chǎn)效率有了更高的要求?？紤]齒圈鍛件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用減少成形工步的方式，設(shè)計(jì)為鐓粗→終鍛→沖孔三工步閉式鍛造成形工藝來滿足生產(chǎn)效率的提升，同時(shí)需保證鍛件的成形質(zhì)量。針對(duì)該齒圈鍛件設(shè)計(jì)的三工步成形工藝如圖3所示，鐓粗工位設(shè)計(jì)定位臺(tái)用于鍛件在終鍛模膛中定位，保證成形質(zhì)量。

鍛造缺陷

采用三工步工藝實(shí)際鍛造過程中，發(fā)現(xiàn)鍛打過程中存在一定比例的裂紋缺陷，鍛件探傷結(jié)果如圖4所示，采用磁粉和著色探傷方式，發(fā)現(xiàn)在內(nèi)孔位置有一條沿圓周方向的連續(xù)線形缺陷，經(jīng)過加工驗(yàn)證，裂紋延伸到鍛件內(nèi)部2mm～4mm，嚴(yán)重影響鍛件產(chǎn)品后續(xù)加工質(zhì)量。

檢驗(yàn)結(jié)果

在缺陷位置取樣分析裂紋類型，從圖5中可以看出，在裂紋位置發(fā)現(xiàn)存在氧化皮，判定為在鍛打過程中，坯料流動(dòng)時(shí)，上、下位置存在回流，在內(nèi)孔處形成折疊缺陷，排除由原材料原始裂紋引起的裂紋擴(kuò)展。

原因分析

此方案采用常規(guī)件的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，終鍛工位鍛件尺寸設(shè)計(jì)如圖6所示，下模匹配成形鐓粗定位尺寸設(shè)計(jì)，定位位置厚度為3mm。

有限元分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，上述觀點(diǎn)得到驗(yàn)證，同樣的生產(chǎn)條件下，鍛件檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)折疊等鍛造缺陷，成形質(zhì)量良好。優(yōu)化后終鍛件結(jié)構(gòu)如圖9所示，通過改善坯料流動(dòng)趨勢(shì)，內(nèi)孔上模角度增大到150°，過渡圓角設(shè)計(jì)為R20mm，增加少量的坯料實(shí)現(xiàn)鍛件的快速、優(yōu)質(zhì)成形。

干旱的地域差異是干旱分區(qū)的基礎(chǔ)。分區(qū)原則是反映區(qū)域差異的基本法則，是進(jìn)行分區(qū)的指導(dǎo)思想，同時(shí)也是選取分區(qū)指標(biāo)、建立等級(jí)系統(tǒng)、采用不同方法的基本準(zhǔn)繩。

生產(chǎn)過程分析

為進(jìn)一步研究?jī)?nèi)孔折紋產(chǎn)生原因，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行分析。坯料使用中頻加熱爐加熱，中頻加熱爐具有加熱速度快、生產(chǎn)效率高、氧化脫碳少等突出特點(diǎn)，適合大批量生產(chǎn)，但是受材料成分、加熱參數(shù)影響，加之坯料加熱后存在溫差，坯料初始溫度存在波動(dòng)；坯料在成形工位之間轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，雖然模具上存在定位結(jié)構(gòu)，坯料擺放仍可能出現(xiàn)擺偏。以上因素會(huì)導(dǎo)致鍛件在內(nèi)孔位置存在折疊缺陷。

優(yōu)化驗(yàn)證

工作步驟：首先將上部裝置本體上的標(biāo)記處與無磁懸掛刻線對(duì)齊，然后通過固定裝置將其與無磁懸掛固定連接，再打開激光發(fā)射器放入發(fā)射器安裝孔并通過發(fā)射器護(hù)蓋固定好，然后提升鉆具使動(dòng)力鉆具刻線處位于井口合適位置，再轉(zhuǎn)動(dòng)下部裝置本體，使紅色激光光點(diǎn)與角度刻度盤的0度刻線在同一半徑方向，然后固定下部裝置本體，將另一半刻度盤插入卡槽并用限位螺栓固定，最后讀取動(dòng)力鉆具刻線所對(duì)應(yīng)的角度，該角度即是MWD的工具面角差。

因而，這次“自然、創(chuàng)新、共享”的前瞻性和開創(chuàng)性的文化行為，正是民勤縣委、縣政府和民勤人民為實(shí)現(xiàn)國家所倡導(dǎo)的文化創(chuàng)新與文化建設(shè)理念，以生態(tài)元素和藝術(shù)品格助推甘肅省文化建設(shè)的有力行動(dòng)。

針對(duì)鍛打過程中產(chǎn)生的問題，利用Forge有限元仿真軟件進(jìn)行模擬分析，模擬結(jié)果如下。終鍛成形時(shí)，鐓粗后的坯料通過模具中心凹槽進(jìn)行定位，坯料除定位凸臺(tái)外，還需考慮平模結(jié)構(gòu)，采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)利于坯料流動(dòng)。成形初期，坯料橫向變形劇烈，寬度方向變形量遠(yuǎn)大于高度方向變形量，隨著模具下行，坯料首先與側(cè)壁接觸，而后充填內(nèi)型腔，最后充填外法蘭區(qū)。依據(jù)整個(gè)模擬成形過程，坯料流動(dòng)趨勢(shì)符合成形需求。觀察內(nèi)孔位置坯料流動(dòng)規(guī)律，圓角區(qū)兩側(cè)金屬先與模具接觸，最終匯集在圓角處，通過對(duì)該處折疊趨勢(shì)的有限元分析可知，坯料在終鍛成形過程中沒有產(chǎn)生折疊(圖7)。

如圖1所示，泳道2、5、8、11分別是4種芋螺毒腺的DNA，其條帶清晰、完整和無拖尾現(xiàn)象；其A260/A280值在1.80～2.00，表明芋螺的基因組DNA純度符合PCR擴(kuò)增要求，且能夠從200 mg毒腺中提取約9.2 μg DNA；泳道1、4、7、10分別是4種芋螺毒管的DNA，其條帶部分明亮，存在降解現(xiàn)象，有少量的RNA片段存在；泳道3、6、9、12分別是4種芋螺的肌肉組織，其條帶也是部分明亮，但蛋白含量較多。根據(jù)上述結(jié)果，毒腺基因組DNA含量最高，其次為毒管，肌肉組織最少。因此，提取芋螺毒腺基因組DNA的純度和產(chǎn)率均能夠符合ITS-PCR擴(kuò)增的基本要求。

考慮到生產(chǎn)實(shí)際中的諸多因素，進(jìn)一步優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)來解決內(nèi)孔折紋問題。成形過程模擬結(jié)果如圖8所示，隨著成形過程的進(jìn)行，先完成內(nèi)孔圓角區(qū)充滿，隨后與模具側(cè)壁進(jìn)行接觸，最終完成鍛件充滿。相較于原有結(jié)構(gòu)，內(nèi)孔圓角區(qū)先完成充填時(shí)，坯料與模具側(cè)壁尚未接觸，一定程度上減少接觸側(cè)壁后坯料回流量，避免在內(nèi)孔圓角上平面坯料形成渦流并產(chǎn)生折紋。

結(jié)論

本文通過對(duì)齒圈類鍛件成形工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過仿真分析與實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，得到以下結(jié)論：

⑴根據(jù)鍛件實(shí)際生產(chǎn)需求，匹配提升生產(chǎn)效率的工藝需要考慮綜合因素，工藝性與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合；

⑵齒圈類鍛件內(nèi)孔區(qū)易產(chǎn)生折疊缺陷，預(yù)鍛設(shè)計(jì)要充分考慮坯料流動(dòng)規(guī)律，并為生產(chǎn)過程留有相應(yīng)的調(diào)整量；

⑶此齒圈鍛件模具設(shè)計(jì)為相似件提供了一定的參考，可依據(jù)鍛件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)適當(dāng)優(yōu)化。