随着国内汽车市场的繁荣，轮毂类(主要有凸缘和外圈)锻件的需求量与日俱增。锻件原材料的消耗是影响锻件生产总成本的主要因素。在欧美等发达国家，凸缘锻件采用的生产设备自动化程度和加工精度都很高，所以大多数都是采用封闭式锻造工艺，其工艺步骤为：镦粗、预锻(可以是多个预锻)和精锻。而在国内，目前凸缘锻件则主要是采用开式锻造工艺，其工艺步骤为：镦粗、预锻(可以是多个预锻)、精锻和切边。在凸缘锻件的生产中，我公司采用的开式锻造工艺步骤为：镦粗、精锻和切边。以W-716凸缘为例，我公司按原开式锻造工艺进行制作，其消耗的下料重量为3.1+0.05kg。

因此，开发出一种新的锻造生产工艺，减少锻件原材料的消耗，提高人员的生产效率，降低锻件的生产成本，以提高企业的市场竞争能力势在必行。面对市场竞争的巨大压力，我公司展开了对凸缘封闭锻工艺及模具的研发工作，目前项目已顺得完成，实现了预期效果。

项目实施

在凸缘封闭锻工艺及模具的研发过程中，我们首先要解决的难题是精锻模具和预锻模具的设计，然后是生产过程中所需的设备及下料问题。

1. 精锻模具的设计

在精锻模具的设计过程中，我们运用封闭成形的理念，将上模设计成冲头，下模延型腔外围设计出导向孔。在闭模时，利用冲头外径与下模导向孔的配合定位，使冲头在下行的过程中与下模型腔组合成一个封闭的模腔，让坯料在这个封闭的模腔内完全成形。因为延分模面设计了导向孔，所有模具就没有了传统锻模上的桥部和仓部，实现了无飞边锻造(见图1)。

2.预锻模具的设计

为了保证生产效率，我们在编制工艺的时候只允许一道预锻。经预锻后的坯料(见图2)，首先要保证在精锻模具上能准确定位，因为定位不准，坯料在放置到精锻模具上时很容易放偏，一旦放偏了料，在成形的过程中，就会因材料分布不均匀导致锻件报废。然后，要确定坯料的形状，需容易成形，否则会有折叠;要具备一定的高度，使坯料在精锻模具里时，容易轴向成形;不能有毛刺，否则直接影响精锻的产品质量。

我们通过Proe软件进行造型，根据锻造等体积法，在同时满足上述条件的情况下确定了坯料的形状尺寸，然后设计出预锻模具。

3.所需的生产设备

我公司锻造中心的一台2500T热模锻压力机，顶杆行程只有1cm。在传统工艺中，只需用顶杆把工件在模具里顶松，工人就可以把工件从模具里夹出来了。但封闭锻工艺不行，成形的模具型腔离模面有一定的距离，这个距离是导向孔引起的，顶杆必须具备6～8cm的行程，才能将锻件从模具型腔内顶到模面以外，便于工人夹料。为此，项目组人员通过加深模架底部的扁担槽深度，减薄扁担厚度，增加顶杆高度(原来顶杆有空行程的)，使它能满行程运动，终于使顶杆的实际行程达到7cm，保障了封闭锻工艺设定的顶杆行程高度要求(见图3)。

4.下料问题

对封闭锻造，坯料不但要求两端面平整无毛刺，而且重量的差异性要求也很高。同一批料重量的差异性不能超过15g,否则会导致锻件出现毛刺，或者“缺肉”(充不满)、更甚至导致模具的涨裂碎。项目组人员通过改进下料工艺，由传统的剪料变为锯料，并严格控制下料精度，确保了坯料重量的一致性。为此，公司引进了圆锯机。

经过多次试样，不断进行优化和改进，终于在项目组人员的共同努力下，我们解决了凸缘锻件的封闭锻造工艺及模具的开发问题。我公司的凸缘封闭锻造工艺步骤为：镦粗、预锻和精锻。凸缘锻件采用无飞边的封闭锻工艺后，不仅锻件的材料消耗重量比以前大幅减少，而且表面质量也有了很大的提高(见图4)。

结语

目前，该项目已经通过公司项目评审小组的审核，采用封闭锻工艺生产的W-716凸缘已投入量产，锻件下料重量从原来的3.1+0.05kg减小到现在的2.86+0.03kg，每只锻件节约材料消耗0.25kg;锻件尺寸、金属流线和外观表面质量均符合图样要求;产品废品率小于0.2%;模具寿命一次性达到8000～10000件，完全满足项目预期的要求。对于原材料为SAE1055的W-716凸缘，本项目的实施所带来的直接经济效益：材料售价7.1元/kg,按平均每月生产5万只，一年可为公司节约原材料费用为5万只×0.25kg/只×7.1元/kg ×12月≈106.5万元。

本项目开创了我公司凸缘锻件无飞边封闭锻造的先河，为今后我公司在这方面的技术开展积累了宝贵的经验。目前，封闭锻造工艺和封闭锻造模具这两项专利正在申报之中。