詹輝
圖1是一種柴油機連桿鍛件,該連桿鍛件重為80kg,大孔為近似橢圓形狀的孔,用戶要求沖孔去除連皮。因此,沖孔工藝必須盡可能滿足以下要求:操作簡便、生產(chǎn)效率高、變形小、工裝可靠性好,滿足圖樣尺寸公差要求。
根據(jù)我廠實際生產(chǎn)經(jīng)驗,在連桿小頭較厚、強度足夠的情況下,直接用活沖頭沖小孔是可行的,直接沖大孔則要么變形太大,要么不能沖掉。以下是幾種連桿大孔連皮去除工藝的比較(見附表)。
根據(jù)以上分析,考慮我廠切邊設(shè)備為12500kN單點閉式壓力機,我們決定選取“活沖頭反沖連皮”的工藝方案。
圖2為反沖式切邊沖孔模具裝配圖,沖頭座6通過支撐7(2件)固定在底座8上,沖頭座左側(cè)橢圓沉孔與大沖頭外形匹配,可以控制大沖頭角度使其與鍛件孔形對齊,在放置沖頭時,35°斜度可以起自動導(dǎo)向定位的作用。大沖頭為活動沖頭,先將其放入沖頭座沉孔中并擺正位置,再放下連桿鍛件,小沖頭直接放入連桿右側(cè)孔中。
圖1
圖2
幾種連桿大孔連皮去除工藝比較
運行過程:切邊時,切邊上模在下行過程中先壓下小沖頭,小沖頭隨沖下小孔連皮一起掉入沖頭座右側(cè)孔中,然后切邊上模壓下連桿完成切邊。連桿繼續(xù)下行,大沖頭向上沖下大孔連皮,連桿落在沖頭座上,大孔連皮隨沖頭一起進入上模孔中。上模隨壓力機滑塊返回后,取出連皮,撬起大沖頭,推出連桿鍛件,再放下大沖頭,準(zhǔn)備下一次沖孔。
圖3為沖頭座示意圖,沖頭座與大沖頭配合間隙取0.2mm,可保證沖頭定位準(zhǔn)確和放置操作方便。2個φ100mm通孔用于沖頭座準(zhǔn)確安裝定位,φ120mm通孔用于落下小沖頭。
圖4為大沖頭外形圖,在保證沖頭壁厚和強度的情況下,其內(nèi)部設(shè)計為中空結(jié)構(gòu),圓周還開有4個減重孔,以盡量減輕沖頭重量,便于操作。沖頭刃口以下部分收小4~6mm,使沖孔后沖頭能輕松取出。沖頭端部設(shè)計有一橫筋,有定沖頭角度的作用,同時能增加沖頭強度,且便于提出沖頭。沖頭采用5CrNiMo材料制作,熱處理硬度取55~60HRC。
沖頭座和切邊下模之間的距離取連桿最大厚度加30mm,以便于連桿推出操作,同時綜合考慮降低沖頭高度、減輕沖頭重量;大沖頭刃口尺寸按連桿大孔尺寸設(shè)計,對應(yīng)切邊上模大孔外形尺寸應(yīng)小于鍛件口部尺寸2mm,可避免沖孔時在鍛件上壓出痕跡;沖頭與切邊上模大孔間隙須大于4mm,以保證大孔連皮順利落出;大孔連皮與沖頭之間留10mm間隙,使切邊工序在沖連皮前完成,目的是減輕切邊壓力機的工作負荷。
在設(shè)計切邊上模大孔深度尺寸時,要考慮在切邊壓力機運行到下死點時飛邊和連皮能順利切下,同時大沖頭和連皮不能頂住孔底,否則會損壞沖頭。
安裝好切邊模后要適當(dāng)調(diào)整設(shè)備的下死點,保證切凈飛邊和連皮,避免沖頭帶連皮與上??椎醉斔?;放置大沖頭時,須保證大沖頭與連桿橢圓孔軸線方向?qū)R,沖頭放平;在放下連桿鍛件時,連桿與切邊凹模對準(zhǔn)后再放下,以免連桿前后左右平移時帶偏沖頭,造成沖頭損壞;連桿鍛件在切邊、沖孔時會產(chǎn)生一定的變形,應(yīng)及時送回鍛模熱校正。圖5為工裝實圖。圖6為連桿沖孔效果實圖。
經(jīng)生產(chǎn)驗證,該工裝切邊、沖孔操作方便,生產(chǎn)效率較高,沖孔變形小,鍛件質(zhì)量完全滿足用戶技術(shù)要求。與切邊、沖孔連續(xù)模相比,該工裝寬度尺寸較小、便于安裝,且減少了工件從切邊到?jīng)_孔工序的平移操作。而切邊沖孔復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,在頂出鍛件時,由于鍛件變形,需要較大頂出力,容易拉斷復(fù)合模底座的聯(lián)接螺栓,因此可靠性較差。該沖孔工藝方案也可用于連桿以外其他鍛件的沖孔。因此,在一定的設(shè)備條件下,此工藝方案不失為一種較好的選擇。
圖3
圖4
圖5
圖6