熱鐓機模具零件KO銷的結構及工藝改進

呂紹立, 萬 青

(1.哈爾濱軸承集團公司 南直軸承分廠,黑龍江 哈爾濱 150036;2.哈爾濱軸承集團公司 動能供應公司,黑龍江 哈爾濱150036)

1 前言

KO銷產品是鍛壓分廠120及160熱鐓機模具中的主要零件之一，產品質量要求嚴格,產品易消耗，每月的需求量非常大。原來的產品結構很難加工，合格率低，加工過程中產生了很多次品及廢品，既造成了工時及原材料的大量浪費，又經常延誤供貨期，用戶很難達到滿意。通過反復研究，并與生產使用單位溝通，對產品結構及其加工工藝進行了改進，不但簡化了加工，提高了生產效率，達到了圖紙要求，而且還大大減少了次品及廢品的產生，從而避免了工時的浪費，節約了大量的原材料，保證了生產順利進行，用戶滿意度大大提高。

2 KO銷在模具中的使用情況

熱鐓機模具局部示意圖如圖 1 所示。熱鐓機的工作過程是：把棒料先用刀板切料，然后再通過熱鐓機的四個工位——鐓餅、成型、切底、分套完成加工。KO銷是第二個工位的成型模具中的主要零件之一。具體工作過程是：棒料先切成短料棒，再由機械手把短料棒送到鐓餅工位，鐓餅完成后，由機械手送到第二個工位，這時 ，陽模的成型沖頭進入陰模的成型模體中，擠壓工件成型。KO銷起到了支承工件和冷卻內、外成型模、內沖墊的作用。當工件成型后，陽模退出陰模，這時靠KO銷把工件推出陰模，工件進入機械手，由機械手把工件送到下一個工位，直到最后在分套工位分套后，內、外套進入各自料道，最后被傳送到各自料箱，整個工作流程全部完成。從熱鐓機工作過程可看出，KO銷在熱鐓機模具中主要起支承、推料和冷卻的作用。所以KO銷的下端面必須具有良好的性能。

3 KO銷結構及其加工工藝的改進

3.1 改進前KO銷結構及加工情況

KO銷改進前的結構如圖 2 所示。根據KO銷在熱鐓機模具中的使用情況，改進前KO銷產品的下端面要求堆焊3mm厚的鎢鉻鈷合金。由于它的下端面在熱鐓機模具的工作過程中要承受非常大的壓力，所以鎢鉻鈷合金和KO銷體的焊接處要求必須焊接牢固，而且合格的KO銷所焊合金部分不允許出現裂紋和氣孔等焊接缺陷，以免影響產品的質量及使用。然而在焊接工序中，不可避免地常常出現焊接不牢固、裂紋及氣孔等焊接缺陷，而且在加工KO銷時，在焊接工序的后一道工序——車工工序：車削鎢鉻鈷合金的過程中，還經常發現有砂眼及掉渣等現象，甚至有時無論在車工工序還是在熱鐓機模具的使用過程中都產生了鎢鉻鈷合金整體脫落的現象。另外，有氣孔缺陷的KO銷在熱鐓機模具的工作過程中還常常出現粘料現象。這樣就出現了由焊接而造成的大量的次品和廢品，合格率僅為80%左右，造成了工時及原材料的大量浪費 ，同時也延誤了供貨期，影響了正常生產的順利進行。所以KO銷的原有結構及其加工工藝，不但不能保證產品質量及正常生產，還浪費了大量資金。因此必須對產品的結構及其加工工藝進行改進，以保證KO銷的加工質量及生產進度，并滿足用戶需求。

圖1 熱鐓機模具局部示意圖

3.2 改進后KO銷結構及加工情況

為了避免KO銷在加工過程中，因焊接工序中焊接的一系列缺陷產生的次品及廢品，所導致的工時浪費、原材料的大量浪費及供貨緊張等情況的發生，對KO銷的結構及其加工工藝進行了改進，產品的下端面不堆焊鎢鉻鈷合金，而是直接加工成一體，取消電焊工序。但為了達到KO銷的使用性能，在加工KO銷的最后一道工序增加了氮化工序。氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表面的化學熱處理工藝。常見有液體氮化、氣體氮化、離子氮化。KO銷采用的是氣體氮化的方法。氣體氮化一般使用無水氨水作為供氮介質。氮化裝爐前需對工件表面的銹斑、油污、鐵屑及其它雜物進行清理，以保證氮的有效吸附，然后將KO銷放入氮化爐的一個密封空間內，通入氨氣，然后升溫，排氣與升溫可同時進行，加熱到520～540℃，再進行保溫，保溫24～30h,保溫階段應嚴格控制氨氣流量、溫度、氨分解率和爐壓，保證滲氮質量。滲氮保溫結束后停電降溫，但應繼續通入氨氣保證正壓，以防止空氣進入使工件表面產生氧化色。溫度降至200℃以下，可停止供氨，工件出爐。經氮化處理的產品具有優異的耐腐蝕性、耐疲勞性、耐磨性和耐高溫的特性。因此，經過氮化處理保證了KO銷的正常使用。通過改進,不但簡便了加工，提高了勞動生產效率，而且由于不用堆焊鎢鉻鈷合金及減少了工時和原材料的浪費，從而節約了大量資金。經過一段時間對使用情況的觀察以及用戶的反饋，改進后的產品使用效果良好。

圖2 KO產品結構圖

3.3 改進前后KO銷加工工藝對比

改進前后KO銷加工工藝對比見表 1。

4 經濟效益

KO銷是易消耗品，需求量非常大，平均每月需要100個左右，焊一個KO銷大概需要1～2根合金焊條，一盒（90根）鎢鉻鈷合金焊條2 600元，一根合金焊條為2 600/90≈28.9元，以每月加工KO銷產品100個，焊一件產品需1.5根鎢鉻鈷合金焊條為例，一年能節約52 020元；改進后比改進前因節省工時一年又可節約27 000元，這樣一年共節約52 020+27 000＝79 020元，另外產生的廢品所造成的原材料浪費一年大概2萬多元，累加起來一年為分廠節約近十萬元。

表1 改進前后KO銷加工工藝對比

5 結束語

通過對KO銷結構及其加工工藝的改進，保證了產品質量，降低了加工難度，提高了生產效率，節省了大量原材料，減少了工時的浪費，降低了成本，保證了生產，達到了預期的良好效果。