活沖頭反沖連桿大孔連皮工藝方案

詹輝

圖1是一種柴油機(jī)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。

1.工藝方案選取

根據(jù)我廠實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在連桿小頭較厚、強(qiáng)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(diǎn)閉式壓力機(jī)，我們決定選取“活沖頭反沖連皮”的工藝方案。

2.反沖式切邊沖孔模設(shè)計(jì)

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(shí)，35°斜度可以起自動(dòng)導(dǎo)向定位的作用。大沖頭為活動(dòng)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(yùn)行過程：切邊時(shí)，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(jìn)入上?？字?。上模隨壓力機(jī)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(gè)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(qiáng)度的情況下，其內(nèi)部設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)，圓周還開有4個(gè)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(jì)有一橫筋，有定沖頭角度的作用，同時(shí)能增加沖頭強(qiáng)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。

3.設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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(shí)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(jì)，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(shí)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(jī)的工作負(fù)荷。

在設(shè)計(jì)切邊上模大孔深度尺寸時(shí)，要考慮在切邊壓力機(jī)運(yùn)行到下死點(diǎn)時(shí)飛邊和連皮能順利切下，同時(shí)大沖頭和連皮不能頂住孔底，否則會損壞沖頭。

4.生產(chǎn)操作注意事項(xiàng)

安裝好切邊模后要適當(dāng)調(diào)整設(shè)備的下死點(diǎn)，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(shí)，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(shí)，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(shí)帶偏沖頭，造成沖頭損壞；連桿鍛件在切邊、沖孔時(shí)會產(chǎn)生一定的變形，應(yīng)及時(shí)送回鍛模熱校正。圖5為工裝實(shí)圖。圖6為連桿沖孔效果實(shí)圖。

5.結(jié)語

經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)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(shí)，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