前軸校正模的改進(jìn)

劉元偉

(山東恒泰車橋有限公司,山東新泰271200)

前軸校正模的改進(jìn)

劉元偉

(山東恒泰車橋有限公司,山東新泰271200)

前軸是汽車鍛造件中最長的部件,也是汽車重要的承載件之一,其質(zhì)量直接影響到汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的安全性。前軸的形狀特點(diǎn)是:外形窄長、截面尺寸多變且復(fù)雜,并且截面形狀沿鍛件的縱向中心線左右對稱。

在當(dāng)前嚴(yán)峻的市場形勢下,節(jié)能、降成本、提高質(zhì)量是前軸行業(yè)的主要發(fā)展方向。目前,鍛造前軸用的生產(chǎn)線一般是熱模鍛生產(chǎn)線或摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線,由于熱模鍛壓力機(jī)昂貴,所以摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線就成為了一般企業(yè)的首選。我公司就是采用的摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線,其生產(chǎn)工藝流程是:下料→中頻感應(yīng)加熱→輥鍛→彎曲→終鍛→切邊→校正,其中彎曲、終鍛、切邊和校正工序都是用摩擦壓力機(jī)來完成的,也有些企業(yè)是用液壓機(jī)如水壓機(jī)和油壓機(jī)用作前軸校正工序的。

前軸鍛件切邊工序后的工序是校正工序,因切邊后前軸存在扭曲、側(cè)彎等現(xiàn)象,校正工序作用是保證前軸的扭曲量、側(cè)彎量和高度差等達(dá)到圖紙尺寸要求,保證前軸的尺寸、質(zhì)量和外觀一致性等。

1 前軸校正時(shí)存在的問題

校正上下模各有一個(gè)斜鐵鍥緊在模座上,以保證模具不左右移動(dòng)。上下模座中間各有一個(gè)定位塊和模具裝配,保證模具不前后移動(dòng)。為了平衡鍛造過程中出現(xiàn)的錯(cuò)移力,減少鍛件錯(cuò)移,提高鍛件精度和便于模具安裝、調(diào)整,我公司前軸校正模模座原采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置,這種導(dǎo)向裝置為一般模具常用的一級(jí)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。分別裝配在摩擦壓力機(jī)的上下模座上,用來保證前軸的校正精度(見圖1)。由于摩擦壓力機(jī)在長時(shí)間工作或者設(shè)備老舊后,會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套磨損,配合間隙過大,在生產(chǎn)中斜鐵和緊固模座的螺栓松動(dòng),模具裝配時(shí)型腔對正困難,調(diào)試麻煩,上下模型腔并不能完全吻合等問題,導(dǎo)致設(shè)備打擊能力下降的同時(shí),設(shè)備的打擊精度也有所下降,模具的橫向尺寸大,模具本身的成本較高,對模具的加工要求高,造成了校正時(shí)校正模具錯(cuò)模,無法準(zhǔn)確地校正前軸,從而導(dǎo)致生產(chǎn)出的前軸鍛件出現(xiàn)扭曲、側(cè)彎、高度差偏差過大等,不符合圖紙尺寸的要求,影響了前軸鍛件的質(zhì)量。

圖1 前軸校正模

2 設(shè)計(jì)改進(jìn)

為了解決前軸校正模具錯(cuò)模的問題,在校正模具上加上鎖扣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(見圖2),增加了3個(gè)鎖扣(鎖扣的形狀和大小見圖3),進(jìn)行二級(jí)導(dǎo)向。這3個(gè)鎖扣結(jié)構(gòu)與我公司前軸終鍛模鎖扣導(dǎo)向結(jié)構(gòu)類似。定位塊凸起在下模,定位孔在上模,這樣設(shè)計(jì)是因?yàn)槿绻ㄎ豢自谙履?有可能落進(jìn)氧化皮或者流入石墨乳,長時(shí)間工作后有可能導(dǎo)致校正工作時(shí)上下模分模面不接觸。鎖扣結(jié)構(gòu)的配合間隙與我公司前軸終鍛模鎖扣結(jié)構(gòu)間隙相同,橫向和縱向均為0.05～0.3 mm,文中取0.25 mm。校正下模的導(dǎo)向部位凸起高35 mm,與其相配的上模定位孔深38 mm,模具合模后懸空3 mm,和終鍛模鎖扣的懸空距離一樣,保證模具合模校正工作后只是校正模具的鏡面受力,不讓定位塊和定位孔受力。

前軸校正模具鎖扣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3個(gè)鎖扣(圖3中鎖扣A,B,C)截面相同,均為梯形。梯形上底和下底的長度尺寸分別為14094 mm,寬65 mm,截面積為7605 mm2;3個(gè)鎖扣的總截面積為22 815 mm2。前軸校正模定位孔的截面積比我廠前軸終鍛模鎖扣截面積略小。我公司前軸終鍛模鎖扣孔的總截面積為129 600 mm2,其中前軸外側(cè)2個(gè)角部鎖扣總面積為57 600 mm2,前軸內(nèi)側(cè)2個(gè)靠近中心的鎖扣總面積為72 000 mm2。

與我公司前軸終鍛模鎖扣的區(qū)別還有,在圖3中定位塊頂端高度尺寸15 mm的斜面設(shè)置7°的拔模,定位塊頂端以下高度尺寸20 mm的直面是垂直于分模面的,7°拔模斜度設(shè)計(jì)的目的是起到導(dǎo)向作用,先讓定位塊進(jìn)入到定位孔里,直至上下模完全合模后由20 mm的垂直面保證模具的完全吻合,從而完成校正工作。

在設(shè)計(jì)鎖扣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中鎖扣在模具上的位置時(shí),考慮到公司前軸種類多,校正模具的外形尺寸不統(tǒng)一。為了方便模具管理和在大修時(shí)的焊接以及保證后續(xù)的模具加工,規(guī)范了鎖扣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)中鎖扣的位置(見圖3):3個(gè)鎖扣的尺寸完全一樣,兩側(cè)的鎖扣(鎖扣A和B)以模具型腔中心對稱,由于裝取料機(jī)夾鉗的關(guān)系,鎖扣C設(shè)置于模具的右側(cè)。

和終鍛模不一樣的是終鍛模的兩側(cè)的鎖扣是在終鍛模的邊角上,因而終鍛模鎖扣的位置并不規(guī)范化,不都是以模具型腔中心對稱,在維修堆焊加工模具時(shí),遇到了模具外形尺寸不一致的困難,如:在堆焊修復(fù)后加工不到或者加工量過大,特別是一個(gè)型號(hào)的前軸有多套終鍛模具的情況下,在模具堆焊修復(fù)后加工時(shí)更容易混淆。校正模具采用二級(jí)導(dǎo)向加上鎖扣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)后,通過生產(chǎn)使用,完全克服了校正模校正時(shí)的錯(cuò)模現(xiàn)象,使前軸鍛件整體質(zhì)量有了很大的提高。公司新設(shè)計(jì)的校正模具都設(shè)計(jì)了如圖3所示的二級(jí)導(dǎo)向鎖扣導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。

圖2 前軸終鍛模

圖3 新設(shè)計(jì)的前軸校正模