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

根據我廠實際生產經驗，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）。

根據以上分析，考慮我廠切邊設備為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。

2.反沖式切邊沖孔模設計

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孔中，然后切邊上模壓下連桿完成切邊。連桿繼續下行，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，可保證沖頭定位準確和放置操作方便。2個φ100mm通孔用于沖頭座準確安裝定位，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，其內部設計為中空結構，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。

3.設計要點

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計，對應切邊上模大孔外形尺寸應小于鍛件口部尺寸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。

4.生產操作注意事項

安裝好切邊模后要適當調整設備的下死點，保證切凈飛邊和連皮，避免沖頭帶連皮與上模孔底頂死；放置大沖頭時，須保證大沖頭與連桿橢圓孔軸線方向對齊，沖頭放平；在放下連桿鍛件時，連桿與切邊凹模對準后再放下，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、沖孔時會產生一定的變形，應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。

5.結語

經生產驗證，該工裝切邊、沖孔操作方便，生產效率較高，沖孔變形小，鍛件質量完全滿足用戶技術要求。與切邊、沖孔連續模相比，該工裝寬度尺寸較小、便于安裝，且減少了工件從切邊到沖孔工序的平移操作。而切邊沖孔復合模結構相對復雜，在頂出鍛件時，由于鍛件變形，需要較大頂出力，容易拉斷復合模底座的聯接螺栓，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