1前言活塞銷是內燃機中一個重要的基礎零件,工作條件苛刻,要承受很高的燃氣壓力和活塞組件的慣收稿曰期:2001-12-26:文群,女,32歲,講師具時,應十分注意壓力機的壓力曲線、裝模高度、行程長度及其調節量、滑塊及工作臺的裝模尺寸等。
3.3彈性元件本復合模采用的彈性元件為碟形彈簧,成本低,更換方便。但是體積大,壓力曲線陡,行程有限,需設定并調整預緊力。
缸,見)作為一種新型彈性元件,得到了日益廣泛的應用。氮氣彈簧的彈力來源于缸體內的壓縮氮氣,壓力范圍為10~15MPa.具有體積小、力量大、行程長、壓力曲線平穩、勿需預緊、使用安全可靠等優點。但成本高,國產化程度不夠。
利用氮氣彈簧替代碟形彈簧(),可利用上模座加工出儲氣缸,四個氮氣彈簧通過管道相互連通,大大節約了模具空間。從看出,若采用氮氣彈簧,壓力曲線將變得十分平緩,從上模接觸鍛件時開始,便可為鍛件提供強大、恒定的壓緊力。
4結束語目前,我國已建成投產了數十條連桿鍛造生產線,生產能力完全能夠滿足國內市場的需求。但是,高精度連桿仍然缺口很大。
性力。由于承受的是一種周期性交變沖擊載荷(比壓-般在30005000MPa),因此,易產生疲勞破壞。活塞銷工作時,與銷座和連桿小頭襯套間有相對滑動,盡管相對滑動速度不高,但在1000)左右的溫度下,處于半液體摩擦狀態,極易引起磨損。根據其工作條件,要保證高的安全系數,就要求具有很高的耐坯料長度%疲勞強度,即在高溫高壓變載荷條件下不出現疲勞裂紋,還要求具有很高的耐磨性。所以活塞銷制造不僅要正確選擇零件材料,還要正確選擇加工方法。從實際情況看,原有的車外圓再鉆孔的加工方法已遠遠不能滿足其性能要求,為此,擬采用冷擠壓生產。
2工藝分析冷擠壓是一種先進的壓力加工方法。現以X6110活塞銷(為例,說明活塞銷的冷擠壓工藝性,其他類型的活塞銷可依此類推。
X6110活塞銷材料為20,零件為中空的圓柱形,兩頭內孔為021*020,中間孔徑為020"020,且對稱分布。由于擠壓通孔是不現實的,因此,設計為不通孔形0―坯料的橫截面積,mm2;坯料外圓尺寸!坯:為便于將毛坯放入凹模內,降低冷擠壓單位擠壓力,提高零件表面質量,減少模具磨損,一般將毛坯退火后軟磨外圓尺寸至!坯,再進行磷化-皂化處理。
考慮到生產上可能出現的意外情況(如軟化退火質量較差,潤滑層脫落等),應將擠壓力(乘上安全系數1.3.因此,擠壓設備選用2000kN液壓機(Y32-200)。
為保證模架精度,保證導向的準確性,采用導柱導套式模架。導柱(導套對模板的垂直度!0.01,導柱、導套的配合精度不低于7級。為擴大支承面積,把上凸模12的上端設計成10.的錐體,上承墊塊18;下凸模7的下端也設計成10*的錐體,下承墊塊4.上凸模通過夾緊塊21、定位塊22用螺釘14固定在上墊塊17上,可以適當調整上凸模的垂直度。
下凸模通過壓板5和墊塊4用螺釘30緊固在下底板28上。
該模具采用三層組合凹模:凹模11、預應力套10、壓套24.組合凹模通過壓套用螺釘13固定在下模板26上,用螺釘2將下底板28、底座3、下模板26三者固定在一起。
為便于擠壓件從凹模中取出,設計了頂出裝置。
裝置由底板31、頂料桿1和頂料套6組成,設置導向板8為頂料套導向。
該模具通用性強,只要更換上凸模12、下凸模7、凹模11、預應力套10、限位套23和頂料套6,就可以加工多種規格的活塞銷。!模具工作部分設計由于該模具所受單位擠壓力較大,凸模主要失效形式是折斷,因此,選用高韌性的模具材料W6Mo5Cr4V2制造凸模。熱處理硬度HRC60~65,且充分回火。
冷擠壓時,凹模內腔受到很大的徑向應力的作用,在強度不足時,易發生切向破裂。該模具所受實際單位擠壓力大,必須采用三層預應力組合凹模才能滿足要求,內層凹模選用W18Cr4V,熱處理硬度HRC60~65;中層預應力套選用40Cr,熱處理硬度HRC40~45;外層壓套選用45鋼,熱處理硬度HRC40~42.組合凹模的主要優點是在同樣的凹模外形尺寸條件下,其強度約為整體式凹模強度的1.8倍。
組合凹模必須進行壓合,在壓合時如何對組合凹模內腔正確地施加預應力,是一個很重要的問題。
壓法、取壓合角為1*30'、在液壓機上壓合效果很好。
壓合順序是由外向內,即先將中圈預應力套壓入外圈壓套之中,再將內圈凹模壓入。壓出順序則由內向外,剛好與壓合時相反。
7結束語該模具的優點是:通用性強,只需更換部分元件就可以擠壓多種規格的活塞銷;采用導柱導套式模架,保證了導向的準確性;改進了上、下凸模的角度,降低了單位擠壓力;采用三層預應力組合凹模,提高了凹模強度,節約了貴重模具鋼,當內圈凹模損壞后,僅需更換內圈,整個組合凹模不致報廢,大大降低了模具制造成本。
活塞銷采用該模具冷擠壓加工后,提高了零件精度和表面質量,減少了切削加工量,節約了大量原材料,提高了生產效率,更提高了零件的力學性能。
經道路試驗,該工藝生產的活塞銷,行駛五萬公里以上仍然完好無損,從而得到了市場的認可,也為工廠帶來了較好的經濟效益。