活冲头反冲连杆大孔连皮工艺方案

詹辉

图1是一种柴油机连杆锻件，该连杆锻件重为80kg，大孔为近似椭圆形状的孔，用户要求冲孔去除连皮。因此，冲孔工艺必须尽可能满足以下要求：操作简便、生产效率高、变形小、工装可靠性好，满足图样尺寸公差要求。

1.工艺方案选取

根据我厂实际生产经验，在连杆小头较厚、强度足够的情况下，直接用活冲头冲小孔是可行的，直接冲大孔则要么变形太大，要么不能冲掉。以下是几种连杆大孔连皮去除工艺的比较（见附表）。

根据以上分析，考虑我厂切边设备为12500kN单点闭式压力机，我们决定选取“活冲头反冲连皮”的工艺方案。

2.反冲式切边冲孔模设计

图2为反冲式切边冲孔模具装配图，冲头座6通过支撑7（2件）固定在底座8上，冲头座左侧椭圆沉孔与大冲头外形匹配，可以控制大冲头角度使其与锻件孔形对齐，在放置冲头时，35°斜度可以起自动导向定位的作用。大冲头为活动冲头，先将其放入冲头座沉孔中并摆正位置，再放下连杆锻件，小冲头直接放入连杆右侧孔中。

图1

图2

几种连杆大孔连皮去除工艺比较

运行过程：切边时，切边上模在下行过程中先压下小冲头，小冲头随冲下小孔连皮一起掉入冲头座右侧孔中，然后切边上模压下连杆完成切边。连杆继续下行，大冲头向上冲下大孔连皮，连杆落在冲头座上，大孔连皮随冲头一起进入上模孔中。上模随压力机滑块返回后，取出连皮，撬起大冲头，推出连杆锻件，再放下大冲头，准备下一次冲孔。

图3为冲头座示意图，冲头座与大冲头配合间隙取0.2mm，可保证冲头定位准确和放置操作方便。2个φ100mm通孔用于冲头座准确安装定位，φ120mm通孔用于落下小冲头。

图4为大冲头外形图，在保证冲头壁厚和强度的情况下，其内部设计为中空结构，圆周还开有4个减重孔，以尽量减轻冲头重量，便于操作。冲头刃口以下部分收小4～6mm，使冲孔后冲头能轻松取出。冲头端部设计有一横筋，有定冲头角度的作用，同时能增加冲头强度，且便于提出冲头。冲头采用5CrNiMo材料制作，热处理硬度取55～60HRC。

3.设计要点

冲头座和切边下模之间的距离取连杆最大厚度加30mm，以便于连杆推出操作，同时综合考虑降低冲头高度、减轻冲头重量；大冲头刃口尺寸按连杆大孔尺寸设计，对应切边上模大孔外形尺寸应小于锻件口部尺寸2mm，可避免冲孔时在锻件上压出痕迹；冲头与切边上模大孔间隙须大于4mm，以保证大孔连皮顺利落出；大孔连皮与冲头之间留10mm间隙，使切边工序在冲连皮前完成，目的是减轻切边压力机的工作负荷。

在设计切边上模大孔深度尺寸时，要考虑在切边压力机运行到下死点时飞边和连皮能顺利切下，同时大冲头和连皮不能顶住孔底，否则会损坏冲头。

4.生产操作注意事项

安装好切边模后要适当调整设备的下死点，保证切净飞边和连皮，避免冲头带连皮与上模孔底顶死；放置大冲头时，须保证大冲头与连杆椭圆孔轴线方向对齐，冲头放平；在放下连杆锻件时，连杆与切边凹模对准后再放下，以免连杆前后左右平移时带偏冲头，造成冲头损坏；连杆锻件在切边、冲孔时会产生一定的变形，应及时送回锻模热校正。图5为工装实图。图6为连杆冲孔效果实图。

5.结语

经生产验证，该工装切边、冲孔操作方便，生产效率较高，冲孔变形小，锻件质量完全满足用户技术要求。与切边、冲孔连续模相比，该工装宽度尺寸较小、便于安装，且减少了工件从切边到冲孔工序的平移操作。而切边冲孔复合模结构相对复杂，在顶出锻件时，由于锻件变形，需要较大顶出力，容易拉断复合模底座的联接螺栓，因此可靠性较差。该冲孔工艺方案也可用于连杆以外其他锻件的冲孔。因此，在一定的设备条件下，此工艺方案不失为一种较好的选择。

图3

图4

图5

图6