活塞销冷挤压模具设计
时间:2018-06-14 查看数:267

      1前言活塞销是内燃机中一个重要的基础零件,工作条件苛刻,要承受很高的燃气压力和活塞组件的惯收稿曰期:2001-12-26:文群,女,32岁,讲师具时,应十分注意压力机的压力曲线、装模高度、行程长度及其调节量、滑块及工作台的装模尺寸等。

      3.3弹性元件本复合模采用的弹性元件为碟形弹簧,成本低,更换方便。但是体积大,压力曲线陡,行程有限,需设定并调整预紧力。
      缸,见)作为一种新型弹性元件,得到了日益广泛的应用。氮气弹簧的弹力来源于缸体内的压缩氮气,压力范围为10~15MPa.具有体积小、力量大、行程长、压力曲线平稳、勿需预紧、使用安全可靠等优点。但成本高,国产化程度不够。
      利用氮气弹簧替代碟形弹簧(),可利用上模座加工出储气缸,四个氮气弹簧通过管道相互连通,大大节约了模具空间。从看出,若采用氮气弹簧,压力曲线将变得十分平缓,从上模接触锻件时开始,便可为锻件提供强大、恒定的压紧力。
      4结束语目前,我国已建成投产了数十条连杆锻造生产线,生产能力完全能够满足国内市场的需求。但是,高精度连杆仍然缺口很大。
      性力。由于承受的是一种周期性交变冲击载荷(比压-般在30005000MPa),因此,易产生疲劳破坏。活塞销工作时,与销座和连杆小头衬套间有相对滑动,尽管相对滑动速度不高,但在1000)左右的温度下,处于半液体摩擦状态,极易引起磨损。根据其工作条件,要保证高的安全系数,就要求具有很高的耐坯料长度%疲劳强度,即在高温高压变载荷条件下不出现疲劳裂纹,还要求具有很高的耐磨性。所以活塞销制造不仅要正确选择零件材料,还要正确选择加工方法。从实际情况看,原有的车外圆再钻孔的加工方法已远远不能满足其性能要求,为此,拟采用冷挤压生产。
     2工艺分析冷挤压是一种先进的压力加工方法。现以X6110活塞销(为例,说明活塞销的冷挤压工艺性,其他类型的活塞销可依此类推。
     X6110活塞销材料为20,零件为中空的圆柱形,两头内孔为021*020,中间孔径为020"020,且对称分布。由于挤压通孔是不现实的,因此,设计为不通孔形0―坯料的横截面积,mm2;坯料外圆尺寸!坯:为便于将毛坯放入凹模内,降低冷挤压单位挤压力,提高零件表面质量,减少模具磨损,一般将毛坯退火后软磨外圆尺寸至!坯,再进行磷化-皂化处理。
      考虑到生产上可能出现的意外情况(如软化退火质量较差,润滑层脱落等),应将挤压力(乘上安全系数1.3.因此,挤压设备选用2000kN液压机(Y32-200)。
      为保证模架精度,保证导向的准确性,采用导柱导套式模架。导柱(导套对模板的垂直度!0.01,导柱、导套的配合精度不低于7级。为扩大支承面积,把上凸模12的上端设计成10.的锥体,上承垫块18;下凸模7的下端也设计成10*的锥体,下承垫块4.上凸模通过夹紧块21、定位块22用螺钉14固定在上垫块17上,可以适当调整上凸模的垂直度。
      下凸模通过压板5和垫块4用螺钉30紧固在下底板28上。
      该模具采用三层组合凹模:凹模11、预应力套10、压套24.组合凹模通过压套用螺钉13固定在下模板26上,用螺钉2将下底板28、底座3、下模板26三者固定在一起。
      为便于挤压件从凹模中取出,设计了顶出装置。
      装置由底板31、顶料杆1和顶料套6组成,设置导向板8为顶料套导向。
      该模具通用性强,只要更换上凸模12、下凸模7、凹模11、预应力套10、限位套23和顶料套6,就可以加工多种规格的活塞销。!模具工作部分设计由于该模具所受单位挤压力较大,凸模主要失效形式是折断,因此,选用高韧性的模具材料W6Mo5Cr4V2制造凸模。热处理硬度HRC60~65,且充分回火。
      冷挤压时,凹模内腔受到很大的径向应力的作用,在强度不足时,易发生切向破裂。该模具所受实际单位挤压力大,必须采用三层预应力组合凹模才能满足要求,内层凹模选用W18Cr4V,热处理硬度HRC60~65;中层预应力套选用40Cr,热处理硬度HRC40~45;外层压套选用45钢,热处理硬度HRC40~42.组合凹模的主要优点是在同样的凹模外形尺寸条件下,其强度约为整体式凹模强度的1.8倍。
      组合凹模必须进行压合,在压合时如何对组合凹模内腔正确地施加预应力,是一个很重要的问题。
      压法、取压合角为1*30'、在液压机上压合效果很好。
      压合顺序是由外向内,即先将中圈预应力套压入外圈压套之中,再将内圈凹模压入。压出顺序则由内向外,刚好与压合时相反。
      7结束语该模具的优点是:通用性强,只需更换部分元件就可以挤压多种规格的活塞销;采用导柱导套式模架,保证了导向的准确性;改进了上、下凸模的角度,降低了单位挤压力;采用三层预应力组合凹模,提高了凹模强度,节约了贵重模具钢,当内圈凹模损坏后,仅需更换内圈,整个组合凹模不致报废,大大降低了模具制造成本。
      活塞销采用该模具冷挤压加工后,提高了零件精度和表面质量,减少了切削加工量,节约了大量原材料,提高了生产效率,更提高了零件的力学性能。
      经道路试验,该工艺生产的活塞销,行驶五万公里以上仍然完好无损,从而得到了市场的认可,也为工厂带来了较好的经济效益。 

文章来源:太空模具网
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