用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件制造的連桿無(wú)飛邊模鍛閉塞模具及鍛造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件制造領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種用于汽 車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件制造的連桿無(wú)飛邊模鍛閉塞模具及其鍛造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生態(tài)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，要求在不增加汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿質(zhì)量和尺寸的前提下， 提高零件強(qiáng)度、精度和平衡性。而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿一般都是采用開式模鍛，在開式模膛周邊 設(shè)有飛邊槽，鍛造過(guò)程中，多余的金屬可流入飛邊槽中。鍛造完成后的連桿都要經(jīng)過(guò)切邊、 整形，這不僅增加了材料消耗，而且使切邊后的連桿在分模面上金屬流線外露，形成應(yīng)力腐 蝕源。由于采用開式模鍛，鍛造后的連桿的厚度公差難以控制，連桿的重量誤差常常超差， 使得連桿要按配重分組進(jìn)行機(jī)械加工。這不能保證連桿工作條件的同一性，連桿幾何參數(shù) 的細(xì)微差別導(dǎo)致各個(gè)連桿的端面的慣性矩不同，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒功不平衡。
[0003] 經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN85202826,公開日為1986年07月 06日，公開了一種管接頭多向模鍛裝置，包括上模板、動(dòng)圈和下模板內(nèi)分別裝有四組以下的 楔形工作機(jī)構(gòu)和卸料機(jī)構(gòu)，以及可適用于模鍛的二通、三通和四通管接頭。該裝置主要用模 鍛管接頭等短軸類鍛件，不能進(jìn)行長(zhǎng)軸類連桿鍛造。況且動(dòng)圈與下模板分離，降低了加工精 度和生產(chǎn)效率。
[0004] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201807661，公開日為2011年04月27日，公開了一種用于閉式模 鍛的沖校模具結(jié)構(gòu)，包括下模座、上模座、沖孔凸模、校正上模和校正下模，上模座和下模座 之間通過(guò)導(dǎo)柱相連，在上模座下表面通過(guò)彈性活動(dòng)拉桿連接有活動(dòng)墊板，活動(dòng)墊板的底部 固定校正上模，下模座上表面固定校正下模，做上模座中固定有用于沖除鍛件中央通孔連 皮的沖孔凸模，該沖孔凸模軸向貫穿活動(dòng)墊板和校正上模并與鍛件中央通孔相對(duì)應(yīng)。該裝 置只能用來(lái)鍛壓盤類零件，不能用于長(zhǎng)軸類鍛件的模鍛。
[0005] 中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102049456A，公開日為2011年05月11日，公開了一種40Cr鋼機(jī) 體座類零件的多向模鍛工藝及模具，屬于金屬材料塑性成型技術(shù)領(lǐng)域，目的在于有效地避 免現(xiàn)有開式模鍛工藝和等溫模鍛工藝存在的問(wèn)題，該多向模鍛工藝，包括下料、加熱、多向 模鍛步驟，多向模鍛過(guò)程為：1)下棒料經(jīng)中頻感應(yīng)加熱至1000°C~1180°C ;2)用多向模鍛 模具對(duì)加熱毛坯一次成型，該發(fā)明的多向模鍛模具，包括對(duì)稱的左右側(cè)凸模，上半凹模、下 半凹模、側(cè)凸模固定板以及有上下模座組成的模架。但該模具結(jié)構(gòu)是垂直分模，沒(méi)有足夠合 模力，在鍛造連桿類鍛件時(shí)，要精確成形工字型截面需要比成形力還大的合模力，若用該模 具成形，鍛件勢(shì)必出現(xiàn)飛邊、尖角和難充型部位，因充不滿而使鍛件報(bào)廢；該裝置的分模成 形沖頭只有一個(gè)，造成鍛件體內(nèi)金屬流動(dòng)不均勻，存在較大的殘余應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件制造的 連桿無(wú)飛邊模鍛閉塞模具及其鍛造工藝。
[0007] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 本發(fā)明涉及一種連桿無(wú)飛邊模鍛模具，包括：上凸模、下凸模、連桿機(jī)構(gòu)、設(shè)置于上 模座的上凹模和設(shè)置于下模座的下凹模，其中：下凸模的連接端與下沖頭支撐座相連，其工 作端穿設(shè)于下凹模中部，上凸模的連接端與上沖頭墊塊下端相連，其工作端穿設(shè)于上凹模 中部，連桿機(jī)構(gòu)設(shè)置于上沖頭墊塊上端，上凸模和下凸模的工作端寬度b與鍛件深度橫截 面寬bn相等，鍛壓鍛件時(shí)，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模組成閉塞模膛。
[0009] 所述的下模座通過(guò)彈性部件設(shè)置于?？蛑?，上模座與下模座通過(guò)設(shè)置于?？蛑械?樞軸活動(dòng)相連。
[0010] 所述的彈性部件為設(shè)置于模框兩側(cè)的氮?dú)鈴椈伞?br>[0011] 所述的上模座頂部設(shè)有過(guò)渡墊板，該過(guò)渡墊板中部穿設(shè)有頂桿。
[0012] 所述的連桿機(jī)構(gòu)包括：縱向連桿結(jié)構(gòu)和橫向連桿結(jié)構(gòu)，其中：縱向連桿結(jié)構(gòu)與過(guò) 渡墊板和上沖頭墊塊相連，該縱向連桿結(jié)構(gòu)在頂桿作用下使上沖頭墊塊相對(duì)于上模座向上 運(yùn)動(dòng)，橫向連桿結(jié)構(gòu)與上沖頭墊塊、樞軸滑套和過(guò)渡墊板相連，該橫向連桿結(jié)構(gòu)在樞軸滑套 作用下使上沖頭墊塊相對(duì)于上模座向下運(yùn)動(dòng)。
[0013] 所述的上凸模包括：大頭孔上沖頭、桿體上沖頭和小頭孔上沖頭，其中：大頭孔上 沖頭、桿體上沖頭和小頭孔上沖頭依次緊密排列。
[0014] 所述的下凸模包括：大頭孔下沖頭、桿體下沖頭和小頭孔下沖頭，其中：大頭孔下 沖頭、桿體下沖頭和小頭孔下沖頭依次緊密排列。
[0015] 所述的下沖頭支撐座中設(shè)有一端與大頭孔下沖頭、桿體下沖頭相連的測(cè)力計(jì)。
[0016] 本發(fā)明涉及使用上述模具的模鍛方法，包括以下步驟：
[0017] 1)將毛坯感應(yīng)加熱到1140~1160°C，而后經(jīng)過(guò)拔長(zhǎng)、滾擠使其具有連桿輪廓；
[0018] 2)對(duì)毛坯進(jìn)行預(yù)鍛后，將其放置于上述模具的下凹模中，而后在壓力機(jī)的作用下， 上凹模和上凸模隨之向下運(yùn)動(dòng)，下凹模、上凹模、上凸模和下凸模形成封閉模膛，待鍛件在 模膛中受到擠壓變形直至充滿模膛；
[0019] 3)上凹模和上凸模向上運(yùn)動(dòng)，所述模具回復(fù)初始狀態(tài)后，取出鍛件；
[0020] 4)使用沖孔整形復(fù)合模具對(duì)鍛件進(jìn)行再次鍛壓后，即得到尺寸形狀符合要求的連 桿。 技術(shù)效果
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用本發(fā)明所述的裝置和方法鍛造的連桿無(wú)飛邊，保證了鍛件 幾何尺寸的穩(wěn)定性，質(zhì)量偏差不超過(guò)16g，減少了材料的消耗，降低了成本。連桿經(jīng)過(guò)淬火和 回火等后續(xù)加工后，其強(qiáng)度是一般連桿的2倍，連桿的截面慣性矩平穩(wěn)變化。所述的模具在 整個(gè)鍛造過(guò)程中運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)沖擊。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明連桿閉塞模整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖中：1頂桿；2過(guò)渡墊板；3縱向連桿結(jié)構(gòu)；4上沖頭墊塊；5橫向連桿結(jié)構(gòu)；6上模 座；7上沖頭固定塊；8大頭孔上沖頭；9桿體上沖頭；10小頭孔上沖頭；11上凹模；12樞軸 滑套；13鍛件；14桿體下沖頭；15小頭孔下沖頭；16大頭孔下沖頭；17下凹模；18下沖頭 固定塊；19樞軸；20測(cè)力計(jì)；21下沖頭支撐座；22下模座；23樞軸支撐座；24氮?dú)鈴椈桑?5 ?？?；26上凸模；27下凸模。
[0024] 圖2為模膛桿部截面金屬流動(dòng)受力示意圖；
[0025] 圖3為半成品連桿鍛件正視圖；
[0026] 圖4為連桿鍛件桿部橫截面形狀示意圖；
[0027] 圖中：a為本發(fā)明無(wú)飛邊鍛件，b為有飛邊常規(guī)鍛件；
[0028] 圖5為連桿鍛件的金相圖；
[0029] 圖中：a為放大倍率200倍下的纖維流線；b為放大倍率800倍下的顯微組織。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 如圖1所示，本實(shí)施例包括：上凸模26、下凸模27、設(shè)置于上模座6的上凹模11和 設(shè)置于下模座22上的下凹模17,其中：上凸模26和下凸模27分別活動(dòng)設(shè)置于上凹模11中 部和下凹模17中部。該上凸模26、下凸模27、上凹模11和下凹模17組成閉式模膛。
[0031] 所述的下模座22設(shè)置于?？?5中，該下模座22兩端通過(guò)氮?dú)鈴椈?4與模框25 底部相連。模框25中部凹槽中設(shè)有樞軸支撐座23,且位于兩端的氮?dú)鈴椈?4之間。下模 座22與上模座6通過(guò)樞軸19相連，該樞軸19設(shè)置于樞軸支撐座23兩側(cè)，使得下模座22 和上模座6能夠沿著樞軸19上下滑動(dòng)。樞軸19的頂端能夠帶動(dòng)設(shè)置于上模座6的樞軸滑 套12上下滑動(dòng)。所述的上模座6頂部設(shè)有過(guò)渡墊塊2,其中部設(shè)有通孔，該通孔中滑動(dòng)設(shè)置 有頂桿1。
[0032] 所述的下凸模27包括：大頭孔下沖頭16、桿體下沖頭14和小頭孔下沖頭15,其 中：大頭孔下沖頭16、桿體下沖頭14和小頭孔下沖頭15的連接端依次設(shè)置于下沖頭支撐 座21上端，且通過(guò)設(shè)置于該下沖頭支撐座21兩側(cè)的下沖頭固定塊18固定。該下沖頭支撐 座21下端設(shè)置于樞軸支撐座23中部。下沖頭支撐座21內(nèi)設(shè)有測(cè)力計(jì)20,測(cè)力計(jì)20的上 端與大頭孔下沖頭16和桿體下沖頭14的下端緊密接觸。
[0033] 所述的下凹模17設(shè)置于下模座22上端中部，且套設(shè)在下凸模27上端即工作端， 其能夠沿著小頭孔下沖頭15和大頭孔下沖頭16的外表面滑動(dòng)，可以增加或減薄兩