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摘 要:本文主要阐述了连杆的锻造工艺及在生产过程中易出现的问题及解决措施,对提高连杆质量提供了有效帮助。
关键词:锻造工艺辊锻切边冲孔
中图分类号:TG316 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0056-01
Abstract:This text has mainly explained forging craft and problem apt to appear and settlement measure in process of production of the connecting rod, have offered effective help in improving the quality of connecting rod.
Keywords:Forgingroller;Cut edge and wash
随着汽车行业的发展,发动机的功率的增大,对连杆的质量要求也越来越高。连杆在工作的时,不但受到气缸内气体强大的爆发力,还受到往返惯性力和旋转惯性力。在这种条件下,连杆的小头到杆部的过渡区、杆部中间和大头到杆部的过渡区容易出现断裂。因此,选择合适连杆的材料、合理的锻造工艺是保证连杆所要求的加工工艺性和零件最终热处理后的性能起到至关重要的作用。
现以我们公司生产的连杆做简单分析。
连杆的典型生产工序为:下料—加热—辊锻—模锻—切边冲孔—热处理—喷丸—校正(如图1)。
1 下料
常用的下料方式有:剪切和锯切(常采用锯切)。由于剪切端面不平及不圆,如需辊锻制坯时,机械手有夹不住坯料落下的危险,为此通常有辊锻机械手制坯连杆坯料的采用锯切为好。
2 加热
为改善作业环境,提高坯料的加热质量,便于机械化自动生产,通常采用中频感应加热。感应加热火耗低,一般在0.5%以下,氧化皮薄,易去除。由于生产存在一定的节拍,因此,为了降低坯料加热两头的温差,坯料出膛前不能露出膛炉膛口,通常通过调节行程开关来控制。加热温度的高低影响锻件的内在质量和外观质量。温度低对连杆的强度和后序热处理较为有利,但温度过低,金属流动性差,模具磨损快,模具承受的打击力大,容易开裂;温度过高,连杆的塑性过高,金属流动过快,造成充不满,表面氧化严重等缺陷。因此,加热温度应在保证成型的条件下越低越好,一般取1200℃±50℃。
3 辊锻
辊锻质量的好坏直接影响连杆的质量,因此在辊锻时应注意以下事项:
1)滚锻模的表面质量,由于滚锻模的寿命较长,但在使用一段时间后,模具表面会由于金属流动产生不光滑,从而导致辊锻坯料出现折叠。2)每次辊锻的咬入点不一致,过渡段圆弧小。3)杆部和大小头过渡区出现花瓣形状。4)坯料表面凸凹不平,有划伤和磕碰伤。e)辊锻模磨损,使坯料分布不均,中间多,两头少5)机械手夹钳夹伤坯料,锻打过程中易产生折纹。
由于这些问题的存在,就会造成连杆的折叠、折纹、充不满等缺陷。为了保证辊锻质量,减少辊锻产生的缺陷,应注意以下几点。
1)设计辊锻模要合理确定各道辊坯形状与尺寸。2)合理分配各道的延伸系数,确定合适的型槽系。3)合理确定各道的前滑值。4) 准确计算各道辊坯截面尺寸和型槽尺寸。5) 提高模具加工制造精度,保证设计尺寸和重复制造精度。6)要提高和保证两方向的定位精度,尤其是每道次翻转90。更要保证定位精度。机械手横移必须到位。7)生产过程中要经常观察辊锻模表面的变化,并要经常进行修整, 在修整中,要注意各道次的协调一致,使用过程中的修磨原则上只是型腔表面的修整,型腔不要大的变化,如需大的变化时,应进行模具翻新或报废。还要经常检查辊坯质量和锻件质量,来验证辊锻工序质量和辊锻模的质量。在型槽磨损变大后,必须及时调整辊锻机上下轧辊的间距,以保证辊坯长度。
4 模锻
连杆的模锻成形设备主要有热模锻压力机、电液锤、摩擦压力机、模锻锤。
1)预锻后平移或翻转到终锻模膛内均可,但翻转移动去除氧化皮效果明显。2)辊坯未参加变形部分要压扁,容易定位,并能去除氧化皮,在压扁的同时,吹去坯料和存在型槽中的氧化皮。3)生产节拍尽最大程度保持一致,这样能够保证切边后的锻件温度,有利于后续工序的质量控制,以提高产品质量。
连杆的裂纹、折纹、残余飞边、重量公差、表面麻坑是模锻工序最容易出现的问题,解决这些问题的具体措施如下。
1)针对不同连杆的模锻工艺和特点,合理预锻模膛,使之和终锻模膛达到最佳匹配。2)重视连杆工字型杆部的参数选取与模膛设计。使金属合理的流动,避免产生折叠。3)合理设计预锻大头孔劈料凸台的形状尺寸,尤其是只锻连杆的杆体时(连杆件杆和盖分开锻造),其属于叉口形的锻件。如预锻件劈料设计不当,坯料金属流动不合理,则在叉口部位容易出现局部充不满或流线涡流,造成废品。4)锻造模膛要及时修整、抛光并要注意匹配。5)模具制造时,要提高模具表面光洁度和制造精度。6)生产节拍要相对稳定,要控制好锻打温度,注意控制润滑剂的喷涂量。控制设备的打击力,特别要注意终锻最后一次打击能量要小,以免金属大量流动在分模面处形成流线分层,在后续的热处理工序中产生裂纹。7)生产过程中设备一定要处于完好状态中。
5 切边冲孔
连杆的切边冲孔通常在热态下进行的,利用锻造后的余热,切边压力小。在压床上采用切边冲孔复合模,在一次行程内完成。切边冲孔过程中常遇到以下问题:
1)殘余毛边不均:是因冲头 凹模不匹配造成或间隙过过太造成的,一般冲头 凹模间隙取0.5～0.8mm.2)切边变形:切边模凹模可做成波浪型,可防止大头变形。除与上述原因基本相同外,锻模和切边模不匹配也是最其中原因之一。3)大头孔上下两面孔径不一致,这是因为冲孔连皮太厚、切边模间隙太大或切边模刃口磨损造成的剪切力太大而产生的冲孔变形。4)为了防止切边变形,可采用精度高的双点切边压力机或在切边模上设计导向装置。
6 校正
连杆的校正比较简单,主要是控制连杆的平面度和厚度。
7 结语
本文通过对连杆锻造工艺分析,针对连杆锻造时容易出现的问题,并提出了改进措施,以利于连杆锻造质量的提高。
参考文献
[1] 锻工手册编写组.锻工手册.北京:机械工业出版社.1976.
关键词:锻造工艺辊锻切边冲孔
中图分类号:TG316 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0056-01
Abstract:This text has mainly explained forging craft and problem apt to appear and settlement measure in process of production of the connecting rod, have offered effective help in improving the quality of connecting rod.
Keywords:Forgingroller;Cut edge and wash
随着汽车行业的发展,发动机的功率的增大,对连杆的质量要求也越来越高。连杆在工作的时,不但受到气缸内气体强大的爆发力,还受到往返惯性力和旋转惯性力。在这种条件下,连杆的小头到杆部的过渡区、杆部中间和大头到杆部的过渡区容易出现断裂。因此,选择合适连杆的材料、合理的锻造工艺是保证连杆所要求的加工工艺性和零件最终热处理后的性能起到至关重要的作用。
现以我们公司生产的连杆做简单分析。
连杆的典型生产工序为:下料—加热—辊锻—模锻—切边冲孔—热处理—喷丸—校正(如图1)。
1 下料
常用的下料方式有:剪切和锯切(常采用锯切)。由于剪切端面不平及不圆,如需辊锻制坯时,机械手有夹不住坯料落下的危险,为此通常有辊锻机械手制坯连杆坯料的采用锯切为好。
2 加热
为改善作业环境,提高坯料的加热质量,便于机械化自动生产,通常采用中频感应加热。感应加热火耗低,一般在0.5%以下,氧化皮薄,易去除。由于生产存在一定的节拍,因此,为了降低坯料加热两头的温差,坯料出膛前不能露出膛炉膛口,通常通过调节行程开关来控制。加热温度的高低影响锻件的内在质量和外观质量。温度低对连杆的强度和后序热处理较为有利,但温度过低,金属流动性差,模具磨损快,模具承受的打击力大,容易开裂;温度过高,连杆的塑性过高,金属流动过快,造成充不满,表面氧化严重等缺陷。因此,加热温度应在保证成型的条件下越低越好,一般取1200℃±50℃。
3 辊锻
辊锻质量的好坏直接影响连杆的质量,因此在辊锻时应注意以下事项:
1)滚锻模的表面质量,由于滚锻模的寿命较长,但在使用一段时间后,模具表面会由于金属流动产生不光滑,从而导致辊锻坯料出现折叠。2)每次辊锻的咬入点不一致,过渡段圆弧小。3)杆部和大小头过渡区出现花瓣形状。4)坯料表面凸凹不平,有划伤和磕碰伤。e)辊锻模磨损,使坯料分布不均,中间多,两头少5)机械手夹钳夹伤坯料,锻打过程中易产生折纹。
由于这些问题的存在,就会造成连杆的折叠、折纹、充不满等缺陷。为了保证辊锻质量,减少辊锻产生的缺陷,应注意以下几点。
1)设计辊锻模要合理确定各道辊坯形状与尺寸。2)合理分配各道的延伸系数,确定合适的型槽系。3)合理确定各道的前滑值。4) 准确计算各道辊坯截面尺寸和型槽尺寸。5) 提高模具加工制造精度,保证设计尺寸和重复制造精度。6)要提高和保证两方向的定位精度,尤其是每道次翻转90。更要保证定位精度。机械手横移必须到位。7)生产过程中要经常观察辊锻模表面的变化,并要经常进行修整, 在修整中,要注意各道次的协调一致,使用过程中的修磨原则上只是型腔表面的修整,型腔不要大的变化,如需大的变化时,应进行模具翻新或报废。还要经常检查辊坯质量和锻件质量,来验证辊锻工序质量和辊锻模的质量。在型槽磨损变大后,必须及时调整辊锻机上下轧辊的间距,以保证辊坯长度。
4 模锻
连杆的模锻成形设备主要有热模锻压力机、电液锤、摩擦压力机、模锻锤。
1)预锻后平移或翻转到终锻模膛内均可,但翻转移动去除氧化皮效果明显。2)辊坯未参加变形部分要压扁,容易定位,并能去除氧化皮,在压扁的同时,吹去坯料和存在型槽中的氧化皮。3)生产节拍尽最大程度保持一致,这样能够保证切边后的锻件温度,有利于后续工序的质量控制,以提高产品质量。
连杆的裂纹、折纹、残余飞边、重量公差、表面麻坑是模锻工序最容易出现的问题,解决这些问题的具体措施如下。
1)针对不同连杆的模锻工艺和特点,合理预锻模膛,使之和终锻模膛达到最佳匹配。2)重视连杆工字型杆部的参数选取与模膛设计。使金属合理的流动,避免产生折叠。3)合理设计预锻大头孔劈料凸台的形状尺寸,尤其是只锻连杆的杆体时(连杆件杆和盖分开锻造),其属于叉口形的锻件。如预锻件劈料设计不当,坯料金属流动不合理,则在叉口部位容易出现局部充不满或流线涡流,造成废品。4)锻造模膛要及时修整、抛光并要注意匹配。5)模具制造时,要提高模具表面光洁度和制造精度。6)生产节拍要相对稳定,要控制好锻打温度,注意控制润滑剂的喷涂量。控制设备的打击力,特别要注意终锻最后一次打击能量要小,以免金属大量流动在分模面处形成流线分层,在后续的热处理工序中产生裂纹。7)生产过程中设备一定要处于完好状态中。
5 切边冲孔
连杆的切边冲孔通常在热态下进行的,利用锻造后的余热,切边压力小。在压床上采用切边冲孔复合模,在一次行程内完成。切边冲孔过程中常遇到以下问题:
1)殘余毛边不均:是因冲头 凹模不匹配造成或间隙过过太造成的,一般冲头 凹模间隙取0.5～0.8mm.2)切边变形:切边模凹模可做成波浪型,可防止大头变形。除与上述原因基本相同外,锻模和切边模不匹配也是最其中原因之一。3)大头孔上下两面孔径不一致,这是因为冲孔连皮太厚、切边模间隙太大或切边模刃口磨损造成的剪切力太大而产生的冲孔变形。4)为了防止切边变形,可采用精度高的双点切边压力机或在切边模上设计导向装置。
6 校正
连杆的校正比较简单,主要是控制连杆的平面度和厚度。
7 结语
本文通过对连杆锻造工艺分析,针对连杆锻造时容易出现的问题,并提出了改进措施,以利于连杆锻造质量的提高。
参考文献
[1] 锻工手册编写组.锻工手册.北京:机械工业出版社.1976.