近年來隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，我們公司需求的鍛件產(chǎn)品也越來越多，特別對(duì)鍛件質(zhì)量和精度的要求也越來越高，而且伴隨著自動(dòng)化逐步走進(jìn)工廠，生產(chǎn)節(jié)奏越來越快，尤其是公司引進(jìn)了多條高速自動(dòng)生產(chǎn)線，怎樣才能快速穩(wěn)定的生產(chǎn)成了擺在我們面前一個(gè)重要的課題，如何保證鍛件質(zhì)量、保證設(shè)備穩(wěn)定、低成本的運(yùn)行是我們自動(dòng)生產(chǎn)線必須解決的問題。
氮?dú)鈴椈傻氖褂?/strong>
最初我們的自動(dòng)線生產(chǎn)工藝路線如下：下料－加熱－鍛造－沖孔－余溫正火。我們?cè)O(shè)計(jì)的沖孔工序是利用碟簧（圖1)將沖孔后的鍛件退出和校正的，但是因?yàn)樽詣?dòng)線高速鍛造生產(chǎn)的特點(diǎn)，我們目前的生產(chǎn)頻率是滑塊每分鐘運(yùn)行35次左右，對(duì)于這樣高節(jié)奏的生產(chǎn)，碟簧壽命急速下降，導(dǎo)致鍛件成本不斷上升，而且頻繁更換碟簧，導(dǎo)致操作工勞動(dòng)強(qiáng)度加大和設(shè)備OEE達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
為了解決上述問題，我們選用氮?dú)鈴椈勺鳛榻鉀Q沖孔工序的突破口。氮?dú)鈴椈山Y(jié)構(gòu)如圖2所示，這是一種具有彈性功能的部件，它是將高壓氮?dú)饷芊庠诘兹萜鲀?nèi)，外力通過活塞桿將氮?dú)鈮嚎s，當(dāng)外力去除時(shí)，靠高壓氮?dú)馀蛎洠瑏慝@得一定彈性壓力。
改進(jìn)后的沖孔工序結(jié)構(gòu)如圖3所示，當(dāng)壓機(jī)滑塊下行至最低點(diǎn)氮?dú)鈴椈杀粔嚎s到設(shè)計(jì)最低點(diǎn)，沖孔沖頭將鍛件連皮沖掉；接著滑塊上行，氮?dú)鈴椈赏苿?dòng)沖孔頂出器相對(duì)沖頭向下運(yùn)動(dòng)，使鍛件保持在沖孔凹模上，直到?jīng)_頭脫離鍛件、沖孔頂出器被上模拉回，從而實(shí)現(xiàn)退出鍛件的功能。在沖孔工序，鍛件一直固定在沖孔凹模上，可以保證鍛件沖孔的同軸度，同時(shí)在沖孔過程中鍛件會(huì)因?yàn)闆_孔變形，可以利用氮?dú)鈴椈蓪?duì)鍛件起到校正。如果在沖孔過程中氮?dú)鈴椈蓧毫Σ粔�，�?huì)導(dǎo)致鍛件無法從沖頭上退出和鍛件平面度無法受控，更嚴(yán)重時(shí)鍛件沒法固定在沖孔凹模上，導(dǎo)致后續(xù)步進(jìn)梁卡爪抓卡時(shí)無法定位而整線停機(jī)。
氮?dú)鈴椈蓻_孔設(shè)計(jì)要點(diǎn)
⑴在鍛造沖孔模具設(shè)計(jì)過程中，氮?dú)鈴椈傻倪x型很重要，首先要根據(jù)自己的產(chǎn)品和裝�？臻g選擇最佳的氮?dú)鈴椈尚吞?hào)、數(shù)目和布局方式。一般選擇氮?dú)鈴椈傻捻敵隽π枰菦_孔退料力的1.5～1.8倍為最合適，因?yàn)椋孩倏紤]到?jīng)_孔時(shí)鍛件連皮受下料精度和模具磨損的情況，鍛件連皮厚度會(huì)小幅波動(dòng)，同時(shí)由于沖孔沖頭刃口變鈍等因素，所以氮?dú)鈴椈蛇x擇需要增大安全系數(shù)。②氮?dú)鈴椈傻膹棄毫κ艿綔囟群蛪毫π谐逃绊懀▓D4)，所以選型時(shí)必須考慮到這些因素，將退料力選到1.5～1.8倍為最適用。③在使用過程中，氮?dú)鈴椈苫钊麠U在后期會(huì)受到輕微磨損，高壓氮?dú)鈺?huì)有一定漏損，造成彈壓力有所下降，所以為了保證大批量生產(chǎn)順利進(jìn)行，選擇氮?dú)鈴椈尚枰黾拥綁毫Φ?.5～1.8倍最合適。
⑵在沖孔過程中，氮?dú)鈴椈赏ㄟ^頂出器將彈壓力傳遞到鍛件上將其從沖頭上退出。但是因?yàn)殄懠阱懺爝^程中會(huì)有薄厚不均等問題，會(huì)造成氮?dú)鈴椈沙霈F(xiàn)輕微偏載問題，所以氮?dú)鈴椈勺詈玫牟季譃榕紨?shù)布局，盡量減少奇數(shù)布局，同時(shí)加長氮?dú)鈴椈傻膶?dǎo)向段（圖5)，將氮?dú)鈴椈删o固在氮?dú)鈴椈勺鶅?nèi)，避免受偏載力過大導(dǎo)致氮?dú)鈴椈蓳p壞，采取以上辦法基本保持平衡，氮?dú)鈴椈上到y(tǒng)中心會(huì)與沖孔模具中心同心，保證鍛件的沖孔同軸度和氮?dú)鈴椈傻幕钊麠U不會(huì)過早磨傷報(bào)廢。
⑶氮?dú)鈴椈稍O(shè)計(jì)時(shí)如果條件允許盡量做到上模，因?yàn)樯夏＝佑|鍛件時(shí)間短，升溫慢，這樣能更好的保證氮?dú)鈴椈稍谒墓ぷ鳒囟确秶鷥?nèi)運(yùn)行，如果氮?dú)鈴椈墒褂眠^程中超過它的使用溫度，會(huì)導(dǎo)致密封件迅速老化失效，最終報(bào)廢。所以在不能保證控制溫升的情況下，就要考慮氣冷或者水冷，確保氮?dú)鈴椈稍?20℃以下工作，而且溫度越低越好，我們通常在沖孔模座上做出安裝水管的螺紋孔，這樣就能接通冷卻水，保證模具在工作過程中溫度不至于過高，從而達(dá)到提高氮?dú)鈴椈珊蜎_頭壽命的目的。
⑷因?yàn)榈獨(dú)鈴椈砂惭b在上模，需要隨滑塊的運(yùn)動(dòng)而不斷地相對(duì)運(yùn)動(dòng)，牢固的安裝氮?dú)鈴椈墒潜夭豢缮俚南葲Q條件。因此在設(shè)計(jì)安裝氮?dú)鈴椈蓵r(shí)，在氮?dú)鈴椈砂惭b座上（圖6)必須至少設(shè)有1/3氮缸高度的安裝孔，而且徑向嚴(yán)格按照使用標(biāo)準(zhǔn)公差設(shè)計(jì)，以確保其定位，避免發(fā)生偏斜。如果安裝不穩(wěn)定將會(huì)引起氮?dú)鈴椈珊湍＞叩膿p壞，甚至?xí)l(fā)人員傷害，所以在使用氮?dú)鈴椈蓵r(shí)，必須充分重視安裝的穩(wěn)定性。
⑸氮?dú)鈴椈晒ぷ餍再|(zhì)是屬于柔性范疇，在模具工作過程中，受力和卸載都應(yīng)當(dāng)比較平順，不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)猛然沖擊現(xiàn)象，為了達(dá)到這個(gè)目的，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)將氮?dú)鈴椈傻幕钊麠U和頂出器之間直接接觸，甚至可以預(yù)壓1～2mm，在氮?dú)鈴椈蓧嚎s最終階段，活塞桿行程必須保證最少3～5mm富余量，即圖7行程S必須按照氮?dú)鈴椈墒褂檬謨?cè)執(zhí)行，這樣方能更好的保證氮?dú)鈴椈傻氖褂脡勖?/span>
總結(jié)
目前我們高速鍛造生產(chǎn)線氮?dú)鈴椈墒褂每梢赃_(dá)到壓縮十萬余次，生產(chǎn)鍛件六萬余件的壽命，相信在傳統(tǒng)手工鍛造生產(chǎn)線上氮?dú)鈴椈煽梢赃_(dá)到更高壽命。在此通過在高速鍛造生產(chǎn)線上對(duì)氮?dú)鈴椈稍阱懺炷＞咧械脑O(shè)計(jì)和現(xiàn)場遇到的問題進(jìn)行分析，將氮?dú)鈴椈稍阱懺爝^程中有利于解決鍛件變形和降低沖孔成本的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行闡述，同時(shí)將現(xiàn)場使用氮?dú)鈴椈捎龅絾栴}解決辦法與大家分享。希望氮?dú)鈴椈蛇@個(gè)利器能為鍛造工藝提升有所幫助。在氮?dú)鈴椈晒に囬_發(fā)的過程中受到上海鈺含五金配件有限公司高老師不斷的在線指導(dǎo)，在此表示感謝！
