用于汽車發動機關鍵零件制造的連桿無飛邊模鍛閉塞模具及鍛造工藝制造技術

一種用于汽車發動機關鍵零件制造的連桿無飛邊模鍛閉塞模具及鍛造工藝，該模具包括：上凸模、下凸模、連桿機構、設置于上模座的上凹模和設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，其工作端穿設于上凹模中部，連桿機構設置于上沖頭墊塊上端，鍛壓鍛件時，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模組成閉式模膛，本裝置保證了鍛件幾何尺寸的穩定性，質量偏差不超過30g，減少了材料的消耗，降低了成本。連桿經過淬火和退火等后續加工后，其強度是一般連桿的2倍，連桿的截面慣性矩平穩變化。所述的模具在整個鍛造過程中運行平穩無沖擊。

【技術實現步驟摘要】
用于汽車發動機關鍵零件制造的連桿無飛邊模鍛閉塞模具及鍛造工藝
本專利技術涉及的是一種汽車發動機關鍵零部件制造領域的技術，具體是一種用于汽車發動機關鍵零件制造的連桿無飛邊模鍛閉塞模具及其鍛造工藝。
技術介紹
隨著生態環保標準的提高，要求在不增加汽車發動機連桿質量和尺寸的前提下，提高零件強度、精度和平衡性。而汽車發動機連桿一般都是采用開式模鍛，在開式模膛周邊設有飛邊槽，鍛造過程中，多余的金屬可流入飛邊槽中。鍛造完成后的連桿都要經過切邊、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行機械加工。這不能保證連桿工作條件的同一性，連桿幾何參數的細微差別導致各個連桿的端面的慣性矩不同，導致發動機內部燃燒功不平衡。經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號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、動圈和下模板內分別裝有四組以下的楔形工作機構和卸料機構，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，不能進行長軸類連桿鍛造。況且動圈與下模板分離，降低了加工精度和生產效率。中國專利文獻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構，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導柱相連，在上模座下表面通過彈性活動拉桿連接有活動墊板，活動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墊板和校正上模并與鍛件中央通孔相對應。該裝置只能用來鍛壓盤類零件，不能用于長軸類鍛件的模鍛。中國專利文獻CN102049456A，公開日為2011年05月11日，公開了一種40Cr鋼機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
，目的在于有效地避免現有開式模鍛工藝和等溫模鍛工藝存在的問題，該多向模鍛工藝，包括下料、加熱、多向模鍛步驟，多向模鍛過程為：1)下棒料經中頻感應加熱至1000℃～1180℃；2)用多向模鍛模具對加熱毛坯一次成型，該專利技術的多向模鍛模具，包括對稱的左右側凸模，上半凹模、下半凹模、側凸模固定板以及有上下模座組成的模架。但該模具結構是垂直分模，沒有足夠合模力，在鍛造連桿類鍛件時，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，鍛件勢必出現飛邊、尖角和難充型部位，因充不滿而使鍛件報廢；該裝置的分模成形沖頭只有一個，造成鍛件體內金屬流動不均勻，存在較大的殘余應力。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術存在的上述不足，提出一種用于汽車發動機關鍵零件制造的連桿無飛邊模鍛閉塞模具及其鍛造工藝。本專利技術是通過以下技術方案實現的：本專利技術涉及一種連桿無飛邊模鍛模具，包括：上凸模、下凸模、連桿機構、設置于上模座的上凹模和設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，其工作端穿設于上凹模中部，連桿機構設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，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模組成閉塞模膛。所述的下模座通過彈性部件設置于模框中，上模座與下模座通過設置于模框中的樞軸活動相連。所述的彈性部件為設置于模框兩側的氮氣彈簧。所述的上模座頂部設有過渡墊板，該過渡墊板中部穿設有頂桿。所述的連桿機構包括：縱向連桿結構和橫向連桿結構，其中：縱向連桿結構與過渡墊板和上沖頭墊塊相連，該縱向連桿結構在頂桿作用下使上沖頭墊塊相對于上模座向上運動，橫向連桿結構與上沖頭墊塊、樞軸滑套和過渡墊板相連，該橫向連桿結構在樞軸滑套作用下使上沖頭墊塊相對于上模座向下運動。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。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。所述的下沖頭支撐座中設有一端與大頭孔下沖頭、桿體下沖頭相連的測力計。本專利技術涉及使用上述模具的模鍛方法，包括以下步驟：1)將毛坯感應加熱到1140～1160℃，而后經過拔長、滾擠使其具有連桿輪廓；2)對毛坯進行預鍛后，將其放置于上述模具的下凹模中，而后在壓力機的作用下，上凹模和上凸模隨之向下運動，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；3)上凹模和上凸模向上運動，所述模具回復初始狀態后，取出鍛件；4)使用沖孔整形復合模具對鍛件進行再次鍛壓后，即得到尺寸形狀符合要求的連桿。技術效果與現有技術相比，使用本專利技術所述的裝置和方法鍛造的連桿無飛邊，保證了鍛件幾何尺寸的穩定性，質量偏差不超過16g，減少了材料的消耗，降低了成本。連桿經過淬火和回火等后續加工后，其強度是一般連桿的2倍，連桿的截面慣性矩平穩變化。所述的模具在整個鍛造過程中運行平穩無沖擊。附圖說明圖1為本專利技術連桿閉塞模整體結構示意圖；圖中：1頂桿；2過渡墊板；3縱向連桿結構；4上沖頭墊塊；5橫向連桿結構；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測力計；21下沖頭支撐座；22下模座；23樞軸支撐座；24氮氣彈簧；25模框；26上凸模；27下凸模。圖2為模膛桿部截面金屬流動受力示意圖；圖3為半成品連桿鍛件正視圖；圖4為連桿鍛件桿部橫截面形狀示意圖；圖中：a為本專利技術無飛邊鍛件，b為有飛邊常規鍛件；圖5為連桿鍛件的金相圖；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。具體實施方式如圖1所示，本實施例包括：上凸模26、下凸模27、設置于上模座6的上凹模11和設置于下模座22上的下凹模17，其中：上凸模26和下凸模27分別活動設置于上凹模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。所述的下模座22設置于模框25中，該下模座22兩端通過氮氣彈簧24與模框25底部相連。模框25中部凹槽中設有樞軸支撐座23，且位于兩端的氮氣彈簧24之間。下模座22與上模座6通過樞軸19相連，該樞軸19設置于樞軸支撐座23兩側，使得下模座22和上模座6能夠沿著樞軸19上下滑動。樞軸19的頂端能夠帶動設置于上模座6的樞軸滑套12上下滑動。所述的上模座6頂部設有過渡墊板2，其中部設有通孔，該通孔中滑動設置有頂桿1。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的連接端依次設置于下沖頭支撐座21上端，且通過設置于該下沖頭支撐座21兩側的下沖頭固定塊18固定。該下沖頭支撐座21下端設置于樞軸支撐座23中部。下沖頭支撐座21內設有測力計20，測力計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。所述的下凹模17本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連桿無飛邊模鍛閉塞模具，其特征在于，包括：上凸模、下凸模、連桿機構、設置于上模座的上凹模和設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，其工作端穿設于上凹模中部，連桿機構設置于上沖頭墊塊上端，上凸模和下凸模的工作端寬度與鍛件深度橫截面寬相等，鍛壓鍛件時，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模組成閉式模膛；所述的連桿機構包括：縱向連桿結構和橫向連桿結構，其中：縱向連桿結構與過渡墊板和上沖頭墊塊相連，該縱向連桿結構在頂桿作用下使上沖頭墊塊相對于上模座向上運動，橫向連桿結構與上沖頭墊塊、樞軸滑套和過渡墊板相連，該橫向連桿結構在樞軸滑套作用下使上沖頭墊塊相對于上模座向下運動，且合模后上、下沖頭以相同速度相向運動并同時對坯料施以模鍛力。

【技術特征摘要】
1.一種連桿無飛邊模鍛閉塞模具，其特征在于，包括：上凸模、下凸模、連桿機構、設置于上模座的上凹模和設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，其工作端穿設于上凹模中部，連桿機構設置于上沖頭墊塊上端，上凸模和下凸模的工作端寬度與鍛件深度橫截面寬相等，鍛壓鍛件時，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模組成閉式模膛；所述的連桿機構包括：縱向連桿結構和橫向連桿結構，其中：縱向連桿結構與過渡墊板和上沖頭墊塊相連，該縱向連桿結構在頂桿作用下使上沖頭墊塊相對于上模座向上運動，橫向連桿結構與上沖頭墊塊、樞軸滑套和過渡墊板相連，該橫向連桿結構在樞軸滑套作用下使上沖頭墊塊相對于上模座向下運動，且合模后上、下凸模以相同速度相向運動并同時對坯料施以模鍛力。2.根據權利要求1所述的連桿無飛邊模鍛閉塞模具，其特征是，所述的下模座通過彈性部件設置于模框中，上模座與下模座通過設置于模框中的樞軸活動相連。3.根據權利要求1所述的連桿無飛邊模鍛閉塞模具，其特征是，所述的上模座頂部設有過渡墊板，該過渡墊板中部穿設有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪磊，徐杰，王以華，
申請(專利權)人：上海交大中京鍛壓有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31