活塞销冷挤压模具设计

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。

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