關(guān)于鋁合金的論文
摘要：介紹了某6061鍛造鋁合金非平面三角控制臂全自動(dòng)鍛造生產(chǎn)線上的一種鍛坯多件沖切、復(fù)合模具結(jié)構(gòu)及使用的難點(diǎn)和解決方法。其獨(dú)特的鍛坯切邊、掏料、沖孔、廢料清除模具結(jié)構(gòu)，有效地將多件毛坯一次沖切完成，省去后序機(jī)床加工環(huán)節(jié)，有效地提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了加工成本。
關(guān)鍵詞：冶金工業(yè)論文
通常的汽車(chē)鋁合金控制臂（圖1）的鍛坯沖切技術(shù)是切邊、掏料、沖孔為3道工序完成。沖飛邊是一道工序，而連軸孔和中間掏料又是分別兩道工序來(lái)完成，這樣才能完成工作保證質(zhì)量。這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力占用設(shè)備，成為鍛造生產(chǎn)線提升效率的瓶頸。為此根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了適合筆者公司壓力機(jī)的一種改進(jìn)的新型鍛造汽車(chē)輕合金控制臂鍛坯切邊、沖連軸孔和中間掏料復(fù)合模具，并能一次完成多件鍛坯沖切加工，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性，大大提高了生產(chǎn)效率。
1鍛造毛坯廢料沖裁工藝性分析
本鍛件三角控制臂為一種非平面形三角控制臂，如圖1。材質(zhì)使用變形鋁合金6061。6061為熱處理可強(qiáng)化合金，具有良好的可成型性、機(jī)加工性，具有中等強(qiáng)度；廣泛應(yīng)用于要求有一定強(qiáng)度和抗蝕性高的各種結(jié)構(gòu)件，如制造車(chē)輛、建筑、船舶、電車(chē)、鐵道車(chē)輛等。在此毛坯鍛造生產(chǎn)線中，三角控制臂鍛坯經(jīng)過(guò)前序多次鍛壓成型后，鍛坯中心、軸孔部位以及鍛造飛邊全為廢料，如果采用后序機(jī)加工，會(huì)增加加工環(huán)節(jié)和加工成本。為實(shí)現(xiàn)少人化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)品效率，設(shè)計(jì)此切邊沖孔掏空復(fù)合模具。鍛造生產(chǎn)線上的某鍛造鋁合金非平面形控制臂（圖1）鍛坯溫度為350℃，需要同時(shí)切掉1個(gè)切邊廢料、3個(gè)軸孔廢料和1塊掏料廢料；生產(chǎn)批量大，要求節(jié)拍快。需在一套復(fù)合模中完成多件切邊、沖連軸孔、掏空復(fù)合工作；要求沖裁的軸孔、中心孔廢料沿廢料滑道滑進(jìn)廢料筐；飛邊廢料被打料氣缸打至壓力機(jī)側(cè)廢料筐；毛坯本體沖裁后無(wú)壓傷、變形；和脹套無(wú)粘連、抱死；并可被機(jī)械手正常抓取。從鍛坯的沖裁和產(chǎn)品要求，模具設(shè)計(jì)需要解決如下問(wèn)題：
�。�1）合理設(shè)計(jì)導(dǎo)向、定位機(jī)構(gòu)；沖裁尺寸、位置準(zhǔn)確。
（2）沖裁間隙保證均勻合理、毛刺小、廢料和毛坯不粘連。
�。�3）沖裁、掏空后坯料無(wú)變形、壓傷。
（4）切邊、沖裁后坯料被頂起，不能和模具抱死，可正常被機(jī)械手移至下道工序。
�。�5）沖裁后的廢料被推送出模具，不能影響下次模具正常工作。
2模具結(jié)構(gòu)組成介紹
由于該鋁合金控制臂鍛坯為三角狀曲面件，需要同時(shí)切掉1個(gè)切邊廢料、3個(gè)軸孔廢料和1塊掏料廢料，而且多件沖切，所以采用600t液壓機(jī)，配合機(jī)械手上下坯料，并由壓機(jī)控制滑塊下死點(diǎn)，保證沖裁的尺寸。因此設(shè)計(jì)復(fù)合沖切模具結(jié)構(gòu)如圖2所示。該模具導(dǎo)柱導(dǎo)套11分別通過(guò)螺栓連接于上大板1和下大板12上，起導(dǎo)向作用。上大板1與墊板2、固定板3通過(guò)銷(xiāo)釘24、固定螺栓25和4連接，上卸料板6固定板3和鍛坯7通過(guò)螺釘30（4個(gè)）和卸料彈簧31（4個(gè)）連接，上卸料板6完成卸料作用。刃口5與固定板3通過(guò)固定螺栓29連接，沖頭26、掏空沖頭27、大沖頭28、用固定螺栓29固定于固定板3中。下模9和下模支撐柱10通過(guò)螺栓連接，下模支撐立柱10通過(guò)固定螺栓與下大板12連接，下卸料板8與連桿18通過(guò)螺栓連接。下卸料板起到將飛片托起作用。下連接板14與連桿18通過(guò)螺栓連接，導(dǎo)套15置于下模支撐立柱10中，頂塊16通過(guò)螺栓與下連接板14連接。上卸料壓板6下形面和下模9上形面必須與鍛坯7接觸面仿形數(shù)控加工，刃口5和下卸料板8必須與鍛坯7接觸面仿形數(shù)控加工，才能保證沖切件質(zhì)量。
3本模具特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
該模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在已下幾點(diǎn)：
（1）沖裁飛邊以及側(cè)頂出裝置。沖裁完畢的飛邊為環(huán)形廢料，體積大，重量輕；為不影響重復(fù)加工生產(chǎn)，每次沖裁后需要有打料機(jī)構(gòu)將其打出加工區(qū)域，因此此套復(fù)合模具旁邊設(shè)置氣動(dòng)打料裝置，先由飛邊托料機(jī)構(gòu)將飛邊托起，然后側(cè)向打料氣缸從側(cè)面將飛邊打走至廢料框。
�。�2）坯料支撐和定位裝置。由于使用機(jī)械手臂放置，移走坯料，并且要求坯料沖裁位置準(zhǔn)確，毛坯沖孔和掏料后，無(wú)變形；因此模具上需設(shè)定毛坯導(dǎo)向和定位裝置，上、下模設(shè)置定壓料和導(dǎo)向凸臺(tái)，定位坯料；模具的上卸料板6、刃口5、下模9和下卸料板8與鍛坯7接觸面形狀吻合也就是要仿形數(shù)控加工，這樣才能在壓力機(jī)上滑塊工作下死點(diǎn)位置固定后上模壓下位置準(zhǔn)確固定，保證坯料掏料和沖裁后尺寸穩(wěn)定。
�。�3）掏料和脫模裝置。坯料掏料時(shí)，上壓板的'彈簧被壓縮，上壓板向下移動(dòng)，而下模位置固定，因此坯料被下壓時(shí)，掏料完畢，工作完畢后，上壓板的彈簧回復(fù)形狀，坯料被頂起，坯料脫離沖頭，被機(jī)械手臂取出轉(zhuǎn)移至下道工序。加工時(shí)可以在沖頭表面噴涂石墨潤(rùn)滑劑，減小鍛坯和沖頭之間的摩力。
�。�4）多件鍛坯一次切邊、沖連軸孔、掏空復(fù)合工作。通常的工藝技術(shù)都是沖切鍛坯飛邊是一道工序，而連軸孔和中間掏空又是分別兩道工序來(lái)完成，這樣費(fèi)時(shí)費(fèi)力占用設(shè)備，成為鍛造生產(chǎn)線提升效率的瓶頸。而該復(fù)合沖切模具在一道工序中完成，并同時(shí)能完成2件或4件切邊沖孔掏空復(fù)合工作，省時(shí)省力省設(shè)備，提高了效率。
4模具實(shí)施過(guò)程
模具工作過(guò)程如下：工步一，上大板1、上卸料板6、刃口5處于上位狀態(tài)時(shí)，機(jī)械手將鍛坯7放在下模9上離開(kāi)，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上大板1下行帶動(dòng)沖頭26、27、28上卸料板6和刃口5下行，上卸料板6壓實(shí)鍛坯7，上大板1繼續(xù)下行帶動(dòng)沖頭26、27、28繼續(xù)下行，同時(shí)卸料彈簧30被壓縮。這樣沖頭26、27、28開(kāi)始沖孔和掏空，同時(shí)刃口5開(kāi)始切鍛坯7飛邊工作直至到限位停止完成，沖下廢料17從下模9掉下。工步二，完成上述工作后，上大板1上行帶動(dòng)沖頭26、27、28和上卸料板6上行，沖好的鍛坯7在上卸料板6連接的卸料彈簧20壓縮力作用下從沖頭26、27、28中頂出。機(jī)械手將鍛坯7取走，同時(shí)切下的飛邊23在壓力機(jī)下頂料器作用下頂起頂塊16，接著下卸料板8也被頂起，飛邊23從下模9中被下卸料板8頂出完成工作。飛邊廢料被打料氣缸打至壓力機(jī)側(cè)廢料筐；接著下一個(gè)工件過(guò)來(lái)將進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)完成上述任務(wù)。
5結(jié)語(yǔ)
本新型復(fù)合模具能一次切邊沖孔掏空非平面形汽車(chē)輕合金控制臂鍛坯。并且能一次完成多件，大大提高了生產(chǎn)效率。省去后序機(jī)床加工環(huán)節(jié)，節(jié)約了加工成本。第一作者：楊金嶺，男，1965年生，高級(jí)工程師，主要從事模具工裝、旋壓設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)和管理工作，已獲授權(quán)專(zhuān)利40余項(xiàng)，己發(fā)表論文30多篇。
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