头孔中 连皮厚薄以调节因材料超差所引起的多余或不足，保证锻件充满而不出飞边。
[0034] 所述的上凸模26包括：大头孔上冲头8、杆体上冲头9和小头孔上冲头10,其中： 大头孔上冲头8、杆体上冲头9和小头孔上冲头10的连接端即上端依次设置于上冲头垫块 4的下端，且通过上冲头固定块7固定。上冲头垫块4活动设置于上模座6的上端凹槽中， 且能够在凹槽中上下滑动。
[0035] 所述的上冲头垫块4上端设有纵向连杆结构3,该纵向连杆结构3的两个支点分别 设置于上冲头垫块4上端和过渡垫板2下侧。当顶杆1相对于过渡垫板2向下运动时，顶 杆1通过纵向连杆结构3使得上冲头垫块4带动上凸模26相对于上模座6向上运动。
[0036] 所述的上冲头垫块4上端设有横向连杆结构5,该横向连杆结构5与枢轴滑套12 上端和上冲头垫块4上端相连。当锻压锻件时，枢轴滑套12相对于上模座6向上运动，该 枢轴滑套12通过横向连杆结构5使得上冲头垫块4相对于枢轴滑套12向下运动。
[0037] 所述的上凹模11设置于上模座6下端。所述下凸模27设置于上凹模11中部通 孔中，且能够上下滑动。
[0038] 如图2所示，上凸模26的宽度b等于锻件深度横截面宽bn，模膛高度保持不变，这 样消除了金属从模膛中挤出的可能性。金属与模具表面的摩擦力τ u阻碍金属流入凸模与 凹模的缝隙中，从而减少锻件13出现端面毛刺的可能性。
[0039] 锻压工件时，预锻件13设在下凹模17上，压力机的上滑块下行，带动上模座6、上 凹模11和上凸模26向下运动。上凹模11和下凹模17合模前，枢轴19上端进入枢轴滑套 12中。上凹模11和下凹模17合模后，上模座6和下模座22 -起向下运动，枢轴滑套12在 枢轴19的作用下相对向上运动，并通过横向连杆结构5迫使上凸模26向下运动。上凸模 26和下凸模27以相同速度相向运动，对模膛中的预锻件13上下同时相等施力，取得均匀变 形。压力机上滑块回程，模具所有零件恢复原始状态，上滑块继续向上，顶杆1向下运动并 通过纵向连杆结构3提升上凸模26,以打开模具取出锻件13。通过调节横向连杆结构5可 以调节上凸模26的相对于上模座6的速度。
[0040] 本实施例锻件为汽车发动机连杆，质量为1750g，材料为合金钢。
[0041] 使用所述的连杆无飞边模锻模具进行模锻包括以下步骤：
[0042] 1)将毛坯(p6〇x86±lmm在中频感应加热炉里加热到1150±10°C，而后立刻输送到 液压锤上进行拔长、滚挤，预锻，使毛坯具有连杆的轮廓。
[0043] 2)对毛坯进行预锻后，将其放置于上述连杆无飞边模锻模具的下凹模中，而后在 压力机的作用下，上凹模和上凸模随之向下运动，下凹模、上凹模、上凸模和下凸模形成封 闭模膛，锻件在模膛中受到挤压变形直至充满模膛。
[0044] 3)上凹模11和上凸模向上运动，所述模具回复初始状态后，取出锻件
[0045] 4)将锻件转移到冲孔整形复合模中加工，得到连杆。
[0046] 5)将连杆锻件输送入油槽中进行淬火，接着在箱式炉中回火，以恒温570°C保温 90分钟之后出炉，即得到成品连杆。
[0047] 所述的成品连杆杆部截面形状如图4所示，截面形状与普通不同，弯曲强度大。
[0048] 采用ZD10/90通用试验机对成品连杆的强度进行测试，三个试样的流动极限值分 别为285MPa、282MPa和273MPa。而一般通过有飞边模具制造的连杆测得的流动极限值为 150MPa左右。本发明所设计模具除了锻件无飞边具有一系列优点外，由于模具在整个运行 中通过杠杆系统驱动；在连杆终锻成形中，承受最大压力的模座部分坐落在氮气弹簧组件 上，故整个模具运行平稳无冲击，因此对模具尖角应力集中不敏感。对此，本发明对连杆杆 部截面做了修改，如图4a所示。它与常规模锻连杆锻件具有同样截面积而具有不同形状。 在这种情况下，按照新工艺所获得连杆弯曲强度几乎达到传统工艺2倍，预见未来要增加 发动机功率，不必增加连杆组外廓尺寸和质量。这是由于横截面几何形状不同，这也得到试 验证实。
[0049] 如图5所示，对成品连杆进行金相显微组织检验，锻件有无组织缺陷清晰的晶粒 取向，为索氏体型珠光体，平均晶粒尺寸为10~15 μm。
[0050] 与现有技术相比，使用本装置及方法锻造的连杆无飞边，保证了锻件几何尺寸的 稳定性，质量偏差不超过16g，减少了材料的消耗，降低了成本。连杆经过淬火和回火等后续 加工后，其强度是一般连杆的2倍，连杆的截面惯性矩平稳变化。所述的模具在整个锻造过 程中运行平稳无冲击。
[0051] 上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同 的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所 限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
【主权项】
1. 一种连杆无飞边模锻闭塞模具，其特征在于，包括：上凸模、下凸模、连杆机构、设置 于上模座的上凹模和设置于下模座的下凹模，其中：下凸模的连接端与下冲头支撑座相连， 其工作端穿设于下凹模中部，上凸模的连接端与上冲头垫块下端相连，其工作端穿设于上 凹模中部，连杆机构设置于上冲头垫块上端，上凸模和下凸模的工作端宽度与锻件深度横 截面宽相等，锻压锻件时，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模组成闭式模膛； 所述的连杆机构包括：纵向连杆结构和横向连杆结构，其中：纵向连杆结构与过渡垫 板和上冲头垫块相连，该纵向连杆结构在顶杆作用下使上冲头垫块相对于上模座向上运 动，横向连杆结构与上冲头垫块、枢轴滑套和过渡垫板相连，该横向连杆结构在枢轴滑套作 用下使上冲头垫块相对于上模座向下运动，且合模后上、下冲头以相同速度相向运动并同 时对坯料施以模锻力。2. 根据权利要求1所述的连杆无飞边模锻闭塞模具，其特征是，所述的下模座通过弹 性部件设置于模框中，上模座与下模座通过设置于模框中的枢轴活动相连。3. 根据权利要求1所述的连杆无飞边模锻闭塞模具，其特征是，所述的上模座顶部设 有过渡垫板，该过渡垫板中部穿设有顶杆。4. 根据权利要求1所述的连杆无飞边模锻模具，其特征是，所述的上凸模包括：大头孔 上冲头、杆体上冲头和小头孔上冲头，其中：大头孔上冲头、杆体上冲头和小头孔上冲头依 次紧密排列。5. 根据权利要求1所述的连杆无飞边模锻模具，其特征是，所述的下凸模包括：大头孔 下冲头、杆体下冲头和小头孔下冲头，其中：大头孔下冲头、杆体下冲头和小头孔下冲头依 次紧密排列。6. 根据权利要求5所述的连杆无飞边模锻模具，其特征是，所述的下冲头支撑座中设 有一端与大头孔下冲头、杆体下冲头相连的测力计。7. -种基于上述任一权利要求所述模具的锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤： 1) 将毛坯感应加热到1140~1160°C，而后经过拔长、滚挤、预锻使其具有连杆轮廓； 2) 对毛坯进行预锻后，将其放置于上述模具的下凹模中，而后在压力机的作用下，上凹 模和上凸模随之向下运动，下凹模、上凹模、上凸模和下凸模形成封闭模膛，待锻件在模膛 中受到挤压变形直至充满模膛； 3) 上凹模和上凸模向上运动，所述模具回复初始状态后，取出锻件； 4) 使用冲孔整形复合模具对锻件进行再次锻压后，即得到尺寸形状符合要求的连杆。
【专利摘要】一种用于汽车发动机关键零件制造的连杆无飞边模锻闭塞模具及锻造工艺，该模具包括：上凸模、下凸模、连杆机构、设置于上模座的上凹模和设置于下模座的下凹模，其中：下凸模的连接端与下冲头支撑座相连，其工作端穿设于下凹模中部，上凸模的连接端与上冲头垫块下端相连，其工作端穿设于上凹模中部，连杆机构设置于上冲头垫块上端，锻压锻件时，上凸模、上凹模、下凸模和下凹模组成闭式模膛，本装置保证了锻件几何尺寸的稳定性，质量偏差不超过30g，减少了材料的消耗，降低了成本。连杆经过淬火和退火等后续加工后，其强度是一般连杆的2倍，连杆的截面惯性矩平稳变化。所述的模具在整个锻造过程中运行平稳无冲击。
【IPC分类】B21J13/02, B21K3/00, B21J5/02
【公开号】CN105328104
【申请号】CN201510823553
【发明人】汪磊, 徐杰, 王以华
【申请人】上海交大中京锻压有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月24日