热镦机模具零件KO销的结构及工艺改进

2012-06-11吕绍立

哈尔滨轴承 2012年3期

吕绍立, 万青

(1.哈尔滨轴承集团公司南直轴承分厂,黑龙江哈尔滨 150036;2.哈尔滨轴承集团公司动能供应公司,黑龙江哈尔滨150036)

1 前言

KO销产品是锻压分厂120及160热镦机模具中的主要零件之一，产品质量要求严格,产品易消耗，每月的需求量非常大。原来的产品结构很难加工，合格率低，加工过程中产生了很多次品及废品，既造成了工时及原材料的大量浪费，又经常延误供货期，用户很难达到满意。通过反复研究，并与生产使用单位沟通，对产品结构及其加工工艺进行了改进，不但简化了加工，提高了生产效率，达到了图纸要求，而且还大大减少了次品及废品的产生，从而避免了工时的浪费，节约了大量的原材料，保证了生产顺利进行，用户满意度大大提高。

2 KO销在模具中的使用情况

热镦机模具局部示意图如图 1 所示。热镦机的工作过程是：把棒料先用刀板切料，然后再通过热镦机的四个工位——镦饼、成型、切底、分套完成加工。KO销是第二个工位的成型模具中的主要零件之一。具体工作过程是：棒料先切成短料棒，再由机械手把短料棒送到镦饼工位，镦饼完成后，由机械手送到第二个工位，这时，阳模的成型冲头进入阴模的成型模体中，挤压工件成型。KO销起到了支承工件和冷却内、外成型模、内冲垫的作用。当工件成型后，阳模退出阴模，这时靠KO销把工件推出阴模，工件进入机械手，由机械手把工件送到下一个工位，直到最后在分套工位分套后，内、外套进入各自料道，最后被传送到各自料箱，整个工作流程全部完成。从热镦机工作过程可看出，KO销在热镦机模具中主要起支承、推料和冷却的作用。所以KO销的下端面必须具有良好的性能。

3 KO销结构及其加工工艺的改进

3.1 改进前KO销结构及加工情况

KO销改进前的结构如图 2 所示。根据KO销在热镦机模具中的使用情况，改进前KO销产品的下端面要求堆焊3mm厚的钨铬钴合金。由于它的下端面在热镦机模具的工作过程中要承受非常大的压力，所以钨铬钴合金和KO销体的焊接处要求必须焊接牢固，而且合格的KO销所焊合金部分不允许出现裂纹和气孔等焊接缺陷，以免影响产品的质量及使用。然而在焊接工序中，不可避免地常常出现焊接不牢固、裂纹及气孔等焊接缺陷，而且在加工KO销时，在焊接工序的后一道工序——车工工序：车削钨铬钴合金的过程中，还经常发现有砂眼及掉渣等现象，甚至有时无论在车工工序还是在热镦机模具的使用过程中都产生了钨铬钴合金整体脱落的现象。另外，有气孔缺陷的KO销在热镦机模具的工作过程中还常常出现粘料现象。这样就出现了由焊接而造成的大量的次品和废品，合格率仅为80%左右，造成了工时及原材料的大量浪费，同时也延误了供货期，影响了正常生产的顺利进行。所以KO销的原有结构及其加工工艺，不但不能保证产品质量及正常生产，还浪费了大量资金。因此必须对产品的结构及其加工工艺进行改进，以保证KO销的加工质量及生产进度，并满足用户需求。

图1 热镦机模具局部示意图

3.2 改进后KO销结构及加工情况

为了避免KO销在加工过程中，因焊接工序中焊接的一系列缺陷产生的次品及废品，所导致的工时浪费、原材料的大量浪费及供货紧张等情况的发生，对KO销的结构及其加工工艺进行了改进，产品的下端面不堆焊钨铬钴合金，而是直接加工成一体，取消电焊工序。但为了达到KO销的使用性能，在加工KO销的最后一道工序增加了氮化工序。氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。常见有液体氮化、气体氮化、离子氮化。KO销采用的是气体氮化的方法。气体氮化一般使用无水氨水作为供氮介质。氮化装炉前需对工件表面的锈斑、油污、铁屑及其它杂物进行清理，以保证氮的有效吸附，然后将KO销放入氮化炉的一个密封空间内，通入氨气，然后升温，排气与升温可同时进行，加热到520～540℃，再进行保温，保温24～30h,保温阶段应严格控制氨气流量、温度、氨分解率和炉压，保证渗氮质量。渗氮保温结束后停电降温，但应继续通入氨气保证正压，以防止空气进入使工件表面产生氧化色。温度降至200℃以下，可停止供氨，工件出炉。经氮化处理的产品具有优异的耐腐蚀性、耐疲劳性、耐磨性和耐高温的特性。因此，经过氮化处理保证了KO销的正常使用。通过改进,不但简便了加工，提高了劳动生产效率，而且由于不用堆焊钨铬钴合金及减少了工时和原材料的浪费，从而节约了大量资金。经过一段时间对使用情况的观察以及用户的反馈，改进后的产品使用效果良好。

图2 KO产品结构图

3.3 改进前后KO销加工工艺对比

改进前后KO销加工工艺对比见表 1。

4 经济效益

KO销是易消耗品，需求量非常大，平均每月需要100个左右，焊一个KO销大概需要1～2根合金焊条，一盒（90根）钨铬钴合金焊条2 600元，一根合金焊条为2 600/90≈28.9元，以每月加工KO销产品100个，焊一件产品需1.5根钨铬钴合金焊条为例，一年能节约52 020元；改进后比改进前因节省工时一年又可节约27 000元，这样一年共节约52 020+27 000＝79 020元，另外产生的废品所造成的原材料浪费一年大概2万多元，累加起来一年为分厂节约近十万元。