CN109277453A - 一种用于生产汽车连杆的冲孔工装及其表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冲孔工装领域，尤其涉及一种用于生产汽车连杆的冲孔工装及其表面处理方法，为解决现有冲孔工装一体设计拆装困难、容易整体报废进而造成整体资源浪费等问题，本发明采用以下方案：所述冲头和底座为分体式设置，冲头和底座通过限位销和销孔进行对准并利用螺栓进行固定连接，并通过渗碳淬火处理和超音速火焰喷涂提高底座和冲头的强韧性及耐磨性，极大地提高了其使用寿命。

Description

一种用于生产汽车连杆的冲孔工装及其表面处理方法
技术领域
本发明涉及冲孔工装领域，尤其涉及一种用于生产汽车连杆的冲孔工装及其表面处理方法。
背景技术
冲孔工装是生产汽车连杆的一种重要工件，目前市面上用于生产汽车连杆的传统冲孔工装均为一体式设计，其生产过程中存在着加工难度较高，费刀费时且效率低下的问题，并且由于传统冲孔工装的一体化设计，在冲孔工装发生冲头划伤、磨损、损坏等情况时，装卸操作十分繁琐，且在装配过程中容易造成尺度中心距产生偏差的问题，极大地影响了所生产的汽车连杆的品质，并且由于其一体化设计，一旦冲头发生损坏即需进行整体更换，即便底座部分十分完整也无法继续使用，造成了极大的资源浪费问题，且由于冲孔工装在工作过程中需要极高的安装稳定性，因此其安装固定十分牢固，进而造成拆卸与安装过程极为繁琐且效率低下，存在耗时、人工进行较为复杂的拆装时极容易对冲孔工装造成二次损伤导致其直接报废等问题，而通常为了避免大量浪费，其对轻微磨损损坏或仍可进行修理的冲孔工装采用回收返修处理，但返修过程也十分费时费力。
发明内容
为解决现有用于汽车连杆生产使用的传统冲孔工装在生产过程中存在着加工难度较高，费刀费时且效率低下的问题，并且由于其一体化设计，在冲孔工装发生冲头划伤、磨损、损坏等情况时，装卸操作十分繁琐，且在装配过程中容易造成尺度中心距产生偏差、影响了所生产的汽车连杆的品质，和一旦冲头发生损坏即需进行整体更换，存在耗时、人工进行较为复杂的拆装时极容易对冲孔工装造成二次损伤导致其直接报废，而对轻微磨损损坏或仍可进行返修时也十分费时费力等问题，本发明提供了一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，解决冲孔工装在发生冲头划伤、磨损和损坏时需整体更换的问题，实现了提高生产汽车连杆生产效率和减少资源浪费的目的。
本发明的另一目的是提供一种用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，其能够进一步提高工装的使用寿命，并根据冲孔工装的使用需求对进行各项力学性能的协调，提高其使用效果。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，包括冲头和底座，所述冲头和底座为分体式设置，冲头和底座通过限位结构进行对准并利用紧固件进行固定连接。
分体式设计能够避免工装出现损坏时需要整体进行替换的问题，减少了资源浪费并且仅对冲头进行替换相较于整体替换极大地降低了更换难度、提高了工作效率，进而极大地提高了生产汽车连杆的效率。此外，限位结构能够进一步降低冲头安装对准的难度、提高了冲头安装的精准度，有利于提高汽车连杆的生产质量
作为优选，所述限位结构为限位销和销孔。
限位销和销孔在生产加工时难度低，使用效果好，可方便且精准地进行限位，使得底座和冲头进行快速对准。
作为优选，所述限位销设置在底座上，销孔设置在冲头上，限位销和销孔相对设置。
销孔设置在冲头上，由于冲头是易损部位经常需要更换，因此销孔设置在冲头上可减少制备冲头所需用料，并且降低冲头加工难度，进而进一步实现减少资源浪费并降低成本的目的。
作为优选，所述紧固件为螺栓，底座上设有螺栓孔，冲头相对设有通孔。
螺栓装卸方便并且固定十分稳定，可实现快速拆装、更换冲头，提高生产汽车连杆的效率。
一种用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，所述方法为对底座和冲头均通过渗碳淬火处理，渗碳层厚度为1.2～1.5mm。
渗碳淬火处理可利用适当的工艺使得用于生产汽车连杆的冲孔工装底座及冲头的表面显微组织转变为高硬度的马氏体、残余奥氏体及少量碳化物，大幅度提高底座和冲头的表面硬度，增强其耐磨性能及强度，而心部则为低碳马氏体或含有非马氏体的组织，具有更高的强韧性，避免其长期使用过程导致心部产生裂痕、造成底座或冲头整体报废的问题发生，对底座和冲头的心部和表面性能进行了适当合理的协调，实现了提高使用寿命的目的。
作为优选，所述渗碳淬火处理中使用的渗碳介质为固体介质、膏状介质、液体介质、气体介质中的任意一种。
渗碳淬火处理中渗碳介质可根据其使用底座和冲头生产制备的成本和所需性能进行协调。
作为优选，所述渗碳淬火处理中淬火工艺采用一次淬火处理，淬火温度为820～850℃，淬火后进行低温回火，回火温度为150～250℃。
一次淬火处理成本较低，该温度范围内的淬火处理可使得底座和冲头的心部保持为低碳马氏体相，而表面则大量转化为高硬度的马氏体、残余奥氏体及少量碳化物，提高了使用寿命。150～250℃的回火温度可有效降低淬火的残留应力和脆性，整体进一步提高表面硬度和耐磨性，进一步提高其使用寿命。
作为优选，所述渗碳淬火处理中200～450℃升温加热阶段同时采用超音速火焰喷涂工艺在底座限位销上喷涂WC-Co系硬质合金粉末。
在渗碳淬火处理的200～450℃升温过程阶段同时进行超音速火焰喷涂，可利用超音速火焰喷涂所带来的热量进行升温加热，减少渗碳淬火处理的能耗，并且可利用渗碳淬火处理在后续升温及保温过程中更高的环境温度下对所制得的喷涂层内应力和晶界产生消除并进一步提高喷涂层合金化程度、提高其成分均匀性，大大提高限位销的强度和耐磨性能，极大地提高了底座的使用寿命并实现了节能。
作为优选，所述超音速火焰喷涂工艺所制得的喷涂层厚度为0.8～1.2mm。
喷涂层厚度过大则需要降低原限位销的粗细程度，提高了底座的生产加工难度，而厚度过小则起不到良好的效果，在该厚度范围内既保证了底座生产加工难度较简单，由让喷涂层对限位销起到了良好的保护、强化效果。
本发明的有益效果是：
1)本发明用于生产汽车连杆的冲孔工装采用分体式设计，使得冲头发生损伤或损坏时无需进行整体更换，仅对冲头进行更换提高了更换效率并降低了更换成本；
2)冲头和底座容易对准，底座精确安装后在更换冲头时能够保持高精度；
3)表面处理方法对底座和冲头进行了大幅度强化，提高了其使用寿命；
4)本发明可在同一底座上安装不同规格的冲头，节约更换时间及制造成本。
附图说明
图1为本发明底座和冲头示意图；
图2为本发明底座和冲头的剖视图；
图3为本发明组装示意图；
图中，1底座，101限位销，102螺栓孔，2冲头，201销孔，202通孔。
具体实施方式
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1、2和3所示的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，其底座1和冲头2为分体式设计，降低了冲头2发生损伤、损坏时的更换难度，提高更换效率并减少资源浪费，底座1和冲头2之间采用相互适配的限位销101和销孔201作为限位结构进行相互定位和限位，降低冲头2安装对准的难度、提高了冲头2安装的精准度，有利于提高汽车连杆的生产质量，限位销101设置在底座1上、销孔201设置在冲头2上是由于冲头2是易损部位经常需要更换，因此销孔201设置在冲头2上可减少制备冲头2所需用料，并且降低冲头2加工难度，进而进一步实现减少资源浪费并降低成本的目的。此外底座1上设有螺栓孔102、冲头2上设有通孔202，螺栓孔102和通孔202相适配，底座1和冲头2借此通过螺栓进行固定连接，其连接稳定性高，安装和拆卸方便。
安装使用时，首先将底座1固定安装在加工机床上，安装时将冲头2通过限位销101和销孔21的配合与底座1简单组装对底座1的安装位置进行精确定位，确保其安装后用以生产加工汽车连杆时工装定位准确，并在定位后的固定安装过程中将冲头2先取下，仅对底座1进行固定安装，降低安装难度，底座1精确定位并安装完成后利用限位销101和销孔201的配合在底座1上组装冲头2，由于底座1已进行精确的安装定位，冲头2利用限位销101和销孔201的配合即可实现快速且精确的定位，随后利用螺栓通过冲头2的通孔202拧入底座1的螺栓孔102内，拧紧后即实现了对冲头2的安装。而在生产加工汽车连杆一端时间后，冲头2若出现磨损、损坏需要返修或更换时，拧开螺栓即可将冲头2取下，取下后更换新的冲头2按上述冲头2的安装步骤对新的冲头2进行安装。当需要更换不同尺寸的冲头2时操作步骤与上述更换磨损、损坏的冲头2相同。
本实施例所用渗碳介质为以SiC作为碳源配合BaCO3作为催渗剂组成的固态渗碳介质，淬火温度为820℃，回火温度为150℃。经渗碳淬火处理和超音速火焰喷涂处理后对其进行检测，检测结果如下：渗碳层厚度为1.2mm，喷涂层厚度0.8mm。其性能方面为：喷涂层硬度为73～75HRC，喷涂层Co含量为12±0.5wt％，渗碳层硬度为62～64HRC。
实施例2
如图1、2和3所示的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，其底座1和冲头2为分体式设计，降低了冲头2发生损伤、损坏时的更换难度，提高更换效率并减少资源浪费，底座1和冲头2之间采用相互适配的限位销101和销孔201作为限位结构进行相互定位和限位，降低冲头2安装对准的难度、提高了冲头2安装的精准度，有利于提高汽车连杆的生产质量，限位销101设置在底座1上、销孔201设置在冲头2上是由于冲头2是易损部位经常需要更换，因此销孔201设置在冲头2上可减少制备冲头2所需用料，并且降低冲头2加工难度，进而进一步实现减少资源浪费并降低成本的目的。此外底座1上设有螺栓孔102、冲头2上设有通孔202，螺栓孔102和通孔202相适配，底座1和冲头2借此通过螺栓进行固定连接，其连接稳定性高，安装和拆卸方便。
本实施例所用渗碳介质为以木炭作为碳源配合CH3COONa作为催渗剂组成的固态渗碳介质，淬火温度为850℃，回火温度为250℃。经渗碳淬火处理和超音速火焰喷涂处理后对其进行检测，检测结果如下：渗碳层厚度为1.5mm，喷涂层厚度1.2mm。其性能方面为：喷涂层硬度为74～76HRC，喷涂层Co含量为12±0.5wt％，渗碳层硬度为63～64HRC。
使用时，将工件坯料置于切边下模中，使用本发明用于生产汽车连杆的冲孔工装向下压，下压时冲头2朝向工件坯料，在冲头2下压过程中对坯料进行切边。该过程中冲头2部分容易磨损、损坏，普通冲孔工装的冲头部分磨损后若无法返修需整体更换，更换操作繁琐且频繁更换浪费资源，而本发明则将底座1和冲头2分离，冲头2磨损仅需更换冲头2部分，无需整体更换。提高了更换效率，简洁提高了生产效率，同时减少了物料浪费。

Claims (9)

1.一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，包括冲头和底座，其特征在于，所述冲头和底座为分体式设置，冲头和底座通过限位结构进行对准并利用紧固件进行固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，其特征在于，所述限位结构为限位销和销孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，其特征在于，所述限位销设置在底座上，销孔设置在冲头上，限位销和销孔相对设置。
4.根据权利要求1所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装，其特征在于，所述紧固件为螺栓，底座上设有螺栓孔，冲头相对设有通孔。
5.一种用于权利要求1或2或3或4所述用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，其特征在于，所述方法为对底座和冲头均通过渗碳淬火处理，渗碳层厚度为1.2～1.5mm。
6.根据权利要求5所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，其特征在于，所述渗碳淬火处理中使用的渗碳介质为固体介质、膏状介质、液体介质、气体介质中的任意一种。
7.根据权利要求5所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，其特征在于，所述渗碳淬火处理中淬火工艺采用一次淬火处理，淬火温度为820～850℃，淬火后进行低温回火，回火温度为150～250℃。
8.根据权利要求5或6或7所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，其特征在于，所述渗碳淬火处理中200～450℃升温加热阶段同时采用超音速火焰喷涂工艺在底座限位销上喷涂WC-Co系硬质合金粉末。
9.根据权利要求8所述的一种用于生产汽车连杆的冲孔工装的表面处理方法，其特征在于，所述超音速火焰喷涂工艺所制得的喷涂层厚度为0.8～1.2mm。
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