專利名稱：低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用專用成型模具鍛造低速柴油機(jī)曲柄的軋輥彎曲熱模鍛成型方法。
背景技術(shù)：
曲柄是曲軸的重要組成部分。依據(jù)半組合式低速柴油機(jī)曲軸設(shè)計(jì)要求低速柴油機(jī)曲柄的開檔必須與曲柄的拐臂鍛造成型，使管開檔與拐臂的纖維連續(xù)；這就要求低速柴油機(jī)曲柄的成形不能通過先前的機(jī)加工開拐的方法成型。利用傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的低速柴油機(jī)曲柄，其開拐的方式是通過機(jī)加工，質(zhì)量難以滿足曲柄復(fù)雜的使用工況要求。目前，生產(chǎn)低速柴油機(jī)曲柄的方法主要是彎鍛法，其次是塊狀鍛造法、彎鍛法、模鍛法。各方法均有其優(yōu)缺點(diǎn)，而關(guān)鍵也在其生產(chǎn)制造裝置及成形方法。模鍛法是本申請(qǐng)人的《船用大型柴油機(jī)曲軸曲拐制造工藝及裝置》(中國(guó)專利 200410060819. 3)及《船用大型柴油機(jī)曲軸曲拐制造裝置》(中國(guó)專利200420076782. 9)公開的技術(shù)，其主要是針對(duì)S60MC及S60MC以下機(jī)型曲柄彎鍛成型的專利技術(shù)，基本思路是將塊狀的曲柄坯料通過密閉的型腔，將中間的開檔利用沖板成型；成型后的曲柄存在開檔折疊，氧化皮堆積等等問題，這些問題影響最終成型后曲柄的精加工尺寸，且該技術(shù)存在不同機(jī)型，模具上不能共用的缺點(diǎn)，工裝投入費(fèi)用很高。彎鍛法是用本申請(qǐng)人的《彎鍛船用大型柴油機(jī)曲軸曲拐鍛件的可調(diào)節(jié)裝置》(中國(guó)專利200620095181. 1)公開的裝置，運(yùn)用該套裝置將曲柄的兩個(gè)曲臂彎曲到一定程度的工藝所需的工裝，主要是針對(duì)S60MC機(jī)及S60MC機(jī)以下機(jī)型曲柄彎鍛工藝難過的工裝，該技術(shù)依然沒有解決成型后的曲柄存在開檔折疊，氧化皮堆積等問題，同時(shí)不能較為全面的覆蓋目前低速柴油機(jī)曲柄的主流機(jī)型(S90MC機(jī)及S90MC以下機(jī)型)。新的低速柴油機(jī)曲柄設(shè)計(jì)要求開檔與拐臂整體鍛造成型，而在成型過程中，如何定位對(duì)齊，使成型的拐臂較為均勻，開檔尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求，也是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種合格率高、機(jī)加工費(fèi)用低、材料利用率低的低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝，具體步驟為1)通過煉鋼、鋼錠鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗、制坯自由鍛造得到合格的曲柄粗坯料；2)裝配好精整模具，精整模具的兩個(gè)精整支架有固定螺栓裝配孔，底面有卡住精整支架的裝卡槽，上面有裝兩件圓弧成型塊及四件間距控制塊的的下裝配位，中間有精整沖頭上下移動(dòng)的導(dǎo)向槽；將圓弧成型塊、間距控制塊置入下裝配位內(nèi)，圓弧成型塊的弧面與下裝配位的中間壁接觸，間距控制塊與下裝配位的外壁接觸；精整沖頭通過連接插銷裝配在專用的砧座之上；專用砧座通過連接裝置與8000T2/3頁(yè)
油壓機(jī)緊密連接；精整沖頭正對(duì)導(dǎo)向槽；3)裝配完成后，將曲柄精整模具吊至8000T油壓機(jī)下面；4)利用精整支架的裝卡槽將裝配好的精整模具卡在油壓機(jī)的走臺(tái)之上；并通過調(diào)整精整沖頭與導(dǎo)向槽的間隙余量，使兩者處于相對(duì)平衡狀態(tài)；5)開動(dòng)平臺(tái)，將整個(gè)精整模具開出；6)用行車吊曲柄粗坯料至精整模具之上，使坯料的凸臺(tái)部分卡入兩個(gè)圓弧成型塊之間；7)開動(dòng)平臺(tái)，使精整模具位于油壓機(jī)正下方，油壓機(jī)下壓，精整沖頭沿導(dǎo)向槽下壓，將曲柄粗坯料成型為標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯；8)標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料精整成型完成后，開出走臺(tái)將精整后的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料吊走，并重復(fù)6)——7)步驟，進(jìn)行下一個(gè)曲柄粗坯料的精整成型。本發(fā)明的生產(chǎn)方法是通過煉鋼，鋼錠鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗后在8000T油壓機(jī)上通過配合使用精整模具成形標(biāo)準(zhǔn)尺寸的曲柄精整坯料，按照該成型方法曲柄粗坯料通過精整沖頭下壓作用及精整模具的圓弧成型塊的反擠壓作用精整模具的上下擠壓，發(fā)生彎曲得到滿足工藝要求的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料，為下一步彎曲成形奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明與傳統(tǒng)的方法相比，既能保證曲柄銷與曲柄拐臂的全纖維，同時(shí)又?jǐn)[脫模鍛時(shí)的二次鍛造，做到了一次完成鍛造，降低了曲柄在生產(chǎn)過程中的流轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)也避免曲柄開檔折疊，處理了開檔的氧化皮堆積、 減少了鍛件的機(jī)加工余量，提高了曲柄鍛件內(nèi)部質(zhì)量、鍛件探傷合格率及材料利用率。


圖1為本發(fā)明所采用的，裝配好的低速柴油機(jī)曲柄精整模具結(jié)構(gòu)示意圖，圖2a、b為最終成型曲柄鍛件的結(jié)構(gòu)主視圖、右視圖，圖3a、b為精整后標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料主視圖、右視圖，圖4為精整支架結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為精整支架結(jié)構(gòu)剖視圖，圖6為固定精整支架用螺栓螺母結(jié)構(gòu)示意圖，圖7a、b為圓弧成型塊結(jié)構(gòu)主視、俯視圖，圖8a、b間距控制塊結(jié)構(gòu)主視、俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳述本發(fā)明。本發(fā)明的具體步驟為1)通過煉鋼、鋼錠鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗、制坯自由鍛造得到合格的，如圖2所示的曲柄粗坯料。2)裝配好精整模具。精整模具的兩個(gè)如圖4、5所示的精整支架8有固定螺栓裝配孔11，底面有卡住精整支架的裝卡槽9，上面有裝兩件圓弧成型塊及四件間距控制塊的的下裝配位10，中間有精整沖頭上下移動(dòng)的導(dǎo)向槽14。將圖7a、b所示的圓弧成型塊7、圖8a、b所示的間距控制塊3置入下裝配位10內(nèi)，圓弧成型塊7的弧面與下裝配位的中間壁接觸，間距控制塊3與下裝配位的外壁接觸。
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精整沖頭1通過連接插銷6裝配在專用的砧座5之上；專用砧座5通過連接裝置與8000T油壓機(jī)緊密連接；精整沖頭正對(duì)導(dǎo)向槽如圖1所示狀態(tài)。參照?qǐng)D1、4、6，固定螺栓4兩端與固定支架通過精整支架上的裝配孔11裝配，其配合為過渡配合。固定螺栓的法蘭13和固定螺栓螺母12緊固連接。3)裝配完成后，將曲柄精整模具吊至8000T油壓機(jī)下面；4)利用精整支架的裝卡槽9將裝配好的精整模具卡在油壓機(jī)的走臺(tái)之上；并通過調(diào)整精整沖頭與導(dǎo)向槽的間隙余量，使兩者處于相對(duì)平衡狀態(tài)；5)開動(dòng)平臺(tái)，將整個(gè)精整模具開出。6)用行車吊曲柄粗坯料2至精整模具之上，使坯料的凸臺(tái)部分15(見圖1、；3)卡入兩個(gè)圓弧成型塊7之間。7)開動(dòng)平臺(tái)，使精整模具位于油壓機(jī)正下方，開油壓機(jī)，油壓機(jī)下壓，精整沖頭沿導(dǎo)向槽下壓，將附圖1中所示的曲柄粗坯料2成型為圖3a、b所示的精整后的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料 15。曲柄精整成型的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料的柄彎半徑R因工藝的需要選擇范圍為 200mm ^R^ 800mm,同時(shí)該尺寸與本申請(qǐng)人申請(qǐng)的《低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝》(專利申請(qǐng)?zhí)?01110445635. 9)中所用的成型輥?zhàn)拥陌霃匠叽缦嗤?。通過更換不同尺寸可調(diào)整的間距控制塊來調(diào)整兩個(gè)圓弧成型塊之間的間距以精整成型不同型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料。圖3所示的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料15經(jīng)《低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝》彎鍛成圖2所示的最終成型曲柄鍛件16。最終成型曲柄鍛件16的兩柄間距b、柄厚a、柄把厚d與精整成型的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料15的兩柄下間距B、兩柄上間距E、彎曲段的柄厚A和直線段的柄厚C、柄把厚D、的關(guān)系如下1. 05a ^ A ^ 2a ；0. 5b 彡 B 彡 1. 5b ；0. 5A 彡 C 彡 1. 3A ；0. 5d 彡 D 彡 1. 5d ； 2C ^ E ^ 1. 15(2C+B)。8)標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料精整成型完成后，開出走臺(tái)將精整后的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料吊走，并重復(fù)6)——7)步驟，進(jìn)行下一個(gè)曲柄粗坯料的精整成型。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是將通過精整沖頭將曲柄粗坯料通過精整沖頭下壓作用及圓弧成型塊的反擠壓作用，成型得到了標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料。本發(fā)明在系列曲柄成型時(shí)具有通用性。
權(quán)利要求
1.低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝，其特征在于具體步驟為1)通過煉鋼、鋼錠鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗、制坯自由鍛造得到合格的曲柄粗坯料；2)裝配好精整模具，精整模具的兩個(gè)精整支架有固定螺栓裝配孔，底面有卡住精整支架的裝卡槽，上面有裝兩件圓弧成型塊及四件間距控制塊的的下裝配位，中間有精整沖頭上下移動(dòng)的導(dǎo)向槽； 將圓弧成型塊、間距控制塊置入下裝配位內(nèi)，圓弧成型塊的弧面與下裝配位的中間壁接觸， 間距控制塊與下裝配位的外壁接觸；精整沖頭通過連接插銷裝配在專用的砧座之上；專用砧座通過連接裝置與8000T油壓機(jī)緊密連接；精整沖頭正對(duì)導(dǎo)向槽；3)裝配完成后，將曲柄精整模具吊至8000T油壓機(jī)下面；4)利用精整支架的裝卡槽將裝配好的精整模具卡在油壓機(jī)的走臺(tái)之上；并通過調(diào)整精整沖頭與導(dǎo)向槽的間隙余量，使兩者處于相對(duì)平衡狀態(tài)；5)開動(dòng)平臺(tái)，將整個(gè)精整模具開出；6)用行車吊曲柄粗坯料至精整模具之上，使坯料的凸臺(tái)部分卡入兩個(gè)圓弧成型塊之間；7)開動(dòng)平臺(tái)，使精整模具位于油壓機(jī)正下方，油壓機(jī)下壓，精整沖頭沿導(dǎo)向槽下壓，將曲柄粗坯料成型為標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯；8)標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料精整成型完成后，開出走臺(tái)將精整后的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料吊走，并重復(fù) 6)——7)步驟，進(jìn)行下一個(gè)曲柄粗坯料的精整成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝，其特征在于固定螺栓 (4)兩端與固定支架通過精整支架上的裝配孔(11)裝配，其配合為過渡配合，固定螺栓的法蘭(1 和固定螺栓螺母(1 緊固連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝，其特征在于曲柄粗坯料⑵的兩柄間距b、柄厚a、柄把厚d與精整成型的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料(15)兩柄下間距B、兩柄上間距E、彎曲段的柄厚A和直線段的柄厚C、柄把厚D、的關(guān)系如下1.05a <= A <= 2a ;0· 5b <= B <=1. 5b ；0. 5A <= C <= 1. 3A ；0. 5d ^ D ^ 1. 5d ； 2C ^ E ^ 1. 15(2C+B)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料的柄彎半徑R為200mm ^ R ^ 800mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低速柴油機(jī)曲柄坯料彎模鍛精整工藝。其生產(chǎn)方法是通過煉鋼，鋼錠鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗后的曲柄粗坯料，在8000T油壓機(jī)上通過精整沖頭將曲柄粗坯料通過精整沖頭下壓作用及精整模具的圓弧成型塊的反擠壓作用成型為標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料。本發(fā)明與傳統(tǒng)的方法相比，既能保證曲柄銷與曲柄拐臂的全纖維，同時(shí)又?jǐn)[脫模鍛時(shí)的二次鍛造，做到了一次完成鍛造，降低了曲柄在生產(chǎn)過程中的流轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)也避免曲柄開檔折疊，處理了開檔的氧化皮堆積、減少了鍛件的機(jī)加工余量，提高了曲柄鍛件內(nèi)部質(zhì)量、鍛件探傷合格率及材料利用率。
文檔編號(hào)B21J5/02GK102554087SQ20111045833
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者于海娟, 劉振新, 劉秀環(huán), 劉長(zhǎng)安, 張承峰, 張進(jìn)軍, 殷威龍, 熊武, 譚大偉, 郭鵬程, 金迎松, 陳國(guó)紅, 黃麗秋, 黃永強(qiáng) 申請(qǐng)人:武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司