專(zhuān)利名稱(chēng)：低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用專(zhuān)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)低速柴油機(jī)曲軸設(shè)計(jì)要求，低速柴油機(jī)曲柄的開(kāi)檔必須與曲柄的拐臂鍛造成型，使管開(kāi)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(guò)先前的機(jī)加工開(kāi)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(kāi)拐的方式是通過(guò)機(jī)加工，質(zhì)量難以滿足曲柄復(fù)雜的使用工況要求。
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(zhuān)利 200410060819. 3)及《船用大型柴油機(jī)曲軸曲拐制造裝置》(中國(guó)專(zhuān)利200420076782. 9)公開(kāi)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(zhuān)利技術(shù)，基本思路是將塊狀的曲柄坯料通過(guò)密閉的型腔，將中間的開(kāi)檔利用沖板成型；成型后的曲柄存在開(kāi)檔折疊，氧化皮堆積等等問(wèn)題，這些問(wèn)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(zhuān)利200620095181. 1)公開(kāi)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(guò)的工裝，該技術(shù)依然沒(méi)有解決成型后的曲柄存在開(kāi)檔折疊，氧化皮堆積等問(wèn)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(kāi)檔與拐臂整體鍛造成型，而在成型過(guò)程中，如何定位對(duì)齊，使成型的拐臂較為均勻，開(kāi)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，旨在提供一種能降低產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的流轉(zhuǎn)時(shí)間，避免彎曲時(shí)開(kāi)檔折疊，提高曲柄的內(nèi)在質(zhì)量，生產(chǎn)成本低的低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝，具體步驟為
1)通過(guò)精整模鍛得到合格的曲柄坯料；
2)安裝好彎鍛模具，彎鍛模具的兩個(gè)固定支架有固定螺栓的裝配孔，底面有卡住固定支架的裝卡槽，上面有裝成型輥及鑲塊的下裝配位，有裝固定輥的上裝配位；有固定支架以單邊間隙1. 5mm裝配的四個(gè)鑲塊，左右各兩塊；固定支架中間及右邊有裝中間沖板固定鑲條、右側(cè)沖板固定鑲條的裝配位，鑲條內(nèi)有裝沖板的導(dǎo)向槽；
將成型輥?zhàn)印⒐潭ㄝ?、鑲塊、中間沖板固定鑲條和右側(cè)沖板固定鑲條裝配到位；
3)裝配完成后，將曲柄彎鍛模具吊至壓機(jī)下面，同時(shí)注意將保護(hù)板放在兩固定支架之間以保護(hù)油管；
4)利用彎鍛工裝端部鑲條的導(dǎo)向槽裝配好沖板，在走臺(tái)零位上分配好沖板在導(dǎo)向槽內(nèi)的間隙，開(kāi)動(dòng)壓機(jī)試驗(yàn)沖板是否能夠在導(dǎo)向槽內(nèi)自由的上下移動(dòng)；
5)精整后的曲柄坯料出爐后，直接吊到彎鍛模具之上，使坯料中心與固定支架裝彎鍛沖板的導(dǎo)向槽處在一個(gè)平面內(nèi)；
6)移動(dòng)壓機(jī)走臺(tái)，使沖板能夠在鑲條內(nèi)下壓，試探性下壓使坯料的頂部進(jìn)入到兩個(gè)成型輥?zhàn)又g，若進(jìn)入兩成型輥?zhàn)又g的方向較好，繼續(xù)下壓600 士 50mm ；
曲柄坯料在曲柄彎鍛模具的主彎曲區(qū)域向曲柄長(zhǎng)度方向擠壓，使曲柄曲臂的靜態(tài)彎曲在成型輥?zhàn)拥淖饔孟罗D(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)彎曲，進(jìn)而使曲柄靜態(tài)彎曲時(shí)形成開(kāi)檔折疊的材料在成型輥?zhàn)拥淖饔孟聞?dòng)態(tài)擠壓為曲臂的長(zhǎng)度增長(zhǎng)所需材料；
7)壓機(jī)向上，升起沖板，移動(dòng)走臺(tái)，壓縮空氣通過(guò)吹氧管清理曲柄精整坯料凹檔內(nèi)的氧化皮，吹掃完成后，用行車(chē)吊上專(zhuān)用短沖板9，上短沖板于鑲條的導(dǎo)向槽內(nèi)，移動(dòng)走臺(tái)歸零位，壓機(jī)向下，沖板繼續(xù)向下壓短沖板至極限位置，直至完成彎鍛的，開(kāi)檔內(nèi)含有短沖板的曲柄直接從成型輥?zhàn)又g脫落；
8)當(dāng)精整后的曲柄坯料落入固定支架之間時(shí)，或?qū)⒄麄€(gè)裝置吊走，拿出成品；
9)將曲柄轉(zhuǎn)至其他壓機(jī)將短沖板脫出并整理成型曲柄的各尺寸使之達(dá)到工藝要求；
10)重復(fù)步驟2)-9)，進(jìn)行下一個(gè)曲柄的彎曲。
本發(fā)明是將8000T油壓機(jī)成型的曲柄精整坯料經(jīng)過(guò)低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形模具的兩個(gè)成型輥?zhàn)雍蜎_板的均勻擠壓，標(biāo)準(zhǔn)坯料的大圓角通過(guò)兩輥的熱軋擠壓向曲柄長(zhǎng)度方向延伸，得到了曲臂厚度方向的均勻尺寸；而曲柄中間開(kāi)檔的尺寸，通過(guò)沖板厚度尺寸嚴(yán)格控制，使曲柄拐臂及曲柄開(kāi)檔尺寸滿足工藝要求。本發(fā)明與傳統(tǒng)的方法相比，既能保證曲柄開(kāi)檔與曲柄拐臂的全纖維；同時(shí)又?jǐn)[脫模鍛時(shí)的二次鍛造，力爭(zhēng)一次完成鍛造，以降低產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的流轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)也避免彎曲時(shí)開(kāi)檔折疊，降低生產(chǎn)成本，提高曲柄的內(nèi)在質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明所采用的，裝配好的低速柴油機(jī)曲柄彎鍛模具結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2為低速柴油機(jī)曲柄成形時(shí)的軋輥彎曲熱模鍛原理圖，
圖3a、b為精整后曲柄坯料結(jié)構(gòu)主、右視圖，
圖4c、d為成型后的曲柄結(jié)構(gòu)主、右視圖，
圖5為固定支架結(jié)構(gòu)示意圖，
圖6e、f為圖5的e-e、f-f剖視圖，
圖7為固定螺栓螺母結(jié)構(gòu)示意圖，
圖8為固定輥結(jié)構(gòu)示意圖，
圖9為鑲條結(jié)構(gòu)示意圖，
圖10為鑲塊結(jié)構(gòu)主視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明彎模鍛成形的具體步驟為4CN 102527911 A
1)選用需方規(guī)格書(shū)要求選用的材料，冶煉成鋼錠后紅送鍛壓車(chē)間，通過(guò)精整模具， 得到標(biāo)準(zhǔn)低速柴油機(jī)曲柄坯料，通過(guò)精整模鍛得到合格的，如圖3所示的曲柄坯料。
2)安裝好彎鍛模具，
參照?qǐng)D5，彎鍛模具的兩個(gè)固定支架1(其裝配其他重要零件的剖視圖見(jiàn)附圖6)有 4個(gè)固定螺栓2的裝配孔11，通過(guò)固定螺栓2、螺母14固定后保證整個(gè)固定支架等高。固定支架1底面有卡住固定支架的裝卡槽12。有固定支架以單邊間隙1. 5mm裝配的左右四個(gè)鑲塊10(見(jiàn)圖10)，鑲塊左右各兩塊。固定支架上面有裝成型輥?zhàn)?及鑲塊10的下裝配位15。固定支架有裝固定輥3(見(jiàn)圖8)的上裝配位17。固定支架中間及右邊有裝中間沖板固定鑲條8、右側(cè)沖板固定鑲條7(見(jiàn)圖9)的裝配位16(見(jiàn)圖幻。鑲條內(nèi)有沖板的導(dǎo)向槽，用于中間沖板、右側(cè)沖板裝配時(shí)的導(dǎo)向。
將成型輥?zhàn)?、固定輥3、鑲塊、中間沖板固定鑲條和右側(cè)沖板固定鑲條裝配到位， 成圖1所示的形式。
固定螺栓2兩端與固定支架通過(guò)固定支架上的裝配孔11裝配，其配合為過(guò)渡配合，固定螺栓的法蘭13和固定螺栓螺母14緊固連接(見(jiàn)圖7)。
3)裝配完成后，將曲柄彎鍛模具吊至8000T壓機(jī)下面，同時(shí)注意將保護(hù)板放在兩固定支架之間以保護(hù)油管。
4)利用彎鍛工裝端部鑲條的導(dǎo)向槽裝配好沖板4，在走臺(tái)零位上分配好沖板在導(dǎo)向槽內(nèi)的間隙，開(kāi)動(dòng)壓機(jī)試驗(yàn)沖板是否能夠在導(dǎo)向槽內(nèi)自由的上下移動(dòng)。
5)精整后的曲柄坯料出爐后，直接吊到彎鍛模具之上，使坯料中心與固定支架裝彎鍛沖板的導(dǎo)向槽處在一個(gè)平面內(nèi)。
6)移動(dòng)壓機(jī)走臺(tái)，使沖板能夠在鑲條內(nèi)下壓，試探性下壓使坯料的頂部進(jìn)入到兩個(gè)成型輥5子之間，若進(jìn)入兩成型輥?zhàn)又g的方向較好，繼續(xù)下壓600mm左右；注意將曲柄坯料凸臺(tái)位置落入兩成型輥?zhàn)又g。
精整后的曲柄坯料在曲柄彎鍛模具的主彎曲區(qū)域向曲柄長(zhǎng)度方向擠壓，使曲柄曲臂的靜態(tài)彎曲在成型輥?zhàn)?的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)彎曲，進(jìn)而使曲柄靜態(tài)彎曲時(shí)形成開(kāi)檔折疊的材料在成型輥?zhàn)拥淖饔孟聞?dòng)態(tài)擠壓為曲臂的長(zhǎng)度增長(zhǎng)所需材料。
7)壓機(jī)向上，升起沖板，移動(dòng)走臺(tái)，壓縮空氣通過(guò)吹氧管清理曲柄精整坯料凹檔內(nèi)的氧化皮，吹掃完成后，用行車(chē)吊上專(zhuān)用短沖板9，上短沖板于鑲條的導(dǎo)向槽內(nèi)，移動(dòng)走臺(tái)歸零位，壓機(jī)向下，沖板繼續(xù)向下壓短沖板至極限位置，直至完成彎鍛的，開(kāi)檔內(nèi)含有短沖板的曲柄直接從成型輥?zhàn)又g脫落；成型原理見(jiàn)附圖2 ；
8)當(dāng)曲柄脫落，落入固定支架之間時(shí)，將整個(gè)裝置吊走，拿出成品。
9)將曲柄轉(zhuǎn)至其他鍛造壓機(jī)將曲柄中間的將短沖板脫出，并整理成型曲柄的各尺寸使之達(dá)到工藝要求。
10)重復(fù)步驟2)-9)，進(jìn)行下一個(gè)曲柄的彎曲。
本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是將通過(guò)精整成型工藝得到的圖3所示的標(biāo)準(zhǔn)曲柄坯料6，按照說(shuō)明說(shuō)附圖2的原理，得到尺寸規(guī)格符合工藝要求的圖4所示的曲柄18。
用彎鍛模具將曲柄坯料的上下平面均勻的通過(guò)兩活動(dòng)輥5之間，在主彎曲區(qū)域， 曲柄曲臂的靜態(tài)彎曲在成型輥?zhàn)拥淖饔孟罗D(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)彎曲，曲柄坯料的大圓角通過(guò)兩輥的熱軋擠壓向曲柄長(zhǎng)度方向延伸，得到了曲臂厚度方向的均勻尺寸。曲柄靜態(tài)彎曲時(shí)形成開(kāi)檔折疊的材料在成型輥?zhàn)拥淖饔孟聞?dòng)態(tài)擠壓為曲臂的長(zhǎng)度增長(zhǎng)所需材料，以使曲柄成型后開(kāi)檔不存在折疊。曲柄中間開(kāi)檔的尺寸，通過(guò)沖板厚度尺寸嚴(yán)格控制。
曲柄彎曲成形的成型輥?zhàn)影霃絉因工藝的需要選擇范圍為200mm ^R^ 800mm。 通過(guò)更換不同尺寸可調(diào)整的鑲塊來(lái)調(diào)整兩個(gè)成型輥?zhàn)又g的間距以成型不同型號(hào)的曲柄。 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)曲柄彎模鍛成形工藝，其特征在于具體步驟為1)通過(guò)精整模鍛得到合格的曲柄坯料；2)安裝好彎鍛模具，彎鍛模具的兩個(gè)固定支架有固定螺栓的裝配孔，底面有卡住固定支架的裝卡槽，上面有裝成型輥及鑲塊的下裝配位，有裝固定輥的上裝配位；有固定支架以單邊間隙1. 5mm裝配的四個(gè)鑲塊，左右各兩塊；固定支架中間有鑲條的裝配位，鑲條內(nèi)有裝沖板的導(dǎo)向槽，用于在豎直方向固定中間沖板、右側(cè)沖板固定鑲條的裝配位；將成型輥、固定輥、鑲塊、中間沖板固定鑲條和右側(cè)沖板固定鑲條裝配到位；將成型輥?zhàn)印⒐潭ㄝ?、鑲塊、中間沖板固定鑲條和右側(cè)沖板固定鑲條裝配到位；3)裝配完成后，將曲柄彎鍛模具吊至壓機(jī)下面，同時(shí)注意將保護(hù)板放在兩固定支架之間以保護(hù)油管；4)利用彎鍛工裝端部鑲條的導(dǎo)向槽裝配好沖板，在走臺(tái)零位上分配好沖板在導(dǎo)向槽內(nèi)的間隙，開(kāi)動(dòng)壓機(jī)試驗(yàn)沖板是否能夠在導(dǎo)向槽內(nèi)自由的上下移動(dòng)；5)精整后的曲柄坯料出爐后，直接吊到彎鍛模具之上，使坯料中心與固定支架裝彎鍛沖板的導(dǎo)向槽處在一個(gè)平面內(nèi)；6)移動(dòng)壓機(jī)走臺(tái)，使沖板能夠在鑲條內(nèi)下壓，試探性下壓使坯料的頂部進(jìn)入到兩個(gè)成型輥?zhàn)又g，若進(jìn)入兩成型輥?zhàn)又g的方向較好，繼續(xù)下壓600士50mm ；曲柄坯料在曲柄彎鍛模具的主彎曲區(qū)域向曲柄長(zhǎng)度方向擠壓，使曲柄曲臂的靜態(tài)彎曲在成型輥?zhàn)拥淖饔孟罗D(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)彎曲，進(jìn)而使曲柄靜態(tài)彎曲時(shí)形成開(kāi)檔折疊的材料在成型輥?zhàn)拥淖饔孟聞?dòng)態(tài)擠壓為曲臂的長(zhǎng)度增長(zhǎng)所需材料；7)壓機(jī)向上，升起沖板，移動(dòng)走臺(tái)，壓縮空氣通過(guò)吹氧管清理曲柄精整坯料凹檔內(nèi)的氧化皮，吹掃完成后，用行車(chē)吊上專(zhuān)用短沖板9，上短沖板于鑲條的導(dǎo)向槽內(nèi)，移動(dòng)走臺(tái)歸零位，壓機(jī)向下，沖板繼續(xù)向下壓短沖板至極限位置，直至完成彎鍛的，開(kāi)檔內(nèi)含有短沖板的曲柄直接從成型輥?zhàn)又g脫落；8)當(dāng)精整后的坯料落入固定支架之間時(shí)，或?qū)⒄麄€(gè)裝置吊走，拿出成品；9)將曲柄轉(zhuǎn)至其他壓機(jī)將短沖板脫出并整理成型曲柄的各尺寸使之達(dá)到工藝要求；10)重復(fù)步驟幻-9)，進(jìn)行下一個(gè)曲柄的彎曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝，其特征在于曲柄彎曲成形的成型輥?zhàn)影霃絉為200mm ^ R ^ 800mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形工藝。是將8000T油壓機(jī)成型的曲柄精整坯料經(jīng)過(guò)低速柴油機(jī)曲柄彎模鍛成形模具的兩個(gè)成型輥和沖板的均勻擠壓，標(biāo)準(zhǔn)坯料的大圓角通過(guò)兩輥的熱軋擠壓向曲柄長(zhǎng)度方向延伸，得到了曲臂厚度方向的均勻尺寸；而曲柄中間開(kāi)檔的尺寸，通過(guò)沖板厚度尺寸嚴(yán)格控制，使曲柄拐臂及曲柄開(kāi)檔尺寸滿足工藝要求。本發(fā)明與傳統(tǒng)的方法相比，既能保證曲柄開(kāi)檔與曲柄拐臂的全纖維；同時(shí)又?jǐn)[脫模鍛時(shí)的二次鍛造，力爭(zhēng)一次完成鍛造，以降低產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中的流轉(zhuǎn)時(shí)間，同時(shí)也避免彎曲時(shí)開(kāi)檔折疊，降低生產(chǎn)成本，提高曲柄的內(nèi)在質(zhì)量，達(dá)到了設(shè)計(jì)方對(duì)產(chǎn)品的要求。
文檔編號(hào)B21J5/02GK102527911SQ20111044563
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者于海娟, 劉振新, 劉秀環(huán), 劉長(zhǎng)安, 廉榮光, 張承峰, 張進(jìn)軍, 彭茂華, 段來(lái)山, 殷威龍, 熊武, 肖海生, 譚大偉, 郭鵬程, 金迎松, 黃麗秋, 黃永強(qiáng) 申請(qǐng)人:武漢重工鑄鍛有限責(zé)任公司