大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置及成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置，包括由兩個(gè)下滑槽與兩個(gè)下側(cè)板形成的下型腔、兩個(gè)上滑槽與兩個(gè)上側(cè)板形成的上型腔，下型腔位于上型腔的上方；下型腔內(nèi)設(shè)置有凹模；每個(gè)上滑槽的內(nèi)側(cè)通過(guò)斜軌活動(dòng)連接一滑塊，滑塊能夠沿斜軌相對(duì)于上滑槽滑動(dòng)；滑塊的下表面與下滑槽的接觸面為斜面；兩個(gè)上側(cè)板與不少于一個(gè)氣缸固定連接，氣缸的柱塞與凸模固定連接；凸模與拉桿的上端固定連接，拉桿的下端活動(dòng)連接上側(cè)板。本發(fā)明能夠大大減小機(jī)加工余量，提高材料的利用率。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)快速脫模，連續(xù)化程度高，從而縮短產(chǎn)品的制造周期，工序短，效率高，并且操作簡(jiǎn)單。本發(fā)明還公開(kāi)了一種大型船用曲軸曲拐的成形方法。
【專利說(shuō)明】大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置及成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種擠壓成形裝置，具體涉及一種大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置。本發(fā)明還涉及一種大型船用曲軸曲拐的成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大型船用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率一般超過(guò)10000馬力。這種發(fā)動(dòng)機(jī)中，用于組合式曲軸的曲拐非常大，這種大型曲軸曲拐的制造難度很大。
[0003]現(xiàn)有的大型曲軸曲拐的鍛造方法有以下幾種:
[0004]第一種，塊型鍛造法；塊型鍛造法的成形過(guò)程如圖1所示，將曲拐毛坯鍛造成一個(gè)棱角方塊。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:形狀簡(jiǎn)單，成形容易，無(wú)需模具，鍛造火次少；用這一方法鍛制的曲拐余量可適當(dāng)縮小，將中間的連桿位置割切削除，再機(jī)加工成形；這種方法的缺點(diǎn)是:曲拐鍛鋼件的纖維組織在中間被切斷，不連續(xù)，對(duì)使用性能會(huì)有影響。
[0005]第二種，環(huán)鍛法；環(huán)鍛法的成形過(guò)程如圖2所示，用空心鋼錠或經(jīng)沖孔的鋼環(huán)先鍛出U型毛坯，然后壓出毛坯兩面的錐度，再通過(guò)帶有一個(gè)模鍛塊的立式毛坯使毛坯成形。這種方法的缺點(diǎn)是:成形困難，工藝復(fù)雜，材料利用率和成形性較差，鍛件中還可能出現(xiàn)氣孔等缺陷。
[0006]第三種，模鍛法；模鍛法的成形過(guò)程如圖3所示，首先通過(guò)倒棱、鐓粗把鋼錠壓成塊狀毛坯，然后將其放進(jìn)模腔內(nèi)，蓋上壓緊模，用水壓機(jī)強(qiáng)壓，進(jìn)一步壓實(shí)鋼錠內(nèi)部疏松等缺陷，最后壓入沖頭劈開(kāi)，使之成形為左右臂。這種方法的缺點(diǎn)是:設(shè)備噸位大，操作困難，后期脫模難。
[0007]第四種，彎鍛法；彎鍛法的成形過(guò)程如圖4所示，先制造成單拐形狀坯料，然后在彎曲模架上彎曲，最后修整成形。這種方法的缺點(diǎn)是:合格率低，能耗高，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置，它可以縮小曲拐的加工余量。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置的技術(shù)解決方案為:
[0010]包括由兩個(gè)下滑槽與兩個(gè)下側(cè)板形成的下型腔、兩個(gè)上滑槽與兩個(gè)上側(cè)板形成的上型腔，下型腔位于上型腔的上方；下型腔內(nèi)設(shè)置有凹模；每個(gè)上滑槽的內(nèi)側(cè)通過(guò)斜軌活動(dòng)連接一滑塊，滑塊能夠沿斜軌相對(duì)于上滑槽滑動(dòng)；滑塊的下表面與下滑槽的接觸面為斜面；兩個(gè)上側(cè)板與不少于一個(gè)氣缸固定連接，氣缸的柱塞與凸模固定連接；凸模與拉桿的上端固定連接，拉桿的下端活動(dòng)連接上側(cè)板。
[0011]所述兩個(gè)下滑槽與兩個(gè)下側(cè)板通過(guò)下連接桿固定連接；下連接桿的兩端分別通過(guò)下定位圈、下限位銷(xiāo)與下側(cè)板固定連接；所述兩個(gè)上滑槽與兩個(gè)上側(cè)板通過(guò)上連接桿固定連接；上連接桿的兩端分別通過(guò)上定位圈、上限位銷(xiāo)及小銷(xiāo)與上側(cè)板固定連接。[0012]所述氣缸為恒壓氣缸。
[0013]本發(fā)明還提供一種大型船用曲軸曲拐的成形方法，其技術(shù)解決方案為，包括以下步驟:
[0014]第一步，制坯；將鋼錠壓成方形毛坯；所述方形毛坯的尺寸不小于700mmX IlOOmmX2100mm ；
[0015]第二步，將曲拐擠壓成形裝置的凸模與壓機(jī)連接；將下型腔置于移動(dòng)工作臺(tái)上；
[0016]第三步，將凹模預(yù)熱至300?350°C ;將加熱至1150?1200°C的方塊毛坯放入位于下型腔內(nèi)的凹模中；
[0017]第四步，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)將已放入方形毛坯的下型腔移至上型腔的下方；使壓機(jī)下行，凸模通過(guò)拉桿帶動(dòng)上型腔及滑塊下移，直至滑塊的下斜面與下滑槽接觸；
[0018]第五步，使滑塊繼續(xù)沿下滑槽的內(nèi)斜面滑行，同時(shí)滑塊沿斜軌相對(duì)于上滑槽滑動(dòng)，兩個(gè)滑塊在下移的同時(shí)相互靠攏，直至與方形毛坯接觸，實(shí)現(xiàn)合模；
[0019]第六步，通過(guò)氣缸控制上側(cè)板固定不動(dòng)，從而使兩個(gè)滑塊保持緊閉；
[0020]第七步，使壓機(jī)繼續(xù)下行，將凸模的柱體劈入方形毛坯內(nèi)，從而形成兩個(gè)曲拐；
[0021]第八步，使壓機(jī)回程，在氣缸的作用下，使凸模與坯料分離；壓機(jī)繼續(xù)回程，使滑塊與坯料分離，實(shí)現(xiàn)脫模；當(dāng)滑塊上移至下型腔的高度以上后，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)將下型腔移出；
[0022]第九步，吊出工件，進(jìn)爐熱處理。
[0023]本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是:
[0024]本發(fā)明能夠大大減小機(jī)加工余量，提高材料的利用率。
[0025]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)快速脫模，連續(xù)化程度高，從而縮短產(chǎn)品的制造周期，工序短，效率高，并且操作簡(jiǎn)單。
[0026]本發(fā)明所制造的大型船用曲軸曲拐的金屬流線性好，組織致密，機(jī)械性能好。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)塊型鍛造法的成形過(guò)程的示意圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有技術(shù)環(huán)鍛法的成形過(guò)程的示意圖；
[0030]圖3是現(xiàn)有技術(shù)模鍛法的成形過(guò)程的示意圖；
[0031]圖4是現(xiàn)有技術(shù)彎鍛法的成形過(guò)程的示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明曲拐擠壓成形裝置的示意圖；
[0033]圖6是圖5的側(cè)視圖；
[0034]圖7是圖5中A-A的剖面圖；
[0035]圖8a是方形毛坯的示意圖；
[0036]圖8b是圖8a的側(cè)視圖；
[0037]圖9是本發(fā)明曲拐擠壓成形裝置合模時(shí)的示意圖；
[0038]圖10是本發(fā)明曲拐擠壓成形裝置擠壓完成時(shí)的示意圖；
[0039]圖1la是本發(fā)明所形成的曲拐示意圖；
[0040]圖1lb是圖1la的側(cè)視圖。[0041]圖中附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0042]I為凸t旲，2為柱塞，
[0043]3為上側(cè)板，4為上滑槽，
[0044]5為滑塊，6為下側(cè)板，
[0045]7為下滑槽，8為凹模，
[0046]9為方形毛還，10為拉桿，
[0047]11為上定位圈，12為上限位銷(xiāo)，
[0048]13為上連接桿，14為下連接桿，
[0049]15為下定位圈，16為下限位銷(xiāo)，
[0050]17為氣缸，18為小銷(xiāo)，
[0051]101 為柱體。 【具體實(shí)施方式】
[0052]本發(fā)明大型船用曲軸曲拐的成形方法，用于制造外型尺寸不小于700mmX 1100mmX 2IOOmm的船用曲軸曲拐，采用如圖5至圖7所示的曲拐擠壓成形裝置，擠壓成形裝置包括由兩個(gè)下滑槽7與兩個(gè)下側(cè)板6形成的下型腔、兩個(gè)上滑槽4與兩個(gè)上側(cè)板3形成的上型腔，下型腔位于上型腔的上方；下型腔內(nèi)設(shè)置有凹模8 ；
[0053]每個(gè)上滑槽4的內(nèi)側(cè)通過(guò)斜軌活動(dòng)連接一滑塊5，滑塊5能夠沿斜軌相對(duì)于上滑槽4滑動(dòng)；滑塊5的下表面與下滑槽7的接觸面為斜面；當(dāng)滑塊5的頂面與上型腔的頂部(上型腔的頂部即上滑槽4的頂面)接觸時(shí)，兩個(gè)滑塊5到達(dá)合模的位置；
[0054]由于滑塊5通過(guò)斜軌連接上滑槽4，并且滑塊5與下滑槽7的接觸面為斜面，在上滑槽4帶動(dòng)滑塊5向下運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入下型腔的同時(shí)，兩個(gè)滑塊5相互靠攏，直至合模；
[0055]兩個(gè)上側(cè)板3通過(guò)螺釘與四個(gè)氣缸17固定連接，氣缸17的柱塞2與設(shè)置于上型腔上方的凸模I固定連接；氣缸17為恒壓氣缸；
[0056]凸模I的底部設(shè)置有柱體101 ；
[0057]凸模I與拉桿10的上端固定連接，拉桿10的下端活動(dòng)連接上側(cè)板3 ；
[0058]兩個(gè)下滑槽7與兩個(gè)下側(cè)板6通過(guò)下連接桿14固定連接；下連接桿14的兩端分別通過(guò)下定位圈15、下限位銷(xiāo)16與下側(cè)板6固定連接；
[0059]兩個(gè)上滑槽4與兩個(gè)上側(cè)板3通過(guò)上連接桿13固定連接；上連接桿13的兩端分別通過(guò)上定位圈11、上限位銷(xiāo)12及小銷(xiāo)18與上側(cè)板3固定連接。
[0060]本發(fā)明大型船用曲軸曲拐的成形方法包括以下步驟:
[0061]第一步，制坯；通過(guò)倒棱、鐓粗、拔長(zhǎng)將鋼錠壓成符合要求的方形毛坯9，毛坯形狀如圖8a、圖8b所示，毛坯的尺寸不小于700mmX 1100mmX 2IOOmm ；
[0062]第二步，將曲拐擠壓成形裝置的凸模I與壓機(jī)連接；將下型腔置于移動(dòng)工作臺(tái)上；
[0063]第三步，將凹模8預(yù)熱至300~350°C ;將加熱至1150~1200°C的方塊毛坯9放入位于下型腔內(nèi)的凹模8中；
[0064]第四步，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)將已放入方形毛坯9的下型腔移至上型腔的下方；使壓機(jī)下行，凸模I通過(guò)拉桿10帶動(dòng)上型腔及滑塊5下移，直至滑塊5的下斜面與下滑槽7接觸；[0065]第五步，在柱塞及恒壓氣缸的作用下使滑塊5繼續(xù)沿下滑槽7的內(nèi)斜面滑行，同時(shí)滑塊5沿斜軌相對(duì)于上滑槽4滑動(dòng)，兩個(gè)滑塊5在下移的同時(shí)相互靠攏，直至與方形毛坯9接觸，實(shí)現(xiàn)合模，如圖9所示；
[0066]第六步，通過(guò)氣缸17控制上側(cè)板3固定不動(dòng)，從而使兩個(gè)滑塊5保持緊閉，防止由于方形毛坯9的反作用力使兩個(gè)上滑槽4分離；
[0067]第七步，使壓機(jī)繼續(xù)下行，將凸模I的柱體101劈入方形毛坯9內(nèi)，從而形成兩個(gè)如圖1 la、圖1lb所示的曲拐；如圖10所示，此時(shí)凸模I的柱體101已伸入方形毛坯9內(nèi)；
[0068]第八步，使壓機(jī)回程，在氣缸17的作用下，使凸模I與坯料分離；壓機(jī)繼續(xù)回程，使滑塊5與坯料分離，實(shí)現(xiàn)脫模；當(dāng)滑塊5上移至下型腔的高度以上后，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)將下型腔移出；
[0069]第九步，吊出工件，進(jìn)爐熱處理。
【權(quán)利要求】
1.一種大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置，其特征在于:用于制造外型尺寸不小于700mmX IlOOmmX 2100mm的船用曲軸曲拐，包括由兩個(gè)下滑槽與兩個(gè)下側(cè)板形成的下型腔、兩個(gè)上滑槽與兩個(gè)上側(cè)板形成的上型腔，下型腔位于上型腔的上方；下型腔內(nèi)設(shè)置有凹模；每個(gè)上滑槽的內(nèi)側(cè)通過(guò)斜軌活動(dòng)連接一滑塊，滑塊能夠沿斜軌相對(duì)于上滑槽滑動(dòng)；滑塊的下表面與下滑槽的接觸面為斜面；兩個(gè)上側(cè)板與不少于一個(gè)氣缸固定連接，氣缸的柱塞與凸模固定連接；凸模與拉桿的上端固定連接，拉桿的下端活動(dòng)連接上側(cè)板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置，其特征在于:所述兩個(gè)下滑槽與兩個(gè)下側(cè)板通過(guò)下連接桿固定連接；下連接桿的兩端分別通過(guò)下定位圈、下限位銷(xiāo)與下側(cè)板固定連接；所述兩個(gè)上滑槽與兩個(gè)上側(cè)板通過(guò)上連接桿固定連接；上連接桿的兩端分別通過(guò)上定位圈、上限位銷(xiāo)及小銷(xiāo)與上側(cè)板固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型船用曲軸曲拐的擠壓成形裝置，其特征在于:所述氣缸為恒壓氣缸。
4.一種大型船用曲軸曲拐的成形方法，其特征在于:采用權(quán)利要求1所述的擠壓成形裝置，包括以下步驟: 第一步，制坯；將鋼錠壓成方形毛坯；所述方形毛坯的尺寸不小于700mmX110OmmX 21OOmm ； 第二步，將曲拐擠壓成形裝置的凸模與壓機(jī)連接；將下型腔置于移動(dòng)工作臺(tái)上； 第三步，將凹模預(yù)熱至300?350°C ;將加熱至1150?1200°C的方塊毛坯放入位于下型腔內(nèi)的凹模中； 第四步，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)將已放入方形毛坯的下型腔移至上型腔的下方；使壓機(jī)下行，凸模通過(guò)拉桿帶動(dòng)上型腔及滑塊下移，直至滑塊的下斜面與下滑槽接觸； 第五步，使滑塊繼續(xù)沿下滑槽的內(nèi)斜面滑行，同時(shí)滑塊沿斜軌相對(duì)于上滑槽滑動(dòng)，兩個(gè)滑塊在下移的同時(shí)相互靠攏，直至與方形毛坯接觸，實(shí)現(xiàn)合模； 第六步，通過(guò)氣缸控制上側(cè)板固定不動(dòng)，從而使兩個(gè)滑塊保持緊閉； 第七步，使壓機(jī)繼續(xù)下行，將凸模的柱體劈入方形毛坯內(nèi)，從而形成兩個(gè)曲拐。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型船用曲軸曲拐的成形方法，其特征在于:所述第七步之后執(zhí)行: 第八步，使壓機(jī)回程，在氣缸的作用下，使凸模與坯料分離；壓機(jī)繼續(xù)回程，使滑塊與坯料分離，實(shí)現(xiàn)脫模；當(dāng)滑塊上移至下型腔的高度以上后，通過(guò)移動(dòng)工作臺(tái)將下型腔移出； 第九步，吊出工件，進(jìn)爐熱處理。
【文檔編號(hào)】B21C25/02GK103567246SQ201210279080
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
【發(fā)明者】曹峰華, 任運(yùn)來(lái), 齊作玉 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)器廠有限公司