CN102527911A - 低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺 - Google Patents

低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺 Download PDF

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黄永强
熊武
刘长安
谭大伟
张进军
黄丽秋
张承峰
彭茂华
金迎松
刘振新
刘秀环
段来山
廉荣光
肖海生
殷威龙
郭鹏程
于海娟
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Abstract

本发明涉及一种低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺。是将8000T油压机成型的曲柄精整坯料经过低速柴油机曲柄弯模锻成形模具的两个成型辊和冲板的均匀挤压,标准坯料的大圆角通过两辊的热轧挤压向曲柄长度方向延伸,得到了曲臂厚度方向的均匀尺寸;而曲柄中间开档的尺寸,通过冲板厚度尺寸严格控制,使曲柄拐臂及曲柄开档尺寸满足工艺要求。本发明与传统的方法相比,既能保证曲柄开档与曲柄拐臂的全纤维;同时又摆脱模锻时的二次锻造,力争一次完成锻造,以降低产品在生产过程中的流转时间,同时也避免弯曲时开档折叠,降低生产成本,提高曲柄的内在质量,达到了设计方对产品的要求。

Description

低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺技术领域[0001] 本发明涉及一种利用专用成型模具锻造低速柴油机曲柄的轧辊弯曲热模锻成型方法。背景技术[0002] 曲柄是曲轴的重要组成部分。依据低速柴油机曲轴设计要求,低速柴油机曲柄的开档必须与曲柄的拐臂锻造成型,使管开档与拐臂的纤维连续;这就要求低速柴油机曲柄的成形不能通过先前的机加工开拐的方法成型。利用传统方法生产的低速柴油机曲柄,其开拐的方式是通过机加工,质量难以满足曲柄复杂的使用工况要求。[0003] 模锻法是本申请人的《船用大型柴油机曲轴曲拐制造工艺及装置》(中国专利 200410060819. 3)及《船用大型柴油机曲轴曲拐制造装置》(中国专利200420076782. 9)公开的技术,其主要是针对S60MC及S60MC以下机型曲柄弯锻成型的专利技术,基本思路是将块状的曲柄坯料通过密闭的型腔,将中间的开档利用冲板成型;成型后的曲柄存在开档折叠,氧化皮堆积等等问题,这些问题影响最终成型后曲柄的精加工尺寸,且该技术存在不同机型,模具上不能共用的缺点,工装投入费用很高。[0004] 弯锻法是用本申请人的《弯锻船用大型柴油机曲轴曲拐锻件的可调节装置》(中国专利200620095181. 1)公开的装置,运用该套装置将曲柄的两个曲臂弯曲到一定程度的工艺所需的工装,主要是针对S60MC机及S60MC机以下机型曲柄弯锻工艺难过的工装,该技术依然没有解决成型后的曲柄存在开档折叠,氧化皮堆积等问题,同时不能较为全面的覆盖目前低速柴油机曲柄的主流机型(S90MC机及S90MC以下机型)。[0005] 新的低速柴油机曲柄设计要求开档与拐臂整体锻造成型,而在成型过程中,如何定位对齐,使成型的拐臂较为均勻,开档尺寸达到设计要求,也是非常困难的。发明内容[0006] 本发明的目的是针对上述现状,旨在提供一种能降低产品在生产过程中的流转时间,避免弯曲时开档折叠,提高曲柄的内在质量,生产成本低的低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺。[0007] 本发明目的的实现方式为,低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺,具体步骤为:[0008] 1)通过精整模锻得到合格的曲柄坯料;[0009] 2)安装好弯锻模具,弯锻模具的两个固定支架有固定螺栓的装配孔,底面有卡住固定支架的装卡槽,上面有装成型辊及镶块的下装配位,有装固定辊的上装配位;有固定支架以单边间隙1. 5mm装配的四个镶块,左右各两块;固定支架中间及右边有装中间冲板固定镶条、右侧冲板固定镶条的装配位,镶条内有装冲板的导向槽;[0010] 将成型辊子、固定辊、镶块、中间冲板固定镶条和右侧冲板固定镶条装配到位;[0011] 3)装配完成后,将曲柄弯锻模具吊至压机下面,同时注意将保护板放在两固定支架之间以保护油管;[0012] 4)利用弯锻工装端部镶条的导向槽装配好冲板,在走台零位上分配好冲板在导向槽内的间隙,开动压机试验冲板是否能够在导向槽内自由的上下移动;[0013] 5)精整后的曲柄坯料出炉后,直接吊到弯锻模具之上,使坯料中心与固定支架装弯锻冲板的导向槽处在一个平面内;[0014] 6)移动压机走台,使冲板能够在镶条内下压,试探性下压使坯料的顶部进入到两个成型辊子之间,若进入两成型辊子之间的方向较好,继续下压600 士 50mm ;[0015] 曲柄坯料在曲柄弯锻模具的主弯曲区域向曲柄长度方向挤压,使曲柄曲臂的静态弯曲在成型辊子的作用下转变为动态弯曲,进而使曲柄静态弯曲时形成开档折叠的材料在成型辊子的作用下动态挤压为曲臂的长度增长所需材料;[0016] 7)压机向上,升起冲板,移动走台,压缩空气通过吹氧管清理曲柄精整坯料凹档内的氧化皮,吹扫完成后,用行车吊上专用短冲板9,上短冲板于镶条的导向槽内,移动走台归零位,压机向下,冲板继续向下压短冲板至极限位置,直至完成弯锻的,开档内含有短冲板的曲柄直接从成型辊子之间脱落;[0017] 8)当精整后的曲柄坯料落入固定支架之间时,或将整个装置吊走,拿出成品;[0018] 9)将曲柄转至其他压机将短冲板脱出并整理成型曲柄的各尺寸使之达到工艺要求;[0019] 10)重复步骤2)-9),进行下一个曲柄的弯曲。[0020] 本发明是将8000T油压机成型的曲柄精整坯料经过低速柴油机曲柄弯模锻成形模具的两个成型辊子和冲板的均勻挤压,标准坯料的大圆角通过两辊的热轧挤压向曲柄长度方向延伸,得到了曲臂厚度方向的均勻尺寸;而曲柄中间开档的尺寸,通过冲板厚度尺寸严格控制,使曲柄拐臂及曲柄开档尺寸满足工艺要求。本发明与传统的方法相比,既能保证曲柄开档与曲柄拐臂的全纤维;同时又摆脱模锻时的二次锻造,力争一次完成锻造,以降低产品在生产过程中的流转时间,同时也避免弯曲时开档折叠,降低生产成本,提高曲柄的内在质量。附图说明 [0021] 图 1为本发明所采用的,装配好的低速柴油机曲柄弯锻模具结构示意图,[0022] 图 2为低速柴油机曲柄成形时的轧辊弯曲热模锻原理图,[0023] 图 3a、b为精整后曲柄坯料结构主、右视图,[0024] 图 4c、d为成型后的曲柄结构主、右视图,[0025] 图 5为固定支架结构示意图,[0026] 图 6e、f为图5的e-e、f-f剖视图,[0027] 图 7为固定螺栓螺母结构示意图,[0028] 图 8为固定辊结构示意图,[0029] 图 9为镶条结构示意图,[0030] 图 10为镶块结构主视图。具体实施方式[0031] 本发明弯模锻成形的具体步骤为:4CN 102527911 A[0032] 1)选用需方规格书要求选用的材料,冶炼成钢锭后红送锻压车间,通过精整模具, 得到标准低速柴油机曲柄坯料,通过精整模锻得到合格的,如图3所示的曲柄坯料。[0033] 2)安装好弯锻模具,[0034] 参照图5,弯锻模具的两个固定支架1(其装配其他重要零件的剖视图见附图6)有 4个固定螺栓2的装配孔11,通过固定螺栓2、螺母14固定后保证整个固定支架等高。固定支架1底面有卡住固定支架的装卡槽12。有固定支架以单边间隙1. 5mm装配的左右四个镶块10(见图10),镶块左右各两块。固定支架上面有装成型辊子5及镶块10的下装配位15。固定支架有装固定辊3(见图8)的上装配位17。固定支架中间及右边有装中间冲板固定镶条8、右侧冲板固定镶条7(见图9)的装配位16(见图幻。镶条内有冲板的导向槽,用于中间冲板、右侧冲板装配时的导向。[0035] 将成型辊子5、固定辊3、镶块、中间冲板固定镶条和右侧冲板固定镶条装配到位, 成图1所示的形式。[0036] 固定螺栓2两端与固定支架通过固定支架上的装配孔11装配,其配合为过渡配合,固定螺栓的法兰13和固定螺栓螺母14紧固连接(见图7)。[0037] 3)装配完成后,将曲柄弯锻模具吊至8000T压机下面,同时注意将保护板放在两固定支架之间以保护油管。[0038] 4)利用弯锻工装端部镶条的导向槽装配好冲板4,在走台零位上分配好冲板在导向槽内的间隙,开动压机试验冲板是否能够在导向槽内自由的上下移动。[0039] 5)精整后的曲柄坯料出炉后,直接吊到弯锻模具之上,使坯料中心与固定支架装弯锻冲板的导向槽处在一个平面内。[0040] 6)移动压机走台,使冲板能够在镶条内下压,试探性下压使坯料的顶部进入到两个成型辊5子之间,若进入两成型辊子之间的方向较好,继续下压600mm左右;注意将曲柄坯料凸台位置落入两成型辊子之间。[0041] 精整后的曲柄坯料在曲柄弯锻模具的主弯曲区域向曲柄长度方向挤压,使曲柄曲臂的静态弯曲在成型辊子5的作用下转变为动态弯曲,进而使曲柄静态弯曲时形成开档折叠的材料在成型辊子的作用下动态挤压为曲臂的长度增长所需材料。[0042] 7)压机向上,升起冲板,移动走台,压缩空气通过吹氧管清理曲柄精整坯料凹档内的氧化皮,吹扫完成后,用行车吊上专用短冲板9,上短冲板于镶条的导向槽内,移动走台归零位,压机向下,冲板继续向下压短冲板至极限位置,直至完成弯锻的,开档内含有短冲板的曲柄直接从成型辊子之间脱落;成型原理见附图2 ;[0043] 8)当曲柄脱落,落入固定支架之间时,将整个装置吊走,拿出成品。[0044] 9)将曲柄转至其他锻造压机将曲柄中间的将短冲板脱出,并整理成型曲柄的各尺寸使之达到工艺要求。[0045] 10)重复步骤2)-9),进行下一个曲柄的弯曲。[0046] 本发明的实质是将通过精整成型工艺得到的图3所示的标准曲柄坯料6,按照说明说附图2的原理,得到尺寸规格符合工艺要求的图4所示的曲柄18。[0047] 用弯锻模具将曲柄坯料的上下平面均勻的通过两活动辊5之间,在主弯曲区域, 曲柄曲臂的静态弯曲在成型辊子的作用下转变为动态弯曲,曲柄坯料的大圆角通过两辊的热轧挤压向曲柄长度方向延伸,得到了曲臂厚度方向的均勻尺寸。曲柄静态弯曲时形成开档折叠的材料在成型辊子的作用下动态挤压为曲臂的长度增长所需材料,以使曲柄成型后开档不存在折叠。曲柄中间开档的尺寸,通过冲板厚度尺寸严格控制。 [0048] 曲柄弯曲成形的成型辊子半径R因工艺的需要选择范围为:200mm ^R^ 800mm。 通过更换不同尺寸可调整的镶块来调整两个成型辊子之间的间距以成型不同型号的曲柄。 本发明在系列曲柄成型时具有通用性。

Claims (2)

1.低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺,其特征在于具体步骤为:1)通过精整模锻得到合格的曲柄坯料;2)安装好弯锻模具,弯锻模具的两个固定支架有固定螺栓的装配孔,底面有卡住固定支架的装卡槽,上面有装成型辊及镶块的下装配位,有装固定辊的上装配位;有固定支架以单边间隙1. 5mm装配的四个镶块,左右各两块;固定支架中间有镶条的装配位,镶条内有装冲板的导向槽,用于在竖直方向固定中间冲板、右侧冲板固定镶条的装配位;将成型辊、固定辊、镶块、中间冲板固定镶条和右侧冲板固定镶条装配到位;将成型辊子、固定辊、镶块、中间冲板固定镶条和右侧冲板固定镶条装配到位;3)装配完成后,将曲柄弯锻模具吊至压机下面,同时注意将保护板放在两固定支架之间以保护油管;4)利用弯锻工装端部镶条的导向槽装配好冲板,在走台零位上分配好冲板在导向槽内的间隙,开动压机试验冲板是否能够在导向槽内自由的上下移动;5)精整后的曲柄坯料出炉后,直接吊到弯锻模具之上,使坯料中心与固定支架装弯锻冲板的导向槽处在一个平面内;6)移动压机走台,使冲板能够在镶条内下压,试探性下压使坯料的顶部进入到两个成型辊子之间,若进入两成型辊子之间的方向较好,继续下压600士50mm ;曲柄坯料在曲柄弯锻模具的主弯曲区域向曲柄长度方向挤压,使曲柄曲臂的静态弯曲在成型辊子的作用下转变为动态弯曲,进而使曲柄静态弯曲时形成开档折叠的材料在成型辊子的作用下动态挤压为曲臂的长度增长所需材料;7)压机向上,升起冲板,移动走台,压缩空气通过吹氧管清理曲柄精整坯料凹档内的氧化皮,吹扫完成后,用行车吊上专用短冲板9,上短冲板于镶条的导向槽内,移动走台归零位,压机向下,冲板继续向下压短冲板至极限位置,直至完成弯锻的,开档内含有短冲板的曲柄直接从成型辊子之间脱落;8)当精整后的坯料落入固定支架之间时,或将整个装置吊走,拿出成品;9)将曲柄转至其他压机将短冲板脱出并整理成型曲柄的各尺寸使之达到工艺要求;10)重复步骤幻-9),进行下一个曲柄的弯曲。
2.根据权利要求1所述的低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺,其特征在于曲柄弯曲成形的成型辊子半径R为:200mm ^ R ^ 800mm。
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