CN102554087B - 低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺。其生产方法是通过炼钢，钢锭镦粗、拔长、镦粗后的曲柄粗坯料，在8000T油压机上通过精整冲头将曲柄粗坯料通过精整冲头下压作用及精整模具的圆弧成型块的反挤压作用成型为标准曲柄坯料。本发明与传统的方法相比，既能保证曲柄销与曲柄拐臂的全纤维，同时又摆脱模锻时的二次锻造，做到了一次完成锻造，降低了曲柄在生产过程中的流转时间，同时也避免曲柄开档折叠，处理了开档的氧化皮堆积、减少了锻件的机加工余量，提高了曲柄锻件内部质量、锻件探伤合格率及材料利用率。

Description

低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺

技术领域

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

曲柄是曲轴的重要组成部分。依据半组合式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。

目前，生产低速柴油机曲柄的方法主要是弯锻法，其次是块状锻造法、弯锻法、模锻法。各方法均有其优缺点，而关键也在其生产制造装置及成形方法。

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。

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)。

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匀，开档尺寸达到设计要求，也是非常困难的。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种合格率高、机加工费用低、材料利用率低的低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺。

本发明目的的实现方式为，低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺，具体步骤为：

1)通过炼钢、钢锭镦粗、拔长、镦粗、制坯自由锻造得到合格的曲柄粗坯料；

2)装配好精整模具，

精整模具的两个精整支架有固定螺栓装配孔，精整支架底面有卡住精整支架的装卡槽，上面有装两件圆弧成型块及四件间距控制块的下装配位，中间有精整冲头上下移动的导向槽；将圆弧成型块、间距控制块置入下装配位内，圆弧成型块的弧面与下装配位的中间壁接触，间距控制块与下装配位的外壁接触；

精整冲头通过连接插销装配在专用的砧座之上；专用砧座通过连接装置与8000T油压机紧密连接；精整冲头正对导向槽；

3)装配完成后，将曲柄精整模具吊至8000T油压机下面；

4)利用精整支架的装卡槽将装配好的精整模具卡在油压机的走台之上；并通过调整精整冲头与导向槽的间隙余量，使两者处于相对平衡状态；

5)开动平台，将整个精整模具开出；

6)用行车吊曲柄粗坯料至精整模具之上，使坯料的凸台部分卡入两个圆弧成型块之间；

7)开动平台，使精整模具位于油压机正下方，油压机下压，精整冲头沿导向槽下压，将曲柄粗坯料成型为标准曲柄坯料；

8)标准曲柄坯料精整成型完成后，开出走台将精整后得到的标准曲柄坯料吊走，并重复6)——7)步骤，进行下一个曲柄粗坯料的精整成型；

所述曲柄粗坯料的两柄间距b、柄厚a、柄把厚d与精整成型的标准曲柄坯料两柄下间距B、两柄上间距E、弯曲段的柄厚A和直线段的柄厚C、柄把厚D的关系如下：

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)。

本发明的生产方法是通过炼钢，钢锭镦粗、拔长、镦粗后在8000T油压机上通过配合使用精整模具成形标准尺寸的曲柄精整坯料，按照该成型方法：曲柄粗坯料通过精整冲头下压作用及精整模具的圆弧成型块的反挤压作用精整模具的上下挤压，发生弯曲得到满足工艺要求的标准曲柄坯料，为下一步弯曲成形奠定基础。本发明与传统的方法相比，既能保证曲柄销与曲柄拐臂的全纤维，同时又摆脱模锻时的二次锻造，做到了一次完成锻造，降低了曲柄在生产过程中的流转时间，同时也避免曲柄开档折叠，处理了开档的氧化皮堆积、减少了锻件的机加工余量，提高了曲柄锻件内部质量、锻件探伤合格率及材料利用率。

附图说明

图1为本发明所采用的，装配好的低速柴油机曲柄精整模具结构示意图，

图2a、b为最终成型曲柄锻件的结构主视图、右视图，

图3a、b为精整后标准曲柄坯料主视图、右视图，

图4为精整支架结构示意图，

图5为精整支架结构剖视图，

图6为固定精整支架用螺栓螺母结构示意图，

图7a、b为圆弧成型块结构主视、俯视图，

图8a、b间距控制块结构主视、俯视图。

具体实施方式

下面参照附图详述本发明。本发明的具体步骤为：

1)通过炼钢、钢锭镦粗、拔长、镦粗、制坯自由锻造得到合格的，如图2所示的曲柄粗坯料。

2)装配好精整模具。

精整模具的两个如图4、5所示的精整支架8有固定螺栓装配孔11，底面有卡住精整支架的装卡槽9，上面有装两件圆弧成型块及四件间距控制块的的下装配位10，中间有精整冲头上下移动的导向槽14。将图7a、b所示的圆弧成型块7、图8a、b所示的间距控制块3置入下装配位10内，圆弧成型块7的弧面与下装配位的中间壁接触，间距控制块3与下装配位的外壁接触。

精整冲头1通过连接插销6装配在专用的砧座5之上；专用砧座5通过连接装置与8000T油压机紧密连接；精整冲头正对导向槽如图1所示状态。

参照图1、4、6，固定螺栓4两端与固定支架通过精整支架上的装配孔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12紧固连接。

3)装配完成后，将曲柄精整模具吊至8000T油压机下面；

4)利用精整支架的装卡槽9将装配好的精整模具卡在油压机的走台之上；并通过调整精整冲头与导向槽的间隙余量，使两者处于相对平衡状态；

5)开动平台，将整个精整模具开出。

6)用行车吊曲柄粗坯料2至精整模具之上，使坯料的凸台部分15(见图1、3)卡入两个圆弧成型块7之间。

7)开动平台，使精整模具位于油压机正下方，开油压机，油压机下压，精整冲头沿导向槽下压，将附图1中所示的曲柄粗坯料2成型为图3a、b所示的精整后的标准曲柄坯料15。

曲柄精整成型的标准曲柄坯料的柄弯半径R因工艺的需要选择范围为：200mm≤R≤800mm，同时该尺寸与本申请人申请的《低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺》(专利申请号201110445635.9)中所用的成型辊子的半径尺寸相同。通过更换不同尺寸可调整的间距控制块来调整两个圆弧成型块之间的间距以精整成型不同型号的标准曲柄坯料。

图3所示的标准曲柄坯料经《低速柴油机曲柄弯模锻成形工艺》弯锻成图2所示的曲柄粗坯料16。曲柄粗坯料16的两柄间距b、柄厚a、柄把厚d与精整成型的标准曲柄坯料的两柄下间距B、两柄上间距E、弯曲段的柄厚A和直线段的柄厚C、柄把厚D、的关系如下：

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)。

8)标准曲柄坯料精整成型完成后，开出走台将精整后的标准曲柄坯料吊走，并重复6)——7)步骤，进行下一个曲柄粗坯料的精整成型。

本发明的实质是将通过精整冲头将曲柄粗坯料通过精整冲头下压作用及圆弧成型块的反挤压作用，成型得到了标准曲柄坯料。本发明在系列曲柄成型时具有通用性。

Claims (3)

1.低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺，其特征在于具体步骤为：

1)通过炼钢、钢锭镦粗、拔长、镦粗、制坯自由锻造得到合格的曲柄粗坯料；

2)装配好精整模具，

精整模具的两个精整支架有固定螺栓装配孔，精整支架底面有卡住精整支架的装卡槽，上面有装两件圆弧成型块及四件间距控制块的下装配位，中间有精整冲头上下移动的导向槽；将圆弧成型块、间距控制块置入下装配位内，圆弧成型块的弧面与下装配位的中间壁接触，间距控制块与下装配位的外壁接触；

精整冲头通过连接插销装配在专用的砧座之上；专用砧座通过连接装置与8000T油压机紧密连接；精整冲头正对导向槽；

3)装配完成后，将曲柄精整模具吊至8000T油压机下面；

4)利用精整支架的装卡槽将装配好的精整模具卡在油压机的走台之上；并通过调整精整冲头与导向槽的间隙余量，使两者处于相对平衡状态；

5)开动平台，将整个精整模具开出；

6)用行车吊曲柄粗坯料至精整模具之上，使坯料的凸台部分卡入两个圆弧成型块之间；

7)开动平台，使精整模具位于油压机正下方，油压机下压，精整冲头沿导向槽下压，将曲柄粗坯料成型为标准曲柄坯料；

8)标准曲柄坯料精整成型完成后，开出走台将精整后得到的标准曲柄坯料吊走，并重复6)——7)步骤，进行下一个曲柄粗坯料的精整成型；

所述曲柄粗坯料的两柄间距b、柄厚a、柄把厚d与精整成型的标准曲柄坯料两柄下间距B、两柄上间距E、弯曲段的柄厚A和直线段的柄厚C、柄把厚D的关系如下：

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)。

2.根据权利要求1所述的低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺，其特征在于固定螺栓(4)两端与固定支架通过精整支架上的装配孔(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(12)紧固连接。

3.根据权利要求1所述的低速柴油机曲柄坯料弯模锻精整工艺，其特征在于标准曲柄坯料的柄弯半径R为：200mm≤R≤800mm。