CN103551850B - 单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺，包括中频感应加热、楔横轧制坯和闭式挤压终锻，闭式挤压终锻为：将轧制后的毛坯放置在闭式挤压终锻模中；上凹模（1）与下凹模（2）闭合后，左、右顶杆（3、4）同时向中间运动，与此同时，中间滑块（5）沿所述缺槽向前运动，共同挤压闭式挤压终锻模型腔内的毛坯，直至工件成形；左、右顶杆（3、4）及中间滑块（5）快速回程，返回起始位置，开启上凹模（1），取出工件。无飞镖，无须切边设备和工序，不会破坏锻件的部分金属纤维，锻件的机械高；通过增设中间滑块和缺槽，实现了部分材料非对称分布的曲拐部位的挤压锻造成型，突破了长期以来制约曲拐发展的瓶颈。

Description

单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域的金属塑性成形工艺，具体涉及一种单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造方法。
背景技术
单拐曲轴是小型汽油机及摩托车发动机的核心零件，对锻件毛坯的质量及金属纤维流向要求非常高。传统的锻造工艺流程为：下料→加热→拔一端杆部→拔另一端杆部→预锻→终锻→切边→检验入库；使用传统工艺生产，由于锻件在终锻时产生大量飞边，经过切边工序后被切除，使成品锻件的部分金属纤维被切断，从而降低锻件的机械性能。
国家知识产权局于2013年6月5日公开了一种“单拐曲轴锻件成形的方法”专利号为201110124870.6，其方法步骤为：将加热到锻造温度的圆棒料送至楔横轧模具中，经过轧制成形两端的轴杆部分，然后采用专用多向压力机完成弯曲和镦挤工序，从而实现单拐曲轴的无飞边锻造。加工过程中无飞边产生，无需切边设备和工序，显著提高了锻件的机械性能。该方法为实现锻件中部的曲拐，采用了先弯曲后镦挤的工艺，相应地需要设计弯曲模具和镦挤模具，弯曲的目的是实现曲拐部分材料的非对称分布，但增加了模具成本和加工工序，降低了生产效率，但现目前，对于曲拐镦挤之前的弯曲工艺，仍是必不可少的工艺，也是制约曲拐发展无法逾越的瓶颈。
发明内容
本发明针对上述技术问题进行改进，提供一种单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺，无飞边产生、不需切边，同时省去弯曲工艺、制造成本低、生产效果高。
为此，本发明提供的一种单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺，包括以下工艺步骤：
步骤(一)中频感应加热：将选用的圆坯料采用中频感应加热炉加热到始锻温度；
步骤(二)楔横轧制坯：将加热后的圆坯料在楔横轧机中通过楔横轧模具轧制成毛坯，成型两端的轴杆部分，所述圆坯料在楔横轧模具的作用下，径向压缩，轴向延伸，在楔横轧模具旋转一周内实现在轴向上的材料体积分配；
关键在于，还包括步骤(三)闭式挤压终锻，所述闭式挤压终锻包括以下分步骤：
(a)将轧制后的毛坯放置在闭式挤压终锻模中，所述闭式挤压终锻模包括上凹模(1)、下凹模(2)、左顶杆(3)、右顶杆(4)和中间滑块(5)，所述上凹模(1)与下凹模(2)的扣合面上设置有供左顶杆(3)伸入并与闭式挤压终锻模的型腔相通的左顶杆孔、供右顶杆(4)伸入并与闭式挤压终锻模的型腔相通的右顶杆孔，所述上凹模(1)与下凹模(2)扣合面的中部后侧设置有供中间滑块(5)安装的缺槽，所述缺槽前后延伸并穿过闭式挤压终锻模的型腔后，伸到闭式挤压终锻模型腔的前方；
(b)所述上凹模(1)与下凹模(2)闭合后，左、右顶杆(3、4)同时向中间运动，与此同时，中间滑块(5)沿所述缺槽向前运动，共同挤压闭式挤压终锻模型腔内的毛坯，直至工件成形；
(c)所述左、右顶杆(3、4)及中间滑块(5)快速回程，返回起始位置，开启上凹模(1)，取出工件。
优选为，所述上凹模(1)与下凹模(2)的闭合方式，由设备顶置的锁模液压缸向下运动使上凹模(1)与下凹模(2)闭合，形成完整型腔。
本发明的有益效果：
(1)相比传统的锻造工艺来说，该工艺锻件精度高，无飞边消耗，材料利用率高；无飞边，无须切边设备和工序，不会破坏锻件的部分金属纤维，锻件的机械高、生产效率高，成本低；
(2)相比专利号为201110124870.6的“单拐曲轴锻件成形的方法”来说，省去了弯曲工艺和弯曲模具，在楔横轧制坯完成后，坯件不需要进行弯曲，以直杆形状放入模具中进行闭式挤压终锻，直接挤压成最终毛坯，达到毛坯设计图要求，节约了模具成本、提高了生产效率，通过增设中间滑块和缺槽，实现了部分材料非对称分布的曲拐部位的挤压锻造成型，突破了长期以来制约曲拐发展的瓶颈。
附图说明
图1是闭式挤压终锻模初始状态的透视图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是闭式挤压终锻模终止状态的透视图。
图4是图3的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺，包括以下工艺步骤：
步骤(一)中频感应加热：将选用的圆坯料采用中频感应加热炉加热到始锻温度。
步骤(二)楔横轧制坯：将加热后的圆坯料在楔横轧机中通过楔横轧模具轧制成毛坯，成型两端的轴杆部分，所述圆坯料在楔横轧模具的作用下，径向压缩，轴向延伸，在楔横轧模具旋转一周内实现在轴向上的材料体积分配。以上两个步骤与专利号为201110124870.6的“单拐曲轴锻件成形的方法”的前两个步骤相同。
区别在于：步骤(三)闭式挤压终锻，所述闭式挤压终锻包括以下分步骤：
(a)将轧制后的毛坯放置在闭式挤压终锻模中，闭式挤压终锻模为可开合结构，由上凹模1、下凹模2、左顶杆3、右顶杆4和中间滑块5组成。如图2—3所示，上凹模1与下凹模2的扣合面上设置有供左顶杆3伸入并与闭式挤压终锻模的型腔相通的左顶杆孔、供右顶杆4伸入并与闭式挤压终锻模的型腔相通的右顶杆孔。上凹模1与下凹模2扣合面的中部后侧设置有供中间滑块5安装的缺槽，缺槽前后延伸并穿过闭式挤压终锻模的型腔后，伸到闭式挤压终锻模型腔的前方。工件6置于上凹模1与下凹模2围成的型腔内，左顶杆3从左顶杆孔伸入，右顶杆4从右顶杆孔伸入，中间滑块5安装在滑槽内，并可沿滑槽前后移动，从而挤压曲拐中部。
(b)上凹模1与下凹模2闭合后，左、右顶杆3、4同时向中间运动，与此同时，中间滑块5沿缺槽向前运动，共同挤压闭式挤压终锻模型腔内的毛坯，直至工件成形。左、右顶杆3、4从单拐的两端对工件6施压，中间滑块5从单拐的中部一侧对工件6施压，强迫材料产生镦粗和挤压变形，从而使材料充满型腔，直至左顶杆3、右顶杆4和中间滑块5压制到终止位置，如图3、图4所示。
(c)左顶杆3、右顶杆4和中间滑块5快速回程，返回起始位置，开启上凹模1，取出工件，实现一个锻件的生产循环。
最好是，上凹模1与下凹模2的闭合，由设备顶置的锁模液压缸向下运动使上凹模1与下凹模2闭合，形成完整型腔。

Claims (2)

1.一种单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺，包括以下工艺步骤：
步骤(一)中频感应加热：将选用的圆坯料采用中频感应加热炉加热到始锻温度；
步骤(二)楔横轧制坯：将加热后的圆坯料在楔横轧机中通过楔横轧模具轧制成毛坯，成型两端的轴杆部分，所述圆坯料在楔横轧模具的作用下，径向压缩，轴向延伸，在楔横轧模具旋转一周内实现在轴向上的材料体积分配；
其特征在于，还包括步骤(三)闭式挤压终锻，所述闭式挤压终锻包括以下分步骤：
(a)将轧制后的毛坯放置在闭式挤压终锻模中，所述闭式挤压终锻模包括上凹模(1)、下凹模(2)、左顶杆(3)、右顶杆(4)和中间滑块(5)，所述上凹模(1)与下凹模(2)的扣合面上设置有供左顶杆(3)伸入并与闭式挤压终锻模的型腔相通的左顶杆孔、供右顶杆(4)伸入并与闭式挤压终锻模的型腔相通的右顶杆孔，所述上凹模(1)与下凹模(2)扣合面的中部后侧设置有供中间滑块(5)安装的缺槽，所述缺槽前后延伸并穿过闭式挤压终锻模的型腔后，伸到闭式挤压终锻模型腔的前方；
(b)所述上凹模(1)与下凹模(2)闭合后，左、右顶杆(3、4)同时向中间运动，与此同时，中间滑块(5)沿所述缺槽向前运动，共同挤压闭式挤压终锻模型腔内的毛坯，直至工件成形；
(c)所述左、右顶杆(3、4)及中间滑块(5)快速回程，返回起始位置，开启上凹模(1)，取出工件。
2.按照权利要求1所述的单拐全纤维曲轴锻件的闭式挤压锻造工艺，其特征在于：所述上凹模(1)与下凹模(2)的闭合方式，由设备顶置的锁模液压缸向下运动使上凹模(1)与下凹模(2)闭合，形成完整型腔。
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