CN105290292A - 全纤维曲轴双动锻造之工装及其锻造方法 - Google Patents

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Abstract

一种全纤维曲轴双动锻造之工装，包括：底座，固定设置在工作台上；上模块固定板，进一步包括左上模块固定板和右上模块固定板，均通过连杆和销轴与上模架活动连接；下模块固定板，进一步包括左下模块固定板和右下模块固定板，并通过矩形键与上模块固定板活动连接；凸模，与双动液压机之中间穿孔缸连接；上模块，进一步包括左上模块和右上模块；下模块，进一步包括左下模块和右下模块，并在上模块和下模块之间形成模腔。本发明采用全纤维曲轴双动锻造之工装的锻造方法，其镦锻速度和弯曲速度的调整分别通过双动液压机的合模缸带动活动横梁和穿孔缸进行，不仅容易实现速度调整，而且工装之结构简单、装卸方便，便于组织批量生产，提高生产效率。

Description

全纤维曲轴双动锻造之工装及其锻造方法
技术领域
本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及一种全纤维曲轴双动锻造之工装及其锻造方法。
背景技术
锻造生产广泛应用于机械、冶金、造船、航天以及其它许多技术领域，在国民经济中占有非常重要的地位。锻造的生产能力和技术是衡量一个国家装备制造业发展水平的重要标志。尤其是全纤维锻造的发展，具有产品机械性能好、材料利用率高、生产效率高等特点，使锻造生产能够更好地满足国民经济各行业发展和国防建设发展的需求，有着广阔的发展前景。
曲轴是内燃机中的重要零件之一，主要应用于机车牵引装置和船舶动力装置，它是动力转化和输出做功的主要载体。多拐曲轴在工作中承受周期性变化的气压力、往复和旋转运动引起的惯性力、弯曲及扭转力矩、振动附加应力等的共同作用。因此，这就要求曲轴具有较高的疲劳强度和结构强度。目前，成形全纤维曲轴主要有自由锻造法和镦锻弯曲法，这两种锻造方法都是在自由锻造液压机上完成的。
但是，由于自由锻造液压机只能进行垂直方向上的运动，因此，镦锻速度和弯曲速度的调整只能靠模具本身完成，也就是靠调整模具调节杆的长度和角度来调节镦锻速度和弯曲速度，这就造成调整极其困难。从而使模具复杂，制造成本提高，生产效率低。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种全纤维曲轴双动锻造之工装及其锻造方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，传统的自由锻造液压机只能进行垂直方向上的运动，镦锻速度和弯曲速度的调整只能靠模具本身完成，导致调整极其困难，进而使得模具复杂，制造成本提高，生产效率低等缺陷提供一种全纤维曲轴双动锻造方法的工装。
本发明之又一目的是针对现有技术中，传统的自由锻造液压机只能进行垂直方向上的运动，镦锻速度和弯曲速度的调整只能靠模具本身完成，导致调整极其困难，进而使得模具复杂，制造成本提高，生产效率低等缺陷提供一种全纤维曲轴双动锻造方法。
为实现本发明之目的，本发明提供一种全纤维曲轴双动锻造之工装，所述全纤维曲轴双动锻造之工装，包括：底座，所述底座固定设置在工作台上，并用于承载所述全纤维曲轴双动锻造之工装的各功能部件；上模块固定板，进一步包括左上模块固定板和右上模块固定板，均通过连杆和销轴与上模架活动连接；下模块固定板，进一步包括左下模块固定板和右下模块固定板，且所述下模块固定板之左下模块固定板和右下模块固定板均通过矩形键与所述上模块固定板活动连接；凸模，与双动液压机之中间穿孔缸连接；上模块，进一步包括左上模块和右上模块，且所述左上模块通过所述上模块固定板之左上模块固定板固定，所述右上模块通过所述上模块固定板之右上模块固定板固定；下模块，进一步包括左下模块和右下模块，且所述左下模块通过所述左下模块固定板固定，所述右下模块通过所述右下模块固定板固定，并在所述上模块和所述下模块之间形成模腔。
可选地，所述上模架通过螺栓固定设置在双动液压机的活动横梁上。
可选地，所述上模块固定板之左上模块固定板与所述连杆、所述销轴，以及所述上模架围闭形成平行四边形结构。
可选地，所述上模块固定板之右上模块固定板与所述连杆、所述销轴，以及所述上模架围闭形成平行四边形结构。
可选地，所述底座通过键在工作台上定位。
为实现本发明之又一目的，本发明提供一种全纤维曲轴双动锻造之工装的锻造方法，所述全纤维曲轴双动锻造方法，包括：
执行步骤S1：所述上模架在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向上运动，并通过所述连杆、销轴带动所述上模块固定板之左上模块固定板和右上模块固定板在自重作用下水平运动，并在挡板处停止；
执行步骤S2：将全纤维曲轴之坯料放入所述模腔内，并通过定位块对所述坯料之端面进行定位；
执行步骤S3：所述上模架在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向下运动，并通过所述连杆、销轴带动所述上模块固定板之左上模块固定板和右上模块固定板运动，进而实现合模；
执行步骤S4：在执行所述步骤S3的同时，双动液压机之中间穿孔缸带动所述凸模下行，对所述全纤维曲轴之坯料实行压弯工艺；
执行步骤S5：直至所述上模块之左上模块和右上模块，以及所述下模块之左下模块和右下模块合模完毕，形成封闭的型腔，即完成全纤维曲轴的一个曲拐臂和曲拐颈的锻挤弯曲成型；
执行步骤S6：所述上模架在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向上运动，并通过所述上模架、所述连杆、所述销轴，以及所述上模块固定板之左上模块固定板形成的平行四边形结构，以及所述上模架、所述连杆、所述销轴，以及所述上模块固定板之右上模块固定板形成的平行四边形结构使得所述左上模块和所述右上模块，以及左下模块和所述右下模块开模，并将所述全纤维曲轴水平移动预设距离，并通过定位块对其端面进行定位；
执行步骤S7：重复执行步骤S3～S6，以形成第二曲拐臂和曲拐颈。
可选地，所述全纤维曲轴双动锻造方法，进一步包括：执行步骤S8：多次重复执行S3～S6，以形成多个曲拐臂和曲拐颈。
可选地，所述预设距离为一个曲轴颈的中心距。
综上所述，本发明采用全纤维曲轴双动锻造之工装的锻造方法，其镦锻速度和弯曲速度的调整分别通过双动液压机的合模缸带动活动横梁和穿孔缸进行，不仅容易实现速度调整，而且工装之结构简单、装卸方便，便于组织批量生产，提高生产效率。
附图说明
图1所示为本发明全纤维曲轴双动锻造之工装的主视图；
图2所示为本发明全纤维曲轴双动锻造之工装的左视图；
图3所示为本发明全纤维曲轴双动锻造方法之流程图；
图4(a)所示为本发明全纤维曲轴之坯料的侧视图；
图4(b)所示为本发明全纤维曲轴之坯料的左视图；
图5(a)所示为本发明全纤维曲轴之成品的侧视图；
图5(b)所示为本发明全纤维曲轴之成品的左视图。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
众所周知，曲轴是内燃机中的重要零件之一，主要应用于机车牵引装置和船舶动力装置，它是动力转化和输出做功的主要载体。多拐曲轴在工作中承受周期性变化的气压力、往复和旋转运动引起的惯性力、弯曲及扭转力矩、振动附加应力等的共同作用。因此，这就要求曲轴具有较高的疲劳强度和结构强度。目前，成形全纤维曲轴主要有自由锻造法和镦锻弯曲法，这两种锻造方法都是在自由锻造液压机上完成的。
但是，由于自由锻造液压机只能进行垂直方向上的运动，因此，镦锻速度和弯曲速度的调整只能靠模具本身完成，也就是靠调整模具调节杆的长度和角度来调节镦锻速度和弯曲速度，这就造成调整极其困难。从而使模具复杂，制造成本提高，生产效率低。
请参阅图1、图2，图1所示为本发明全纤维曲轴双动锻造之工装的主视图。图2所示为本发明全纤维曲轴双动锻造之工装的左视图。所述全纤维曲轴双动锻造之工装1，包括：
底座10，所述底座10固定设置在工作台(未图示)上，并用于承载所述全纤维曲轴双动锻造之工装1的各功能部件；
上模块固定板11，所述上模块固定板11进一步包括左上模块固定板(未图示)和右上模块固定板(未图示)，所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)和右上模块固定板(未图示)均通过连杆111和销轴112与上模架113活动连接；其中，所述上模架113通过螺栓(未图示)固定设置在双动液压机的活动横梁(未图示)上；
下模块固定板12，所述下模块固定板12进一步包括左下模块固定板121和右下模块固定板122，且所述下模块固定板12之左下模块固定板121和右下模块固定板122均通过矩形键123与所述上模块固定板11连接；
凸模13，所述凸模13与双动液压机之中间穿孔缸(未图示)连接；
上模块14，所述上模块14进一步包括左上模块141和右上模块142，且所述左上模块141通过所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)固定，所述右上模块142通过所述上模块固定板11之右上模块固定板(未图示)固定；
下模块15，所述下模块15进一步包括左下模块151和右下模块152，且所述左下模块151通过所述左下模块固定板121固定，所述右下模块152通过所述右下模块固定板122固定，并在所述上模块14和所述下模块15之间形成模腔16。
为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合具体实施进行阐释。在具体实施方式中，所述全纤维曲轴双动锻造之工装的各功能部件具体尺寸，位置设置等仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。
作为具体的实施方式，为了便于开模与合模，非限制性地，例如所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)与所述连杆111、所述销轴112，以及所述上模架113围闭形成平行四边形结构；所述上模块固定板11之右上模块固定板(未图示)与所述连杆111、所述销轴112，以及所述上模架113围闭形成平行四边形结构。所述底座10并通过键(未图示)在工作台上定位。所述全纤维曲轴双动锻造之工装1的轮瓦191、轨道192、下模193等均为本领域常规技术手段，在此不予赘述。
请参阅图3、图4(a)～图4(b)、图5(a)～图5(b)，图3所示为本发明全纤维曲轴双动锻造方法之流程图。图4(a)所示为本发明全纤维曲轴之坯料的侧视图。图4(b)所示为本发明全纤维曲轴之坯料的左视图。图5(a)所示为本发明全纤维曲轴之成品的侧视图。图5(b)所示为本发明全纤维曲轴之成品的左视图。所述全纤维曲轴双动锻造方法，包括：
执行步骤S1：所述上模架113在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向上运动，并通过所述连杆111、销轴112带动所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)和右上模块固定板(未图示)在自重作用下水平运动，并在挡板17处停止；
执行步骤S2：将所述全纤维曲轴之坯料2放入所述模腔16内，并通过定位块18对所述坯料2之端面进行定位；
执行步骤S3：所述上模架113在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向下运动，并通过所述连杆111、销轴112带动所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)和右上模块固定板(未图示)运动，进而实现合模；
作为本领域技术人员，容易理解地，所述上模架113、所述连杆111、所述销轴112，以及所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)形成的平行四边形结构，以及所述上模架113、所述连杆111、所述销轴112，以及所述上模块固定板11之右上模块固定板(未图示)形成的平行四边形结构推动所述上模块14之左上模块141和右上模块142逐渐合模，并通过所述矩形键123连接的下模块固定板12之左下模块固定板121和右下模块固定板122的作用，使得所述下模块15之左下模块151和右下模块152逐渐合模。显然地，合模的过程，亦是全纤维曲轴的聚料过程。
执行步骤S4：在执行所述步骤S3的同时，双动液压机之中间穿孔缸带动所述凸模13下行，对所述全纤维曲轴之坯料2实行压弯工艺；
执行步骤S5：直至所述上模块14之左上模块141和右上模块142，以及所述下模块15之左下模块151和右下模块152合模完毕，形成封闭的型腔，即完成全纤维曲轴成品3的一个曲拐臂和曲拐颈的锻挤弯曲成型；
执行步骤S6：所述上模架113在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向上运动，并通过所述上模架113、所述连杆111、所述销轴112，以及所述上模块固定板11之左上模块固定板(未图示)形成的平行四边形结构，以及所述上模架113、所述连杆111、所述销轴112，以及所述上模块固定板11之右上模块固定板(未图示)形成的平行四边形结构使得所述左上模块141和所述右上模块142，以及左下模块151和所述右下模块152开模，并将所述全纤维曲轴水平移动预设距离，并通过定位块18对其端面进行定位；
更具体地，所述预设距离即为一个曲轴颈的中心距。
执行步骤S7：重复执行步骤S3～S6，以形成全纤维曲轴成品3的第二曲拐臂和曲拐颈。
显然地，为了形成多个曲拐臂和曲拐颈，所述全纤维曲轴双动锻造方法，进一步包括：
执行步骤S8：多次重复执行S3～S6，以形成全纤维曲轴成品3的多个曲拐臂和曲拐颈。
综上所述，本发明采用全纤维曲轴双动锻造之工装的锻造方法，其镦锻速度和弯曲速度的调整分别通过双动液压机的合模缸带动活动横梁和穿孔缸进行，不仅容易实现速度调整，而且工装之结构简单、装卸方便，便于组织批量生产，提高生产效率。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (8)

1.一种全纤维曲轴双动锻造之工装，其特征在于，所述全纤维曲轴双动锻造之工装，包括：
底座，所述底座固定设置在工作台上，并用于承载所述全纤维曲轴双动锻造之工装的各功能部件；
上模块固定板，进一步包括左上模块固定板和右上模块固定板，均通过连杆和销轴与上模架活动连接；
下模块固定板，进一步包括左下模块固定板和右下模块固定板，且所述下模块固定板之左下模块固定板和右下模块固定板均通过矩形键与所述上模块固定板活动连接；
凸模，与双动液压机之中间穿孔缸连接；
上模块，进一步包括左上模块和右上模块，且所述左上模块通过所述上模块固定板之左上模块固定板固定，所述右上模块通过所述上模块固定板之右上模块固定板固定；
下模块，进一步包括左下模块和右下模块，且所述左下模块通过所述左下模块固定板固定，所述右下模块通过所述右下模块固定板固定，并在所述上模块和所述下模块之间形成模腔。
2.如权利要求1所述的全纤维曲轴双动锻造之工装，其特征在于，所述上模架通过螺栓固定设置在双动液压机的活动横梁上。
3.如权利要求1所述的全纤维曲轴双动锻造之工装，其特征在于，所述上模块固定板之左上模块固定板与所述连杆、所述销轴，以及所述上模架围闭形成平行四边形结构。
4.如权利要求1所述的全纤维曲轴双动锻造之工装，其特征在于，所述上模块固定板之右上模块固定板与所述连杆、所述销轴，以及所述上模架围闭形成平行四边形结构。
5.如权利要求1所述的全纤维曲轴双动锻造之工装，其特征在于，所述底座通过键在工作台上定位。
6.一种如权利要求1所述的全纤维曲轴双动锻造之工装的锻造方法，其特征在于，所述全纤维曲轴双动锻造方法，包括：
执行步骤S1：所述上模架在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向上运动，并通过所述连杆、销轴带动所述上模块固定板之左上模块固定板和右上模块固定板在自重作用下水平运动，并在挡板处停止；
执行步骤S2：将全纤维曲轴之坯料放入所述模腔内，并通过定位块对所述坯料之端面进行定位；
执行步骤S3：所述上模架在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向下运动，并通过所述连杆、销轴带动所述上模块固定板之左上模块固定板和右上模块固定板运动，进而实现合模；
执行步骤S4：在执行所述步骤S3的同时，双动液压机之中间穿孔缸带动所述凸模下行，对所述全纤维曲轴之坯料实行压弯工艺；
执行步骤S5：直至所述上模块之左上模块和右上模块，以及所述下模块之左下模块和右下模块合模完毕，形成封闭的型腔，即完成全纤维曲轴的一个曲拐臂和曲拐颈的锻挤弯曲成型；
执行步骤S6：所述上模架在双动液压机之活动横梁的带动下垂直向上运动，并通过所述上模架、所述连杆、所述销轴，以及所述上模块固定板之左上模块固定板形成的平行四边形结构，以及所述上模架、所述连杆、所述销轴，以及所述上模块固定板之右上模块固定板形成的平行四边形结构使得所述左上模块和所述右上模块，以及左下模块和所述右下模块开模，并将所述全纤维曲轴水平移动预设距离，并通过定位块对其端面进行定位；
执行步骤S7：重复执行步骤S3～S6，以形成第二曲拐臂和曲拐颈。
7.如权利要求6所述的全纤维曲轴双动锻造方法，其特征在于，所述全纤维曲轴双动锻造方法，进一步包括：
执行步骤S8：多次重复执行S3～S6，以形成多个曲拐臂和曲拐颈。
8.如权利要求6所述的全纤维曲轴双动锻造方法，其特征在于，所述预设距离为一个曲轴颈的中心距。
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