CN106311945A - 挖掘机斗齿锻造加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及挖掘机技术领域,尤其涉及一种挖掘机斗齿锻造加工工艺,将圆钢按尺寸下料后加热至锻造所需的温度,然后将圆钢水平放入预锻型腔锻打后翻转90°再次进行锻打,预锻型腔为一端厚一端薄的扁平状,将预锻后的坯料较薄的一端向下竖直放入终锻型腔中,楔形冲头向下对坯料进行劈挤锻打,经过4~5次锻打后坯料成型为锻造毛坯,然后将锻造毛坯进行机加工和热处理,本发明通过预锻将坯料加工成和斗齿形状接近的楔形,然后在终锻时通过楔形冲头的劈挤锻造斗齿根部的凹槽成型,成型效果好,脱模容易,加工效率高,并且斗齿的机械性能远远优于铸造加工的产品,通过对预锻型腔、终锻型腔的优化,机加工余量很小,加工成本低,能耗小,不污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及挖掘机技术领域,特别是涉及一种挖掘机斗齿锻造加工工艺。
背景技术
斗齿是挖掘机等工程机械的切削部件,安装于挖掘机铲斗的前缘,工作时,通过斗齿实现切削。斗齿作为切削部件,直接影响着松土、挖土的效果,直接影响着工程机械的效率,因此,对斗齿的强度、韧性、硬度、耐磨性均有较高要求,其内部组织不得有气泡、缩孔、疏松、砂岩等缺陷。现有的斗齿一般采用铸造加工,由于铸态疏松等缺陷,其质量较差,在工作过程中,磨损速度快,容易断裂,需要频繁更换斗齿,造成维护成本高,工作效率低。在铸造过程中,斗齿需要经过压蜡(射蜡制蜡模)、修蜡、蜡检、组树(蜡模组树)、制壳(先沾浆、淋沙、再沾浆、最后模壳风干)、脱蜡(蒸汽脱蜡)、模壳焙烧、化性分析、浇注(在模壳内浇注钢水)、震动脱壳、铸件与浇棒切割分离、磨浇口、初检(毛胚检)、抛丸清理、机加工、抛光等工序,并且融化钢水时使用煤作为燃料,不仅产生大量烟尘,而且在燃烧过程中还会形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物及烟尘等有害物质,污染环境,加工的成本也很高。
因此,行业内一直致力于采用锻造工艺加工斗齿,但是由于斗齿的特殊外形结构,虽然提出了多种方案,但是在实际生产中一直没有取得较好的效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,而提供一种挖掘机斗齿锻造加工工艺,其通过预锻、终锻两部锻造,实现了通过锻造加工斗齿,提高了斗齿的机械性能,加工效率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种挖掘机斗齿锻造加工工艺,其将圆钢按尺寸下料后加热至锻造所需的温度,然后将圆钢水平放入预锻型腔锻打后翻转90°再次进行锻打,所述预锻型腔为一端厚一端薄的扁平状,将预锻后的坯料较薄的一端向下竖直放入终锻型腔中,楔形冲头向下对坯料进行劈挤锻打,经过4~5次锻打后坯料成型为锻造毛坯,然后将锻造毛坯进行机加工和热处理。
所述圆钢为20CrMnTiH钢材。
所述锻造所需的温度为1100±50℃。
终锻为开式锻造,终锻型腔的边缘设置有飞边槽,终锻成型后通过切边模具进行切边。
预锻和终锻使用的设备为模锻锤或电液锤。
所述楔形冲头伸入锻造毛坯的长度为锻造毛坯总长度的40%~50%,所述锻造毛坯侧面最小壁厚为13mm。
所述锻造毛坯外侧面左右两侧的拔模角为7°,前后两侧的拔模角为4°,所述锻造毛坯内侧面左右两侧的拔模角为14°,前后两侧的拔模角为3°。
所述机加工包括打磨、钻孔、抛光。
所述锻造毛坯钻孔后进行热处理,热处理时,锻造毛坯加热至880℃~900℃,保温3小时,然后将其靠近齿尖的一半浸入水中,待另一半温度降至780℃~800℃时,将锻造毛坯整体浸入水中,120秒后取出锻造毛坯。
本发明的有益效果是:一种挖掘机斗齿锻造加工工艺,其将圆钢按尺寸下料后加热至锻造所需的温度,然后将圆钢水平放入预锻型腔锻打后翻转90°再次进行锻打,所述预锻型腔为一端厚一端薄的扁平状,将预锻后的坯料较薄的一端向下竖直放入终锻型腔中,楔形冲头向下对坯料进行劈挤锻打,经过4~5次锻打后坯料成型为锻造毛坯,然后将锻造毛坯进行机加工和热处理,本发明通过预锻将坯料加工成和斗齿形状接近的楔形,然后在终锻时通过楔形冲头的劈挤锻造斗齿根部的凹槽成型,成型效果好,脱模容易,加工效率高,并且斗齿的机械性能远远优于铸造所加工的产品,通过对预锻型腔、终锻型腔的优化,机加工余量很小,加工成本低,能耗小,不污染环境。
附图说明
图1 是本发明的锻造模具下模的爆炸示意图。
图2是本发明的坯料经过预锻后的结构示意图。
图3是本发明的终锻模具一个方向的剖视图。
图4是本发明的终锻模具另一个方向的剖视图。
图5是本发明的锻造毛坯的结构示意图。
附图标记说明:
1——下模 2——上模
3——预锻型腔 4——模芯
5——锻造毛坯 51——耳部凸台
52——尖部凹槽 6——飞边槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明,并不是把本发明的实施范围限制于此。
如图1至图5所示,本实施例的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其将直径90mm的圆钢按305mm的长度下料,放入加热炉中加热至锻造所需的温度,使用比色卡和红外线测量仪检测温度,使该温度为1100±50℃。然后用夹车将圆钢水平放入预锻型腔3,锻打一次后翻转90°再次一次进行锻打,如图1所示,预锻型腔3为一端厚一端薄的扁平状,预锻后,坯料的形状如图2所示,然后将预锻后的坯料较薄的一端向下竖直放入终锻型腔中。本发明的预锻模具和终锻模具合并在一套模具中,下模1固定在模锻锤或电液锤的砧台上,上模2上下运动,上模2设置有楔形冲头。终锻时,楔形冲头向下对坯料进行劈挤锻打,经过4~5次锻打后坯料成型为锻造毛坯5,然后将锻造毛坯5进行机加工和热处理。本发明通过预锻将坯料加工成和斗齿形状接近的楔形,然后在终锻时通过楔形冲头的劈挤锻造斗齿根部的凹槽成型,成型效果好,脱模容易,加工效率高。
另外,与铸造加工的斗齿相比,通过本加工工艺加工的斗齿机械性能优越,通过拉伸试验,本发明加工的斗齿的抗拉强度为1500Mpa,屈服强度为1250 Mpa,断后伸长率为12%,断面收缩率为45%,而铸造加工的斗齿抗拉强度为1300Mpa,屈服强度为1200 Mpa,断后伸长率为5%,断面收缩率为36%。
本发明通过对预锻型腔3、终锻型腔的优化,后续的机加工余量很小,只需要进行打磨、钻孔、抛光,加工成本低,加工过程使用电能且能耗小,不污染环境。
进一步的,本发明采用的圆钢为20CrMnTiH钢材,该材料淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部。
如图 1所示,下模1设置有圆形的模芯4,终锻型腔设置于模芯4,当模具损坏时可以只更换模芯4,降低了模具的成本。 终锻采用开式锻造,终锻型腔的边缘设置有飞边槽6,终锻成型后通过切边模具进行切边。
如图3所示,上模2的楔形冲头伸入锻造毛坯5的长度为锻造毛坯5总长度的40%~50%,所述锻造毛坯5侧面最小壁厚为13mm。
如图3、图4所示,所述锻造毛坯5外侧面左右两侧的拔模角为7°,前后两侧的拔模角为4°,所述锻造毛坯5内侧面左右两侧的拔模角为14°,前后两侧的拔模角为3°,终锻后脱模容易。
进一步的,所述机加工包括打磨、钻孔、抛光。
如图5所示,锻造毛坯5上部两侧设置有向外凸出的耳部凸台51,机加工时在耳部凸台51进行钻孔,向外凸出的耳部凸台51增强了该位置的强度。锻造毛坯5的齿尖位置四个棱角设置有尖部凹槽52,从而减小尖部的截面积,使得尖部工作时具有更的切削能力。
本发明的锻造毛坯5钻孔后进行热处理,热处理时采用两步淬火,锻造毛坯5加热至880℃~900℃,保温3小时,然后将其靠近齿尖的一半浸入水中,待另一半温度降至780℃~800℃时,将锻造毛坯5整体浸入水中,120秒后取出锻造毛坯,从而使得齿尖位置耐磨性更好,而斗齿根部位置韧性更好,不易断裂。回火时温度为500℃,保温3小时,然后自然冷却。通过本发明的热处理,锻造毛坯5的齿尖部分的硬度在49~53HRC,锻造毛坯5的根部部分硬度在43~48HRC。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:将圆钢按尺寸下料后加热至锻造所需的温度,然后将圆钢水平放入预锻型腔锻打后翻转90°再次进行锻打,所述预锻型腔为一端厚一端薄的扁平状,将预锻后的坯料较薄的一端向下竖直放入终锻型腔中,楔形冲头向下对坯料进行劈挤锻打,经过4~5次锻打后坯料成型为锻造毛坯,然后将锻造毛坯进行机加工和热处理。
2.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:所述圆钢为20CrMnTiH钢材。
3.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:所述锻造所需的温度为1100±50℃。
4.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:终锻为开式锻造,终锻型腔的边缘设置有飞边槽,终锻成型后通过切边模具进行切边。
5.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:预锻和终锻使用的设备为模锻锤或电液锤。
6.根据权利要求5所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:所述楔形冲头伸入锻造毛坯的长度为锻造毛坯总长度的40%~50%,所述锻造毛坯侧面最小壁厚为13mm。
7.根据权利要求6所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:所述锻造毛坯外侧面左右两侧的拔模角为7°,前后两侧的拔模角为4°,所述锻造毛坯内侧面左右两侧的拔模角为14°,前后两侧的拔模角为3°。
8.根据权利要求4所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:所述机加工包括打磨、钻孔、抛光。
9.根据权利要求1所述的挖掘机斗齿锻造加工工艺,其特征在于:所述锻造毛坯钻孔后进行热处理,热处理时,锻造毛坯加热至880℃~900℃,保温3小时,然后将其靠近齿尖的一半浸入水中,待另一半温度降至780℃~800℃时,将锻造毛坯整体浸入水中,120秒后取出锻造毛坯。
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