CN106311955B - 具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置及用其镦锻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置及用其镦锻的方法，装置是在TR装置的基础上增加上模平衡油缸和下模升降油缸装置。上模平衡油缸装配在中间梁上，上模平衡油缸与上冲头安装座连接，上冲头安装座上安有四个上导向柱，上导向柱上端有上限位块，中间梁上有相应的上导向孔。下模升降油缸装配在底座上，与下砧座连接，下砧座上安有四个下导向柱，下导向柱下端有下限位块，底座上设有相应的下导向孔。采用本发明，曲轴预镦粗和TR镦锻工序经一次加热完成，操作简单快速，曲轴温降小，曲轴锻件利用率高，锻件余量小，金属纤维流线连续程度高，曲轴成形快速。本发明的装置通用性强，无需投资专用设备，装在通用压力设备上即可使用。

Description

具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置及用其镦锻的方法

技术领域

本发明具体涉及一种具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置及用其镦锻的方法。

背景技术

目前先进柴油机曲轴设计的冲程与缸径比大，曲臂外形为椭圆形，在采用全纤维镦锻时曲臂成形难度大，容易产生曲臂未充满，造成后续加工时曲轴曲臂余量不够。同时从现有的第三代柴油机及今后的柴油机发展趋势看，柴油机曲轴的内部质量和强度等级要求高，尤其是舰艇用柴油机曲轴需要大的变形量来保障曲轴的金属纤维流线连续程度，进而提高曲轴的疲劳强度和使用寿命。

常规TR装置(见图5)镦锻曲轴，通常采用增加锻件余量的方法，保证曲轴的加工余量。此种方式制造的曲轴锻件材料利用率低，且金属纤维流线连续程度较低，不能很好地满足曲轴的疲劳强度和使用寿命的要求。

参照图5，常用的TR装置的C形梁17用螺杆与水压机活动梁联接，肘杆装置18装在C形梁17和上模座21之间，冲头安装座19用螺杆联接在中间梁3上，上模座21通过肘杆装置18与C形梁17联接，上模座调节油缸22装在C形梁17上，上模座调节油缸22通过板链和滑轮调节上模座21镦锻初始位置，下模座24安装在底座25上，通过下模座调节油缸23调节下模座24镦锻初始位置。上模座21和下模座24之间加工成锲合面，C形梁17下装有上模座限位调节螺杆20，底座25上装有下模座限位调节螺杆4，上模座限位调节螺杆20和下模座限位调节螺杆4用于上下模座的镦锻初始位置的定位。

在TR法的基础上开发的具有不对称预镦粗功能的新TR装置全纤维镦锻曲轴，锻件余量小，金属纤维流线连续程度提高，曲轴整体机械性更高。但此装置镦锻曲轴分两步，在预镦粗工步完成后，需移出预镦粗模具，曲轴成形时间长，温降影响较大。

针对TR法的不足而开发的NTR法，设计开发了一种立式专用曲轴弯曲镦锻液压机，装置的工作原理与TR相似，不同之处是将专用压机的中间缸独立出来控制上冲头的行程，使曲轴的弯曲成形过程单独控制，曲轴的弯曲和镦粗变形采用程序组合控制，金属纤维流线连续程度提高，曲轴整体机械性更高。但需要专用立式曲轴弯曲镦锻油压机，装置通用性不强。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种曲轴锻件材料利用率高，锻件余量小，金属纤维流线连续程度高，曲轴成形快速，通用性强的具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置及用其镦锻的方法。

本发明目的的实现方式为，具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置，C形梁用螺杆与水压机活动梁联接，肘杆装置装在C形梁和上模座之间，上模座通过肘杆装置与C形梁联接，上模座调节油缸装在C形梁上，下模座安装在底座上；上模座和下模座之间加工成锲合面，C形梁下装有上模座限位调节螺杆，底座上装有下模座限位调节螺杆；上模平衡油缸装在中间梁上，上模平衡油缸与上冲头的安装座连接，上冲头的安装座上安装有四个上导向柱，导向柱上端有上限位块；中间梁上与上导向柱相应位置设置设有上导向孔；下模升降油缸装在装置底座上，下模升降油缸与安装下砧的下砧座连接，下砧座上安装有四个下导向柱，导向柱下端有下限位块；底座上与下导向柱相应位置设有下导向孔。

用具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置镦锻的方法，具体步骤如下：

1)曲轴预镦粗前，上模平衡油缸带动安装在上冲头安装座上的上冲头下行至预镦粗位置，上冲头安装座上的四个上导向柱在上导向孔内移动导向，确保上冲头在垂直方向上移动；同时下模升降油缸带动下砧上升至预镦粗位置，下导向柱下端的下限位块与下导向孔下端面接触，使下砧定位，下砧座上四个下导向柱在下导向孔内移动导向，确保下砧在垂直方向上移动；

2)曲轴预镦粗时，中间梁下降，上模平衡油缸压力与上冲头受到的变形抗力平衡，下模升降油缸压力与下砧受到的变形抗力平衡，同时下模升降油缸压力大于上模平衡油缸压力，下导向柱下端的下限位块与底座上的下导向孔下端面接触，下砧定位，使上冲头、下砧及曲轴坯料不因中间梁垂直下降而产生垂直位移，在曲轴预镦粗时的位置不变，实现曲轴坯料在预镦粗位只有水平镦粗，而没有垂直弯曲变形；

3)预镦粗完后，上冲头安装座上平面与中间梁下平面接触，直接传递压机的压力给上冲头进行曲轴的弯曲变形，下模升降油缸快速复位到最终成形位，下砧座的下平面与底座上的限位块接触，由底座承受曲轴镦锻成形力，进行曲轴TR镦锻；

4)曲轴TR镦锻完后，中间梁上升，上冲头安装座上的上导向柱上端的上限位块与上导向孔上端面接触，使上冲头完成脱模，曲轴镦锻完成。

采用本发明，可有效解决曲轴全纤维镦锻时曲臂成形难度大，容易产生曲臂未充满，造成后续加工时曲轴曲臂余量不够的问题。同时金属纤维流线连续程度提高，进而提高了曲轴的疲劳强度和使用寿命。曲轴预镦粗和TR镦锻工序经一次加热完成，中途不需更换模具，操作简单快速，曲轴温降小，曲轴锻件材料利用率高，锻件余量小，金属纤维流线连续程度高，曲轴成形快速。本发明的装置通用性强，无需投资专用设备，安装在通用压力设备上即可使用。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图，

图2为采用本发明装置预镦粗状态图，

图3为采用本发明装置预镦粗后状态图，

图4为采用本发明装置镦锻完成后脱模状态图，

图5为常规TR装置结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详述本发明。

本发明 在常规TR装置的基础上增加上模平衡油缸1和下模升降油缸2。具体结构是，C形梁17用螺杆与水压机活动梁联接，肘杆装置18装在C形梁17和上模座21之间，上模座21通过肘杆装置18与C形梁17联接，上模座调节油缸22装在C形梁17上，下模座24安装在底座25上；上模座21和下模座24之间加工成锲合面，C形梁17下装有上模座限位调节螺杆20，底座25上装有下模座限位调节螺杆4；上模平衡油缸1装在中间梁3上，上模平衡油缸1与上冲头的安装座5连接，上冲头的安装座5上安装有四个上导向柱6，导向柱6上端有上限位块7，中间梁3上与上导向柱相应位置设置设有上导向孔8；下模升降油缸2装在装置底座9上，下模升降油缸2与安装下砧15的下砧座10连接，下砧座上安装有四个下导向柱11，导向柱下端有下限位块12，底座上与下导向柱相应位置设有下导向孔13，底座9上有限位块16。

用具有预镦粗功能快速镦锻曲轴装置镦锻的方法，具体步骤如下：

1)曲轴预镦粗前，参照图2，上模平衡油缸1带动上冲头14下行至预镦粗位置，上冲头安装座5上的四个上导向柱6在上导向孔8内移动导向，确保上冲头14在垂直方向上移动；同时下模升降油缸2带动下砧15上升至预镦粗位置，下导向柱11下端的下限位块12与下导向孔13下端面接触，使下砧15定位，下砧座10上四个下导向柱11在下导向孔13内移动导向，确保下砧15在垂直方向上移动。

2)曲轴预镦粗时，中间梁3下降，上模平衡油缸1压力与上冲头14受到的变形抗力平衡，下模升降油缸2压力与下砧15受到的变形抗力平衡，同时下模升降油缸2压力大于上模平衡油缸1的压力，下导向柱11下端的下限位块12与底座9上的下导向孔13下端面接触，下砧15定位，使上冲头14、下砧15及曲轴坯料不因中间梁3垂直下降而产生垂直位移，在曲轴预镦粗时的位置不变，实现曲轴坯料在预镦粗位只有水平镦粗，而没有垂直弯曲变形。

3)预镦粗完后，参照图3，上冲头安装座5上平面与中间梁3下平面接触，直接传递压机的压力给上冲头14进行曲轴的弯曲变形，下模升降油缸2快速复位到最终成形位，下砧座10的下平面与底座9上的限位块16接触，由底座9承受曲轴镦锻成形力，进行曲轴TR镦锻。

4)曲轴TR镦锻完后，参照图4，中间梁3上升，上冲头安装座5上的上导向柱6上端的上限位块7与上导向孔8上端面接触，使上冲头14完成脱模，曲轴镦锻完成。

本发明的装置通用性强。采用本发明曲轴锻件材料利用率高，锻件余量小，金属纤维流线连续程度高，曲轴成形快速。

Claims (1)

1.用具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置镦锻的方法，所用具有预镦粗功能的快速镦锻曲轴装置的C形梁用螺杆与水压机活动梁联接，肘杆装置装在C形梁和上模座之间，上模座通过肘杆装置与C形梁联接，上模座调节油缸装在C形梁上，下模座安装在底座上；上模座和下模座之间加工成锲合面，C形梁上装有上模座限位调节螺杆，底座上装有下模座限位调节螺杆；其特征在于：上模平衡油缸装在中间梁上，上模平衡油缸与上冲头的安装座连接，上冲头的安装座上安装有四个上导向柱，导向柱上端有上限位块；中间梁上与上导向柱相应位置设置设有上导向孔；下模升降油缸装在装置底座上，下模升降油缸与安装下砧的下砧座连接，下砧座上安装有四个下导向柱，导向柱下端有下限位块；底座上与下导向柱相应位置设有下导向孔，底座上有限位块；

镦锻的具体步骤如下：

1)曲轴预镦粗前，上模平衡油缸带动安装在上冲头安装座上的上冲头下行至预镦粗位置，上冲头安装座上的四个上导向柱在上导向孔内移动导向，确保上冲头在垂直方向上移动；同时下模升降油缸带动下砧上升至预镦粗位置，下导向柱下端的下限位块与下导向孔下端面接触，使下砧定位，下砧座上四个下导向柱在下导向孔内移动导向，确保下砧在垂直方向上移动；

2)曲轴预镦粗时，中间梁下降，上模平衡油缸压力与上冲头受到的变形抗力平衡，下模升降油缸压力与下砧受到的变形抗力平衡，同时下模升降油缸压力大于上模平衡油缸压力，下导向柱下端的下限位块与底座上的下导向孔下端面接触，下砧定位，使上冲头、下砧及曲轴坯料不因中间梁垂直下降而产生垂直位移，在曲轴预镦粗时的位置不变，实现曲轴坯料在预镦粗位只有水平镦粗，而没有垂直弯曲变形；

3)预镦粗完后，上冲头安装座上平面与中间梁下平面接触，直接传递压机的压力给上冲头进行曲轴的弯曲变形，下模升降油缸快速复位到最终成形位，下砧座的下平面与底座上的限位块接触，由底座承受曲轴镦锻成形力，进行曲轴TR镦锻；

4)曲轴TR镦锻完后，中间梁上升，上冲头安装座上的上导向柱上端的上限位块与上导向孔上端面接触，使上冲头完成脱模，曲轴镦锻完成。