CN107790594A - 一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法 - Google Patents

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郭海萍
唐世斗
赵艳敏
魏庆亮
张晓旭
白雪峰
于宁
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    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts

Abstract

本发明公开一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法，采用角度预置法整体锻造大型六拐曲轴，可以保证互成120°的三个曲板之间角度准确，是一种新型的自由锻造方法。通过采取对钢锭镦粗后走扁方、大压下量拔长的方法，以及锻造过程中对纵向砧宽比、横向料宽比及压下率的控制，可以保证大型六拐曲轴锻件的内部质量满足超声波探伤要求。所锻曲轴金属纤维连续无扭曲，锻件质量较好。本发明采用的工装辅具投入少，操作简单，低成本提升大型六拐曲轴的质量，可应用于等角度多拐曲轴的自由锻造生产。

Description

一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法
技术领域
本发明涉及的是大型六拐曲轴自由锻造成型方法，属于锻造技术领域。
背景技术
曲轴是活塞式往复压缩机的关键部件，它接受电动机以扭矩形式传来的动力，并把它转变为活塞的往复直线运动压缩气体而做功。在高速运转过程中承受复杂、交变的动态载荷，它的可靠性直接影响着整机的可靠性和使用寿命。曲轴作为往复泵动力端中最关键的受力零件，随着往复泵功率密度的不断提升和强化，曲轴的工作条件愈加苛刻。因此，对曲轴的强度、刚性、韧性和耐磨性等综合机械性能提出了较高的要求。
针对大型六拐曲轴(重量9100Kg，三个曲板互成120°，如图1所示) 的自由锻造技术中，现有技术存在如下难点：
1、锻件形状复杂，由三个互成120°角度的曲板组成，成型时保证角度准确是自由锻控制的难点。
2、成型过程控制不当容易产生脱节，造成锻件报废。
3、探伤要求较严(超声波探伤执行GB/T6402-2008标准4级，要求单个点状不连续缺陷当量直径在Ф3mm以下，长条或密集形点状不连续缺陷的当量直径在Ф2mm以下)，制造难度较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法。确保了成型时互成120°的三个曲板的角度准确性，克服了成型过程曲板与曲板之间的脱节现象，提高了超声波探伤合格率。
一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法，其特征在于：采用角度预置法整体锻造大型六拐曲轴，可以保证互成120°的三个曲板之间角度准确，通过对钢锭进行镦粗后走扁方大压下量拔长的方法，以及锻造过程中对纵向砧宽比、横向料宽比及压下率的控制，可以保证大型六拐曲轴锻件的内部质量满足超声波探伤要求；对纵向砧宽比和横向料宽比这两个瞬时变形参数进行了有效地控制，确保锻件内部质量；锻造成型方法，将部件Ⅰ和部件Ⅱ、部件Ⅲ和部件Ⅳ、部件Ⅴ和部件Ⅵ，分别压正六角形的角对角方向，使其互成60°角；曲拐部分角度的控制采用专用90°角度校正砧；将压好的曲板放在角度校正砧内，压相邻的曲板，使得角度控制更准确；为了随时掌握部件Ⅱ、部件Ⅳ、部件Ⅵ三个曲拐部分角度，采用60°角规靠尺。
本发明的优点是：
本发明采取镦粗后走扁方大压下量拔长的工艺方法，以及锻造过程中对纵向砧宽比、横向料宽比及压下率的控制，可以保证大型六拐曲轴锻件的内部质量满足超声波探伤要求。
本发明利用利用简单辅具，采用角度预置法整体锻造大型六拐曲轴，可以保证互成120°的三个曲板之间角度准确，是一种新型的锻造工艺方法。
本发明采用的工装辅具投入少，操作简单，低成本提升大型六拐曲轴的质量，可应用于等角度多拐曲轴的锻造生产，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1是本发明的锻件图。
图2是本发明纵向砧宽示意图。
图3是曲板间角度控制示意图。
图4是本发明所用专用90°角度校正砧。
图5是本发明所用60°角规靠尺。
图6是本发明宽砧走扁方拔长坯料图。
图7是本发明成品示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-7对本发明作详细的介绍。
一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法，采用角度预置法整体锻造大型六拐曲轴，可以保证互成120°的三个曲板之间角度准确，通过对钢锭进行镦粗后走扁方大压下量拔长的方法，以及锻造过程中对纵向砧宽比、横向料宽比及压下率的控制，可以保证大型六拐曲轴锻件的内部质量满足超声波探伤要求；对纵向砧宽比和横向料宽比这两个瞬时变形参数进行了有效地控制，确保锻件内部质量；锻造成型方法，将部件Ⅰ和部件Ⅱ、部件Ⅲ和部件Ⅳ、部件Ⅴ和部件Ⅵ，分别压正六角形的角对角方向，使其互成60°角；曲拐部分角度的控制采用专用90°角度校正砧；将压好的曲板放在角度校正砧内，压相邻的曲板，使得角度控制更准确；为了随时掌握部件Ⅱ、部件Ⅳ、部件Ⅵ三个曲拐部分角度，采用60°角规靠尺。
一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法，
加工步骤如下：
步骤1、选材；锻件材质：35CrMo；本发明大型六拐曲轴锻件重为 9100Kg；锭型选择：选用14T锭型；锻造温度范围：1220～750℃；
步骤2、第一火次：压钳口，倒棱，错水口；
步骤3、第二火次：镦粗至Ф1600mm；
步骤4、第三火次：用800宽砧拔扁走方拔长至截面为正六方800mm 的坯料；上下800宽砧，先将镦粗后的坯料拔至1500mm；满砧进给压下率 20％；
步骤5、开始第一次走扁方拔长：以180°翻转，压至截面：950× 1810mm；翻转90°开始进行第二次走扁方拔长：以180°翻转，压至截面： 950×1400mm；翻转90°压至截面：Φ1150mm，开坯正六方形截面：800；
步骤6、第三火次控制要点：为保证拔长变形体的内部质量，采用大送进量，即满砧进给，A＝W(W为上砧宽度800mm)；大压下量，每次压下率在20％左右；在拔长过程中，控制纵向砧宽比W/H在0.6～0.8之间，绝大部分拔长变形时间内，瞬时砧宽比在一个方向，即轴向可以达到最佳参数值0.7；同时控制横向料宽比0.5＜B/H＜2；锻制正六方锻坯要求六方要正，保证尺寸、角度的准确性，避免在后序变形时因此而发生角度失控；
第四至五火次：进行角度预置，锻出曲拐、曲拐径，使用辅具对曲拐角度进行修正，出成品；第四至五火次控制要点：压曲板时，要压正六角形角对角方向，使其互成60°角；为了保证角度的准确性，借助专用90°角度校正砧，将压好的曲板放在角度校正砧内，压相邻的曲板，使得角度控制更准确。
整个锻造过程中一定要注意旋转方向，防止将三个曲拐角度压反，造成角度错误无法修复。
要控制好卡料尺寸，防止曲拐脱节。
拔长两板之间及两端的轴时，以方截面形状拔长，并且方截面拔至接近锻件尺寸的最小尺寸后，再倒成八方。
不可低温锻造，锻件表面温度低于750℃时，应入炉加热后再锻造。
实践证明，通过镦粗后走扁方大压下量拔长的方法，以及锻造过程中对纵向砧宽比、横向料宽比及压下率的控制，可以保证大型六拐曲轴锻件的内部质量满足超声波探伤要求。利用简单辅具，采用角度预置法整体锻造六拐曲轴，可以保证互成120°的三个曲板之间角度准确。所锻曲轴金属纤维连续无扭曲，锻件质量较好，是一种新型的自由锻造成型方法。

Claims (2)

1.一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法，其特征在于：采用角度预置法整体锻造大型六拐曲轴，可以保证互成120°的三个曲板之间角度准确，通过对钢锭进行镦粗后走扁方大压下量拔长的方法，以及锻造过程中对纵向砧宽比、横向料宽比及压下率的控制，可以保证大型六拐曲轴锻件的内部质量满足超声波探伤要求；对纵向砧宽比和横向料宽比这两个瞬时变形参数进行了有效地控制，确保锻件内部质量；锻造成型方法，将部件Ⅰ和部件Ⅱ、部件Ⅲ和部件Ⅳ、部件Ⅴ和部件Ⅵ，分别压正六角形的角对角方向，使其互成60°角；曲拐部分角度的控制采用专用90°角度校正砧；将压好的曲板放在角度校正砧内，压相邻的曲板，使得角度控制更准确；为了随时掌握部件Ⅱ、部件Ⅳ、部件Ⅵ三个曲拐部分角度，采用60°角规靠尺。
2.根据权利要求1所述的一种大型六拐曲轴自由锻造成型方法，其特征在于：
加工步骤如下：
步骤1、选材；锻件材质：35CrMo；本发明大型六拐曲轴锻件重为9100Kg；锭型选择：选用14T锭型；锻造温度范围：1220～750℃；
步骤2、第一火次：压钳口，倒棱，错水口；
步骤3、第二火次：镦粗至Ф1600mm；
步骤4、第三火次：用800宽砧拔扁走方拔长至截面为正六方800mm的坯料；上下800宽砧，先将镦粗后的坯料拔至1500mm；满砧进给压下率20％；
步骤5、开始第一次走扁方拔长：以180°翻转，压至截面：950×1810mm；翻转90°开始进行第二次走扁方拔长：以180°翻转，压至截面：950×1400mm；翻转90°压至截面：Φ1150mm，开坯正六方形截面：800；
步骤6、第三火次控制要点：为保证拔长变形体的内部质量，采用大送进量，即满砧进给，A＝W(W为上砧宽度800mm)；大压下量，每次压下率在20％左右；在拔长过程中，控制纵向砧宽比W/H在0.6～0.8之间，绝大部分拔长变形时间内，瞬时砧宽比在一个方向，即轴向可以达到最佳参数值0.7；同时控制横向料宽比0.5＜B/H＜2；锻制正六方锻坯要求六方要正，保证尺寸、角度的准确性，避免在后序变形时因此而发生角度失控；
第四至五火次：进行角度预置，锻出曲拐、曲拐径，使用辅具对曲拐角度进行修正，出成品；第四至五火次控制要点：压曲板时，要压正六角形角对角方向，使其互成60°角；为了保证角度的准确性，借助专用90°角度校正砧，将压好的曲板放在角度校正砧内，压相邻的曲板，使得角度控制更准确。
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