CN112496246A - 解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法 - Google Patents

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts

Abstract

一种解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法，减小了坯料的尺寸，提高了材料利用率又很大程度上减小了锻造载荷，解决了锻造过程中设备闷车的问题，针对汽车曲轴类锻件制定合理的制坯工步，并相应设计合理的型槽，对预锻型槽采用在曲轴锻件每90°处弯曲处添加阻尼沟以利于聚料，取消原楔形毛边槽以降低变形抗力，这样可在保证锻件质量情况下减小原材料坯料的尺寸或重量，并且在很大程度上减小了锻造载荷，解决了锻造过程中设备闷车的问题。

Description

解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法
技术领域
本发明涉及汽车曲轴类锻件设计领域，特别是涉及一种解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法。
背景技术
曲轴是汽车发动机上一个重要的结构件，由于曲轴锻件形状复杂、尺寸较大，模锻时所需的锻造载荷较大，如果锻模结构不合理，热模锻压力机容易产生闷车现象，损害锻压设备，因此合理的锻模结构具有非常重要的意义。
由于某型号汽车曲轴锻件在实际的生产过程中，热模锻压力机出现了闷车现象，因此本文首先对某锻造厂设计的模具进行了计算分析，模拟使用的坯料尺寸为φ110×530mm，模拟结果见说明书附图1所示，从图1(a)的曲轴终锻件图可以看出，锻件成形情况良好，没有产生任何缺陷，但飞边均匀且比较厚大。图1(b)为锻造载荷曲线图，第Ⅰ段曲线为预锻时的载荷曲线，第Ⅱ段曲线为终锻时的载荷曲线，从图中可以看出预锻过程中，热模锻压力机闷车时的载荷大约为10400吨左右，终锻载荷为5080吨。从模具结构这方面来考虑，某锻造厂设计的预锻模具型腔里面增加了楔形结构，想利用此楔形结构产生阻力迫使锻件充满型槽。但是这样的模具结构增大了锻造载荷，加之所使用的坯料尺寸较大，因此预锻的载荷极大地超出了压力机的额定载荷，从而导致了设备闷车故障。
发明内容
针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的目的在于针对汽车曲轴类锻件设计合理的制坯工步，合理设置毛边槽的结构形式及选择合理的原材料尺寸规格，在保证锻件质量情况下减小毛边即减小原材料坯料的尺寸或重量，达到在很大程度上减小锻造载荷，解决锻造过程中设备闷车故障的问题。
一种解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法，包括三个型槽：弯曲型槽、预锻型槽和终锻即完成三个制坯工步，弯曲型槽纵剖面形状按照锻件的水平面投影，弯曲型槽各处高度尺寸按(0.7～0.8)B锻，B锻为热锻件在分模面上相应位置的宽度；预锻型槽在曲轴锻件每90°处弯曲处添加阻尼沟。
优选的，对不同规格汽车曲轴同样适用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：针对汽车曲轴类锻件制定合理的制坯工步，并相应设计合理的型槽，对预锻型槽采用在曲轴锻件每90°处弯曲处添加阻尼沟以利于聚料，取消原楔形毛边槽以降低变形抗力，这样可在保证锻件质量情况下减小原材料坯料的尺寸或重量，并且在很大程度上减小了锻造载荷，解决了锻造过程中设备闷车的问题。
附图说明
图1为(φ110×530mm)的汽车曲轴锻件图；
图2为本发明的弯曲制坯图；
图3(a)为本发明的实施例1的结构示意图；
图3(b)为本发明的实施例1的数值图；
图4为本发明的曲轴锻件图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
模具结构优化设计，本发明的模具结构包括三个型槽：弯曲型槽、预锻型槽和终锻即完成三个制坯工步。主要在弯曲型槽和预锻型槽毛边结构上进行了发明设计。
弯曲型槽纵剖面形状按照锻件的水平面投影，弯曲型槽各处高度尺寸按(0.7～0.8)B锻设计，B锻为热锻件在分模面上相应位置的宽度。见说明书附图2。
由于曲轴包含多个90°曲拐,需要保证曲拐部分在纤维方向与轴部呈线性关系,同时也为保证终锻时坯料最终充满型腔，因此终锻前先进行预锻.因为在预锻后的坯料在终锻型槽中是以镦粗的方式成形的,所以预锻型槽的高度尺寸会比终锻型槽大2～3mm,宽度则比终锻型槽大1％～3％.同时为了利于聚料，在每90°弯曲处添加阻尼沟，阻尼沟一般取R5，取消楔形毛边槽。
实施例1
模具材料选用H-13钢，坯料材料选用49MnVS3钢，始锻温度为1180℃，模具预热温度为250℃，坯料与模具之间的摩擦系数取0.3。
对本发明的弯曲模、预锻模结构和坯料尺寸进行优化，使用的坯料尺寸为φ105×530mm，结果如图3所示，从图3(a)可以看出，锻件没有缺陷产生，成形情况良好，飞边大、薄且不规则。图3(b)为锻造载荷曲线图，第Ⅰ段曲线为弯曲过程中的载荷曲线，第Ⅱ段曲线为预锻过程中的载荷曲线，第Ⅲ段为终锻过程中的载荷曲线。由第Ⅱ和Ⅲ段曲线可知，预锻时的载荷为5700吨左右，终锻载荷为7260吨，预锻时的载荷下降了4700吨，极大地降低了变形抗力，防止了热模锻压力机闷车。

Claims (2)

1.一种解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法，包括三个型槽：弯曲型槽、预锻型槽和终锻即完成三个制坯工步，其特征在于：弯曲型槽纵剖面形状按照锻件的水平面投影，弯曲型槽各处高度尺寸按(0.7～0.8)B锻，B锻为热锻件在分模面上相应位置的宽度；预锻型槽在曲轴锻件每90°处弯曲处添加阻尼沟。
2.根据权利要求1所述的解决汽车曲轴锻件模锻闷车的方法，其特征在于：对不同规格汽车曲轴同样适用。
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