全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法，预制加工曲轴台阶轴；将曲轴台阶轴的曲臂、曲柄销、主轴颈加热至工艺温度；加热后放置在预镦粗模具的型腔内，左右工作模块水平移动镦粗曲轴台阶轴，预镦粗凹模限制曲轴台阶轴坯料金属向下流动，使金属向上聚集，上冲头下压，控制曲轴的曲柄销不被镦粗。预镦粗模具的上梁接触到限位块，上冲头沿上冲头型腔中心向下至与模具中心重合时，预镦粗结束。采用本发明专利技术制造的曲轴台阶轴预镦粗后，再经过全纤维锻造法成形的曲轴能充填满模具型腔，避免了曲轴局部出现缺角、缺肉、折叠等缺陷，曲轴全纤维率高，能满足整体加工要求；后续加工余量少、材料利用率高、成本低。

Pre upsetting process of full fiber crankshaft upsetting

The pre upsetting process of the invention relates to a method for crankshaft forging, prefabrication of crankshaft axle; the crankshaft of the stepped shaft crank, crank pin, shaft is heated to a process temperature; the cavity heated placed in the pre upsetting die, or module level of mobile upsetting crankshaft axle. Upsetting die crankshaft limit step shaft blank metal flowing down the metal to gather on the upper punch press, crank pin control of crankshaft is not upsetting. Upsetting die beam contact to limit block, the upper punch along the center punch and die cavity down to the center coincide, upsetting the end. The invention of crankshaft axle manufacturing pre upsetting crude, after all fiber forging crankshaft forming method can fill the mold cavity, avoid the local crankshaft corner missing, lack of meat, folding defects, crankshaft rate is high, can meet the overall processing requirements; subsequent processing more than less, material utilization high efficiency, low cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于曲轴镦锻领域，具体涉及一种全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法。
技术介绍
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TR法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平衡块安装面的角部余量不够。常规全纤维锻造工艺通常采用增加锻件加工余量的方法，即增加曲轴曲臂不易填充满的部位的加工余量，此种制造方式的锻件余量大，材料利用率低，后续加工余量大、周期长，且机械加工造成全纤维率降低，曲轴整体机械性能降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现状，旨在提供一种全纤维率高、后续加工余量少、材料利用率高、成本低的全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法。本专利技术目的的实现方式为，全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法，具体步骤如下：1)采用锻造、金属切削加工方式准备曲轴台阶轴；2)将经步骤1)准备好的曲轴台阶轴的曲臂、曲柄销、主轴颈加热至工艺温度；3)将经步骤2)加热好的曲轴台阶轴放置在预镦粗模具的型腔内；4)通过预镦粗模具中的左右工作模块水平移动镦粗曲轴台阶轴，预镦粗凹模与曲轴台阶轴下半圆接触，限制坯料金属向下流动，使坯料金属向上聚集，同时上冲头下压，控制曲轴的曲柄销不被镦粗；5)使预镦粗模具的上梁接触到预镦粗模具的限位块，上冲头的型腔中心下行至与预镦粗模具中心重合时，预镦粗结束；6)将经步骤5)预镦粗后的曲轴台阶轴，经过全纤维锻造法成形全纤维曲轴。采用本专利技术，曲轴台阶轴预镦粗后，再经过全纤维锻造法成形的曲轴能充填满预镦粗模具型腔，全纤维率高；避免了曲轴局部出现缺角、缺肉、折叠等缺陷，后续加工余量少，节约了原材料，材料利用率高；缩短了制造周期，降低了制造成本；能保证金属纤维的整体连续性，满足整体加工要求。附图说明图1为本专利技术制造的曲轴结构示意图，图2为准备预镦粗的曲轴台阶轴结构示意图，图3为预镦粗后的曲轴结构示意图，图4为曲轴预镦粗锻造成型状态图。具体实施方式参照图1，本专利技术制造的曲轴有曲臂1、曲柄销2、主轴颈3、曲臂平衡块安装面4。曲臂平衡块安装面4的角部5锻造成型困难。采用本专利技术对曲轴台阶轴进行预镦粗(如图4所示)，曲轴台阶轴预镦粗后(如图3所示)，再经过全纤维锻造法成形的曲轴能充填满预镦粗模具型腔，避免了曲轴局部出现缺角、缺肉、折叠等缺陷，后续加工余量少，节约了原材料；缩短了制造周期，降低了制造成本；能保证金属纤维的整体连续性。本专利技术的具体实施方式：1)预制坯料：采用锻造、金属切削加工方式准备曲轴台阶轴，曲轴台阶轴有曲臂1、曲柄销2、主轴颈3(见图2)；2)将经步骤1)准备好的曲轴台阶轴的曲臂1、曲柄销2、主轴颈3加热至工艺温度；3)将经步骤2)加热好的曲轴台阶轴放置在预镦粗凹模7的型腔内；所述预镦粗凹模的型腔为半圆结构，与曲轴台阶轴的下半圆接触；预镦粗凹模的型腔内径是曲轴台阶轴的外径的1.015倍。4)预镦粗模具的左右工作模块6夹住曲轴台阶轴主轴颈3，左右工作模块6水平移动镦粗曲轴台阶轴。预镦粗模具的预镦粗凹模7顶住曲轴台阶轴的曲臂1和曲柄销2的下半圆，限制曲轴台阶轴金属向下流动，使金属向上聚集。预镦粗模具的上冲头8安装在预镦粗模具的上梁9上，上冲头8随着上梁9向下压，控制曲轴的主轴颈3不被镦粗(见图4)；所述预镦粗模具的上冲头的型腔内径是曲轴的曲柄销外径的1.015倍；上冲头的厚度是曲轴的曲柄销长度的1.015倍。所述左、右工作模块的水平位移量和上冲头的垂直位移量为l*(cosα1-cosα2)余弦和l*(sinα1-sinα2)正弦曲线变化。所述左、右工作模块6的水平镦粗移动速度大于上冲头的垂直向下的移动速度。5)使预镦粗模具的上梁9下平面接触到预镦粗模具的限位块10，上冲头的型腔中心下行至与预镦粗模具中心重合时，预镦粗结束；6)将经步骤5)预镦粗后的曲轴台阶轴(见图3)，经过全纤维锻造法成形曲轴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法，其特征在于：具体步骤如下：1)采用锻造、金属切削加工方式准备曲轴台阶轴；2)将经步骤1)准备好的曲轴台阶轴的曲臂、曲柄销、主轴颈加热至工艺温度；3)将经步骤2)加热好的曲轴台阶轴放置在预镦粗模具的型腔内；4)通过预镦粗模具中的左右工作模块水平移动镦粗曲轴台阶轴，预镦粗凹模与曲轴台阶轴下半圆接触，限制坯料金属向下流动，使坯料金属向上聚集，同时上冲头下压，控制曲轴的曲柄销不被镦粗；5)使预镦粗模具的上梁接触到预镦粗模具的限位块，上冲头的型腔中心下行至与预镦粗模具中心重合时，预镦粗结束；6)将经步骤5)预镦粗后的曲轴台阶轴，经过全纤维锻造法成形全纤维曲轴。

【技术特征摘要】
1.全纤维曲轴镦锻的预镦粗工艺方法，其特征在于：具体步骤如下：1)采用锻造、金属切削加工方式准备曲轴台阶轴；2)将经步骤1)准备好的曲轴台阶轴的曲臂、曲柄销、主轴颈加热至工艺温度；3)将经步骤2)加热好的曲轴台阶轴放置在预镦粗模具的型腔内；4)通过预镦粗模具中的左右工作模块水平移动镦粗曲轴台阶轴，预镦粗凹模与曲轴台阶轴下半圆接触，限制坯料金属向下流动，使坯料金属向上聚集，同时上冲头下压，控制曲轴的曲柄销不被镦粗；5)使预镦粗模具的上梁接触到预镦粗模具的限位块，上冲头的型腔中心下行至与预镦粗模具中心重合时，预镦粗结束；6)将经步骤5)预镦粗后的曲轴台阶轴，经过全纤维锻造法成形全纤维曲轴。2.根据权利要求1所述的预镦粗式的全纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国遂，苏涛，张承峰，吴红伟，罗祖义，
申请(专利权)人：武汉重工铸锻有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42