大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺制造技术

本发明专利技术涉及大型船用发动机零部件技术领域，尤其涉及一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺，包括槽型模套和模具，还包括方冲头和布置在模套内的两个滑块，方冲头的下端侧面开设半圆形的通孔，模具的内侧面和锻坯的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块分别和锻坯的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头的通孔的两侧底端分别用来下压两个滑块，锻坯的两侧对称布置左冲头和右冲头，方冲头根据实际吨位挤压，减小锻坯应变集中，通过挤压直接模锻成基本外形，减少后期机加工，提高材料利用率，左冲头和右冲头同时挤压锻坯可以将后序工序中原本需要钻孔的曲柄的主轴孔所在区域金属挤压到曲柄平衡块区域，进一步提高材料利用率。

Machining Die and Processing Technology of Large Marine Composite Crankshaft Crank

The invention relates to the technical field of large marine engine parts, in particular to a processing die for large marine combined crankshaft crank and its processing technology, including a groove die sleeve and a die, a square punch and two sliders arranged in the die sleeve, a semi-circular through hole on the lower side of the square punch, the inner side of the die and two opposite outer sides of the forging blank. Two sliders are attached to the other two opposite sides of the forging blank respectively. The bottom ends of the through holes of square punches are used to press down two sliders. The left and right punches are symmetrically arranged on both sides of the forging blank. The square punches are extruded according to the actual tonnage to reduce the strain concentration of the forging blank. The basic shape is forged by direct extrusion die, which reduces the later processing and improves the material utilization ratio. Simultaneous extrusion of forging blank by punch and right punch can extrude the metal in the area where the main shaft hole of the crank originally needed to be drilled into the crank balance block area in the subsequent process, and further improve the material utilization rate.

【技术实现步骤摘要】
大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺
本专利技术涉及大型船用发动机零部件
，尤其涉及一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺。
技术介绍
大型船用低速曲轴是船用发动机的重要部件，此类曲轴因受冶炼和锻造吨位的限制，目前世界范围内无法生产一体式曲轴。因此这种曲轴多为组合式或半组合式(即分部件制造，最终组装到一起)，组合式曲轴的难点在于曲柄部件的锻造，我国2005年才取得大型船用组合式曲轴零的突破。国际上对于单个大型曲柄的锻造方法通常有块锻法、环锻法、镦锻法和弯锻法。弯锻法由于操作简单、金属纤维流向好、所需设备锻压能力小，成为韩国、西班牙等造船强国主流的大型曲柄锻造方法。锻压方式为钢锭锻成T型半成品然后弯曲、压扁两耳，最后机加工成形。但这种多次自由锻的锻造方法需要多次加热和大量的后期机加工，降低了材料利用率(60％-70％),加长了加工周期，部分流线被切断(尤其是连杆轴颈位置)，报废率高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的材料利用率不高的缺陷，提供一种可以大幅提高材料利用率的大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺，使得材料利用率达90％以上。为实现上述目的，本专利技术提出以下技术方案：一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具，包括槽型模套和模具，模具布置在模套槽内且模具内部型腔用于放置曲柄的锻坯，还包括方冲头和布置在模套内的两个滑块，方冲头的下端侧面开设半圆形的通孔且通孔的圆弧形内孔壁和锻坯的上端相对布置，模具的内侧面和锻坯的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块分别和锻坯的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头的通孔的两侧底端分别用来下压两个滑块，锻坯的两侧对称布置左冲头和右冲头，左冲头和右冲头均自模套和模具中穿过，型腔为方形且底端为锥形收口状。进一步的，两个滑块和模套之间均布置摩擦垫铁。优选的，所述锻坯的底端垂直连接导柱，导柱自模套的槽底中的通口中穿过。一种大型船用组合式曲轴曲柄加工工艺，包括以下步骤：A.按工艺要求锻打合适尺寸的锻坯；B.将锻坯加热，锻坯加热的温度范围为1150℃～1250℃；C.将模具预热至200℃左右，并将模具的型腔润滑，将加热后的锻坯放入模具的型腔中；D.利用方冲头竖直挤压锻坯，直至设计行程；E.方冲头停止运动，左冲头和右冲头同时向中心挤压至设计尺寸；F.左冲头和右冲头退出，方冲头退出；G.去除模套，打开模具，取出锻件。有益效果：方冲头根据实际吨位挤压，减小锻坯应变集中，通过挤压直接模锻成基本外形，减少后期机加工，提高材料利用率，挤压时锻坯填充满连杆轴颈部位(图中a区域)。步骤E中左冲头和右冲头同时挤压锻坯可以将后序工序中原本需要钻孔的曲柄的主轴孔所在区域金属(图中b区域)挤压到曲柄平衡块区域(图中c区域)，进一步提高材料利用率，使得材料利用率达90％以上。附图说明图1是本专利技术的模具结构示意图；图2-图4为锻压工序示意图；图中：10-模套；20-模具；30-锻坯；40-方冲头；50-滑块；60-左冲头；70-右冲头；80-摩擦垫铁；90-导柱。具体实施方式下面结合图1-图4，对本专利技术作进一步的描述。一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具，包括槽型模套10和模具20，模具20布置在模套10槽内且模具20内部型腔21用于放置曲柄的锻坯30，还包括方冲头40和布置在模套10内的两个滑块50，方冲头40的下端侧面开设半圆形的通孔41且该通孔41的圆弧形内孔壁和锻坯30的上端相对布置，模具20的内侧面和锻坯30的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块50分别和锻坯30的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头40的通孔41的两侧底端分别用来下压两个滑块50，锻坯30的两侧对称布置左冲头60和右冲头70，左冲头60和右冲头70均自模套10和模具20中穿过，型腔21为方形且底端为锥形收口状。具体如何利用该模具加工曲柄的方法步骤如加工工艺中所述。进一步的，两个滑块50和模套10之间均布置摩擦垫铁80，方冲头40在向下挤压锻坯30的过程中，滑块50和摩擦垫铁80之间产生滑动摩擦，减少对模套10及滑块50自身的磨损。优选的，所述锻坯30的底端垂直连接导柱90，导柱90自模套10的槽底11中的通口中穿过，导柱90和槽底11中通口的滑动配合起到导向的作用。一种大型船用组合式曲轴曲柄加工工艺，包括以下步骤：A.按工艺要求锻打合适尺寸的锻坯30；B.将锻坯30加热，锻坯30加热的温度范围为1150℃～1250℃；C.将模具20预热至200℃左右，并将模具20的型腔21润滑，将加热后的锻坯30放入模具20的型腔21中；D.利用方冲头40竖直挤压锻坯30，直至设计行程；E.方冲头40停止运动，左冲头60和右冲头70同时向中心挤压至设计尺寸；F.左冲头60和右冲头70退出，方冲头40退出；G.去除模套10，打开模具20，取出锻件。之后锻件再按照技术要求进行热处理，按照图纸机加工，进行机械性能检验、尺寸检验、探伤等，便可包装入库。其中，方冲头40根据实际吨位挤压，减小锻坯30应变集中，通过挤压直接模锻成基本外形，减少后期机加工，提高材料利用率，挤压时锻坯30填充满连杆轴颈部位(图2中a区域)。步骤E中左冲头60和右冲头70同时挤压锻坯30可以将后序工序中原本需要钻孔的曲柄的主轴孔所在区域金属(图3中b区域)挤压到曲柄平衡块区域(图4中c区域)，进一步提高材料利用率，使得材料利用率达90％以上。曲柄平衡块区域(图4中c区域)上端锻造完成后为圆弧形，接近成品形状，减少后期机加工量，曲柄成形后流线合理、完整无切断，因此产品质量优于弯锻法制造的曲柄，整个生产过程理想状态可以达到两火成形，节省大量能源和降低时间成本。应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。由本专利技术的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具，其特征在于：包括槽型模套(10)和模具(20)，模具(20)布置在模套(10)槽内且模具(20)内部型腔(21)用于放置曲柄的锻坯(30)，还包括方冲头(40)和布置在模套(10)内的两个滑块(50)，方冲头(40)的下端侧面开设半圆形的通孔(41)且通孔(41)的圆弧形内孔壁和锻坯(30)的上端相对布置，模具(20)的内侧面和锻坯(30)的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块(50)分别和锻坯(30)的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头(40)的通孔(41)的两侧底端分别用来下压两个滑块(50)，锻坯(30)的两侧对称布置左冲头(60)和右冲头(70)，左冲头(60)和右冲头(70)均自模套(10)和模具(20)中穿过，型腔(21)为方形且底端为锥形收口状。

【技术特征摘要】
1.一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具，其特征在于：包括槽型模套(10)和模具(20)，模具(20)布置在模套(10)槽内且模具(20)内部型腔(21)用于放置曲柄的锻坯(30)，还包括方冲头(40)和布置在模套(10)内的两个滑块(50)，方冲头(40)的下端侧面开设半圆形的通孔(41)且通孔(41)的圆弧形内孔壁和锻坯(30)的上端相对布置，模具(20)的内侧面和锻坯(30)的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块(50)分别和锻坯(30)的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头(40)的通孔(41)的两侧底端分别用来下压两个滑块(50)，锻坯(30)的两侧对称布置左冲头(60)和右冲头(70)，左冲头(60)和右冲头(70)均自模套(10)和模具(20)中穿过，型腔(21)为方形且底端为锥形收口状。2.根据权利要求1所述的大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具，其特征在于：两...

【专利技术属性】
技术研发人员：周菊明，周琪琪，
申请(专利权)人：上海昌强重工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31