一种曲拐锻造成形方法技术

本发明专利技术公开了一种曲拐锻造成形方法，属于金属材料成型领域。针对现有曲拐成型材料利用率低且成本高的问题，本发明专利技术提供了一种曲拐锻造成形方法，包括以下步骤：将钢锭墩粗、拔长为梯形截面的坯料；在坯料中部成型上窄下宽的凸台；采用上V型砧和下V型砧分别对坯料中部位置的两侧面压出两个对称的V形槽，V型槽设置在坯料中部的凸台两侧面处；对经过步骤S3后的坯料进行下料，得到弯型前的曲拐坯料；对弯型前的曲拐坯料进行弯曲变形，弯曲变形后进行修整外形，得到曲拐锻件。本发明专利技术可以实现对曲拐锻件曲柄销侧外轮廓的仿形成型，从而提升仿形程度和材料利用率，降低曲拐锻件的生产成本；同时缓解因变形抗力导致的内开档喇叭口现象，成型质量好。质量好。质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种曲拐锻造成形方法


[0001]本专利技术属于金属材料成形
，更具体地说，涉及一种曲拐锻造成形方法。

技术介绍

[0002]曲拐(也称曲臂、曲轴或曲柄)是大中型船舶柴油机的重要部件，主要用于大中型船舶柴油机和发电用低速二冲程柴油机中的曲轴。按生产方法可分为锻造和铸造，按结构可分为整体式和组合式(组合、半组合)，其中整体式曲拐受冶炼和锻造能力的限制，只局限于小型曲轴，而大型曲轴必须采用组合式生产，而组合式曲轴锻造的难点在于曲拐(如图1所示)的锻造。目前世界上制造曲拐锻件的主要方法是弯锻法，其特点是容易成型，金属纤维流向好，所需装置功率相对较小，所以世界上多数国家都采用此方法生产曲拐。但是传统弯锻法弯曲变形前板坯是由扁方分料将长度两侧压小，再用V型砧将板坯中间位置两侧面压小，未对曲柄销侧外轮廓区域进行仿形，导致曲柄销侧外轮廓区域余块较大，材料利用率偏低，加工周期较长。在激烈的市场竞争环境下，亟需一种仿形程度更高的成型方法，解决曲柄销侧外轮廓区域仿形问题。
[0003]如中国专利申请号CN202210066077.3，公开日为2022年4月12日，该专利公开了一种曲拐成型锻造工艺，包括：包括：锻造机、机械手、替砧模、反扣折弯模、芯模、上砧、下砧、工作台和锻件。首先将中部设有凸台的预制锻件压薄拔长，然后在凸台下方设置凸模、梯形模和凹模，在凸台上方设置凹形替砧模和弧形替砧模，对凸台进行多角度、左右移动及翻转锻制，完成曲颈圆柱形坯件锻造，接着用反扣折弯模反向锻弯，使预制锻件的两翅折弯并拢，再用两端厚薄差不同的系列芯模压合，同时将凸台头部锻制成四棱柱曲拐头部，最后再对曲拐锻件精整至设定尺寸。该专利的不足之处在于：步骤繁琐，且材料利用率低。
[0004]又如中国专利申请号CN200710159290.4，公开日为2008年6月11日，该专利公开了一种大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置及使用方法。整套精整模具设有L形下砧、直立挡板、插板，直立挡板插装在L形下砧的插槽内，用于精整曲拐毛坯的插板与直立挡板卡接。在精整工序中，首先将直立挡板放入L形下砧的插槽内，使用楔铁填充L形下砧的插槽和直立插板之间的空隙，然后利用插板将弯曲后的曲拐毛坯挑起，放置在L形下砧上，使曲拐毛坯的曲柄销一端抵在L形下砧的直立部分上，并使插板板身末端两侧突起部分抵在直立挡板上，最后使用上平砧从曲柄销端向曲臂端逐渐将两曲臂向插板压靠，直到两曲臂平行并最终成形。该专利的不足之处在于：整体结构复杂，成本高。

技术实现思路

[0005]1、要解决的问题
[0006]针对现有曲拐成型材料利用率低且成本高的问题，本专利技术提供了一种曲拐锻造成形方法。本专利技术通过仿形成型曲拐锻件曲柄销侧外轮廓，可以实现对曲拐锻件曲柄销侧外轮廓的仿形成型，从而提升仿形程度和材料利用率，降低曲拐锻件的生产成本，同时能降低曲拐直坯弯型时的变形抗力，缓解因变形抗力导致的内开档喇叭口现象，保证成型质量的
同时提高加工效率。
[0007]2、技术方案
[0008]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0009]一种曲拐锻造成形方法，包括以下步骤：
[0010]S1：将钢锭墩粗、拔长为规则尺寸的预制坯，然后将预制坯拔长为梯形截面的坯料；
[0011]S2：在坯料中部成型上窄下宽的凸台；
[0012]S3：采用上V型砧和下V型砧分别对坯料中部位置的两侧面压出两个对称的V形槽，V型槽设置在坯料中部的凸台两侧面处；
[0013]S4：对经过步骤S3后的坯料进行下料，切除坯料的冒口和底部余料，得到弯型前的曲拐坯料；
[0014]S5：对弯型前的曲拐坯料进行弯曲变形，弯曲变形后进行修整外形，得到曲拐锻件。
[0015]更进一步的，所述步骤S1梯形截面的坯料成型具体包括如下步骤：
[0016]S11：使用梯形砧和上平砧拔长预制坯的梯形高度至要求；所述梯形砧的梯形截面轮廓尺寸与曲拐锻件中曲柄销侧外轮廓尺寸相同；
[0017]S12：将预制坯旋转90
°
，梯形面朝向水平方向，使用上下平砧将预制坯侧面宽度平整至要求；
[0018]S13：将预制坯逆向旋转90
°
，梯形面朝下放入到梯形砧中，使用梯形砧和上平砧将预制坯高度拔长至要求，得到梯形截面的坯料。
[0019]更进一步的，所述步骤S11中预制坯为圆形坯或八角坯；当为圆形坯时，直径D≥(梯形砧最大截面尺寸
‑
100mm)；当为八角坯时，A≥(梯形砧最大截面尺寸
‑
150mm)。
[0020]更进一步的，梯形砧和上平砧的宽度不小于1000mm。
[0021]更进一步的，所述步骤S5中进行弯曲变形具体包括如下步骤：
[0022]S51：将弯型上模、弯型前的曲拐坯料和弯型下模对中；
[0023]S52：压弯型上模，使得弯型前的曲拐坯料沿弯型下模的内腔发生弯曲，所述弯型下模的内腔轮廓应足够充裕，在曲拐坯料弯型过程中，不对曲拐坯料凸台外形轮廓产生干涉；
[0024]S53：当弯型前的曲拐坯料弯型至夹角≤90
°
时停止弯曲，将弯型前的曲拐坯料脱离弯型下模，得到弯型后的曲拐坯料。
[0025]更进一步的，所述步骤S5中进行修整具体包括如下步骤：
[0026]S54：采用上平砧和下平砧将弯型后的曲拐坯料开口压小；同时使得两曲臂平行并保持长短一致；
[0027]S55：插入插板精整，将弯型后的曲拐坯料两曲臂向插板压靠至指定高度，最后修整外形，取出插板，得到曲拐锻件。
[0028]3、有益效果
[0029]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0030](1)本专利技术通过对钢锭墩粗拔长为截面为梯形的坯料，截面梯形的轮廓尺寸与曲拐锻件中曲柄销侧外轮廓尺寸相同，随后基于梯形截面的坯料上进行两端分料压扁坯，V型
砧压两侧面，弯曲弯型和修整外形得到最终的曲拐锻件；通过仿形成型曲拐锻件曲柄销侧外轮廓，可以实现对曲拐锻件曲柄销侧外轮廓的仿形成型，从而提升仿形程度和材料利用率，降低曲拐锻件的生产成本，同时能降低曲拐直坯弯型时的变形抗力，缓解因变形抗力导致的内开档喇叭口现象；有效解决了传统弯锻法导致曲柄销侧外轮廓区域余块较大，材料利用低，加工周期长的问题；
[0031](2)本专利技术通过在进行梯形截面成型时，合理设计预制坯的形状和尺寸，可以有效地保证成型后梯形坯的外形尺寸；同时通过预制坯的尺寸，可以降低成型梯形坯的修整余量，提高成型梯形坯的效率；通过控制成型梯形坯时的梯形砧和上平砧的宽度，可以有效缓解非对称变形面引起的金属流动速率不同导致的坯料偏斜情况，有效保证了梯形坯的平直度；通过控制成型梯形坯的顺序和过程控制尺寸，可以有效的保证梯形坯的成型质量。
附图说明
[0032]图1为曲拐交货轮廓示意图；
[0033]图2为本专利技术的流程示意图；
[0034]图3为梯形砧轮廓示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种曲拐锻造成形方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：将钢锭墩粗、拔长为规则尺寸的预制坯，然后将预制坯拔长为梯形截面的坯料；S2：在坯料中部成型上窄下宽的凸台；S3：采用上V型砧和下V型砧分别对坯料中部位置的两侧面压出两个对称的V形槽，V型槽设置在坯料中部的凸台两侧面处；S4：对经过步骤S3后的坯料进行下料，切除坯料的冒口和底部余料，得到弯型前的曲拐坯料；S5：对弯型前的曲拐坯料进行弯曲变形，弯曲变形后进行修整外形，得到曲拐锻件。2.根据权利要求1所述的一种曲拐锻造成形方法，其特征在于：所述步骤S1梯形截面的坯料成型具体包括如下步骤：S11：使用梯形砧和上平砧拔长预制坯的梯形高度至要求；所述梯形砧的梯形截面轮廓尺寸与曲拐锻件中曲柄销侧外轮廓尺寸相同；S12：将预制坯旋转90
°
，梯形面朝向水平方向，使用上下平砧将预制坯侧面宽度平整至要求；S13：将预制坯逆向旋转90
°
，梯形面朝下放入到梯形砧中，使用梯形砧和上平砧将预制坯高度拔长至要求，得到梯形截面的坯料。3.根据权利要求2所述的一种曲拐锻造成形方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾海昆，黄健，余鹏，李荣斌，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：