大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于锻造领域，具体地说就是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。本发明专利技术能够消除曲拐弯锻精整过程中曲臂根部经常出现的折叠裂纹和材质粘合缺陷。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锻造领域，具体地说就是一种大型船用曲轴曲拐弯锻后的精整装 置及使用方法，它适用于大型船用曲轴曲拐弯锻精整模具的设计和制造过程。
技术介绍
曲轴是大型船舶的心脏，大型船用曲轴(单拐重量常在5吨以上，整轴重量 在50吨以上)由曲拐、主轴、法兰轴、动力输出轴几部分组合而成，其中曲拐是 半组合式曲轴上制it^隹度最大的部件，难点在于曲拐毛坯的弯曲锻造过程，目前 绝大部分半组合曲轴曲拐毛还采用弯曲,方法制造，这种方法的特点是操作简 便，产品型号范围广，对锻压设备要求不高。常用的曲拐弯曲锻造模具由弯曲上模、弯曲下模、插板等部分组成。首先将 锻坯拔长，锻造成弯曲预制坯，然后将预制坯摆在U形弯曲下模上，将上模、预 制坯、下模对中，用上t劐各预制坯压入下模中，使预制坯发生弯曲，形成蝴蝶形 状，然后4射垂板方iA两曲臂之间，用上下平砧从曲柄销端向曲臂端逐渐将两曲臂 向插板压靠，最终完成成形锻造。在曲拐弯曲后的精整工序中，由于弯曲后的曲拐毛坯2开口较大，重心偏向 曲柄销20 —端(图la所示)，很难使曲拐毛坯2在其中心线与水平线平行的状态 下平稳地摆放在下平砧3上，传统的方法通常是在插入插板之前，首先将B端曲 臂21向下摆放在下平砧3上(图lb所示)，用上平砧1作用在T端曲臂的末端 将曲拐毛坯2开口压小(图lc所示)，将曲拐毛坯2翻转180。， T端曲臂向下， 用同样方法压B端曲臂使曲拐开口进一步减小，保持曲拐毛坯2开mX寸称(图ld 所示)，并使曲拐毛坯2在其中心线与水平线平行的状态下能够平稳地摆放在下平 砧3上。然后再通过操纵手13插入插板4 (图le所示)，使用上平砧1从曲拐毛 坯2的曲柄销端向曲臂端逐渐将两曲臂向插板压靠(图lf所示)，直到两支曲臂 平行(图lg所示)，最后得到成形曲拐毛坯2 (图lh所示)。该传统精整工序存 在两个弊端第一，将B端曲臂向下摆放在下平砧3上，用上平砧1压T端曲臂 的末端使曲拐毛坯2开口减小，这将使T端曲臂仅以该曲臂的根部为轴旋转，旋 转过程中该曲臂根部内表面面积急剧减小，形成折叠缺陷，该折叠缺陷在后续插入插板后的平整过程中无法消除，影响曲臂根部的锻造质量，甚至^it成曲臂根 部加工余量不足；第二，在将曲拐毛坯2开口压小后，曲拐内开档材质发生堆积， 内开档尺寸减小，此时插入插板4，插板前端已很难与曲拐内开档中心区域接触， 这样就在插板前端与曲拐内开档中心区域之间形成空隙(曲拐毛坯内开档中部的空隙18)，在上下平砧的挤压作用下，空隙上下部分金属很容易粘合在一起，由 于曲拐毛坯2表面存在很厚的氧化皮，这种粘合不是冶金焊合，而只是该区域多余材质的堆积与重叠，从而形成类似折叠裂纹的缺陷，这给后续机加工增加很大难度。因此，采用传统工艺进行精整，容易在曲拐内开档形成折叠裂纹17和材质 粘合的缺陷(压合或粘合后的曲拐毛坯内开档中部的类似折叠裂纹的缺陷19)， 影响曲拐毛坯2的锻造质量和后续机加工，甚至造成毛坯手艮废。目前，在采用弯曲锻造得到的曲拐毛坯中，曲拐内开档的折叠裂纹和材质粘 合是造成毛坯报废的最重要原因之一，因此必须设计一套合适的精整工序中使用 的模具，以消除最终毛坯上的折叠裂纹和材质粘合缺陷。随着现代锻造理论和计^m模拟技术的发展，采用模拟技术预测大型铸锻件的成形过程已进入实用阶段。国际上开发出很多模拟软件(如:ABAQUS, ANSYS, MARC, DEFORM等)来模拟金属的塑性变形过程，并可进行模具的安全性进行 分析。根据模拟结果，不但可以得到锻件的最终形状和尺寸，预测锻件缺陷的类 型和产生的位置，而且可以获得模具承受的应力情况，确定模具的设计原则。通 过在计tm平台上的反复试验，可以确定一种最佳的g工艺，得到模具和毛坯 的设计尺寸，采用计算机模拟技术对工艺进行设计和优化，可明显縮短产品试制 的周期，节省原材料、降低废品率，进而降低生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置及使用方法，采 用该装置及方法对弯曲后的曲拐毛坯进行精整，能够消除最终毛土丕上的折叠裂纹 和材质粘合缺陷，同时该装置结构简单，重量较小，拆卸、组装方便，可重复使 用，能够满足不同型号大型船用曲轴曲拐毛坯的弯锻精整要求。本专利技术的技术方案是本专利技术开发了大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置及使用方法，其主要内容包括 1)设计曲拐弯锻精整装置整套精整模具设有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，用于阻挡精整过程中由于毛坯挤压造成插板的向后退让，用于精整曲拐 毛坯的插板与直立挡板卡接。模具各组成部分的特征如下所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，L形下砧设底座、直立部分、插槽， 底座和直立部分一体构成L形结构，底座上开设插槽。精整时，曲拐毛坯的曲柄 销一端抵靠在L形下砧的直立部分上， 一曲臂抵在L形下砧的底座上。所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，直立挡板为长方形，厚度约为L形下砧底座上的插槽宽度的2/3 ，高度与L形下砧高度一致。所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，插板由插板板身、插板f附巴连接构 成，插板前端为圆弧形，可保证精整过程曲柄销部位的圆柱区域开沐，并使得用 插板挑起曲拐毛坯更方便。插板板身后端设有向两侧突起，两直立挡板分别插装 在L形下砧的对称插槽内，该突起分别抵靠在两直立挡板上。2)设计模具各部分的配合及使用方法整套精整模具的配合使用方法为在精整工序中，首先将L形下砧放置在7jC压机操作空间内，根据弯曲后曲拐毛坯曲柄销部分的厚度和插板板身的长度计算直立挡板在L形下石战新曹内的摆放位置，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，使曲拐毛还的曲柄销一端抵在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 拐的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。抽出插板时， 使用操纵手夹住插板的钳把端旋转90°，用上下平砧夹住毛坯的曲柄销端，然后 ^^在天车上的链条挂在插板的f射巴上，上下晃动插板使其松动，最后抽出插板 完成精整。本专利技术的有益效果是1、 本专利技术设计了一种大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置及使用方法，使用该装 置对弯曲后的曲拐毛坯进行精整，會巨够消除曲拐弯锻精整过程中曲臂根部经常出 现的折叠裂纹和材质粘合缺陷。2、 本专利技术弯锻精整装置结构简单，重量较小，拆卸、组装方便，可重复使用， 能够满足不同型号大型船用曲轴曲拐毛坯的弯锻精整要求。本装置能够满足不同 型号大型船用曲轴曲拐的弯锻要求，适用于生产MAN B&W(曼恩比维)和WNSD (瓦锡兰)柴油机公司的全部机型曲轴曲拐部件。附图说明图la-h为采用传统精整模具和工艺对弯曲后的曲拐毛坯进行精整过程示意 图；图la显示的是弯曲后的曲拐毛坯由于中心偏向曲柄销一端，因此很难使毛坯在其中心线与水平线平行的状态下平稳地摆放在下平砧上；图lb为将B端曲臂向下摆放在下平砧上；图1C为用上平砧作用在T端曲臂的末端将毛坯开口压小; 图Id为将毛坯翻转180°， T端曲臂向下，用同样方法压B端曲臂使开口进一歩 减小，保持毛坯开^X寸称，并使毛坯在其中心线与水平线平行的状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1、一种大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，其特征在于整套精整模具设有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。2、 按照权禾腰求l所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，其特征在于L形下砧设底座、直立部分、插槽，底座和直立部分一体构成L形结构，底座上开设插槽。3、 按照权利要求2所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，其特征在于曲 拐毛坯的曲柄销一端抵靠在L形下砧的直立部分上， 一曲臂抵在L形下砧的底座上。4、 按照权利要求l所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，其特征在于插板为插板板身、插板ftm连接构成，插板前端为圆弧形，插板板身后端设有向两侧突起，两直立挡板分别插装在L形下砧的对称插槽内，该突起分别抵靠在两直立挡歡。5、 按照权利要求l所述的大型船用曲轴曲拐弯锻精整装置，其特征在于直 立挡板为长方形，厚度为L形下砧底座上的插槽宽度的2/3，高度与L形下砧高度--致。6、 按照...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明月，陆善平，李殿中，李依依，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]