一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于锻造领域，具体地说就是一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模装置，它适用于大型船用曲轴曲拐弯锻下模的设计和制造过程。整套模具设有模具主体、底部凹槽、加强连接板、侧面垫块、螺杆，整套模具的下部连接方式为：模具主体放置在底部凹槽中，模具主体和底部凹槽之间的空间由侧面垫块填充；整套模具的上部连接方式为：加强连接板放置在模具主体两侧的凸台上，通过螺杆连接加强连接板和模具主体的延伸块。采用该装置生产大型船用曲轴曲拐，能够消除曲拐弯锻过程经常出现的喇叭口、折叠裂纹、缩腰、减薄等缺陷，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的弯锻要求。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于锻造领域，具体地说就是一种组合式通用大型船用曲轴曲拐 弯曲锻造下模装置，它适用于大型船用曲轴曲拐弯锻下模的设计和制造过程。技术背景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itX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坯采用弯曲锻造方法制造，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，用上撒每预制坯压入下模中，使预制坯发生弯曲，形成蝴蝶形状，然 后^f垂板放入两曲臂之间，用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。在曲拐锻造模具中，弯曲下模的开口宽度是个很关键的工艺参数，下模开口 过大，变形区域会集中在过渡区靠曲臂一端，曲臂弯曲内表面向内凹，在精整时 无法压平，最终形成喇叭口，造成毛坯加工余量不足；下模开口过小，则锻造变 形抗力过大，对设备要求增高，两曲臂与下模之间摩擦力增大，造成曲臂根部縮 腰观象明显，同时上模切入量大，造成内开档根部金属纤维切断，影响零件使用 的安全性。由于曲拐型号多，从50 98机尺寸上均有较大差异，甚至同一机型也有不同 型号，因此若对应每种型号曲拐均制作相应开口宽度的下模，则至少需要制造6 种不同尺寸的弯曲下模才能覆盖50 98机型号的曲拐。这些模具不仅制作成本较 高，而且将占据大量的模具摆放空间，给生产带来了不便。因此，应设计一种组 合式的弯曲下模，能够根据不同型号曲拐毛i丕进行调整，使其开口间距能够适应各种型号的预成形毛坯。随着5见代锻造理论和计算机模拟技术的发展，采用模拟技术预测大型ll^件的成形过程己进入实用阶段。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开沐和尺寸，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 过在计算机平台上的反复试-验，可以确定一种最佳的锻造工艺，得到模具和毛坯 的设计尺寸，采用计算机t莫拟技术X寸工艺进行设计和优化，可明显縮短产品试制 的周肌节省原材料、P争低废品率，进而降低生产成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模 装置，采用该装置生产大型船用曲轴曲拐，能够消除曲拐弯锻过程经常出现的喇 叭口、折叠裂纹、縮腰、减薄等缺陷，同时该弯曲下模结构简单，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的弯锻要求。本技术的技术方案如下本技术开发了一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模装置，其 主要内容包括1)设计组装式曲拐弯锻下模整辯莫具由模具主体、底部凹槽、加强连接板、侧面垫±央、螺杆组成。整套 模具的下部连接方式为模具主体放置在底部凹槽中，模具主体和底部凹槽之间 的空间由侧面垫i央填充；整套模具的上部连接方式为加强连接板放置在模具主 体两侧的凸台上，使用螺杆连接加强连接板和模具主体的延伸土央。模具各组成部分的特征如下所述的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲下模，模具主体为左右X寸称的分体 结构，由底座、工作层、延伸块、螺栓孔、凸台和加强肋板构成，设于底座上的 工作层向外倾斜，两个模具主体的工作层和底座共同形成侧面向外倾斜的楔形槽 结构，工作层顶部倾斜面外侧设有延伸块，延伸块上开有螺栓孔，模具主体两侧 设有凸台。所述的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲下模，底部凹槽由基座、设于基座 两侧的挡板构成。所述的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲下模，加强连接板由板体、螺栓孔 构成，加强连接板上的螺栓孔与延伸±央上的螺栓孔相对应。所述的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲下模，中间垫块填充于两支左右对 称的模具主体下部之间的空隙，中间垫块的高度与模具主体的底座的高度相同。戶诚的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲下模，侧面垫块的高度为中间垫块 高度的1.5 2倍。所述的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲下模，螺栓的螺杆直径为140 150mm。2)设计模具各部分的配合及使用方法首先将两支模具主体对称方1A底部凹槽中，按照实际锻造曲拐的级别，确定 下模的开口宽度，然后将合适的加强连接板放置在模具主体侧面的凸台上，使用 螺栓将加强连接板和两支模具主体的相对位置固定。左右模具主体之间的下部空 间由中间垫±央填充，模具下部两侧模具主体与底部凹槽之间的空间由侧面垫±央±真 充，垫块与模具主4本之间由于配合不紧密而形成的缝隙可通过插入楔^达到加强 固定的效果。弯曲下模组装好以后，将加热的曲拐预制坯放置弯曲下模上，使用弯曲上模 将毛坯压弯，形成蝴蝶状，然后取出毛坯进行精整，，g到合格的工艺尺寸 为止。本技术的有益效果是1、 本技术采用数值模拟技术确定了一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯 曲锻造下模装置，采用该方法设计得到的弯曲下模生产大型船用曲轴曲拐，會巨够 消除曲拐弯锻过程经常出现的喇叭口、折叠裂纹、縮腰、减薄等缺陷。2、 弯曲下模结构简单，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的弯锻要求，适用于生产MANB&W (曼恩比维)和 WNSD (瓦锡兰)柴油机专禾忪司的全部机型曲轴曲拐部件。附图说明图la-b为曲拐弯曲下模的组装开乡沃示意图；图la为主视图，图lb为侧视图。 图2a-b为曲拐弯曲下模的模具主体l的形4犬示意图；图2a为主视图，图2b 为侧视图。图3a-b为曲拐弯曲下模的底部凹槽2形状示意图；图3a为主视图，图3b为侧视图。图4a-b为曲拐弯曲下模的加强连接板3^l犬示意图；图4a为主视图，图4b 为侧视图。图5a-b为曲拐弯曲下模的中间垫块4的形状示意图；图5a为主视图，图5b 为侧视图。图6a-b为曲拐弯曲下模的侧面垫块5的形状示意图；图6a为主视图，图6b图7a-b为曲拐弯曲下模的螺栓6的形沃示意图；图7a为主视图，图7b为侧 视图。图8a-b为应用本技术进行弯曲锻造的计^m模拟示意图，图8a为弯曲 前模具和毛坯的相对状态，图8b为弯曲后模具和毛坯的相对状态。 图9为弯曲过程中毛坯X寸上模的反作用力历程。 图10为弯曲过程中毛坯对上模反作用力最大时螺栓上的应力分布。 图11为弯曲过程中毛坯X寸上模反作用力最大时加强连接fct的应力分布。 图12为弯曲过程中毛坯X寸上模反作用力最大时模具主体上的应力分布。 图13为弯曲过程中毛坯对上模反作用力最大时底部凹槽、中间垫i央和顿腼垫 块上的应力分布。图中，1—模具主体；2—底部凹槽；3—加强连接板；4 —中间垫±央；5—侧面 垫±央；6—螺栓；7—延伸±央；8—螺栓孔I; 9一凸台；10—工作层；ll一加强肋 板；12—底座；13—基座；14一挡板；15—板体；16—螺栓孔II; 17—上模；18 —毛坯。具体实驗式以下结合附图及实施例详述本技术，本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模装置，其特征在于：整套模具设有模具主体（１）、底部凹槽（２）、加强连接板（３）、侧面垫块（５）、螺杆（６），整套模具的下部连接方式为：模具主体（１）放置在底部凹槽（２）中，模具主体（１）和底部凹槽（２）之间的空间由侧面垫块（５）填充；整套模具的上部连接方式为：加强连接板（３）放置在模具主体（１）两侧的凸台（９）上，通过螺杆（６）连接加强连接板（３）和模具主体的延伸块（７）。

【技术特征摘要】
1、一种组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模装置，其特征在于整套模具设有模具主体(1)、底部凹槽(2)、加强连接板(3)、侧面垫块(5)、螺杆(6)，整套模具的下部连接方式为模具主体(1)放置在底部凹槽(2)中，模具主体(1)和底部凹槽(2)之间的空间由侧面垫块(5)填充；整套模具的上部连接方式为加强连接板(3)放置在模具主体(1)两侧的凸台(9)上，通过螺杆(6)连接加强连接板(3)和模具主体的延伸块(7)。2、 按照权利要求1所述的组合式通用大型船用曲轴曲拐弯曲锻造下模装置，其特征在于模具主体(1)为左右对称的分体结构，每个1i具主体(1)设有底座(12)、工作层(10)、延伸块(7)、螺栓孔I (8)、凸台(9)和加强肋板(11)， 设于底座(12)上的工作层(10)向外倾斜，两个模具主体(1)的工作层(10) 和底座(12)共同形成侦腼向外倾斜的楔形槽结构，工作层(10)顶部倾斜面外 侧设有延伸土央(7)，延伸块(7)上开有螺栓...

【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：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]