PDF《大中型全 纤维曲轴锻 造方法的探 讨》

7 .

3 5 MW ) 的柴油机采用 单拐 锻造 , 加工完后再组装 .为 了保证质量 , 对 选材、 冶炼 、 铸锭 、 锻造 、 热处理 、 检验等整个生产过程都 要进行控制 , 其 中锻造工 艺的控 制极 为重要 .该 工艺通常在

2 O MN 以上 的 自由锻造 水压机上进 行 .用钢锭直接锻造 , 所用 的工具 、 工装 较简单. 通过天车进行扭转.这种锻造方法 的缺点是生产 效率低 , 废品高 , 劳动 强度大 .由于钢锭中心与曲 轴 中心线不重合 , 心部 的偏 析、 夹杂 等缺陷易外 露 .机械加工余量大 , 加工后金属纤维切断较多, 使疲劳寿命受影响.

2 .

2 曲轴镦锻方法

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1 R― R镦锻法 由法 国人R. R o e d r e r 工 程师 于2 O 世纪3 O 年45维普资讯 http://www.cqvip.com No .

3 Au g u s t

2 0

0 6 《 大 型铸锻 件》 HEAVY CAS TI NG AND F

1 0RGI NG 主轴 颈预加工 扭拐 图1自由锻造方法变形 图Fi g u r ~1 Th e d e f o r ma t i o n s k e t c h o f o p e n f o r g i n g me t h o d 代末发明 ,

5 0年代流行 , 又称 大型曲轴弯 曲镦锻 法 .是利用一种称为曲轴镦锻装置 的专用装置, 在一个火次里 , 将 一定长度 的光坯料镦锻和弯 曲 成纤维连续的完整 曲拐 , 通过逐拐变形便可得到 金属纤维连续的整体曲轴锻件 .镦锻装置分为液 压式和机械式两种.图2是其变形过程示意图. 工作时, 将十字头装在压机 的活动横梁上 , 底座 固 定在压机工作 台上.当压机压下时 , 借助两侧面 将压机的压下力分解为用于镦粗的水平力和弯 曲 的垂直力 , 斜面的倾角可通过更换垫板来改变 , 一 般多采用

3 O . 、

3 5 . 、

4 O . .根据不 同结构 的曲轴可 选择合理的斜 面倾角 .角度一定 , 水平分力 和垂 直分力的比例以及 相应 的行程 比例也就不变 , 它 与锻件的变形过程无关.该方法与 自由锻造方法 相 比较 , 最显著的优点是原材料至少可节约

5 O 以上, 机械加工工时 可减少

6 O , 而且金属纤维 基本连续 , 曲轴的质量大大提高 , 其疲劳强度可提 高15以上, 这就可以相应地减少轴径和曲柄的 尺寸 . 该法最初对 于生产椭 圆形 曲柄 的曲轴极为 适合 , 后为了满足各种形状曲轴的需要 , 在模具和 冲头模块的设计 中做 了许 多改进 , 如全液压封闭 镦锻装置等.

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2 .

2 T_ R镦锻法 随着柴油机功率的不断加大 , 发现 R - R镦锻 法所要求的镦粗力太大 , 一般

5 0 MN以上的压力 机才能锻出大功率 中速机曲轴 .基于上述原因 ,

2 O 世纪

6 O 年代 , 波兰波兹南金属成形研究所鲁 特( T a d e u s z R u t ) 教授成功的研究 了一种 T ― R弯 曲镦锻法.其原理与 R - R弯 曲镦锻法相同, 但弯曲镦锻装置的结构 比较合理 , 能够得到大得 多的 水平镦粗力.它是通过肘杆机构 , 把压力机的压 力分解为垂直弯 曲分力和水平镦粗分力, 力 的分

4 6 配比较合理 .在镦锻过程 中, 随着肘杆倾角 a的 逐渐变小 , 水平镦粗力逐渐增大, 在镦锻终点时 , 达到最大值 , 约为压力机名义压力 的1.2倍.图

3 所示是 T ― R镦锻装置中镦锻力与肘杆倾角 a的 关系n ] .水平镦锻分力的变化趋势和 曲柄成形阻 力变化规律是相吻合的, 所以 , T ― R弯曲镦锻装置 对压机压力要求小.另外 , T - R弯曲镦锻装置简 单,装拆 方便 , 重量轻 , 装在通用水压机上就可锻 造 曲轴 , 拆 出装置又可以进行 自由锻造. l l . ,. 一- O , 、 \, 广] t , \ , - 厂、 } l I , / 乡l(b)n L 一(c) ( d) ( a ) 曲轴 台阶形坯料 ( b ) 预镦粗 曲柄板 ( c ) 镦弯 同时进行 ( d ) 镦 弯结出形成一个 曲拐 图2R-R变形过程示意 图Figure.2Th e s c h e ma t i c s k e t c h o f R― R d e f o r m a t i o n p r o c e s s 图3镦锻力与肘杆倾角 a 的关 系Figure.3Th e r e l a t i o n e h i p b e t we e n t h e u p s e t t i n g f o r g i n g f o r c e a n d k n u c k l e r o d i n c l i n i n g a n g l e n 由于 T ― R弯曲镦锻装置具有这些优点 , 所以........