一种曲拐成型锻造工艺的制作方法

1.本发明涉及曲拐锻件，具体涉及一种曲拐成型锻造工艺，属于锻造技术领域。


背景技术：

2.曲拐是曲轴上的重要零件，因曲轴承担机械旋转运动和往复运动的变换，大型曲轴的曲拐受力大而复杂，因此要有足够的刚度、强度和承受冲击载荷的能力，为了满足上述性能要求，通常选用锻制曲拐，而锻制曲拐的过程中最重要的工序就是满足锻造比和减少锻造火次。目前锻造的方法存在以下弊端：一是由于锻造操作过程复杂，需要多火次才能成型，二是由于锻造火次多，不能满足锻造比，造成锻件内部组织晶粒粗大质量不过关，三是锻造成本高，因此有必要对传统的锻造工艺优化改进。


技术实现要素：

3.本发明提出一种曲拐成型锻造工艺，设置工艺锻件形状和参数，一火次完成制型、折弯、压合、精锻，实现减少火次和增加锻造比的目的。
4.设计方案如下：一种曲拐成型锻造工艺，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, 所述替砧模包括凹形替砧模和弧形替砧模，所述芯模为多个，不同芯模两端厚薄差不同，所述下砧包括小平砧、凸模、梯形模、凹形模和大平砧，所述机械手包括机械手1和机械手2；所述上砧固定连接在锻造机上，所述凸模与大平砧构成固定较链，通过翻转更换；所述小平砧、凸模、梯形模、凹形模和大平砧设置在所述工作台上，随工作台移动，所述锻件为中部带有凸台的双翅体，其特征在于：包括以下步骤一、锻制曲颈工步1、将半成品锻件加热至锻造温度；工步2、将加热后的锻件置于大平砧上，压薄拔长双翅至设定尺寸；工步3、机械手1夹持锻件，将锻件中部置于凸模上方，180度来回翻转锻制，左右移动锻制，多次变换位置锻制，初步锻制出曲颈的两侧面；工步4、将工步2锻件凸台向上置于梯形模上，机械手2夹持凹形替砧模套置在锻件上，凸台相对的双翅体底面初步锻制出曲颈的下面；工步5、将工步2和3所述曲颈的两侧面和下面置于凸模上，来回翻转、左右移动交替锻制所述曲颈的两侧面、下面和连接部位，锻至接近曲颈形状；工步6、将工步4锻件的曲颈置于凹模上，来回翻转改变锻压角度，上砧下压凸台头部，凸台头部被锻压成多边形曲颈的上面，曲颈的两侧面和下面被凹模锻压成半圆柱体；工步7、将工步6锻制的曲颈交替置于凸模、凹模上，上砧分别采用小平砧和弧形替砧模上，多角度锻制曲颈，锻造成圆柱形曲颈坯件；二、折弯工步8、将曲颈置于凹模上，机械手2夹持反扣折弯模反扣在双翅体两翅上面，上砧
下压，两翅被折弯成
ꢀ“
人”字形；三、压合工步9、将“人”字形锻件置于大平砧上，机械手2将两端厚薄差最大的芯模插入锻件的开口中，上砧下压，两翅靠近，翻转锻件再锻制，两翅贴近芯模；工步10、依序更换两端厚薄差逐步减小的芯模，重复工步8动作，两翅进一步贴合芯模，翻转锻件再精锻双翅体外侧，锻成两曲柄；四、拔头工步11、将芯模与锻件在压合状态下同步翻转，置于大平砧上，锻制凸台头部，拔成四棱台曲拐头部；五、精整工步12、将工步11锻件置于大平砧或小平砧上，精整曲拐锻件至设定尺寸。
5.进一步地，所述凸模为梯形模或弧形模。
6.优选地，所述凹形替砧模的凹形面与锻件凸形面啮合。
7.本发明采用多种不同的特型砧模，左右移动、来回翻转变换角度锻压，反复更换不同砧模锻压，使曲颈逐步成型。在锻件与上砧之间设置反扣折弯模，不仅实现快速更换砧模，还利用折弯模弧形挤压面，使锻件双翅体折弯过程中与模具之间形成滚动挤压，以较小的挤压力和较短的挤压行程将曲拐锻件连续弯曲，以压力较小的锻造机完成较大曲拐锻件折弯工艺，实现一火次完成锻造成型。本发明具有锻件成型度好，加工余量小、锻造时间短、材料损耗小、生产成本低的特点。
附图说明
8.附图1为工步2锻制示意图，附图2为工步3初始锻制状态主视图，附图3为附图2左视图，附图4为附图2工件翻转180
°
状态左视图，附图5为工步4初始锻制状态示意图，附图6为工步4终了锻制状态示意图，附图7为工步5一方位锻制状态示意图，附图8为工步5另一方位锻制状态示意图，附图9为工步6锻制状态示意图，附图10、11为工步7上砧与凸模锻制状态示意图，附图12为工步7凹形替砧模与凹模锻制状态示意图，附图13为工步8初始锻制状态示意图，附图14为工步8终了锻制状态示意图，附图15为工步9初始锻制状态示意图，附图16为工步9终了锻制状态示意图，附图17为工步10锻制状态示意图，附图18为工步11锻制曲拐头部状态示意图，附图19为附图18锻件旋转90
°
锻制曲拐头部状态示意图，
附图20、21为工步12带有芯模状态下精锻曲柄示意图，附图22、23为工步12去掉芯模精锻曲柄示意图。
9.附图中，1为上砧、2为大平砧、3为锻件、4为机械手1、4
′
为机械手2、5为凸模、6为梯形模、7为凹形替砧模、8为凹模、9为弧形替砧模、10为反扣折弯模、11为两厚薄差大的芯模、11
′
为厚薄差逐步减小的芯模、12为小平砧。
具体实施方式
10.下面结合附图对本发明作进一步说明，如附图1所示，将加热后的锻件3置于大平砧上2，上砧1下压，双翅被压薄拔长至设定尺寸。
11.如附图2、3、4所示，机械手4夹持锻件3，将锻件3中部置于凸模5上方，180度翻转锻件3锻制，左右移动锻件3锻制，多次变换锻件3位置锻制，初步锻制出曲颈的两侧面。
12.如附图5、6所示，锻件3凸台向上置于梯形模6上，机械手4
′
夹持凹形替砧模7套置在锻件3上，上砧1下压，凸台相对的双翅体底面初步锻制出曲颈的下面。
13.如附图7、8所示，曲颈的两侧面和下面置于凸模5上，来回翻转、左右移动交替锻制曲颈的两侧面、下面和连接部位，锻至接近曲颈形状。
14.如附图9所示，将附图2、3、4、5、6、7、8锻制出的曲颈置于凹模8上，来回翻转锻件3，改变锻压角度，上砧1下压凸台头部，凸台头部被锻压成多边形曲颈的上面，曲颈的两侧面和下面被锻压成半圆柱体。
15.如附图10、11所示，使用凸模5与上砧1多角度锻制曲颈。
16.如附图12所示，使用弧形替砧模9与凹模8，对曲颈周向锻制，将曲颈锻成圆柱形，完成曲颈圆柱形坯件锻造。
17.如附图13、14所示，将曲颈下面置于凹模8上，机械手4
′
夹持反扣折弯模10反扣在双翅体两翅上面，上砧1下压，锻件3被折弯成
ꢀ“
人”字形；如附图15、16所示，将“人”字形锻件3置于大平砧2上，机械手4
′
将两端厚薄差最大的芯模11插入锻件3的开口中，锻压锻件3，锻件3两边靠近，上下翻转锻件3再锻制，锻件3两边贴近芯模11。
18.如附图17所示，依序更换两端厚薄差逐步减小的芯模11
′
，锻压锻件3，锻件3上的双翅体的两翅贴合芯模11
′
，翻转锻件3再锻制，精锻双翅体外侧，锻成平行的两曲柄。
19.如附图18所示，将芯模11
′
与锻件3在压合状态下同步翻转，对曲颈上端锻制；将附图18状态下的锻件3翻转90
°
，至附图19所示，对曲颈上端继续锻制，曲颈上端被拔成棱台状曲拐头部。
20.如附图20所示，锻件3置于小平砧12上，精整曲柄，如附图21所示，翻转带有芯模4
′
的锻件90
°
，精整曲柄侧面。
21.如附图22所示，锻件3置于小平砧12上，精整曲柄，如附图23所示，翻转锻件90
°
，精整曲柄侧面，完成曲拐锻制。