[发明专利]发动机连杆精锻工艺及精锻模

说明书

技术领域

本发明涉及锻造工艺技术领域，具体涉及发动机连杆精锻工艺及精锻模。

背景技术

发动机连杆是无人驾驶飞机的关键件，用于承受复杂应力和冲击振动及重负荷工作条件下设计质量受到限制的场合。发动机连杆如果失效或损坏，直接导致产品产生严重等级事故或导致系统功能失效。因此，发动机连杆锻件对锻件的形状、尺寸、质量和性能要求较高。

由GB12362《钢质模锻件公差及机械加工余量》国家标准可知：根据锻件重量、材质系数、尺寸大小、形状复杂系数、错移量、残余飞边和形位公差对称度等参数，发动机连杆模锻件精密级的所有尺寸公差为事实上，如图1所示的发动机连杆模锻件绝大部分的尺寸公差皆为±0.3，尺寸精度高于模锻件精密级的国家标准，为超精密级小型模锻件。现有的模锻工艺，难以达到锻件尺寸精度的要求；并且锻件全部尺寸或局部尺寸具有精密级尺寸公差的钢质锻件在模锻锤、热模锻压力机和螺旋压力机等锻压设备成形时，需要采取附加制造工艺才能达到尺寸精度要求，尤其是传统模锻锤成形条件下更不宜采用。

现有的发动机连杆锤上模锻工艺过程一般为：下料→加热→模锻(拔长、滚挤和终锻，或拔长、滚挤、预锻和终锻，或拔长、预锻和终锻)→切边→校正→热处理→清理→检验。其缺点和不足是：发动机连杆锻件厚度过薄，横截面积小，坯料降温速度快，变形抗力大，锻模磨损和塑性变形严重，导致锻件尺寸或重量超差，锻模使用寿命极低，模锻工艺性差。

因此，采用现有的模锻工艺和锻模，难以达到发动机连杆模锻件的形状、尺寸、质量和性能要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种发动机连杆精锻工艺和精锻模，实现了在现有锤上模锻工艺条件下达到超精密级模锻件的形状、尺寸、质量和性能要求。

本发明的技术方案是，发动机连杆精锻工艺过程为：

1)下料→加热：坯料加热后的始锻温度为1180℃～1200℃；

2)模锻：模锻过程包括拔长、第Ⅰ终锻和第Ⅱ精锻；先将选材和加热合理的坯料在闭式拔长模膛内拔长杆部，然后在第Ⅰ终锻模膛内终锻，再将第Ⅰ终锻模膛成形的锻件上下翻转后再在第Ⅱ精锻模膛内精锻；其中拔长次数为3～5锤，第Ⅰ终锻打击次数为2～3锤；第Ⅱ精锻打击次数为1锤；

3)切边→第Ⅲ校正与精压：切边以后再将锻件在第Ⅲ校正与精压模膛中进行校正与精压，校正与精压温度为500℃～700℃；发动机连杆精锻从下料到第Ⅲ校正与精压的精锻工艺过程为1火次完成；

4)热处理→清理→检验。

本发明的精锻模包括拔长模膛、对角导向锁扣、第Ⅰ终锻模膛、第Ⅱ精锻模膛、第Ⅲ校正与精压模膛、第Ⅰ终锻模膛飞边槽和第Ⅱ精锻模膛飞边槽；所述第Ⅰ终锻模膛、第Ⅱ精锻模膛、第Ⅲ校正与精压模膛纵向排列，所述对角导向锁扣为4个，分别布置在四个角处，拔长模膛纵向置于右下角的对角导向锁扣之上；第Ⅰ终锻模膛飞边槽分布在第Ⅰ终锻模膛的四周；第Ⅱ精锻模膛飞边槽分布在第Ⅱ精锻模膛的四周，且第Ⅰ终锻模膛飞边槽和第Ⅱ精锻模膛飞边槽均通过飞边槽的桥部与第Ⅰ终锻模膛和第Ⅱ精锻模膛连接。所述的第Ⅰ终锻模膛、第Ⅱ精锻模膛和第Ⅲ校正与精压模膛的形状均与精锻件毛坯图相同，但第Ⅰ终锻模膛水平方向的长度尺寸增加了收缩率，第Ⅰ终锻模膛中间工字型深度部分采用过压补偿法，即在第Ⅰ终锻模膛中间工字型部分的深度不加收缩率且降低0.2mm，所述第Ⅱ精锻模膛比第Ⅰ终锻模膛的冲孔连皮深度大；第Ⅲ校正与精压模膛的两端部的模膛深度及工字型的筋部的深度均比第Ⅱ精锻模膛大。

所述的第Ⅰ终锻模膛飞边槽的桥部厚度h和宽度b分别为2.0mm和10mm，仓部厚度H和宽度b1分别为6.0mm和28mm，入口圆角半径r为1.5mm；第Ⅱ精锻模膛飞边槽(7)桥部厚度h和宽度b分别为0.8mm和7mm，仓部厚度H和宽度b1分别为7.0mm和32mm，入口圆角半径r设计为0.5mm。

本发明的有益效果有以下4个方面：

(1)本发明的发动机连杆精锻工艺和精锻模实现了在现有锤上模锻工艺条件下，确保发动机连杆精锻成形和达到超精密级形状、尺寸、质量和性能。

(2)本发明的发动机连杆精锻工艺和精锻模的第Ⅰ终锻、第Ⅱ精锻和第Ⅲ校正与精压的模锻工步以及相对应的第Ⅰ终锻模膛1、第Ⅱ精锻模膛2、第Ⅰ终锻模膛飞边槽6、第Ⅱ精锻模膛飞边槽7和第Ⅲ校正与精压模膛3的锻模设计可确保发动机连杆精锻成形和达到超精密级形状、尺寸、质量和性能。

(3)本发明的发动机连杆精锻工艺和精锻模具有使用性能优越、操作简单可靠、使用寿命高、锻造效率高、成本低和能达到锻件尺寸精度高、锻件流线组织沿锻件外形均匀分布和形状、尺寸、质量和性能一致性好的特点。