[发明专利]船用柴油机曲柄弯曲锻造工具和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船用柴油机曲柄弯曲锻造工具和方法。

背景技术

其中大型船用曲柄是船用发动机中的关键部件，其对柴油机的平稳、安全运行具有至关重要作用。弯锻法是目前采用最多的生产工艺。弯曲阶段对产品最终质量起着至关重要的作用。如图1和图2所示，目前曲柄锻造工艺先通过自由锻的方式将铸锭锻造成预成型中间坯5’，再采用弯曲锻造，将中间坯5’放在下模具3’上，用上模具1’对中间坯5’锻造，弯曲成V字形锻件52’，最后采用压平工艺，将锻件52’锻造为成品。目前曲柄锻造工艺还存在许多问题，最突出的就是由于锻造缺陷而造成的材料利用率低。

综上所述，现有技术中存在以下问题：船用柴油机曲柄弯曲锻造过程中，由于锻造缺陷而造成的材料利用率低。

发明内容

本发明提供一种船用柴油机曲柄弯曲锻造工具和方法，以解决船用柴油机曲柄弯曲锻造过程中，由于锻造缺陷而造成的材料利用率低的问题。

为此，本发明提出一种船用柴油机曲柄弯曲锻造工具，用于将锻件成型，所述船用柴油机曲柄弯曲锻造工具包括：

支撑所述锻件的下模具，所述下模具具有：下模具底面、下模具第一侧面和下模具第二侧面，所述下模具第一侧面和下模具第二侧面均连接在所述下模具底面之上；所述下模具第一侧面和下模具第二侧面之间形成V形开口，所述V形开口形成锻造所述锻件的成型腔；

抵紧在所述锻件上的上模具，所述上模具为V型砧，所述V型砧包括：上模具底面、以及依次周向连接在所述上模具底面之上的上模具第一侧面、上模具第二侧面、上模具第三侧面和上模具第四侧面，所述上模具第一侧面和上模具第三侧面形成V型夹角；所述上模具第二侧面和上模具第四侧面相互平行；所述上模具第一侧面和上模具第二侧面相交成直角；

其中，所述上模具第一侧面与下模具第一侧面相面对，所述上模具第三侧面和下模具第二侧面相面对，所述上模具底面为在竖直方向上向上凹陷的圆弧形。

进一步地，所述V型砧的V型夹角大于所述V形开口的夹角。

进一步地，所述V型砧的V型夹角为25至28度。

进一步地，所述V形开口的夹角为14至16度。

本发明还提出一种所述的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法，所述的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法包括以下步骤：

步骤A：对模铸的铸锭进行加热、墩粗、拔长和圆整，将铸锭锻造成圆柱形状的锻件；

步骤B：对圆柱形状锻件的两端进行压平锻造，使锻件的两端形成平板，使锻件的中间部位锻造成圆柱加圆台的形状；使整个锻件形成预成型中间坯，所述预成型中间坯包括：圆柱、位于所述圆柱两端的圆台、以及位于所述圆台两端的平板；

步骤C：将所述预成型中间坯放置在船用柴油机曲柄弯曲锻造工具的下模具上；

步骤D：使用船用柴油机曲柄弯曲锻造工具的上模具抵压在所述预成型中间坯上，对所述预成型中间坯进行锻造成型。

进一步地，

步骤C具体包括步骤C1：使所述平板支撑在所述V形开口上，所述平板的两端伸出所述V形开口，使所述V形开口包容所述圆柱以及圆台。

进一步地，

步骤D具体包括步骤D1：使所述上模具底面抵压在所述圆柱的圆弧面上，对所述预成型中间坯进行锻造成型。

进一步地，所述V型砧的V型夹角大于所述V形开口的夹角。

进一步地，所述V型砧的V型夹角为25至28度。

进一步地，所述V形开口的夹角为14至16度。

本发明设计了具有向上凹陷的圆弧形底面的V型砧，并重新设计了预成型中间坯的形状，该预成型中间坯包括：圆柱、位于所述圆柱两端的圆台、以及位于所述圆台两端的平板；该圆弧形底面能够与预成型中间坯的圆柱相配合，并且圆台能够与下模具的V形开口相配合，因此，本发明的模具和预成型中间坯的配合，消除了传统模具与锻坯接触部位及周围区域这些主要塑性变形部位形成的不规则形变，以及形变缺陷，可消除内凹、超宽、堆积等锻造缺陷，提高材料利用率，降低产品的生产成本。

附图说明

图1为现有的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法的原理示意图，其中，尚未进行弯曲锻造；

图2为现有的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法的原理示意图，其中，完成了弯曲锻造；

图3为本发明的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法采用的预成型中间坯的立体图；

图4为本发明的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法采用的预成型中间坯的主视图；

图5为本发明的船用柴油机曲柄弯曲锻造方法采用的预成型中间坯的俯视图；