[发明专利]大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺

说明书

本发明涉及大型船用发动机零部件技术领域，尤其涉及一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺，包括槽型模套和模具，还包括方冲头和布置在模套内的两个滑块，方冲头的下端侧面开设半圆形的通孔，模具的内侧面和锻坯的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块分别和锻坯的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头的通孔的两侧底端分别用来下压两个滑块，锻坯的两侧对称布置左冲头和右冲头，方冲头根据实际吨位挤压，减小锻坯应变集中，通过挤压直接模锻成基本外形，减少后期机加工，提高材料利用率，左冲头和右冲头同时挤压锻坯可以将后序工序中原本需要钻孔的曲柄的主轴孔所在区域金属挤压到曲柄平衡块区域，进一步提高材料利用率。

技术领域

本发明涉及大型船用发动机零部件技术领域，尤其涉及一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺。

背景技术

大型船用低速曲轴是船用发动机的重要部件，此类曲轴因受冶炼和锻造吨位的限制，目前世界范围内无法生产一体式曲轴。因此这种曲轴多为组合式或半组合式(即分部件制造，最终组装到一起)，组合式曲轴的难点在于曲柄部件的锻造，我国2005年才取得大型船用组合式曲轴零的突破。国际上对于单个大型曲柄的锻造方法通常有块锻法、环锻法、镦锻法和弯锻法。弯锻法由于操作简单、金属纤维流向好、所需设备锻压能力小，成为韩国、西班牙等造船强国主流的大型曲柄锻造方法。锻压方式为钢锭锻成T型半成品然后弯曲、压扁两耳，最后机加工成形。但这种多次自由锻的锻造方法需要多次加热和大量的后期机加工，降低了材料利用率(60％-70％),加长了加工周期，部分流线被切断(尤其是连杆轴颈位置)，报废率高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的材料利用率不高的缺陷，提供一种可以大幅提高材料利用率的大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具及其加工工艺，使得材料利用率达90％以上。

为实现上述目的，本发明提出以下技术方案：一种大型船用组合式曲轴曲柄的加工模具，包括槽型模套和模具，模具布置在模套槽内且模具内部型腔用于放置曲柄的锻坯，还包括方冲头和布置在模套内的两个滑块，方冲头的下端侧面开设半圆形的通孔且通孔的圆弧形内孔壁和锻坯的上端相对布置，模具的内侧面和锻坯的其中两个相对的外侧面相贴，两个滑块分别和锻坯的另外两个相对的外侧面相贴，方冲头的通孔的两侧底端分别用来下压两个滑块，锻坯的两侧对称布置左冲头和右冲头，左冲头和右冲头均自模套和模具中穿过，型腔为方形且底端为锥形收口状。

进一步的，两个滑块和模套之间均布置摩擦垫铁。

优选的，所述锻坯的底端垂直连接导柱，导柱自模套的槽底中的通口中穿过。

一种大型船用组合式曲轴曲柄加工工艺，包括以下步骤：

A.按工艺要求锻打合适尺寸的锻坯；

B.将锻坯加热，锻坯加热的温度范围为1150℃～1250℃；

C.将模具预热至200℃左右，并将模具的型腔润滑，将加热后的锻坯放入模具的型腔中；

D.利用方冲头竖直挤压锻坯，直至设计行程；

E.方冲头停止运动，左冲头和右冲头同时向中心挤压至设计尺寸；

F.左冲头和右冲头退出，方冲头退出；

G.去除模套，打开模具，取出锻件。

有益效果：方冲头根据实际吨位挤压，减小锻坯应变集中，通过挤压直接模锻成基本外形，减少后期机加工，提高材料利用率，挤压时锻坯填充满连杆轴颈部位(图中a区域)。步骤E中左冲头和右冲头同时挤压锻坯可以将后序工序中原本需要钻孔的曲柄的主轴孔所在区域金属(图中b区域)挤压到曲柄平衡块区域(图中c区域)，进一步提高材料利用率，使得材料利用率达90％以上。

附图说明

图1是本发明的模具结构示意图；