專利名稱：船用大型柴油機曲軸曲拐制造工藝及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及船用大型柴油機曲軸曲拐的生產工藝及裝置。
背景技術：
隨著我國船舶工業(yè)的迅速發(fā)展，目前我國造船業(yè)對船用鍛件的要求急劇上升，這就要求我國的鍛件制造廠家改變觀念，盡快開發(fā)出新鍛件和新工藝，滿足造船業(yè)的要求，以減少進口。曲軸是大型船舶柴油機的重要部件，性能要求很高，按其制造方法可分為鍛造或鑄造的整體式曲軸；由鍛造和鑄造的曲拐組裝或焊接的組合、半組合式曲軸。整體式曲軸受冶煉和鍛造能力的限制，只局限于小型曲軸。大型曲軸必須采用組合法生產，組合式曲軸鍛造的難點在于曲拐鍛造。
目前世界上制造曲拐部件的方法主要是彎鍛法，其次是塊型鍛造法、環(huán)鍛法、模鍛法。
彎鍛法的變形過程是先壓成扁坯，然后在彎曲模架上彎曲，再修整成形。它的最大優(yōu)點是成形容易，金屬纖維流向好，所需裝置功率相對較小。目前世界上大多數(shù)國家多采用此方法生產曲拐，但因彎鍛時容易發(fā)生折疊，合格率不高，且火次高、能耗大、時間長、成本較高。
塊型鍛造法是將毛坯鍛成一個方塊，再機加成形。用這一方法鍛制曲拐不僅余量大，成本高，而且質量差，加工后曲臂內側常出現(xiàn)嚴重鬼線以及疏松等缺陷，合格率不高。
環(huán)鍛法是用空心鋼錠或經沖孔的鋼環(huán)先鍛出U型毛坯，然后壓出毛坯兩面的錐度，再通過帶有一個模鍛塊的立式模使毛坯成形。它的優(yōu)點是零件加工余量小，受力狀態(tài)好，同時有較好的金屬流向。但是這種方法成形困難，工藝復雜，不易操作。
模鍛法只有日本制鋼所曾用過，是在100MN自由鍛水壓機上進行的胎模鍛，但因其工裝費用高，使用裝置噸位大，成本很高，日本目前已放棄此方法。
由于大型曲軸曲拐的生產難度大及其他原因，目前，國內船用大型柴油機曲軸全部依賴進口，價格高、周期長。曲軸已成為我國船舶工業(yè)發(fā)展的“瓶頸”，為國內造船工業(yè)的發(fā)展，必須實現(xiàn)曲軸的國產化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的旨在提供一種合格率高、金屬流線良好、組織致密、機加費用低、材料利用率高、工序短、成本低的船用大型曲軸曲拐的制造工藝及裝置。
本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為船用大型柴油機曲軸曲拐制造工藝，其具體步驟為1、制坯通過倒棱、鐓粗、拔長把鋼錠壓成長、寬、高等符合要求的塊形毛坯，2、先將凹模預熱到200～300℃，將加熱好的坯料放入凹模內，開進水壓機，3、將鐓粗盤緩緩放下，再緩緩加壓，將坯料推到凹模底并加壓，使坯料產生一定量的鐓粗變形，直至坯料貼緊模壁為止，4、卸下鐓粗盤，開出水壓機，將鐓粗盤調走，5、再開進水壓機用板形沖頭將坯料沖一定深度的淺槽，提起沖頭，在槽內加入適當碳粉，再沖壓到規(guī)定的深度后退出沖頭，開出水壓機，將工件頂出，6、模鍛變形完后，再進爐熱處理。
船用大型柴油機曲軸曲拐制造裝置，包括模鍛水壓機、凹模部件及板形沖壓頭部件，凹模部件有四塊凹模塊2、5，四塊凹模塊上下分別用壓模圈1、定模圈3固定，定模圈3中部有頂出桿4，板形沖頭部件的板形沖頭17上部有沖頭調整座12，沖頭上部裝一墊片13，墊片兩邊有調節(jié)桿15、調節(jié)螺母14，下部有鐓粗盤18，鐓粗盤18通過裝卸銷16與板形沖頭17相連。
用本發(fā)明方法，可生產出MAN B&M和WNSD柴油機全部機型的曲軸曲拐部件，機型包括6S35MC、6S42MC-7、6S46MC-C、6L50MC-5、6S50MC-6、6S50MC-C、6L60MC、6S60MC-6、6S60MC-C、6L70MC-6、6S70MC、6K80MC-C、7S80MC-C、6S90MC-C、7K98MC-C。
本發(fā)明工序短、效率高，生產的船用大型柴油機曲軸曲拐，經檢測，證明其尺寸、外形、內外質量和機械性能好。


圖1a、b是凹模部件結構主、側視1c是圖1a的俯視1d是圖1b的仰視2a、b是凹模部件結構主、側視中還有模底塊6、螺釘7、墊圈8、定位銷9、10、內六角螺釘11。
具體實施例方式
本發(fā)明的制造工藝具體步驟為制坯，加熱，凹模預加熱，將坯料放入凹模內，將鐓粗盤緩緩放下，緩緩加壓，將坯料推到凹模底并加壓，使坯料鐓粗變形，直至模壁，卸下鐓粗盤，將鐓粗盤調走，用板形沖頭將坯料沖一定深度的淺槽，退出沖頭，頂出工件，進爐熱處理。
制造裝置包括模鍛水壓機，由凹模塊、壓模圈、定模圈組裝的凹模部件，由板形沖頭、鐓粗盤等組裝的板形沖頭部件。
下面參照附圖詳述本發(fā)明，模鍛變形前先將凹模預熱到200～300℃，在凹模底部加入少許碳粉，凹模內表面、沖頭表面涂脫模劑，以便出模。將加熱好的坯料放入凹模內，放正放好，開進水壓機。將鐓粗盤緩緩放下，看是否正對毛坯，調整好后，再緩緩加壓，將坯料推到凹模底并加壓，使坯料產生一定量的鐓粗變形，直至坯料貼緊模壁為止。然后卸下鐓粗盤，開出水壓機，將鐓粗盤調走。再開進水壓機用板形沖頭將坯料沖一定深度的淺槽，提起沖頭，在槽內加入適當碳粉，再沖壓到規(guī)定的深度后退出沖頭，開出水壓機，將工件頂出，進爐熱處理。
鐓粗變形時，采用了從局部變形到全面變形的過程，從而減少鐓粗變形力，為此，就可以用較小噸位的水壓機生產較大的曲軸曲拐。
參照圖1，凹模部件采用四塊凹模塊加一個壓模圈和一個定模圈組裝而成，這樣既有利于模具的制造、降低成本，又全面提高了凹模的使用性能使模具不易變形和產生裂紋，將顯著提高模具的使用壽命。
參照圖2，板形沖頭部件由沖頭調整座、板形沖頭、調節(jié)桿、裝卸銷、鐓粗盤組裝而成，其特點是板形沖頭位置的前后、左右、旋轉角度可以在一定范圍內調節(jié)，這樣就可以確保沖頭與凹模的吻合，以防止變形過程中的模具損壞。另外在板形沖頭上掛上鐓粗盤，鐓粗盤在使用過程中，可以裝卸自如，鐓粗盤的使用使毛坯鐓粗變形和擠壓變形可以同時進行，也就是一起完成，提高了生產效率。
兩套模具均設計了導向軌和導向槽，確保曲拐在變形過程中產生的偏心控制在要求范圍內，從而大大提高了曲拐產品合格率和材料利用率。
權利要求
1.船用大型柴油機曲軸曲拐制造工藝，其特征在于，其具體步驟為1)制坯通過倒棱、鐓粗、拔長把鋼錠壓成長、寬、高符合要求的塊形毛坯，2)先將凹模預熱到200～300℃，將加熱好的坯料放入凹模內，開進水壓機，3)將鐓粗盤緩緩放下，再緩緩加壓，將坯料推到凹模底并加壓，使坯料產生一定量的鐓粗變形，直至坯料貼緊模壁為止，4)卸下鐓粗盤，開出水壓機，將鐓粗盤調走，5)再開進水壓機用板形沖頭將坯料沖一定深度的淺槽，提起沖頭，在槽內加入適當碳粉，再沖壓到規(guī)定的深度后退出沖頭，開出水壓機，將工件頂出，6)模鍛變形完后，再進爐熱處理。
2.船用大型柴油機曲軸曲拐制造裝置，其特征在于包括模鍛水壓機、凹模部件及板形沖壓頭部件，凹模部件有四塊凹模塊(2)、(5)，四塊凹模塊上下分別用壓模圈(1)、定模圈(3)固定，定模圈(3)中部有頂出桿(4)，板形沖頭部件的板形沖頭(17)上部有沖頭調整座(12)，沖頭上部裝一墊片(13)，墊片兩邊有調節(jié)桿(15)、調節(jié)螺母(14)，下部有鐓粗盤(18)，鐓粗盤(18)通過裝卸銷(16)與板形沖頭(17)相連。
全文摘要
船用大型柴油機曲軸曲拐制造工藝及裝置，涉及船用大型柴油機曲軸曲拐的生產工藝及裝置。制造工藝具體步驟為制坯，加熱，凹模預熱，將坯料放入凹模內，將鐓粗盤緩緩放下，緩緩加壓，將坯料推到凹模底并加壓，使坯料鐓粗變形，直至坯料貼緊模壁，卸下鐓粗盤，將鐓粗盤調走，用板形沖頭將坯料沖壓到規(guī)定的深度后，退出沖頭，頂出工件，進爐熱處理。制造裝置包括模鍛水壓機，由凹模塊、壓模圈、定模圈組裝的凹模部件，由板形沖頭、鐓粗盤等組裝的板形沖頭部件。用本發(fā)明可生產MAN B&M和WNSD低速大馬力柴油機全部機型上的曲軸曲拐部件，用本發(fā)明方法生產的曲軸曲拐的尺寸、外形、內外質量和機械性能均達到國際標準，完全能用于船用大型柴油機曲軸。
文檔編號B21J1/00GK1616162SQ200410060819
公開日2005年5月18日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權日2004年9月9日
發(fā)明者周德祥, 鄒衛(wèi), 沈成義, 徐杰, 談力, 陳國遂, 吳宏偉 申請人:武漢重工鑄鍛有限責任公司