[发明专利]曲轴全纤维弯曲镦锻方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工过程中金属塑性成形工艺，特别是涉及一种大型压缩机用曲轴的全纤维弯曲镦锻方法。

背景技术

如图1所示，大型压缩机用曲轴与传统的机车、船机曲轴有很大的区别，一是曲拐之间角度分布不规则；二是曲柄形状怪异；三是曲柄厚度和外形尺寸差异较大。目前，国内外的大型压缩机曲轴典型的锻造工艺为自由锻造，将钢锭镦锻成圆棒料，然后通过机加工完成整个曲轴的加工。该工艺的缺点在于：1、成本高，材料利用率低，低于30%；2、余量过大造成机加工周期长，一支自由锻曲轴锻件粗加工工序需要2个月以上。

发明内容

本发明的目的就是提供一种材料利用率高，加工周期短的曲轴全纤维弯曲镦锻方法，能完全解决上述技术问题。

本发明的目的通过下述技术方案来实现： 

一种曲轴全纤维弯曲镦锻方法，包括以下步骤：

a.圆棒料进行预锻；

b.镦锻成形第二曲拐，第二曲拐终锻完成后，第三曲柄臂完全形成，第二曲柄臂成半成形状态；

c.镦锻成形第一曲拐，第一曲拐终锻完成后，第二曲柄臂和第一曲柄臂完全镦锻成形；

d．循环上述步骤，逐个曲拐镦锻完成整个曲轴的锻造；

e.按照设计图纸对锻造完成的曲轴进行机加工，得到曲轴成品。

进一步，所述圆棒料是利用镦锻装置将钢锭镦锻形成的圆棒料。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

操作简便、实用，镦锻过程中使用曲轴镦锻模具，经过镦锻后的曲轴锻件具有与曲轴成品外形轮廓接近的形状结构，减小了为后续机加工预留的加工余量，从而缩短了加工周期，节约了加工费用，材料利用率显著提高，达到55%以上，节约大量材料费用。而且，采用全纤维弯曲镦锻法，曲轴金属纤维连续，曲轴综合机械性能、疲劳强度和安全系数都大大提高。实践证明，弯曲镦锻法较自由锻造曲轴的疲劳强度提高了20%，同时节约金属40-60%，减少加工余量，可以节省机械加工工时约1/3，提高安全系数19%。

附图说明

图1是本发明中对圆棒料预锻的示意图；

图2是本发明加工余量示意图；

图3是本发明中成形第二曲拐的示意图；

图4是本发明成形第二曲拐后曲轴的状态图；

图5是本发明中成形第一曲拐的示意图；

图6是经本发明各步骤后成形的曲轴结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图6所示，一种曲轴全纤维弯曲镦锻方法，包括以下步骤：

a.利用镦锻装置将钢锭镦锻形成圆棒料，对圆棒料进行预锻，如图1所示；根据压缩机曲轴成品图设计锻件图，在设计第二曲柄臂A的锻件图时，根据弯曲镦锻法的特点需要充分考虑曲柄臂周向余量的大小以及余块的合理增加，如图2所示。

b.如图3和图4所示，镦锻成形第二曲拐A，第二曲拐A终锻完成后，第三曲柄臂3完全形成，第二曲柄臂2成半成形状态；

c.如图5所示，镦锻成形第一曲拐B，第一曲拐B终锻完成后，第二曲柄臂2和第一曲柄臂1完全镦锻成形；

d．如图6所示，循环上述步骤，逐个曲拐镦锻完成整个曲轴的锻造；

e.按照设计图纸对锻造完成的曲轴进行机加工，得到曲轴成品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。