[發明專利]一種車用曲軸的全纖維成形方法

有效

• 申請號: 201310538074.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103586390A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 康鳳;陳強;舒大禹;趙強;肖遠倫;胡傳凱
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B21K1/08
• 分類號: B21K1/08;B21J13/02
• 代理公司: 國防專利服務中心 11043
• 代理人: 江亞平

技術領域

本發明涉及精密塑性成形技術領域，尤其涉及一種車用曲軸的全纖維成形方法。

背景技術

車用曲軸是車輛發動機的關重部件之一，主要功能是將連桿傳來的推力轉變為扭矩，作為動力而輸出做功，其工作負荷大，承受著周期性變化的彎曲應力、扭轉應力及慣性力、振動產生的附加應力等作用，因此，對曲軸要求具備較高的強度、剛度、耐磨和耐疲勞、抗沖擊等良好的綜合機械性能。在鍛造過程中要保證曲軸內部和表面缺陷較少，組織結構合理、金屬纖維流向性好，形狀尺寸精確。

目前，錯拐曲軸常用的制造方法為傳統熱模鍛法和彎曲鐓鍛法。傳統熱模鍛法一般適用于小型曲軸，首先是棒料鐓粗制坯，再經過預鍛、終鍛最終成形出曲軸形狀，其特點是每個工步都是多個曲拐參與成形，成形力大，整個曲軸加熱次數多，飛邊復雜，工裝要求高。彎曲鐓鍛法也是逐拐依次成形，但成形完成后需要加入扭拐工序，將曲拐扭轉成形到所需角度，亦有新工藝在設備中集成裝備了專用角度分度裝置，可在成形時根據需要旋轉工裝，以達到曲軸曲拐的錯拐角度，但這對設備精度要求高，還需要添加獨立的專用裝置，成本和操作要求都較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種制件精度高、材料利用率高、操作工藝簡便的曲軸鍛件成形方法。

為解決上述技術問題：本發明提出了一種車用曲軸的全纖維成形方法，包括如下步驟：

步驟一、將棒料車削為帶臺階軸的預制坯料；

步驟二、將步驟一獲得的坯料中預制一個曲拐的坯料放置在加熱爐中加熱至鍛造溫度；

步驟三、曲拐成形

將經過步驟二加熱的預制坯料放入到曲拐模具中，然后將模具放入到全纖維鐓鍛設備中，同時完成彎曲和鐓擠成形，完成第一個曲拐成形后，冷卻；

步驟四、將定位模旋轉曲拐所需角度；

步驟五、將第二個曲拐預制坯料放置在加熱爐中加熱至鍛造溫度；

步驟六、將成形的第一曲拐放置到定位模中，同時將第第二個曲拐預制坯料放入到曲拐模具中，然后將定位模與模具放入到全纖維鐓鍛設備中，同時完成彎曲和鐓擠成形，完成第二曲拐的成形后，冷卻；

步驟七、重復步驟四至六，依次完成曲軸的所有曲拐。

進一步，所述步驟二中所述加熱爐為對開式加熱爐。

進一步，所述定位模包括定位上模與定位下模，定位上模與定位下模組成一個封閉的模腔，模腔的形狀與曲拐形狀一致；上、下定位模外表面有多個卡槽，每個卡槽相間一定角度，卡槽與模座上的卡扣對應，通過旋轉定位模來調整曲拐間定位角度；當將定位模旋轉到所需曲拐角度時，將模座上的卡扣嵌入到卡槽中。

進一步，所述卡槽間的角度按照曲拐要求配作。

進一步，所述定位模保證曲拐之間有120度的錯拐角度。

進一步，所述定位模保證曲拐之間有90度的錯拐角度。

本發明具有以下有益效果：

1、由于本發明為逐個曲拐依次成形，每次成形所需成形力較小，對設備要求不高。

2、由于本發明中的錯拐角度由定位模具保證，無需在設備中加裝專用角度控制裝置，也不需要在成形工序后再加入扭拐工序，所以獲得的曲軸流線連續，機械性能好。

3、由于本發明為逐拐加熱，即整個曲軸為一火次加熱，內部組織質量好。

4、傳統熱模鍛工藝不僅成形力大，工序多，飛邊損耗大，材料利用率低，還需加入切邊工序，而采用本發明所需成形力僅為傳統模鍛的1/3，所以材料利用率提高20％以上。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例1中的車用曲軸鍛件示意圖。

圖2為本發明具體實施例1中的預制坯料示意圖。

圖3為本發明具體實施例1中成形第I曲拐的示意圖。

圖4為本發明具體實施例1中成形第II曲拐的示意圖。

圖5為本發明具體實施例1中的車用曲軸鍛件三維示意圖。

圖6為本發明具體實施例2中的車用曲軸鍛件三維示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述，有必要在此指出的是，以下具體實施方式只用于對本發明進行進一步的說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的普通技術人員可以根據上述發明內容對本發明做出一些非本質的改進和調整。

每種曲軸都有多個曲拐組成，一個連桿軸頸、左右兩個曲柄臂，左右兩個主軸頸構成一個曲拐。

實施例1：

如圖1所示，一種PD150-6車用曲軸的全纖維成形方法，包括如下步驟：