[發(fā)明專利]一種專用于鐓擠復(fù)合成形的臺(tái)階軸預(yù)制坯設(shè)計(jì)方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711375719.3 | 申請日： | 2017-12-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108097865B | 公開（公告）日： | 2019-09-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 林軍;陳強(qiáng);黃樹海;康鳳;夏祥生;胡傳凱;趙祖德 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國兵器工業(yè)第五九研究所 |
| 主分類號(hào)： | B21K1/08 | 分類號(hào)： | B21K1/08;F16C3/06 |
| 代理公司： | 重慶弘旭專利代理有限責(zé)任公司 50209 | 代理人： | 周韶紅 |
| 地址： | 400039 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 臺(tái)階軸 預(yù)制坯 曲臂 全纖維曲軸 幾何結(jié)構(gòu) 充型 坯料 鐓擠 材料利用率 主軸頸長度 成形過程 復(fù)合成形 曲軸鍛件 彎曲應(yīng)力 不均勻 連桿頸 面積和 中間件 毛坯 成形 曲拐 止推 投影 改進(jìn) 分析 | ||
本發(fā)明公開了一種專用于全纖維曲軸鐓擠成形的臺(tái)階軸預(yù)制坯設(shè)計(jì)方法。在不改變曲軸鍛件尺寸的條件下，采用了不均勻曲臂區(qū)坯料長度用于臺(tái)階軸幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是在于不改變臺(tái)階軸預(yù)制坯的連桿頸、主軸頸長度的基礎(chǔ)上，改進(jìn)曲臂區(qū)坯料長度。本發(fā)明通過分析臺(tái)階軸毛坯/中間件與水平止推模在水平方向的投影面積和成形過程曲臂充型的先后順序的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)臺(tái)階軸預(yù)制坯幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新方法，從而實(shí)現(xiàn)了單個(gè)曲拐等厚度曲臂的同步充型、提高材料利用率、減少錯(cuò)拐模彎曲應(yīng)力。本發(fā)明可提高全纖維曲軸質(zhì)量一致性的優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及到鐓擠復(fù)合成形的臺(tái)階軸預(yù)制坯設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)
如圖1所示，多拐曲軸的各個(gè)曲拐圍繞軸向方向?qū)ΨQ分布，從精密塑性成形領(lǐng)域來說，屬于空間復(fù)雜形狀類鍛件。
鐓擠復(fù)合成形制備的曲軸流線沿其外形連續(xù)分布，能夠較大的提高其耐疲勞性能，是高性能曲軸的首選成形工藝。該工藝采用臺(tái)階軸為預(yù)制坯（如圖2所示），通過逐拐成形方式（如圖3所示）制備多拐曲軸，其水平方向的鐓粗依靠左右鐓粗模（均由上下鐓粗模組成），由于鐓粗模中心為孔狀，極易產(chǎn)生軸向流動(dòng)，因此在鐓粗模兩側(cè)分別增加一副止推模（圖3止推模由上下兩部分組成）。一般來說，全纖維曲軸鍛件的每個(gè)曲拐兩個(gè)曲臂壁厚相等，當(dāng)臺(tái)階軸預(yù)制坯的曲臂區(qū)坯料長度相同時(shí)，由于止推模與坯料在軸向方向上的接觸面積不同，在成形過程中出現(xiàn)了水平鐓粗成形時(shí)的有區(qū)別的金屬流動(dòng)，造成單個(gè)曲拐的曲臂區(qū)完成充型時(shí)間的先后順序不一致，在接觸面積較大的一側(cè)充型較早，產(chǎn)生的主要問題是：
一是左右金屬流動(dòng)狀態(tài)不一致，錯(cuò)拐模承受了額外彎曲應(yīng)力，多次使用后可產(chǎn)生早期斷裂，模具壽命較低；
二是左右曲臂完成充型時(shí)間不一致，使得金屬在水平方向產(chǎn)生異常軸向流動(dòng)，形成曲軸形位精度差，產(chǎn)品質(zhì)量一致性低。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，提出了一種專用于鐓擠復(fù)合成形的臺(tái)階軸預(yù)制坯設(shè)計(jì)方法。
具體的，采用下面的方法：本在不改變曲軸鍛件尺寸的條件下，采用了不均勻曲臂區(qū)坯料長度用于臺(tái)階軸幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是在于不改變臺(tái)階軸預(yù)制坯的連桿頸、主軸頸長度的基礎(chǔ)上，改進(jìn)曲臂區(qū)坯料長度（三個(gè)區(qū)域的分類如圖2所示）。曲臂區(qū)坯料長度比值依賴于坯料與左右止推模接觸面積的比值，由下列方法決定。
假定曲軸由N個(gè)曲拐，以第一個(gè)成形的曲拐為左方向，那么：
（1）第1拐成形時(shí)，臺(tái)階軸預(yù)制坯的曲臂區(qū)坯料長度比為0.95~1.00；具體值的選用方法：分別計(jì)算左止推模與坯料的接觸面積S
（2）第2~N-1曲拐至倒數(shù)成形時(shí)，臺(tái)階軸預(yù)制坯的曲臂區(qū)坯料長度比為0.90~0.98；具體值的選用方法：分別計(jì)算左止推模與坯料的接觸面積S
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