[發明專利]一種全纖維曲軸鐓擠成形過程組合模具軸向間距調整方法

有效

• 申請號: 201811524403.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109622856B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 林軍;陳強;康鳳;黃樹海;胡傳凱;夏祥生;趙祖德
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五九研究所
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J5/08;B21J5/06;B21K1/08;G06F30/20
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 李玉州

本發明公開了一種全纖維曲軸鐓擠成形過程組合模具軸向間距調整方法，該方法針對鐓擠成形工藝所采用的組合模具結構將不可避免的產生軸向塑性流動、造成主軸頸長度超差的問題，依據預制坯、曲軸鍛件、組合模具的幾何參數，在成形前調整組合模具的水平間距，可以將單個主軸頸軸向長度控制在設計值的±0.5mm范圍之內，曲軸的每個曲臂加工余量偏差值≤1mm，應該方法可有效提高了全纖維曲軸鍛件成品率、質量一致性。

技術領域

本發明屬于精密塑性成形工藝及設備領域，具體說就是一種全纖維曲軸鍛件成形工藝方法，可用于各種鐓擠復合成形（或稱為全纖維成形）裝置上。

背景技術

現有柴油發動機較大幅度的提高升功率密度、同時減少其主要零部件尺寸。曲軸是發動機最重要的零部件，其疲勞性能直接影響到發動機運行的可靠性。傳統自由鍛等工藝制備的曲軸疲勞強度不匹配高功率密度發動機的需求。鐓擠復合成形制備的曲軸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。

鐓擠成形工藝采用的是逐拐成形方式，該工藝在成形各拐時，必須對當前成形曲拐進行角度定位，確保各拐之間的角度。目前，在鐓擠成形過程中，組合模具的間距一般按照臺階軸毛坯圖和鍛件圖的設計尺寸進行計算。然而，直接依據兩個圖紙的設計值導致的問題是：一、加熱后的坯料難以放入模具中；二是成形后的單個曲拐軸向長度嚴重超差。

為了確保曲軸軸向尺寸滿足設計要求，計算組合模具內部的間距、各個組合模具之間的間距就尤為重要。

發明內容

針對曲軸鐓擠成形過程時上料對組合模具內部與各個組合模具之間的間隙要求，提高了一種全纖維曲軸鐓擠成形過程組合模具軸向間距調整方法，該方法的解決過程如下：

在不改變臺階軸毛坯與曲軸鍛件原始設計的情況下，通過調整組合模具水平間距，提高曲軸鍛件主軸頸軸向方向長度的尺寸精度。

鐓擠成形模具的水平鐓粗模和水平止推模間距，假設臺階軸毛坯的主軸頸、連桿頸、曲臂區的軸向長度分別為P_Z、P_L、P_Q；曲軸鍛件單拐主軸頸和連桿頸軸向長度、曲臂軸向厚度為F_Z、F_L、F_Q；鐓粗模厚度為T_D；鐓粗模用于固定坯料的長度為Dz；曲軸共有N個曲拐；各拐從左至右依次成形等已知條件下，依據下列方法確定各個曲拐成形前的模具在水平方向的間距：

（1）第1個曲拐成形前，左右兩側的水平鐓粗模和錯拐模間距L1均設置為PZ+PQ-FQ+5mm~25mm；右側水平鐓粗模中的成形和止推模間距L2為PL+0.5×(PZ?DZ)。

（2）第2~N-1個曲拐成形時，左右兩側的水平鐓粗模和中間錯拐模間距均L1設置為PQ-FQ+5mm~25mm；右側水平鐓粗模和止推模間距L2為PQ+1mm~5mm；左側水平鐓粗模和止推模間距L0為FQ+2mm~10mm，且L0+DZ=FZ+FQ-1mm~2mm。

（3）第N個曲拐成形時，左右兩側的水平鐓粗模和中間錯拐模間距均設置為PQ?FQ+5mm~25mm；左側水平鐓粗模和止推模間距L0為PQ+2mm~5mm，且L0+DZ=FZ+FQ?1mm~2mm，L2于與毛坯設計尺寸相等。

本發明在不改變臺階軸毛坯與曲軸鍛件原始設計的情況下，通過調整組合模具水平間距，提高曲軸鍛件主軸頸軸向方向長度的尺寸精度。

附圖說明

圖1 為曲軸鍛件關鍵尺寸；

圖2為圖1左部的放大圖；

圖3為第1拐成形組合模具位置及參數定義；

圖4為圖3左部的放大圖；

圖5為第2拐至第N-1拐成形的組合模具相對位置；