[发明专利]一种自由锻制大型曲拐的组合芯模及使用方法

说明书

本发明涉及一种自由锻制大型曲拐的组合芯模及使用方法。包括模体和模柄，模柄与模体成铲形，模体前部为铲头，后部为铲尾，铲尾厚度大于铲头厚度，铲尾厚度大于所述铲头厚度的芯模设置为两只或两只以上，每只芯模的铲尾与铲头厚度差不同，对曲拐型腔进行梯级锻制，按模体厚度差从大到小的顺序不断更换芯模，逐渐锻制曲拐型腔，使型腔渐进成型，最后用无厚度差的不同厚度的芯模进一步对型腔反复锻制，使曲拐内部的型腔更接近设计要求，并且能够实现锻件的金加工余量最小。由于芯模频频更换，因而芯模温度不会太高，避免了粘模，锻件成型好，模具使用寿命长。

技术领域

本发明涉及一种锻造模具及使用方法，具体涉及一种大型曲拐内腔锻制成型的组合芯模及其使用方法，属于锻造技术领域。

背景技术

曲轴是发动机机械能对外传输的关键部件，曲拐是将往复运动转换为旋转运动的重要零件，大型曲轴的曲拐受力大而复杂，因此要有足够的刚度、强度和承受冲击载荷的能力，为了满足上述性能要求，通常选用锻制曲拐。锻制曲拐的过程非常复杂，目前公知先进的工艺为两火次锻造，第一火次：拔长、镦粗、拔至初步设定尺寸，再镦至适当尺寸，进一步拔至设定尺寸，再进行多道工序锻制出凸台和双翅；第二火次：双翅压薄拔长精整至设定尺寸，锻制半圆柱体曲颈，再将双翅绕曲颈折弯，最后双翅压合终锻成型。上述工艺中，镦粗、拔长、锻圆和折弯都有特定的砧模，双翅压合终锻成型的过程中，因为模具形状和锻造工艺设计不科学，常常出现双翅压合不到位，高温导热还会造成粘模，导致压合模具和锻件损坏。

发明内容

本发明提出一种自由锻制大型曲拐的组合芯模及使用方法，在曲拐终锻工艺中，设置一组用于内腔成型的芯模，进行梯级锻制，实现锻件渐进成型的目的。

一种自由锻制大型曲拐的组合芯模，每个芯模包括模体和模柄，所述模体与模柄连体，模柄与模体成铲形，所述模体前部为铲头，后部为铲尾，其特征在于：

所述铲尾厚度大于所述铲头厚度，沿铲头到铲尾的截面为等腰梯形；

所述铲尾厚度大于所述铲头厚度的芯模，设置为两只或两只以上，每只芯模上所述等腰梯形腰与底之间的夹角不同；

所述铲头厚度与铲尾厚度相同，沿铲头到铲尾的截面为矩形；

所述铲头厚度与铲尾厚度相同的芯模设置为1-3只，每只芯模上所述矩形的宽不同。

优选地，所述铲头前端设有内凹的弧，所述弧的曲率与所述曲拐锻件的曲颈部曲率相同。

进一步地，所述模体的左右宽度与锻件的工艺尺寸相同。

一种自由锻制大型曲拐的组合芯模的使用方法

步骤1、将 “人”字形曲拐锻件置于锻造机大平砧和上砧之间，用铲头和铲尾厚度差最大的芯模插入锻件的开口中，模体上内凹的弧插入到所述“人”字形锻件内顶部，上砧下压，压合“人”字两边，“人”字锻件两边靠近，上下翻转再锻压，锻件两边贴近模体；

步骤2、依序更换铲头和铲尾厚度差逐步减小的芯模，重复步骤1动作，“人”字锻件两边进一步贴合；

步骤3、更换铲头和铲尾厚度相同且模体厚度最大的芯模，重复步骤1的动作，“人”字锻件两边平行贴合芯模，四面翻转锻件进一步锻制；

步骤4、依序更换铲头和铲尾厚度相同且模体厚度逐个减小的芯模，重复步骤3的动作，完成型腔终锻。

本发明中，将锻制曲拐型腔的芯模梯级设置，按模体厚度差从大到小的顺序不断更换芯模，逐渐锻制曲拐型腔，使型腔渐进成型，最后用无厚度差的不同厚度的芯模分别对型腔反复锻制，使曲拐内部的型腔接近设计要求，并且能够实现锻件的加工余量最小。更换芯模锻制能有效控制模具温升，避免了粘模事故。锻件成型好，模具使用寿命长。

附图说明

附图1为本发明主视结构示意图，

附图2、3为模体后部厚度大于前部厚度的剖面图，

附图4为模体前后部厚度相同的剖面图，