單拐曲軸鍛件的鍛造工藝
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發(fā)表時(shí)間：2019-01-26 15:57
單拐曲軸按其形狀尺寸和工藝要求的不同，有兩種鍛造方法。第—種是采用拔長(zhǎng)一切肩一沖孔工藝，可以鍛出拐身開擋和軸頸。另一種是采用拔長(zhǎng)切肩一拔桿工藝，不能鍛出拐身開擋和軸頸。
1.工藝I
對(duì)于需要鍛出拐身開擋和軸頸的單拐曲軸鍛造工藝，下面以42CrMo鋼單拐曲軸為例，說(shuō)明鍛造操作及質(zhì)量控制的特點(diǎn)。圖所示為單拐曲軸鍛件圖。
該單拐曲軸選用鋼錠鍛造，需切冒口20%-25%，切底部5%-7%,取鋼錠的利用率為70%-75%、坯料系兩件下料，總質(zhì)量為329kg。選用的鋼錠質(zhì)量為：
主要鍛造工序是拔長(zhǎng)、切肩、沖孔、切割及摔圓等，三火次鍛造完工。鍛件的工藝損耗有火耗、沖孔芯料、切割連皮等，總耗量取20%。坯料質(zhì)量計(jì)算如下：m坯=m鍛(1+20% )
邊長(zhǎng)為300mm的正方體鋼錠的質(zhì)量為600kg,符合要求。但其截面面積太小，直接進(jìn)行拔長(zhǎng)鍛造，鍛造比僅為1.79,達(dá)不到工藝要求，會(huì)降低鍛件的內(nèi)部質(zhì)量。因此，鍛造時(shí)采用先鐓粗再拔長(zhǎng)工藝來(lái)增大鍛造比。單拐曲軸鍛造工藝如圖所示。
鍛造時(shí)所使用的工具有單面三角刀、墊鐵、圓摔、剁刀、扁方?jīng)_等。此外，切除沖孔連皮還需扣棍一根，測(cè)量拐舞及軸頸的形狀尺寸還需樣板一塊。采用拔長(zhǎng)一切肩工序，其缺點(diǎn)是拐身金屬纖維被切斷，力學(xué)性能下降。為防止金屬纖維被切斷，選用單面三角刀的刃口要有適當(dāng)?shù)膱A弧。
40CrMo材料的導(dǎo)熱性較差。先在900℃裝爐均熱一段時(shí)間，以減少金屬內(nèi)外溫差所引起的熱應(yīng)力，避免鍛造中開裂。再快速加熱至 1150-1180℃,保溫一段時(shí)間后出爐鍛造。鍛造時(shí)先切去鋼錠冒口，鐓粗到長(zhǎng)500mm后，拔長(zhǎng)成扁方。拔長(zhǎng)時(shí)應(yīng)從鋼錠的中間向兩端拔，使鋼錠內(nèi)部的疏松、非金屬夾雜等擠向兩端被切除，以提高鍛件的使用性能?？紤]到曲拐處因切肩和鍛軸頸會(huì)引起拉縮，切肩前扁方坯的高度方向應(yīng)留有足夠的修正余量。僅從一邊切肩時(shí)，余量一般取曲拐 高度的12%,兩邊都切肩時(shí)，余量取25%。這里拔長(zhǎng)成高300mm、寬180mm的扁方，然后切除錠尾。
右端軸部分的質(zhì)量為40kg。根據(jù)體積不變定律，在距端面95mm處切肩，切肩印痕為llOmm。拐身鍛造難度大，鍛造時(shí)曲拐兩側(cè)有 余面，還有沖孔芯料、切去連皮等損耗，所以將拐身質(zhì)量由70.5kg 增加到80.5kg。由此得出拐身切肩長(zhǎng)度為190mm，切肩深度仍為110mm。將右端95mm長(zhǎng)的切肩拔成125mm長(zhǎng)的方坯，然后倒角成對(duì)邊距為125mm的八角形。
采用單面切割的方法，在距拐身左側(cè)85mm處切下一件。將切割斜面凸出的一端胃在軸桿一邊。
將一端已拔長(zhǎng)的鍛坯局部加熱后，按上述方法將另一端拔長(zhǎng)成對(duì)邊距為125mm的八角形。
沖孔是鍛制拐身軸頸的關(guān)鍵，不能沖偏。沖孔前先擊平拐身的前后平面，然后用60mm×1OOmm的扁方?jīng)_頭在拐身平面上選準(zhǔn)位置沖孔。沖穿后沖頭留在孔內(nèi)，待修正拐身平面后再擊出沖頭。
第三次送入爐內(nèi)加熱時(shí)，由于變形量不大，加熱溫度不宜太高。
將兩端八角形軸桿分別拔長(zhǎng)滾圓成直徑為φ106mm和φl0mm，然后摔圓，切除料頭。
用扣棍去除拐身處連皮后，立即用狹摔子摔圓φ140mm的軸頸。摔圓時(shí)注意拐身長(zhǎng)230mm,不能超差。***后將軸鍛件校直，放人砂中緩慢冷卻。用同樣的工序再鍛造切下的另一件。
如曲軸帶有力學(xué)性能試驗(yàn)試棒，需軸向放長(zhǎng)100mm,試棒位置應(yīng)在鋼錠的冒口端。
2.工藝II
圖所示的單拐曲軸，形狀與上圖相似，僅尺寸不同。這里的拐身開擋和軸頸不鍛出，采用鍛扁方、切肩、拔長(zhǎng)等工藝。圖為單拐曲軸的鍛造工藝。
材料：45鋼；鍛件質(zhì)量：66kg;坯料質(zhì)量：78kg;坯料尺寸: φ180mm x 390mm。
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