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曲轴全纤维锻压工艺的运用

类型:论文前言 时间:2015年3月5日

曲轴的全纤维锻压工艺最早的是在西方发达国家最先研究成功,并且在多个国家具有十分广泛的应用,其是一种十分先进的曲轴锻造工艺,本文在论述曲轴概念的基础之上,分析了如何了全纤维锻压工艺的运用。
关键词:曲轴;全纤维;锻压工艺
引言
锻压这是制造业之中金属成形和加工的一种十分重要的生产手段,其不仅仅可以赋予产品一定的结构形状,而且能直接起到改善和提高产品组织性能的作用。随着科学的发展和工业化程度的提高,而锻压技术也获得一定程度的进步以及更新,当前不仅仅可以在常规金属材料加工之中有着十分重要的作用,同时其也可以在种种高合金钢、稀有金属合金、粉末冶金等等特种材料同产品的生产之中发挥着相当重要的作用。
1、曲轴概述
曲轴是发动机中重要的旋转件,主要功能是把各个活塞组件传来的压力转变为转矩,通过传动装置驱动车辆行驶;与此同时,还要驱动发动机的配气机构及其他辅助设备和电气装置。由于气缸内的压力作用是连续的,曲轴所受扭转则是波动的,因此旋转中伴随有较为激烈的振动。因此曲轴在工作中除了正常磨损外,还会出现其他一些损伤,影响发动机的正常工作。
全纤维曲轴是将一根圆形钢棒,放在一套专用的模具内挤压而成。由于这种曲轴具有连续不断的金属纤维,大大提高了它的抗冲击和耐疲劳性能,延长了使用寿命,并可节约一半左右的钢材,减少70%加工时间。
曲轴的全纤维锻压工艺最初是由法国R.Raede-err研究成功的,近十余年来已有许多国家先后引进此项新技术并予以采用。它是目前一种先进的曲轴锻造工艺方法。全纤维锻压工艺是利用曲轴本身的形状特点,在专用的模具内,借助墩粗和弯曲的联合工序,将一根加热了的圆形坯料分拐进行锻压。成形过程可用下面示意图(图1)来说明

图1曲拐成形过程示意图
2、曲轴的全纤维锻压工艺简介
2.1、全纤维锻造工艺模具设计
以18×64mm曲轴为例,可以看出,除了耳板两端螺栓孔之外,其余表面皆为净锻表面。拔长型槽设计(计算从略)。拔长坎部高度a=22mm,长度c=30mm,宽度B=60mm,深度h=30mm.(2)滚挤型槽设计。滚挤型槽高度计算如表2所示。滚挤型槽钳口部分尺寸:n=0.2d坯+6=12mm;m=(1~2)n=24mm、取m=25mm;R=0.1d坯+6=9mm、取R=10mm;宽度B=60mm.。切断型槽使用后切刀,其可以布排在锻模左后方,15°斜排。为了确保锻造之时错移量最小,其可以较为便捷安全操作,同时也可以尽量节省锻模材料。因为连接环材料其实20MnVB钢,而其工艺性能比较好,形状简单是对称弯曲形,也可以大批量生产,为了可以便于操作,方便模具制造,不断提升生产效率,因为使用分开式摆动凹模结构弯曲模,
2.2、全纤维锻压工艺锻成的曲轴的优势
采用全纤维锻压工艺锻成的曲轴,与普通自由锻造曲轴相比主要有下面两大优点:1.曲轴的机械性能特别是耐疲劳和耐冲击性能得到改善。这是由于金属纤维连续不断、钢锭中心部分与曲轴中心基本一致、加工后不外露以及可用较小钢锭进行锻压等特点所致;机械加工余量小,节约了大量的材料和加工工时。这主要是山于曲拐能用锻造方法成形。此外,还具有废品少、生产率高、劳动强度低等优点。它适合于具有一定批量的中、大型曲轴锻造,很多国家用来锻造内燃机车柴油机、船用发动机等曲轴。

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