柴油机连杆体毛坯的辊锻工艺及模具设计

柴油机连杆体毛坯的辊锻 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 及模具设计 文章编号:1672一叭21(2009)03—0067—03 柴油机连杆体毛坯的辊锻工艺及模具设计 张玉英.陈荣彪 (潍坊科技学院,山东寿光262700) 摘要:通过对连杆体进行工艺分析,提出了连杆锻造工艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .介绍了辊锻模,预(终) 锻模的设计及工艺 试验情况,叙述了连杆锻造生产的设备慨况. 关键词:机械制造;模锻;连杆;工艺设计 中图分类号:TG316.3文献标识码:B 1引言 F项目柴油机连杆(图1)为带工字形截面的长 轴类零件,毛坯属复杂难成形类锻件.连杆大头45. 剖分,截面变化较大,因结构需要,连杆与连杆盖不 能整体锻造成形再剖分,只能分别锻造,这样连杆的 锻造成形难度更大.连杆材质40CrAH,杆部 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面不 需机械加工,要求直线度?0.5ram,不允许有折叠. 此外,成品连杆有重量公差,尺寸精度高.因此,连杆 的锻造工艺和模具设计需经大量的实验和计算. 2】9+0.6 图1F项目柴油机连杆体毛坯 2工艺特点及工艺方案确定 2.1工艺特点及分析 鉴于上节所叙述的连杆结构特点和技术条件, 连杆毛坯锻造需采用预锻,以防止杆部折叠,同时提 高终锻模膛寿命,使锻件的尺寸稳定.在DRF2500 热模锻压力机上锻造,机器夹持器可设置四个工步, 收稿日期:2009—02—26 作者简介:张玉英(1965一),女,副教授,系副主任,从事模具设计与 制造的教学与研究 采用预锻是可行的.连杆大头为45.剖分,截面变化 较大,而且头部不沿中心对称,对这一类锻件还应设 置预成形压弯工序.连杆头部与杆部的截面积之比 为6:1,故应采用辊锻制坯,这样容易实现自动化生 产,有利于提高生产效率.由于连杆有直线度要求 (?0.5ram),加之连杆体大头为45.剖分,切边时容 易造成翘曲现象,因此,切边后尚需热校正. 2.2工艺方案确定 根据工艺分析,连杆体选用如下工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 :加热 (BTH2411—600/2中频加热机)一辊锻制坯(ARWla 辊锻机)一压弯,预锻,终锻,切边(DRF2500热模锻 压力机)一热校正(J31—250压力机). 3模具设计 3.1辊锻模具设计 3.1.1辊锻毛坯图设计 设计时,首先根据锻件图绘出截面图和计算毛 坯图(图2),注意各截面积等于相应长度上截面积 和飞边截面积之和.根据计算毛坯图,设计出辊锻毛 坯图(图3I). 3.1.2原始毛坯的确定 最大截面区段位于连杆体的小头,位于坯料的 \ \, —l\ . )06 3798,T\, \,/\ , l .厂\II 图2计算截面图 端部,在这一区段时辊锻不变形,毛坯尺寸就按此头 部确定. do=1.13x/T~一71(mm) 按相近的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 钢材选定原始毛坯尺寸为 oT0mm,原始坯料长度按下式计算: ,=-~-gy175(mm) 式中:——辊锻毛坯体积; K.——烧损系数; F一原始坯料直径上的截面积. 初步试验三种毛坯尺寸规格:eCT0mmx170mm, o70mmx175mm,o70mmx180ram. 3.1.3辊锻道次的确定 根据辊锻毛坯图先计算出总伸长系数: FlF 式中:——原始坯料截面积; . —一 辊锻后坯料截面积. Az=cId~2=4.923 辊锻道次按下式计算: = l 赴gap=4 式中:A均伸长系数,通常在1.4,1.5范围内选 取. 故取n=4,即四道次辊锻.采用"圆一椭一圆"型 槽系,根据相应矩形换算,分别计算出第?,第?,第 ?道辊锻工步图(见图31I,111,IV).由辊锻毛坯各 工步图计算出各型槽的几何尺寸. 3.2预成形压弯模的设计 \.!,/,.竺 ——l———.J一一..L..—— L——[一/AI\}B 55l02.235 265 I.+;.卜十.卜一罔/,....L 毒 L 5580-335l 曩230. 8 ?瓣1*[撼籍誓坷囊55搿 187.8I田 曩 盅图3辊锻工 善 o I '68 设计预成形压弯模,一是要注意成形形状有利 于预锻成形;二是要注意弯角处不能有金属折叠现 象发生.预成形压弯模见图4所示. 图4压弯模图 3.3预锻,终锻模的设计 3.3.1预锻,终锻模热锻件图的设计 由于杆部截面积较小,热校正时温度较其他部 位低,因此,终锻模设计时,其中心距在热锻件图中 只按1.1%的收缩率计算,而其余尺寸按1.5%计算. 预锻模设计按常规设计,根据终锻模热锻件图在高 度方向上增加2mm,3ram,宽度方向上减小2mm, 3ram即可. 3.3.2飞边槽的确定 在热模锻压力机上模锻,由于采用了辊锻机制 坯,金属在终锻模膛内的变形主要是以镦粗形式进 行,飞边的阻力作用已显得不很重要,而较多地起着 排泄和容纳多余金属的作用.因此,设计飞边槽桥部 高度h飞=3ram,桥部宽度b=15mm,飞边槽仓部开放 式,这样有利于保护设备,防止闷车. 3.3.3模块的选择 模块高度尺寸.s,底厚为T,选取?(0.6,0.65) S;对于该连杆体,模膛深度h=25.5mm,由S=T+h 有:S=25.5/(0.35,0.4)=63.8,72.9(mm).取S=70mm, 则模块尺寸按385mmx220mmx70mm选取. 3.3.4顶杆的设置 模块封闭高度由设备主要技术参数表可知为 445mm,而模块为70mm,故顶杆分为两级,这样更 换方便,又避免了顶杆过度消耗. 4连杆锻造生产线 连杆锻造生产线由BTH2411—600/2中频加热 机床,ARWla辊锻机,DRF2500热模锻压力机和 J31—250压力机组成. 4.1ARWla辊锻机 ARWla辊锻机(公称力Pr=1250kN;锻辊的中心 距调节量?A?12mm)采用电液控制,机械手喂料, 自动化程度较高,是热模锻压力机理想的制坯设备. 锻辊公称直径D=460mm,制坯时: D=f6.8)do 式中:d一坯料直径,do=76.6mm,57.5ram. F项目连杆体毛坯锻造选用~70mm棒料, ARWla辊锻机能够满足制坯要求. 4.2DRF2500热模锻压力机 热模锻压力机是适用于自动化高效率生产的锻 压机械,目前在国内被广泛推广使用.DRF2500热 模锻压力机主要技术参数见表1. 表1DRF2500热模锻压力机性能参数 参数数值 公称力/MN25 滑块行程/mm320 行程次数/min70 最大闭合高度/raml0o0 工作台调节量/mm22.5 滑块面积(左右×前后)/mm985~10oO 工作台面积(左右×前后)/nunl140x1250 上顶料行程/mm35 下顶料行程/mm48 l功-~a,w132 ++nI 1转~/r/min15oo 该压力机是付导轨滑块,双点曲柄压力机,是锻 造连杆,万向节叉等锻件的理想设备.滑块中设有摆 动压杆上顶料装置,床身底座中装有高位保持缸的 下顶料机构,在电器控制下可实现多顶杆顶料.根据 F项目连杆体的结构特点,在锻模中设置了前后,上 下四根顶杆,实际应用中效果良好. 4.3BTH2411-600/2中频加热机 机器是一种用于锻坯透热的专用设备,由静止 变频器,电控,机械传动,感应加热炉和水电连接等 五大部分组成,为典型的机电一体化设备.机器可以 匹配控制加热机节拍与锻压机节拍,利于组织自动 化生产;设置了温度检测和电子控制系统,能随时检 测加热坯料温度;可方便地更换感应炉,适用不同规 格的坯料透热,实现一机多用. 根据以上特点,机器满足F项目连杆体毛坯锻 造~70mm棒料加热生产. 4.4J31-250压力机 根据F项目连杆体锻件结构特点,在多工序生 产和传递过程中,会由于多种原因产生弯曲,扭转等 变形,故需采用热校正工序. 热校正工序选择在J31—250闭式单点压力机上 进行,机器主要技术参数有:滑块公称力2500kN,行 程次数20min一,滑块行程长度315ram,最大闭合高 度630ram,封闭高度调节量200ram. 4.5锻造生产线的优点 BTH241l—600/2中频加热机,与煤气加热炉相 比,加热速度快,加热温度易于控制,而且避免了煤 气加热可能产生脱碳层超差的缺点;采用ARWla 辊锻机制坯,避免了人为因素造成的缺陷,提高了效 率,改善了生产环境.采用该机组锻造连杆体可以有 效降低模具费用,在节能降耗方面潜力巨大. 5设备吨位的计算 设备吨位的计算是根据锻造力P确定的: (50,70)F 式中:卜变形力,kN; -咆括飞边桥部在内的锻件投影面积, 281.7cm. 式中50,70系数根据材质系数,锻件复杂程 度S等因素确定:材质40CrAH,属合金结构钢,取 M1级;复杂程度0.32<S?0.63,取.s2级.考虑到以 上诸多因素,故系数取最大值,这样有: P=70F=70x281.7=19719(kN) 根据实践经验,设备公称力应在变形力基础上, 乘以一个1.18安全系数为宜,则有: P设=1.18P=1.18x19719=23.3(MN) 而DRF2500热模锻压力机的公称力为25 MN,因而锻造F项目连杆体是合适的. 6T艺试验及总结 我们对F项目连杆体进行了锻造工艺试验,试 验中选取三种不同规格的棒料,通过对辊锻机机械 手及辊锻模,压弯模,预锻模,终锻模,切边模,热校 正模进行适当的调整,最终试验获得圆满成功.结果 如下:连杆体成形良好,飞边分布均匀;划线检查,测 量各部位尺寸,达到工艺要求;设备封闭高度调整 好,锻件重量达到工艺要求的3.95kg,4.2kg;最后确 定坯料尺寸:~70mmx175ram,重量5.28kg. 7结束语 F项目连杆体已在DRF2500热模锻压力 锻造成功,现已正式批量投产.该锻件锻造工艺 艺装备的成功开发,达到了提高工作效率,减轻 劳动强度,节约材料及能源的目的.更为重要的 项目连杆体在该生产线的成功锻造,为新型柴 的顺利开发提供了锻件支持和保障. 【参考文献】 【1】锻模设计手册编写组.锻模设计手册.北京:机械工业出 文章编号:1672—0121(2009)03—0070—03 KD一002凸缘锻模设计及成形过程有限元分析 邬玉昌,胡红卫.琚杰,王曙萍.贾宏伟.黄辉龙 (南昌齿轮锻造厂技术部,江西南昌330044) 摘要:通过对锻件的形状特点进行分析,确定了合理的成形工艺方案.采用有限元 分析软件,对锻打过程 进行了数值模拟,并优化了锻模的设计参数.试验表明,模拟结果和实际成形过程 吻合良好. 关键词:机械制造;模锻;凸缘;数值模拟;锻模设计 中图分类号:TG316.3文献标识码:B 1引言 随着计算机技术的飞速发展,三维有限元分析 软件完成一次模拟任务所耗时间,从原来的十几天 不等缩短为现在的十几个小时甚至几个小时.这使 得对s3级以上复杂锻件进行成形过程数值模拟,变 成了一件轻而易举的事情. 2锻件的"1-艺性分析 图1所示凸缘锻件(即中空法兰套管),底座上 带有四个成矩形位置分布的凸台,主体锥形管侧壁 上带有一个尺寸为26.2minx31.9mm~66mm的"鼻" 状凸起,锻件外形轮廓尺寸为123.5mm~97.7mm~ 89.9mm,左右为非对称结构(底板一侧直边,另一侧 为圆边),锥管侧壁厚7.5mm,12.4mm. 从图1可以看出,该锻件主要特点如下: ?锻件为带侧向"鼻"状凸起的高薄型中空复杂 收稿日期:2009—02—12 作者简介:邬玉昌(1978一),男,工程师,从事锻造工艺与模具设计 件,金属充填困难;?要求锻件单边错移?0.55mm, 残留飞边?0.8mm;?"鼻"状凸起与底座平台为错 层结构;?锻件的锥管结构使得设计人员必须在锻 打坯料定位与氧化皮清理二者之间权衡利弊;? "鼻"状凸起致锻打产生显着偏移力矩,锥孔成形模 具部分易损坏;?"鼻"状凸起与锥管的空间位置关 系会使切边模具在此处产生尖角,大大影响模具的 热处理和使用寿命;?图纸冲孔尺寸要求为 o58mm,g59.5mm,内壁5.锥角,锻件连皮太厚.另底 板厚度仅有12.5mm,这两种因素易导致该深孔薄壁 锻件切边冲孔时在孔口及底板上产生较大变形. 3模具设计 针对锻件特点?充填困难,采取以下3条措施: (1)采用"预锻+终锻"的锻打方式,在预锻前先 略微镦粗.锻打工步如此安排有三个好处:?镦粗吹 氧化皮后可减少预锻终锻氧化皮;?改善锻件充填 情况;?延长终锻模具寿命. (2)为防止锻件底座平台厚度尺寸12.5mm出 1998. 【2】吕炎,主编.锻压工艺学.哈尔滨工业大学出版社,1983. 【3】张志文,主编.锻造工艺学.北京:机械工业出版社,1985. 【4】模具设计手册编写组.辊锻模设计手册.北京:机械工业出版社, 1987. 【5】宋光鑫,付建华,等.火车车轮镦粗工艺理论分析及数值模拟.锻 压装备与制造技术,2008,43(2):52—54. Engine