锤击锻打成型的特种扳手

时间:2018-01-05 08:35 作者:华鼎工量具 点击:
通过有效控制坯料的加热温度,改进辊锻坯型和预锻型腔的设计,确保了终锻成形的质量,空气对击锤生产线生产的曲轴锻件各项A9娱乐系统下载指标均达国内上游水平。 对击锤是我国曲轴锻造生

 通过有效控制坯料的加热温度,改进辊锻坯型和预锻型腔的设计,确保了终锻成形的质量,空气对击锤生产线生产的曲轴锻件各项A9娱乐系统下载指标均达国内上游水平。 

 
对击锤是我国曲轴锻造生产领域的新生力量,主要分为蒸(空)气对击锤和电液对击锤两种。对击锤系无砧座锤,在锤基础与锤身之间安装有减震装置,对地面和厂房没有任何冲击。对击锤的最大特点是设备投资少,只占热模锻压力机的50%左右,而且结构简单,维修费用低。同传统的蒸汽模锻锤相比,对击锤具有机械化程度高、工作环境好等优势。
 
 目前,国内共有两条对击锤锻造生产线,一条是丹东五一八厂的GH3200型电液对击锤生产线,另一条是我公司的DG38型空气对击锤生产线,均从德国引进,年产量可达12万支左右。这两条生产线在进口前并不是用于生产曲轴的,而是用于生产汽车前轴的。对击锤的设备特点是上下锤头等速对击,考虑安全操作的因素,不可能排布多型腔,只能单型腔锻造。对于形状复杂的曲轴锻件如何在对击锤上生产,成为我公司急需解决的课题。 
 
根据对击锤的特点,A9娱乐系统下载制定了如下的生产工艺流程,并配备了相应的设备(见表1)。
 
 关键工艺的规划 
 
1、坯料加热温度的控制 
 
坯料的加热温度对于锻件成形至关重要。加热温度过低,则直接影响锻件的填充,加剧模具的磨损,影响模具的使用寿命;加热温度过高,则终锻后锻件晶粒急剧长大,锻件的机械性能及内部质量受到影响。目前,绝大部分曲轴材料为非调质钢,锻后靠控温冷却来满足晶粒度和机械性能的要求。控温冷却是将校正后的热锻件入炉急冷至650℃,再经过90min 的缓冷至500℃,然后快冷出炉。锻件的内部质量最终如何,在很大程度上取决于热锻件的入炉温度。大量的试验数据表明,入炉温度在850℃时,晶粒度可达5级以上,强度指标和塑性指标比较平衡,抗拉强度和延伸率均可满足工艺要求。要想保证850℃的入炉温度,坯料的加热温度就应严格控制在1190℃±20℃。这样,在终锻成形后锻件温度可保持在1000~1050℃之间,晶粒的长大速度不致于太快,对切边和校正工序的完成也不会造成影响。为此,A9娱乐系统下载在感应炉炉膛内和炉门处安装了红外线测温装置,严格监控坯料的加热温度。
 
 入氮气实施气体保护,有效地保证了锻件的表面质量。 
 
2、制坯和预锻的设计 
 
我公司空气对击锤生产线配备的预锻设备是1600t液压机。作为曲轴的预锻,其设备功率相差较悬殊,只能用于压弯和局部变形,绝大部分的金属变形靠终锻型腔来完成。要想最大限度地减轻终锻型腔的负荷,辊锻坯型和预锻型腔的设计十分关键。 
 
●辊锻坯型的设计 
 
辊锻是对击锤生产线最重要的一道工序。由于预锻设备能力有限,坯料的变形主要靠辊锻来完成。目前,国内生产的六缸曲轴8个平衡块的居多。如图1所示,这8个平衡块分布在1、2、5、6、7、8、11、12处的8个曲臂上,5、6、7、8处的4个曲臂是用料最集中的地方。 而坯料直径主要是根据此区域的平均截面积来选取。辊锻模与锤锻模的闭式辊锻型腔的作用不同,前者只能减小截面积,而后者既可增加也可减小截面积。因此,采用辊锻模制坯时,需以最大的计算面积来选择坯料,这也是对击锤与蒸汽模锻锤的不同之处。曲轴辊锻坯型筒图如图2所示。
 
辊锻工序采用EUMUCO 辊锻机,其两辊轴之间的轴距可在较大范围内调整。由于这个特点,A9娱乐系统下载在开发4种轴向尺寸相近的曲轴A9娱乐系统下载时,一套辊锻模就可满足要求。对于不同的坯料直径(φ60~φ170),适当调整轴距即可。 
 
需要注意的是,在锻造生产开始前,对辊锻模要进行烤模预热。否则,在辊锻坯料时模具会吸收大量的热量,使坯料急剧降温,影响终锻时锻件的填充和模具的使用寿命。 
 
●预锻模的设计 
 
预锻是辊锻和终锻成形之间不可缺少的一道工序。预锻的效果如何将直接影响锻件的填充质量和终锻型腔的使用寿命。康明斯曲轴的平衡块型腔深且窄,这对预锻模的设计提出了更高的要求。 
 
当曲臂5~8的平均截面积为直径160时,往往平衡块的截面积都在直径185以上,不足的金属则需要从邻近的连杆颈或主轴颈补充,大量的金属在型腔内呈轴向流动。连杆颈预锻坯型如图3所示,主轴颈预锻坯型如图4所示。为了保证金属轴向流动顺畅,预锻模的凸台不能设计的太高。降低凸台高度的另一个好处是可以储备一部分金属,在终锻时帮助填充平衡块。
 
 3、终锻成形 
 
对击锤的一个显著特点是上下锤头导向性好,不易错模。因此,在设计型腔尺寸时,加工余量的选择(单边加工余量3.5~4mm)比蒸汽模锻锤要小,但比热模锻压力机的加工余量要大些,精度相对也较差。 
 
由于导向性好,模具在锻击时侧向力较小,锻件的粘模倾向也较小,还有机械手配合抓起锻件,这样出模角可以选取的尽量小些。例如,对于平衡块比较浅的锻件出模角选3°,康明斯曲轴的平衡块深且窄,出模角选择5°。即使这样,比蒸汽模锻锤的7°出模角还是提高了40%左右,减小了加工余量。 
 
对击锤无砧座,有良好的减震装置,锻击时对模具的冲击相对蒸汽模锻锤要小一些。因此,模具的热处理硬度可以适当提高,以HB321~377为宜。 
 
模具的润滑采用石墨润滑乳。将润滑乳与水以1∶5~1∶10的比例搅拌后,用喷枪向模具喷洒,极少出现粘模现象。
 
 4、其它工序 
 
在切边工序中,为了解决1000t机械压力机设备功率偏小的问题,除了严格控制切边温度外,还将切边刃口设计成阶梯型。形成一定的落差可以避免刃口平面同时接触飞边,降低切边时的设备功率。 
 
扭拧工序仅适应于斯太尔曲轴。其它曲轴均采取立体分模, 在终锻模上直接将120°分布的连杆颈锻出。 
 
控温冷却线是将850~900℃的热校之后的锻件进行两个工步的急冷,降至650℃时入缓冷区进行缓冷,保证曲轴内外均温,使铁素体均匀析出,从而得到均匀的晶粒度和硬度,满足了A9娱乐系统下载的机械性能和金相组织的要求。 
 
总结 
 
目前,国内多数锻造A9娱乐系统下载仍然采用蒸汽模锻锤。和蒸汽模锻锤生产线相比,对击锤锻造生产线明显的优势是配备齐全的制坯设备,材料利用率高,生产节拍快,A9娱乐系统下载精度高,加工余量小,工作环境得到改善。而热模锻压力机生产线较对击锤生产线而言,其生产节拍更快,为60~75s/件,每小时可生产48~60件;对击锤的生产节拍为90~120s/件,每小时可生产30~40件。而且热模锻压力机加工精度高、加工余量小,但是投资大、成本高,是对击锤投资的一倍左右,一般A9娱乐系统下载难以承受。 
 
我公司经过对工艺流程的不断改进和优化,并采取倍尺采购钢材的方式,材料的各项利用率指标明显提高,锻件各项A9娱乐系统下载指标均达国内上游水平,尤其是锻件表面质量得到客户和业内同行的认可。 
 
是将国内不同厂家在蒸汽模锻锤上生产的67种曲轴锻件,以及国内外热模锻压力机A9娱乐系统下载生产的20多种多缸曲轴锻件统计后,同我公司5种不同曲轴A9娱乐系统下载在几项重要指标上的数据比较。 
 
可以看出,对击锤生产的锻件除了精化程度略低于,如敲击梅花扳手敲击呆扳手特种扳手都是由锻打成型的.
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