460自动辊锻机上连杆制坯辊锻工艺两例

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1、460自动辊锻机上连杆制坯辊锻工艺两例蒋鹏罗守靖哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001胡福荣北京机电研究所摘要连杆是发动机的高精度的关键零件基本以制坯辊锻+模锻的工艺成形目前国内连杆辊锻多采用带机械手的ARWS系列自动辊锻机和连杆锻造时有一模一件和一模两件两种相对应其辊锻工艺的设计也有不同的特点介绍了两种连杆的制坯辊锻工艺关键词连杆辊锻锻造辊锻机0前言连杆是发动机的高精度的关键零件根据国家有关统计资料和十五规划目标预测国内连杆锻[1]坯市场的年需求量2002年为4500万支左右2005年为5500万支左右其市

2、场是巨大的连杆属轴杆类锻件其大头小头杆部截面积相差较大需经制坯使坯料体积沿轴线合理分布后再进入模锻工序为特别适用于辊锻制坯的典型零件我国也曾对连杆的成形辊锻工艺进行过多年研[2,3][4]究但辊锻过程中的前滑难以控制而且随着锻压设备水平的提到但对连杆这样的小型锻件利用成形辊锻来减小模锻力似乎越来越没有必要因此连杆辊锻制坯-模锻成形为目前国内外的通用工艺1连杆一模一件锻造时辊锻制坯工艺图1是一种6缸柴油机连杆的三维造型图该连杆在10000kN摩擦压力机上一模一件终锻成形使用460ARWS自动辊锻机制坯图16缸柴油机连杆三维

3、造型图和锻件简图该连杆杆部总延伸系数为5.65杆部辊锻道次取4道因属延伸系数较大的变形从每道次延伸系数较大来看选用图2所示的圆®椭圆®方®椭圆®方型系其优点金属四面受压变形金属组织性能均匀延伸系数大变形效率高稳定性好小头部总延伸系数为1.56延伸系数较小取小头部辊锻道次为2道次选用图3所示圆®椭圆®圆型槽其优点保证辊后坯料形状规整与方形杆部不存在角度配合等问题对后续模锻成形工序有利变形较均匀能有效地防止辊锻时产生的局部应力不易产生裂纹能得到良[5]好的表面该型槽系的缺点是可使用的延伸系数小椭圆件在圆形型槽中不稳定有时会出

4、现飞边但在延伸系数较小的情况下上述缺点可以避免图2圆®椭圆®方®椭圆®方型系图图3圆®椭圆®圆型系图根据计算或图解法可确定杆部各道次延伸系数如下l=1.76,l=1.48,l=1.58,l=1.37IIIIIIIV小头部各道次延伸系数l=1.32l=1.18III辊锻工步图如图4所示对一模一件锻造连杆而言该工艺具有一定的典型性0下料ABA-AB-B1第工步辊锻ABCC-C2第工步辊锻CDD-D3第工步辊锻DEE-E4第工步辊锻E图4连杆辊锻工步图2连杆一模两件锻造时辊锻制坯工艺21连杆大头相对一模两件锻造时辊锻制坯工艺介

5、绍在模锻设备能力足够时连杆采用一模两件锻造可成倍地提高生产效率图5为杆盖合锻连杆一模两件辊锻制坯和锻造工步图图6为连杆体一模两件辊锻制坯和锻造工步图上述两种一模两件锻造连杆的工艺均为连杆的大头相对可以看出图6中连杆两端有工艺余料而图7中一头连杆小头的飞边较大这是因为自动辊锻机的机械手需要夹持端该部分坯料不参加辊锻变形只能为棒料的原始直径结果是图5辊锻工艺有材料浪费图6工艺一端小头因材料过多造成型槽的过度磨损因此都有一定的弊端图5杆盖合锻连杆一模两件辊锻制坯和锻造工步图图6连杆体一模两件辊锻制坯和锻造工步图32连杆小头相对

6、一模两件锻造辊锻制坯工艺图7是连杆小头相对一模两件锻造辊锻制坯工艺的辊锻工步图小头相对工艺使辊锻机械手夹持端的坯料正好用于锻造连杆大头没有多余的坯料浪费而且减少了辊锻模设计和调试的难度在模锻时分别在两端连杆大头连皮处和小头两侧飞边设4根顶料杆可将坯料平稳可靠地顶出图7连杆小头相对一模两件锻造辊锻制坯工步图目前国内有多家工厂采用该工艺一模两件锻造连杆图7所示辊锻工艺即为重庆南浦机械厂25000kN热模锻压力机连杆锻造生产线的工艺辊锻机为460ARWS自动辊锻机锻件为462Q微型车发动机连杆生产使用实践表明该工艺稳定可靠效果

7、良好3结论目前在连杆锻造生产线中制坯设备一般选用我国技术和标准制造的通用性较强的带机械手的ARWS系列自动辊锻机该系列辊锻机结构设计合理技术先进质量稳定可靠配有喂料机械手和辊锻机械手与辊锻机配合实现全自动操作大大减轻了工人的操作强度提高了生产效率其中460自动辊锻机在连杆锻造生产中应用最为普遍可为锻件重量5kg以下的各种连杆制坯本文介绍的两种460自动辊锻机上的制坯辊锻工艺具有一定的典型性参考文献1蒋鹏国内连杆锻件市场供求与生产技术的现状及前景锻造工业2002317192何棣荣柴油机连杆成形辊锻工艺锻压技术1983853

8、1343高士义刘喜方李东平等提高连杆成形辊锻工艺稳定性的研究锻压技术19838323264宋玉泉连续局部塑性成形的发展前景中国机械工程2000111-265675傅沛福辊锻理论与工艺吉林吉林人民出版社1982197199作者简介蒋鹏男1964年生在读博士研究生北京机电研究所高级工程师研究方向金属塑性加工联系人蒋鹏联系