1、提高鍛件質(zhì)量有效方法 大中型柴油機連桿模鍛件 姓名： 學(xué)號： 專業(yè)：材料加工工程 指導(dǎo)教師：目錄目錄1、序言2、提高鍛件質(zhì)量有效方法分類3、連桿鍛件4、連桿模鍛件質(zhì)量問題及有效解決方法5、總結(jié) 1、序言1、序言 鍛件毛坯質(zhì)量的好壞直接影響成品的 質(zhì)量，也就是說提高鍛件質(zhì)量，對提高鍛 件精度、節(jié)約金屬材料、降低鍛造成本、 提高生產(chǎn)效率有著重要意義，所以要有效 的尋找提高鍛件質(zhì)量的有效方法。2、提高鍛件質(zhì)量有效方法分類2、提高鍛件質(zhì)量有效方法分類2.1以切代鍛2.2仿形切割成形2.3胎模鍛代替自由鍛2.4以壓代鍛2.5鋸頭代替剁頭2.6建立健全質(zhì)量保證體系3、連桿鍛件 3、連桿鍛件 定義：連桿是柴

2、油機的重要零件之一，它將 活塞和曲軸連接起來，把氣缸內(nèi)燃料所產(chǎn)生的氣體壓力傳遞到曲軸上去，輸出扭矩。 要求： 具有足夠的疲勞強度和結(jié)構(gòu)剛度，須選用高強度材料； 具有合理的結(jié)構(gòu)形狀； 原材料通常選用45號鋼、 35CrMo、42CrMo 和18CrNiWA 等合金鋼； 表面質(zhì)量及尺寸精度要求很高 。 為了提高連桿鍛造質(zhì)量， 除把好原材料、下料、加熱、切邊、熱處理、清理等關(guān)外，最主要的是解決好工藝、工裝設(shè)計。本文從模具設(shè)計參數(shù)選擇出發(fā), 總結(jié)出模鍛件質(zhì)量與鍛模設(shè)計的關(guān)系。4、連桿模鍛件質(zhì)量問題及有效解決方法4、連桿模鍛件質(zhì)量問題及有效解決方法 大中型連桿模鍛件通常尺寸較大，質(zhì) 量較重。由于受到鍛模

3、尺寸的限制，考慮到模鍛錘上操作的勞動強度和鍛模易破裂及成本等因素，一般不設(shè)計制坯模腔，更大連桿甚至沒有設(shè)計預(yù)鍛模腔，而是采用自由鍛制坯 。 鍛件質(zhì)量與模具設(shè)計時所選擇的參數(shù)的關(guān)系非常大。 若參數(shù)選擇不當(dāng)，將導(dǎo)致鍛模返修甚 至鍛件返修和報廢，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度，增加生產(chǎn)成本。 因模具設(shè)計參數(shù)選擇不當(dāng)而產(chǎn)生的主 要缺陷有: ( 1) 鍛件高度鍛不靠, 缺肉充不滿； ( 2) 折疊； ( 3) 中心距超長等。4.1鍛件高度鍛不靠4.1鍛件高度鍛不靠 由于連桿質(zhì)量較大，尤其是大頭料多，因此需要的鍛造力較大，往往產(chǎn)生小頭較能鍛靠，在大頭鍛不靠情況。 為避免鍛件高度方向因鍛不靠超差造 成缺肉充不滿或鍛造次數(shù)

4、過多，鍛模壽命降低，大型連桿熱鍛件圖高度尺寸在設(shè)計模具時采用下差設(shè)計法，即把鍛件圖上鍛件下差尺寸作為計算熱鍛件尺寸時的鍛件名義尺寸，選取的收縮率為1.25%。 如圖1所示 280機車柴油機連桿鍛件即采用了此法。 圖 1 280 連桿鍛件簡圖根據(jù)公式 H = h( 1 +% )式中 H 熱鍛件圖高度 尺寸 ( mm) h 冷鍛件圖高度 尺寸 ( mm)收縮率 (% )計算得到: H = ( 94-1.1)( 1+1.25%) 94mm(式中94mm為圖1中280連桿鍛件大、小頭高度尺寸，1.1mm為高度尺寸的下差)4.2鍛件折疊4.2鍛件折疊 鍛件產(chǎn)生塑性變形時，由于金屬的流動、轉(zhuǎn)折處易形成折疊

5、； 當(dāng)鍛件圓角小，制坯尺寸、潤滑和操作不當(dāng)，易產(chǎn)生折疊； 尤其是 10t 以下的模鍛錘，滾擠、彎曲、預(yù)鍛、終鍛在同一鍛模上，鍛造時更易產(chǎn)生折疊。( 1) 工字形桿身折疊（圖24） ( 2) 圓弧過度處折疊（圖5） ( 3) 連桿大頭平面周向折疊 圖2工字形桿身橫截面有矩形矩凸臺 圖3 工字形桿身橫截面有圓形矩凸臺圖4 形成鍛件折疊過程工字形截面兩筋板高而窄中間腹板寬而薄，不允許有折疊產(chǎn)生，而橫截面有矩形凸臺和圓形凸臺的工字形桿身截面在鍛造過程中容易在轉(zhuǎn)角處產(chǎn)生折疊。 要避免在鍛造過程中在工字形桿身上圓角處產(chǎn)生折疊，采取的措施有： 1) 送入終鍛前的毛坯采用預(yù)鍛或自由鍛制坯成合適的桿身形狀； 2

6、) 在設(shè)計預(yù)鍛模膛時，要適當(dāng)加大工字形桿身上的圓角和內(nèi)斜度； 3) 控制預(yù)鍛后坯料的截面積，使預(yù)鍛后坯料放到終鍛模膛中變形時，大體上在充滿兩筋以后終鍛的過程剛好結(jié)束，而不是充滿終鍛模膛后尚還有大量多余金屬外流，由此可避免在終鍛時產(chǎn)生折疊。 圖5 R 280圓弧處折疊形成過程 如圖5 所示為280連桿容易在R280 圓弧過度處產(chǎn)生折疊，這是由于在自由鍛制坯時大頭與桿身交界處圓弧半徑偏小或斜度過大，在模鍛成形時，由于此處需要的金屬較多，坯料難以充滿，形成空穴，按照最小阻尼定律，金屬充滿后，多余金屬充填空穴，以至形成折疊，其變形過程如圖10a、b、c，后經(jīng)修改圓弧半徑和斜度，消除了端部折疊。 3.3

7、連桿大小頭孔中心距超長 3.3連桿大小頭孔中心距超長 連桿大小頭孔中心距是連桿機械加工的定位尺寸，因沒有加工余量，在模鍛時也不因模膛磨損和變形而發(fā)生變化。 產(chǎn)生中心距超長原因主要是彎曲、翹曲部分在熱校正時伸長，而此時的溫度又偏低，使伸長部分收縮不回去，而影響校正溫度的有工序次數(shù)及工序間的配合快慢，桿身橫截面形狀和尺寸、連桿及鍛模材質(zhì)等。 根據(jù)生產(chǎn)大中型連桿模鍛件的經(jīng)驗，總結(jié)出大中型連桿模鍛時選取中心距收縮率Z 參數(shù)，如表1所示。表1 中心距收縮率選取參數(shù) Z5、總結(jié)5、總結(jié) 通過對有代表性的大中型柴油機連桿在蒸汽空氣模鍛錘鍛造時，易產(chǎn)生的連桿模鍛件高度尺寸鍛不靠，連桿的工字形桿身、圓弧過度處、大頭平面周向折疊及連桿大小頭孔中心距超長等幾種常見質(zhì)量問題的形成原因進(jìn)行了分析，提出了合理選擇鍛模設(shè)計參數(shù)、結(jié)構(gòu)，對大中型連桿模鍛件高度尺寸超差、折疊、大