单拐曲轴锻件的锻造工艺
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发表时间：2019-01-26 15:57
单拐曲轴按其形状尺寸和工艺要求的不同，有两种锻造方法。第—种是采用拔长一切肩一冲孔工艺，可以锻出拐身开挡和轴颈。另一种是采用拔长切肩一拔杆工艺，不能锻出拐身开挡和轴颈。
1.工艺I
对于需要锻出拐身开挡和轴颈的单拐曲轴锻造工艺，下面以42CrMo钢单拐曲轴为例，说明锻造操作及质量控制的特点。图所示为单拐曲轴锻件图。
该单拐曲轴选用钢锭锻造，需切冒口20%-25%，切底部5%-7%,取钢锭的利用率为70%-75%、坯料系两件下料，总质量为329kg。选用的钢锭质量为：
主要锻造工序是拔长、切肩、冲孔、切割及摔圆等，三火次锻造完工。锻件的工艺损耗有火耗、冲孔芯料、切割连皮等，总耗量取20%。坯料质量计算如下：m坯=m锻(1+20% )
边长为300mm的正方体钢锭的质量为600kg,符合要求。但其截面面积太小，直接进行拔长锻造，锻造比仅为1.79,达不到工艺要求，会降低锻件的内部质量。因此，锻造时采用先镦粗再拔长工艺来增大锻造比。单拐曲轴锻造工艺如图所示。
锻造时所使用的工具有单面三角刀、垫铁、圆摔、剁刀、扁方冲等。此外，切除冲孔连皮还需扣棍一根，测量拐舞及轴颈的形状尺寸还需样板一块。采用拔长一切肩工序，其缺点是拐身金属纤维被切断，力学性能下降。为防止金属纤维被切断，选用单面三角刀的刃口要有适当的圆弧。
40CrMo材料的导热性较差。先在900℃装炉均热一段时间，以减少金属内外温差所引起的热应力，避免锻造中开裂。再快速加热至 1150-1180℃,保温一段时间后出炉锻造。锻造时先切去钢锭冒口，镦粗到长500mm后，拔长成扁方。拔长时应从钢锭的中间向两端拔，使钢锭内部的疏松、非金属夹杂等挤向两端被切除，以提高锻件的使用性能。考虑到曲拐处因切肩和锻轴颈会引起拉缩，切肩前扁方坯的高度方向应留有足够的修正余量。仅从一边切肩时，余量一般取曲拐 高度的12%,两边都切肩时，余量取25%。这里拔长成高300mm、宽180mm的扁方，然后切除锭尾。
右端轴部分的质量为40kg。根据体积不变定律，在距端面95mm处切肩，切肩印痕为llOmm。拐身锻造难度大，锻造时曲拐两侧有 余面，还有冲孔芯料、切去连皮等损耗，所以将拐身质量由70.5kg 增加到80.5kg。由此得出拐身切肩长度为190mm，切肩深度仍为110mm。将右端95mm长的切肩拔成125mm长的方坯，然后倒角成对边距为125mm的八角形。
采用单面切割的方法，在距拐身左侧85mm处切下一件。将切割斜面凸出的一端胃在轴杆一边。
将一端已拔长的锻坯局部加热后，按上述方法将另一端拔长成对边距为125mm的八角形。
冲孔是锻制拐身轴颈的关键，不能冲偏。冲孔前先击平拐身的前后平面，然后用60mm×1OOmm的扁方冲头在拐身平面上选准位置冲孔。冲穿后冲头留在孔内，待修正拐身平面后再击出冲头。
第三次送入炉内加热时，由于变形量不大，加热温度不宜太高。
将两端八角形轴杆分别拔长滚圆成直径为φ106mm和φl0mm，然后摔圆，切除料头。
用扣棍去除拐身处连皮后，立即用狭摔子摔圆φ140mm的轴颈。摔圆时注意拐身长230mm,不能超差。***后将轴锻件校直，放人砂中缓慢冷却。用同样的工序再锻造切下的另一件。
如曲轴带有力学性能试验试棒，需轴向放长100mm,试棒位置应在钢锭的冒口端。
2.工艺II
图所示的单拐曲轴，形状与上图相似，仅尺寸不同。这里的拐身开挡和轴颈不锻出，采用锻扁方、切肩、拔长等工艺。图为单拐曲轴的锻造工艺。
材料：45钢；锻件质量：66kg;坯料质量：78kg;坯料尺寸: φ180mm x 390mm。
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