提高锻件质量有效方法

提高锻件质量有效方法——大中型柴油机连杆模锻件姓名：学号：专业：材料加工工程指导教师：目录目录1、序言2、提高锻件质量有效方法分类3、连杆锻件4、连杆模锻件质量问题及有效解决方法5、总结1、序言1、序言锻件毛坯质量的好坏直接影响成品的质量，也就是说提高锻件质量，对提高锻件精度、节约金属材料、降低锻造成本、提高生产效率有着重要意义，所以要有效的寻找提高锻件质量的有效方法。2、提高锻件质量有效方法分类2、提高锻件质量有效方法分类2.1以切代锻2.2仿形切割成形2.3胎模锻代替自由锻2.4以压代锻2.5锯头代替剁头2.6建立健全质量保证体系3、连杆锻件3、连杆锻件定义：连杆是柴油机的重要零件之一，它将活塞和曲轴连接起来，把气缸内燃料所产生的气体压力传递到曲轴上去，输出扭矩。要求：具有足够的疲劳强度和结构刚度，须选用高强度材料；具有合理的结构形状；原材料通常选用45号钢、35CrMo、42CrMo和18CrNiWA等合金钢；表面质量及尺寸精度要求很高。为了提高连杆锻造质量，除把好原材料、下料、加热、切边、热处理、清理等关外，最主要的是解决好工艺、工装设计。本文从模具设计参数选择出发,总结出模锻件质量与锻模设计的关系。4、连杆模锻件质量问题及有效解决方法4、连杆模锻件质量问题及有效解决方法大中型连杆模锻件通常尺寸较大，质量较重。由于受到锻模尺寸的限制，考虑到模锻锤上操作的劳动强度和锻模易破裂及成本等因素，一般不设计制坯模腔，更大连杆甚至没有设计预锻模腔，而是采用自由锻制坯。锻件质量与模具设计时所选择的参数的关系非常大。若参数选择不当，将导致锻模返修甚至锻件返修和报废，严重影响生产进度，增加生产成本。因模具设计参数选择不当而产生的主要缺陷有:(1)锻件高度锻不靠,缺肉充不满；(2)折叠；(3)中心距超长等。4.1锻件高度锻不靠4.1锻件高度锻不靠由于连杆质量较大，尤其是大头料多，因此需要的锻造力较大，往往产生小头较能锻靠，在大头锻不靠情况。为避免锻件高度方向因锻不靠超差造成缺肉充不满或锻造次数过多，锻模寿命降低，大型连杆热锻件图高度尺寸在设计模具时采用下差设计法，即把锻件图上锻件下差尺寸作为计算热锻件尺寸时的锻件名义尺寸，选取的收缩率为1.25%。如图1所示280机车柴油机连杆锻件即采用了此法。图1280连杆锻件简图根据公式H=h(1+δ%)式中H—热锻件图高度尺寸(mm)h—冷锻件图高度尺寸(mm)δ—收缩率(%)计算得到:H=(94-1.1)×(1+1.25%)≈94mm(式中94mm为图1中280连杆锻件大、小头高度尺寸，1.1mm为高度尺寸的下差)4.2锻件折叠4.2锻件折叠锻件产生塑性变形时，由于金属的流动、转折处易形成折叠；当锻件圆角小，制坯尺寸、润滑和操作不当，易产生折叠；尤其是10t以下的模锻锤，滚挤、弯曲、预锻、终锻在同一锻模上，锻造时更易产生折叠。(1)工字形杆身折叠（图2—4）(2)圆弧过度处折叠（图5）(3)连杆大头平面周向折叠图2工字形杆身横截面有矩形矩凸台图3工字形杆身横截面有圆形矩凸台图4形成锻件折叠过程工字形截面两筋板高而窄中间腹板宽而薄，不允许有折叠产生，而横截面有矩形凸台和圆形凸台的工字形杆身截面在锻造过程中容易在转角处产生折叠。要避免在锻造过程中在工字形杆身上圆角处产生折叠，采取的措施有：1)送入终锻前的毛坯采用预锻或自由锻制坯成合适的杆身形状；2)在设计预锻模膛时，要适当加大工字形杆身上的圆角和内斜度；3)控制预锻后坯料的截面积，使预锻后坯料放到终锻模膛中变形时，大体上在充满两筋以后终锻的过程刚好结束，而不是充满终锻模膛后尚还有大量多余金属外流，由此可避免在终锻时产生折叠。图5R280圆弧处折叠形成过程如图5所示为280连杆容易在R280圆弧过度处产生折叠，这是由于在自由锻制坯时大头与杆身交界处圆弧半径偏小或斜度过大，在模锻成形时，由于此处需要的金属较多，坯料难以充满，形成空穴，按照最小阻尼定律，金属充满后，多余金属充填空穴，以至形成折叠，其变形过程如图10a、b、c，后经修改圆弧半径和斜度，消除了端部折叠。3.3连杆大小头孔中心距超长3.3连杆大小头孔中心距超长连杆大小头孔中心距是连杆机械加工的定位尺寸，因没有加工余量，在模锻时也不因模膛磨损和变形而发生变化。产生中心距超长原因主要是弯曲、翘曲部分在热校正时伸长，而此时的温度又偏低，使伸长部分收缩不回去，而影响校正温度的有工序次数及工序间的配合快慢，杆身横截面形状和尺寸、连杆及锻模材质等。根据生产大中型连杆模锻件的经验，总结出大中型连杆模锻时选取中心距收缩率Z参数，如表1所示。表1中心距收缩率选取参数Z5、总结5、总结通过对有代表性的大中型柴油机连杆在蒸汽—空气模锻锤锻造时，易产生的连杆模锻件高度尺寸锻不靠，连杆的工字形杆身、圆弧过度处、大头平面周向折叠及连杆大小头孔中心距超长等几种常见质量问题的形成原因进行了分析，提出了合理选择锻模设计参数、结构，对大中型连杆模锻件高度尺寸超差、折叠、大小头孔中心距超长等质量问题得到有效控制，解决了模锻工艺的关键难点，经过长期大批量生产实践表明：锻造质量问题的产生有很多情况是由于工艺、工装设计不当造成的，只要选取了合理的技术参数，一些常见质量问题是可以得到很好解决。谢谢观看！