船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置论文和设计-刘志勇

全文摘要

本实用新型涉及一种船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置，由支撑架、半模及开合油缸、顶升装置、导向块、冲头等构成。支撑架下平面将整套模锻装置安装于压机平台上，支撑架下安两顶升装置，顶升竖直运动调节支撑座上下位置，以适应不同机型的连杆，同时在连杆挤压成型后完成脱模。半模开合油缸推拉半模，实现半模的开合。导向块对模圈导向。用本装置成型时，半模打开，连杆坯料需加热端朝下，吊装入半模中，合模，压机下压，冲头压入需加热端，成形该端凹面的同时，成形过渡面及外形；连杆坯料退出，更换模具，重复上述过程，完成另一端成型。本实用新型将连杆两端成型分两次进行，成型后只需留10mm的机械加工尺寸，工艺辅料少，节省时间。

主设计要求

1.船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置，其特征在于：支撑架顶面为十字型空间结构，支撑架下平面通过定位接口将整套模锻装置安装于压机的平台上；冲头安装于压机的动梁上；两个半模开合油缸分别安装于支撑架上平面的两侧，左、右半模安于支撑架的顶面上，两个半模开合油缸分别与左、右半模连接，分别推动左、右半模，实现左、右半模的开合；所述左、右半模分薄端左、右半模和厚端左、右半模，左、右半模对接合在一起组成完整模腔，模腔与连杆产品薄端和厚端外形一致；模圈套在合在一起的左、右半模外；模圈与左、右半模为锥面配合；模圈底外有四个垫块，四个垫块由顶升装置上所装的四个小油缸推动；由两个顶升油缸和支撑座组成的顶升装置安装于支撑架的底部，顶升装置的支撑座上安出模油缸，对模圈进行导向的四个导向块安装于支撑架上。

设计方案

所述左、右半模分薄端左、右半模和厚端左、右半模，左、右半模对接合在一起组成完整模腔，模腔与连杆产品薄端和厚端外形一致；模圈套在合在一起的左、右半模外；模圈与左、右半模为锥面配合；模圈底外有四个垫块，四个垫块由顶升装置上所装的四个小油缸推动；

由两个顶升油缸和支撑座组成的顶升装置安装于支撑架的底部，顶升装置的支撑座上安出模油缸，对模圈进行导向的四个导向块安装于支撑架上。

2.根据权利要求1所述的船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置，其特征在于：模圈与左、右半模为锥面配合的锥度为2°-3°。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置。

背景技术

低速柴油机连杆连杆是船用低速柴油机的主要运动部件，目前采用自由锻生产连杆毛坯。自由锻方式下，毛坯需要大量工艺辅料；连杆厚端的外球面、薄端锥面，自由锻均无法精准锻出，只能锻成如图2所示的方台阶船用低速柴油机连杆坯料9，再经后续机械加工去除材料，得到所需的，如图3所示的船用低速柴油机连杆产品10。低速柴油机连杆薄端、厚端的凹面，自由锻均无法锻出，自由锻只能全部锻成实心，后续机加工去除凹面材料，得到所需的凹面。上述方面的工艺辅料是自由锻锻造方式下必须的工艺辅料，无法克服。为此，造成原材料的巨大浪费，也造成了大量的后续机加工，费时费力。

低速柴油机连杆连杆外形复杂，而自由锻精度本身较低，因此通常需要预留40-50mm机加工余量，也造成费时费力。

自由锻生产连杆毛坯，机械加工去除材料成形两端外形和凹面，切断了金属纤维，破坏了锻造组织的连续性，削弱了锻造连杆的内部质量优势，对连杆的使用性和寿命不利。

对于小型连杆，如汽车发动机连杆，通常在模锻压力机上，全模锻成形，即，坯料放入上、下模具内，模锻出整个连杆，精度高，效率高。船用柴油机连杆采用与小连杆相似的全模锻不可实现，原因在于：

1.船用柴油机连杆重量高达数吨，全模锻所需的力非常巨大；

2.薄端和厚端厚度相差很大，造成成形力相差巨大，意味着会出现严重偏载。

总之，船用低速柴油机连杆采用全模锻，在设备方面和技术方面均都不具有可行性。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种能分别局部模锻成形厚端和薄端外形以及两端凹面，使之与精加工外形接近，减少工艺辅料；模锻尺寸精确，可大幅减小连杆毛坯的机加工余量，大幅减小机加工工时的船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置。

本实用新型目的的实现方式为，船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置，支撑架顶面为十字型空间结构，支撑架下平面通过定位接口将整套模锻装置安装于压机的平台上；冲头安装于压机的动梁上；两个半模开合油缸分别安装于支撑架上平面的两侧，左、右半模安于支撑架的顶面上，两个半模开合油缸分别与左、右半模连接，分别推动左、右半模，实现左、右半模的开合；

由两个顶升油缸和支撑座组成的顶升装置安装于支撑架的底部，顶升装置的支撑座上安出模油缸，对模圈进行导向的四个导向块安装于支撑架上。

用本实用新型模锻成型船用低速柴油机连杆局部时，左、右半模打开，经加热的船用低速柴油机连杆坯料的厚端或薄端朝下，吊装入打开的左、右半模中间，顶升油缸上下升降，合模，模圈箍住左右半模；冲头压入经加热端，压机动梁下压，成形该端外形；顶升油缸上顶，将模圈、左右半模成型的连杆坯料一起顶起，压机带动冲头向下压，迫使模圈与左、右半模分离；冲头升起，移开模圈；左、右半模拉开，底部油缸托举已成型一端的船用低速柴油机连杆坯料，吊钳夹住、右半模拉开，吊出。而后更换模具，重复上述过程，再进行另一端的模锻成型。

本实用新型将船用低速柴油机连杆的厚端模锻成型和薄端模锻成型过程，分两次进行，成型后只需预留10mm的机械加工尺寸，减少了工艺辅料，节省了后期的机械加工时间。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型所涉及的连杆坯料结构示意图；

图3是本实用新型所涉及的连杆模锻成型后的产品结构示意图；

图4是本实用新型的支撑架结构示意图；

图5、图6是本实用新型的左、右半模和半模开合油缸安装状态图。

图7是用本实用新型模锻成型状态图。

具体实施方式

下面参照附图详述本实用新型。

参照图1、4，本实用新型的支撑架1顶面为十字型空间结构，实现模具在其上承载成形力，实现模具开合，开合时的导向，并预留出坯料进出空。支撑架下平面通过定位接口将整套模锻装置安装于压机的平台上。冲头8安装于压机的动梁上。模具为本申请人同日申请的《用于分端模锻船用低速柴油机连杆的模具》，模具由左、右半模组成。

两个半模开合油缸2分别安装于支撑架上平面的两侧，左、右半模5安于支撑架的顶面上，两个半模开合油缸2分别与左、右半模连接，分别推动左、右半模，实现左、右半模的开合，使得分别分端模锻连杆两端得以实现。

所述左、右半模分薄端左、右半模和厚端左、右半模，左、右半模对接合在一起组成完整模腔，模腔与连杆产品薄端和厚端外形一致。模圈4套在合在一起的左、右半模外，组成完整的模腔。模圈卡住左、右半模，用于抵抗成形过程中产生的横向力，使得两个半模保持合模状态，以保证在连杆挤压成型过程中左右半模始终处于稳定装态。

模圈4与左、右半模为锥面配合，模锻成形受力过程中模圈与半模实现摩擦自锁，使模圈能完全抱死两个半模，不至于松开；而脱模时因为锥面存在，略施竖直压力即可使模圈脱离。模圈与左、右半模为锥面配合的锥度优选为2°-3°。

模圈底外有四个垫块7，四个垫块由顶升装置上所装的四个小油缸推动。四个垫块在连杆挤压成型，顶升后由四个小油缸推动伸入到模圈底部，四个小油缸回退，模圈落在四个垫块上，压机继续完成一次挤压动作，实现模圈与左右半模的脱离。

由两个顶升油缸和支撑座组成的顶升装置3安装于支撑架1的底部，顶升装置3的支撑座上安出模油缸，两个顶升油缸竖直运动调节支撑座的上下位置，以适应不同机型的低速柴油机连杆，同时在连杆挤压成型后，两个顶升油缸上顶实现脱模。对模圈进行导向的四个导向块6安装于支撑架上，使模圈安装过程中处于平稳状态。

参照图4、5，支撑架为铸件，整体浇铸成型。支撑架支撑左、右半模和模圈4，使需分端模锻成型的低速柴油机连杆坯料9悬挂在左、右半模组合成的型腔内，使局部成形成为可能；并在局部模锻成形时承受竖直压力。

用本实用新型局部模锻成型船用低速柴油机连杆的方法，船用低速柴油机连杆坯料9(见图2)的厚端或薄端在本申请人同日申请的局部加热炉中加热，加热过程中尽量使变形主要集中在厚端或薄端两端和过渡面。

左、右半模5打开(见图5)，船用低速柴油机连杆坯料已加热的厚端或薄端端朝下，未加热段朝上在上，吊装入打开的左、右半模中间，顶升油缸上、下升降，调节已加热的厚端或薄端处于所需位置后，左、右半模合模(见图6)，模圈4吊装，箍住左右半模。

压机动梁下压，使冲头8压入船用低速柴油机连杆坯料已加热的厚端或薄端，成形该端凹面的同时，成形过渡面及外形(见图7)。

该端局部模锻完成后，模圈与左、右半模处于抱死状态，顶升油缸上顶，将外圈连同左、右半模、已完成一端成型的连杆坯料一起顶起，四个小油缸推动四个垫块伸入到模圈底部，模圈落在四个垫块上，压机带动冲头向下压，迫使模圈4与左、右半模分离。

四个小油缸回退，模圈与左、右半模松开后，冲头升起，移开模圈；半模开合油缸启动，左、右半模略微拉开，底部油缸托举已成型一端的船用低速柴油机连杆坯料升起，由在本申请人同日申请的大锻件吊钳夹住，左、右半模完全拉开，吊出，完成船用低速柴油机连杆坯料厚端或薄端的模锻；

而后更换模具，重复上述过程，进行船用低速柴油机连杆坯料已加热的薄端或厚端的模锻，成型如图3所示的船用低速柴油机连杆产品10。

本实用新型将船用低速柴油机连杆的厚端和薄端模锻成型过程，分两次进行，成型后只需预留10mm的机械加工尺寸，减少了工艺辅料，节省了后期的机械加工时间。

设计图

船用低速柴油机连杆分端模锻成型装置论文和设计

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主设计要求

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