全纤维曲轴RR 法减小锻件单拐名义尺寸设计

文／匡利华，杜绍贵·中车资阳机车有限公司曲轴分公司

由于RR 法曲轴镦锻过程受温度、模具、润滑、变形速度、料重料损等诸多因素影响，在镦锻时不能保证100%压靠，经常出现曲轴锻件单拐实际尺寸大于名义尺寸的情况，引起曲轴锻件总长超标。近三年来，因锻件总长超标导致锻后工序交验合格率很低，约50%。

某型柴油机曲轴锻件属于典型的小型曲轴锻件，其曲柄臂锻造成形质量对坯料规格、坯料重量、加热料损都非常敏感，按常规的锻造工艺设计方法难以保证锻件质量，因此本文提出了采用与常规不同的RR法锻造工艺设计方法。

原理分析

某型柴油机曲轴锻件主要技术参数

某型柴油机曲轴材质为42CrMoA，锻件主要技术参数如表1 所示，其力学性能要求：抗拉强度Rm≥1080MPa、屈服强度Rp0.2≥930MPa、延伸率A ≥14%、断面收缩率Z ≥50%、冲击功AkU2≥63J。交货状态要保证轴向单边余量不小于4mm，径向单边余量不小于5mm。

表1 某型柴油机曲轴锻件技术参数

锻造工艺难点分析

⑴曲柄臂锻造成形。

由于曲柄臂体积小，原材料用料少，单个曲柄重量为36.2kg，曲柄用料规格为φ210mm×153mm，镦锻过程纯镦粗行程非常短，根据公式⑴、⑵和⑶可以计算出曲轴纯镦粗量为32mm。由于纯镦粗量小，水平纯镦粗和压力机向下的行程几乎同时进行，锻造成形过程曲柄的成形难度大。

式中：l料—曲柄用料长度；l曲—曲柄厚度；H弯—曲拐半径R；b全—全镦粗量；b回—镦粗量；b纯—纯镦粗量。

⑵曲轴锻件轴向尺寸控制。

RR 法曲轴镦锻，单个曲拐（即1 个曲柄臂+1 个连杆颈+1 个曲柄臂）是在由定位挡板、夹紧挡板、弯曲上下模、弯曲上下模镶块所组成的封闭型腔内成形的，图1 为单曲拐示意图。……