基于自由锻压机的S90大型曲拐的近净锻造技术研究
发布时间：2021-04-10 11:28
大型船用曲轴作为船舶发动机的关键部件,有着发动机“心脏”之称,其重要性可见一斑。我国现在已经成为造船大国,在全球造船业具有举足轻重的地位,但是大型船用曲轴仍需大量从国外进口,与日本、韩国等国家相比,我国大型船用曲轴的生产能力不足,因此实现船用大型曲轴的完全国内自主化是我国实现从造船大国向造船强国转型的必经之路。大型组合式船用曲轴制造技术的关键工序是曲拐的锻造制坯,曲拐锻件质量的优劣不仅直接影响曲轴的综合性能,也影响其制造成本的高低,进而影响企业的生存。提高曲拐锻件的尺寸精度,减少加工余量成为全球曲轴制造技术竞争的焦点之一。论文以S90大型曲拐为研究对象,依据大型曲拐的几何形状特点,提出了一步反挤、镦实-反挤和压槽-反挤三种锻造成形工艺,以数值模拟软件FORGE为分析手段,进行了系统的研究。本文利用FORGE软件分别对三种成形工艺的过程进行模拟,从锻件成形质量、金属流动规律、锻造成形力的大小、锻件锻后温度场分布以及模具温度多个方面综合评价三种成形工艺的优劣。比较结果表明,压槽-反挤成形工艺综合性能最佳。进一步地,对压槽-反挤成形工艺进行深入研究,获得了最佳工艺参数。在对压槽-反挤成形工艺...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大型组合式船用曲轴
第1章绪论-3-择自由锻以及特殊锻造方法；气缸直径大小处于300mm至400mm区间，常用的方法为自由锻和特殊锻造法；气缸直径大小在400mm以上，直径较大时，常采用组合锻造法[11-12]。下面将介绍几种常见的曲轴曲拐加工方法。1.3.1自由锻造法利用自由锻造法制造曲轴，第一步需要加工出主轴颈，第二步是曲拐的成形，其成形原理是利用位移法得到曲拐，最后一步是通过机械加工切削多余金属得到曲拐臂[13]，位移法成形曲拐示意图见图1-2所示。该方法很少用到模具，因而生产成本较低，广泛用于单件或者小批量生产中。自由锻造法的主要劣势体现在以下几个方面：一是机械加工余量大，导致材料利用率较低，造成的浪费较大；二是加工出曲拐臂时切断了金属纤维，大大削弱了曲轴的强度；三是操作人员劳动强度较大，生产效率较低，上述几点大大限制了自由锻造法在曲轴制造的应用广度。图1-2自由锻位移法成形曲拐示意图拔长上下表面切口砧子位错形成曲拐重复操作形成另一曲拐1.3.2块锻法块锻法所用的曲轴毛坯形状为方块状，然后通过机械加工把多余坯料去除，从而形成若干个曲拐[13]，该法成形曲拐的示意图见图1-3。用块锻法加工曲拐不需要使用模具，并且减少了后续的机械加工余量，但也同样存在着切断金属纤维流向的问题，因而得到的曲轴强度不高，并且该方法在实际生产中的废品率较高，所以逐渐被淘汰。坯料锻出若干曲拐机加工得到单个曲拐图1-3块锻法成形曲拐示意图
第1章绪论-3-择自由锻以及特殊锻造方法；气缸直径大小处于300mm至400mm区间，常用的方法为自由锻和特殊锻造法；气缸直径大小在400mm以上，直径较大时，常采用组合锻造法[11-12]。下面将介绍几种常见的曲轴曲拐加工方法。1.3.1自由锻造法利用自由锻造法制造曲轴，第一步需要加工出主轴颈，第二步是曲拐的成形，其成形原理是利用位移法得到曲拐，最后一步是通过机械加工切削多余金属得到曲拐臂[13]，位移法成形曲拐示意图见图1-2所示。该方法很少用到模具，因而生产成本较低，广泛用于单件或者小批量生产中。自由锻造法的主要劣势体现在以下几个方面：一是机械加工余量大，导致材料利用率较低，造成的浪费较大；二是加工出曲拐臂时切断了金属纤维，大大削弱了曲轴的强度；三是操作人员劳动强度较大，生产效率较低，上述几点大大限制了自由锻造法在曲轴制造的应用广度。图1-2自由锻位移法成形曲拐示意图拔长上下表面切口砧子位错形成曲拐重复操作形成另一曲拐1.3.2块锻法块锻法所用的曲轴毛坯形状为方块状，然后通过机械加工把多余坯料去除，从而形成若干个曲拐[13]，该法成形曲拐的示意图见图1-3。用块锻法加工曲拐不需要使用模具，并且减少了后续的机械加工余量，但也同样存在着切断金属纤维流向的问题，因而得到的曲轴强度不高，并且该方法在实际生产中的废品率较高，所以逐渐被淘汰。坯料锻出若干曲拐机加工得到单个曲拐图1-3块锻法成形曲拐示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]对推进绿色造船技术的思考[J]. 张孟秋. 科技风. 2020(07)
[2]2019，韩国造船为何能再次超越[J]. 陈柏全,万鹏举,屠佳樱,王亮. 中国船检. 2020(02)
[3]崔怀旭 大国曲轴，智造未来[J]. 苏平. 锻造与冲压. 2020(03)
[4]中国船舶工业70年:历程、成就及启示[J]. 胡文龙. 中国经贸导刊(中). 2019(11)
[5]赵钰民:给船舶造一颗“中国心”[J]. 马梦婕. 中国工人. 2019(11)
[6]70年，中国船跃上世界技术潮头[J]. 张涛. 中国水运. 2019(10)
[7]曲轴制造工艺研究进展[J]. 卢占盈,王华辉,李佩琪,明玥,游国强. 汽车零部件. 2019(02)
[8]关于推进绿色造船技术的建设与思考[J]. 王绩宏,俞国春. 技术与市场. 2018(12)
[9]超大型船用曲轴关键制造技术的分析[J]. 张克斌,张帆. 上海电气技术. 2018(03)
[10]船用曲轴锻件成形技术的发展[J]. 许树森,任运来,齐作玉. 大型铸锻件. 2018(01)
硕士论文
[1]带三法兰三通阀体多向模锻工艺研究[D]. 郭小万.燕山大学 2018
[2]386Q内燃机曲轴多向模锻成形工艺研究[D]. 高亭.燕山大学 2017
[3]内环筋直筒件旋转挤压成形折叠缺陷机制研究[D]. 李天宇.中北大学 2017
[4]大型船用曲拐锻造工艺研究[D]. 张立根.东北大学 2016
[5]大型船用曲轴曲拐锻造新工艺及工装研究[D]. 郑会赛.燕山大学 2012
[6]大型船用曲轴曲拐的挤压工艺研究[D]. 曹峰华.燕山大学 2011
[7]K98MC-C船用曲轴曲拐锻造成形工艺研究[D]. 朱文宝.燕山大学 2010
[8]曲轴全纤维弯曲镦锻成形技术RR法、TR法、NTR法对比研究[D]. 陈太生.天津大学 2005
本文编号：3129554
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大型组合式船用曲轴
第1章绪论-3-择自由锻以及特殊锻造方法；气缸直径大小处于300mm至400mm区间，常用的方法为自由锻和特殊锻造法；气缸直径大小在400mm以上，直径较大时，常采用组合锻造法[11-12]。下面将介绍几种常见的曲轴曲拐加工方法。1.3.1自由锻造法利用自由锻造法制造曲轴，第一步需要加工出主轴颈，第二步是曲拐的成形，其成形原理是利用位移法得到曲拐，最后一步是通过机械加工切削多余金属得到曲拐臂[13]，位移法成形曲拐示意图见图1-2所示。该方法很少用到模具，因而生产成本较低，广泛用于单件或者小批量生产中。自由锻造法的主要劣势体现在以下几个方面：一是机械加工余量大，导致材料利用率较低，造成的浪费较大；二是加工出曲拐臂时切断了金属纤维，大大削弱了曲轴的强度；三是操作人员劳动强度较大，生产效率较低，上述几点大大限制了自由锻造法在曲轴制造的应用广度。图1-2自由锻位移法成形曲拐示意图拔长上下表面切口砧子位错形成曲拐重复操作形成另一曲拐1.3.2块锻法块锻法所用的曲轴毛坯形状为方块状，然后通过机械加工把多余坯料去除，从而形成若干个曲拐[13]，该法成形曲拐的示意图见图1-3。用块锻法加工曲拐不需要使用模具，并且减少了后续的机械加工余量，但也同样存在着切断金属纤维流向的问题，因而得到的曲轴强度不高，并且该方法在实际生产中的废品率较高，所以逐渐被淘汰。坯料锻出若干曲拐机加工得到单个曲拐图1-3块锻法成形曲拐示意图
第1章绪论-3-择自由锻以及特殊锻造方法；气缸直径大小处于300mm至400mm区间，常用的方法为自由锻和特殊锻造法；气缸直径大小在400mm以上，直径较大时，常采用组合锻造法[11-12]。下面将介绍几种常见的曲轴曲拐加工方法。1.3.1自由锻造法利用自由锻造法制造曲轴，第一步需要加工出主轴颈，第二步是曲拐的成形，其成形原理是利用位移法得到曲拐，最后一步是通过机械加工切削多余金属得到曲拐臂[13]，位移法成形曲拐示意图见图1-2所示。该方法很少用到模具，因而生产成本较低，广泛用于单件或者小批量生产中。自由锻造法的主要劣势体现在以下几个方面：一是机械加工余量大，导致材料利用率较低，造成的浪费较大；二是加工出曲拐臂时切断了金属纤维，大大削弱了曲轴的强度；三是操作人员劳动强度较大，生产效率较低，上述几点大大限制了自由锻造法在曲轴制造的应用广度。图1-2自由锻位移法成形曲拐示意图拔长上下表面切口砧子位错形成曲拐重复操作形成另一曲拐1.3.2块锻法块锻法所用的曲轴毛坯形状为方块状，然后通过机械加工把多余坯料去除，从而形成若干个曲拐[13]，该法成形曲拐的示意图见图1-3。用块锻法加工曲拐不需要使用模具，并且减少了后续的机械加工余量，但也同样存在着切断金属纤维流向的问题，因而得到的曲轴强度不高，并且该方法在实际生产中的废品率较高，所以逐渐被淘汰。坯料锻出若干曲拐机加工得到单个曲拐图1-3块锻法成形曲拐示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]对推进绿色造船技术的思考[J]. 张孟秋. 科技风. 2020(07)
[2]2019，韩国造船为何能再次超越[J]. 陈柏全,万鹏举,屠佳樱,王亮. 中国船检. 2020(02)
[3]崔怀旭 大国曲轴，智造未来[J]. 苏平. 锻造与冲压. 2020(03)
[4]中国船舶工业70年:历程、成就及启示[J]. 胡文龙. 中国经贸导刊(中). 2019(11)
[5]赵钰民:给船舶造一颗“中国心”[J]. 马梦婕. 中国工人. 2019(11)
[6]70年，中国船跃上世界技术潮头[J]. 张涛. 中国水运. 2019(10)
[7]曲轴制造工艺研究进展[J]. 卢占盈,王华辉,李佩琪,明玥,游国强. 汽车零部件. 2019(02)
[8]关于推进绿色造船技术的建设与思考[J]. 王绩宏,俞国春. 技术与市场. 2018(12)
[9]超大型船用曲轴关键制造技术的分析[J]. 张克斌,张帆. 上海电气技术. 2018(03)
[10]船用曲轴锻件成形技术的发展[J]. 许树森,任运来,齐作玉. 大型铸锻件. 2018(01)
硕士论文
[1]带三法兰三通阀体多向模锻工艺研究[D]. 郭小万.燕山大学 2018
[2]386Q内燃机曲轴多向模锻成形工艺研究[D]. 高亭.燕山大学 2017
[3]内环筋直筒件旋转挤压成形折叠缺陷机制研究[D]. 李天宇.中北大学 2017
[4]大型船用曲拐锻造工艺研究[D]. 张立根.东北大学 2016
[5]大型船用曲轴曲拐锻造新工艺及工装研究[D]. 郑会赛.燕山大学 2012
[6]大型船用曲轴曲拐的挤压工艺研究[D]. 曹峰华.燕山大学 2011
[7]K98MC-C船用曲轴曲拐锻造成形工艺研究[D]. 朱文宝.燕山大学 2010
[8]曲轴全纤维弯曲镦锻成形技术RR法、TR法、NTR法对比研究[D]. 陈太生.天津大学 2005
本文编号：3129554
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3129554.html
