HXN5型机车是某机车公司与美国GE公司合作研发的大功率内燃机车,作为柴油机关键零件之一的连杆,均为进口,价格昂贵。该公司于2012年引进德国米勒—万家顿公司生产的PZS系列22000吨电动螺旋压力机,并对HXN5型机车柴油机连杆实行国产化。零件实体图,如图1所示。
该连杆采用42Cr Mo A合金钢制造,锻件为带工字型截面的长轴类零件,外形和杆身在模锻后不加工,这样可以获得紧密的连杆表面组织,提高连杆的表面强度,而且可以省去连杆的粗加工工序,简化连杆的工艺流程,降低生产成本,这对连杆的模锻工艺提出了很高的要求。
1 HXN5连杆锻件工艺分析
如图1所示,连杆模锻件属于长杆类异型锻件,杆身相对简单,锻件小端存在高度落差,大端与杆身轴线夹角较大,大小端重量有较大相差,为了使材料使用更经济合理,应该在锻造前进行制坯,使连杆件在锻造时更易成型。
2 HNX5连杆模锻工艺设计
根据模锻件的特点,整个模锻工艺要解决的关键问题是:①进行合理分料,形成适宜于模锻的毛坯;②在22000吨电动螺旋压力机上模锻时,合理设置打击点及打击能量。
模具是影响模锻件尺寸精度最直接的因素,根据锻件结构设计确定连杆的锻模,如图2所示,采用横纵向方形封闭式锁扣,减少错移。模具选材5Cr Ni Mo,热处理硬度HRC44~48,模膛粗糙度为1.6,其余3.2。