某型柴油机是重庆潍柴在吸收了国内外同类机型先进技术的基础上，自行设计、制造的新型柴油机，标定功率为～kW，转速为～r/min，缸径为mm，冲程为mm。该系列柴油机具有结构紧凑、使用可靠、经济技术指标优良、通用性强等优点，可作为近海或内河航运的客船、货船、陆用发电机组以及其他动力装置等的原动力。

产品结构分析

该款曲轴由6个曲拐、3个飞轮端法兰和1个自由端法兰组成。其产品结构参数如表1所示，产品三维图如图1所示。此产品与其他曲轴产品相比，主要特点为第12曲柄（为方便起，本文定义从自由端起向“P”端曲拐依次为1→6拐，曲柄依次为1→12曲柄）为止推轴承挡曲臂，其曲柄圆直径比其他11个曲臂圆直径大，且曲柄厚度比其他曲柄厚，因此锻造难度大。

表1产品结构参数

序号

名称

数值

1

主轴颈直径×开档

φmm×mm

2

连杆颈直径×开档

φmm×mm

3

1～11曲柄厚度

84mm

4

12曲柄厚度

87mm

5

大法兰规格

φmm×48mm＋φmm×84mm＋φmm×56mm＋φmm×71mm＋φmm×71mm+φmm×15mm

6

小法兰规格

φmm×41mm

7

总长

mm

图1产品三维图

工艺优化前锻造工艺特点

工艺优化前锻造工艺

优化前锻件是以第12曲柄（大曲柄）进行放量设计，因此1～11曲臂的锻造余量很大，材料用料浪费，同时增加下道工序加工量。具体工艺参数如表2所示。

表2工艺优化前锻件主要工艺参数

主轴颈×开档

连杆颈×开档

飞轮端法兰直径×厚度

自由端法兰直径×厚度

第1～11曲柄厚

第12曲柄厚

第1～11曲柄

第12曲柄

φmm×mm

φmm×78mm

φmm×mm＋φmm×mm

φmm×mm

mm

mm

长轴mm，短轴mm

长轴mm，短轴mm

工艺优化目的和依据

⑴工艺优化目的。根据优化前的工艺特点通过工艺优化提高材料利用率，节约成本。

⑵工艺优化依据。锻件设计对第1～11曲臂和第12曲臂分别放量设计，从而优化曲柄臂设计，同时优化主轴颈径向余量和开档余量。

锻造工艺优化设计

锻件优化设计

⑴曲柄臂优化。分模线由原来的单分模优化为曲线式双分模，从而优化了曲柄臂圆周余量，锻件轮廓与产品轮廓线高度吻合，余量均匀，最小的余量达到12.5mm。工艺优化前后的双拐锻件二维图如图2所示，图中双点划线为交货状态轮廓线，实线为锻件轮廓线。

⑵主轴颈直径和开档余量优化。主轴颈直径由φmm优化为φmm，主轴颈开档由mm优化为mm。

⑶坯料规格优化。坯料规格为台阶坯，其直径φmm部分优化为φmm，直径φmm部分优化为φmm。

（a）优化前双拐锻件二维图

（b）优化后双拐锻件二维图

图2工艺优化前后双拐锻件二维图

（节选自《锻造与冲压》杂志，年·第23期）