CN112775369A - 一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,具体按照以下步骤实施:步骤1、根据零件尺寸设计锻件,根据锻件尺寸设计胎模锻模具,包括套模、制坯下模、成形下模、冲孔冲头、成形冲头和退料漏盘;步骤2、根据锻件形状,计算锻件重量、下料重量、下料规格、锻造火次、材质需求;步骤3、将加热好的坯料置于制坯组合模具内镦粗,出模具冲通孔,制成中间制坯;步骤4、将步骤3所得中间制坯置于胎模锻模具内,通过成形冲头的锻造作用成形锻件,锻件出模后堆冷,正火处理即得。本发明克服传统胎模工艺锻造大型薄壁法兰时,法兰内孔余量大,材料浪费严重,设备吨位要求高等问题,减少加工余量,节省能源材料,提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于机械设备技术领域,具体涉及一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法。
背景技术
大型薄壁法兰具有法兰凸缘、凸台和内孔尺寸大,高度较高,法兰凸台部分的壁厚薄的特点。传统胎模锻工艺是:将圆柱形坯料整体或拔出台阶后放入漏盘(胎模)中自由镦粗,靠胎模限制成形法兰的实心凸台,剩余坯料外溢到胎模上形成法兰盘凸缘,再用冲子正反冲通孔,制成法兰的内孔,最后滚圆法兰盘凸缘,修整得到锻件。受冲孔条件(开门冲子的直径一般为法兰盘直径的三分之一)的限制,传统胎模锻法兰锻件内孔余量很大,材料浪费严重,加工周期长,生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,克服传统胎模工艺锻造大型薄壁法兰时,法兰内孔余量大,材料浪费严重,设备吨位要求高等问题,减少加工余量,节省能源材料,提高生产效率。
本发明所采用的技术方案是,一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、根据零件尺寸设计锻件,根据锻件尺寸设计胎模锻模具,包括套模、制坯下模、成形下模、冲孔冲头、成形冲头和退料漏盘;
步骤2、根据锻件形状,计算锻件重量、下料重量、下料规格、锻造火次、材质需求;
步骤3、将加热好的坯料置于制坯组合模具内镦粗,出模具冲通孔,制成中间制坯;
步骤4、将步骤3所得中间制坯置于胎模锻模具内,通过成形冲头的锻造作用成形锻件,锻件出模后堆冷,正火处理即得。
本发明的特点还在于,
步骤1中胎模锻模具具体结构如下:
包括套模,套模的上部与锻件的上部尺寸一致,套模的下部与制坯下模和成形下模的尺寸一致,可以配套完成制坯和成形工步;
制坯下模带有凸台,能够在制坯上压出凹坑,便于冲孔时冲孔冲头定位;
成形下模的内孔尺寸与锻件的下部尺寸一致,成形下模带有导向孔,可在成形工步对成形冲头进行导向作用,保证冲孔冲头不偏移;
冲孔冲头的外形与零件内孔尺寸仿型,以便减小锻件内孔余量。
步骤3具体如下:
步骤3.1、将钢锭加热到一定温度后保温一段时间,钢锭倒棱后按下料重量充分切除水口和冒口下料,形成初始圆柱形坯料;
步骤3.2、将步骤1所得套模、制坯下模预热到200-300℃后,套模自上而下套在制坯下模上,组成制坯套模;
步骤3.3制得中间制坯后,将中间制坯重新加热到1180-1200℃的始锻温度,保温2-2.5h。
步骤4具体如下:
步骤4.1、将步骤1所得套模自上而下套在成形下模上,组成成形套模;
步骤4.2、将步骤3所得中间制坯置于步骤4.1所得的成形套模内,成形冲头的下部置于中间制坯的通孔内,在成形冲头上加压至成形冲头与锻件上表面平齐,中间制坯在步骤4.1所得成形套模内拉延成形得锻件;
步骤4.3、将步骤4.2所得的成形套模及锻件翻转置于退料漏盘上,加圆钢退出成形冲头,锻件脱模,然后冷却、升温再降温,得最终的锻件。
步骤4.3中锻件出模后堆冷,入850-880℃加热炉保温3-3.5h,空冷到室温。
本发明的有益效果是,一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,优化传统胎模锻制坯工艺,预成形法兰贯通内孔,成形工步通过成形冲头的锻造作用,成形法兰内孔,所得锻件内孔形状接近零件形状尺寸,减小内孔加工余量,降低材料能源消耗,本发明基于传统的法兰胎模锻工艺,在制坯工步先初步形成法兰的内孔,在成型工步进一步利用金属的锻造作用形成法兰薄壁,大大的减少了锻件内孔的加工余量和锻造所需压力,整体上使锻件毛坯较传统的胎模锻减重25%以上,冲孔所需的锻造压力大大减少,节省能源消耗,提高了经济效益。
附图说明
图1是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的套模剖面图;
图2是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的制坯下模剖面图;
图3是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的成形下模剖面图;
图4是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的中间制坯剖面图;
图5是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的冲孔冲头;
图6是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的成形冲头;
图7是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的退料漏盘;
图8是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的制坯模具图;
图9是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的所得锻件剖面图;
图10是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的成形模具图;
图11是一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法的锻造流程图。
图中,1.套模,2.制坯下模,3成形下模,4.中间制坯,5.冲孔冲头,6.成形冲头,7.退料漏盘,9.锻件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,具体按照以下步骤实施:
步骤1、根据零件尺寸设计锻件,根据锻件尺寸设计胎模锻模具,如图1~图11所示,包括套模1、制坯下模2、成形下模3、冲孔冲头5、成形冲头6和退料漏盘7;
步骤2、根据锻件形状,计算锻件重量、下料重量、下料规格、锻造火次、材质需求;
步骤3、将加热好的坯料置于制坯组合模具内镦粗,出模具冲通孔,制成中间制坯;
步骤4、将步骤3所得中间制坯置于胎模锻模具内,通过成形冲头的锻造作用成形锻件,锻件出模后堆冷,正火处理即得。
步骤1中胎模锻模具具体结构如下:
包括套模1,套模1的上部与锻件9的上部尺寸一致,套模1的下部与制坯下模2和成形下模3的尺寸一致,可以配套完成制坯和成形工步;
制坯下模2带有凸台,能够在制坯上压出凹坑,便于冲孔时冲孔冲头5定位;
成形下模3的内孔尺寸与锻件9的下部尺寸一致,成形下模3带有导向孔,可在成形工步对成形冲头6进行导向作用,保证冲孔冲头6不偏移;
冲孔冲头6的外形与零件内孔尺寸仿型,以便减小锻件9内孔余量。
步骤3具体如下:
步骤3.1、将钢锭加热到一定温度后保温一段时间,钢锭倒棱后按下料重量充分切除水口和冒口下料,形成初始圆柱形坯料;
步骤3.2、将步骤1所得套模1、制坯下模2预热到200-300℃后,套模1自上而下套在制坯下模2上,组成制坯套模;
步骤3.3制得中间制坯4后,将中间制坯4重新加热到1180-1200℃的始锻温度,保温2-2.5h。
步骤4具体如下:
步骤4.1、将步骤1所得套模1自上而下套在成形下模3上,组成成形套模;
步骤4.2、将步骤3所得中间制坯4置于步骤4.1所得的成形套模内,成形冲头6的下部置于中间制坯4的通孔内,在成形冲头5上加压至成形冲头6与锻件上表面平齐,中间制坯4在步骤4.1所得成形套模内拉延成形得锻件9;
步骤4.3、将步骤4.2所得的成形套模及锻件9翻转置于退料漏盘7上,加圆钢退出成形冲头5,锻件9脱模,然后冷却、升温再降温,得最终的锻件9。
步骤4.3中锻件9出模后堆冷,入850-880℃加热炉保温3-3.5h,空冷到室温。
实施例
一种大型薄壁法兰胎模内锻造成形方法,其锻造过程包括以下步骤:
步骤1、根据零件尺寸设计锻件,根据锻件尺寸设计胎模锻模具和胎模锻工艺。包括计算锻件重量,下料重量,下料规格,锻造火次,始锻、终锻温度,制坯尺寸,锻造变形过程,锻造设备,锻后冷却方式等。
步骤2、根据锻件形状,计算锻件重量为1400kg,下料重量1570kg。锻造3火次,下料规格为20寸钢锭(2000kg),材质35CrMo,钢锭利用率78.5%。
步骤4、将步骤1所得胎模预热到200℃后,套模1自上而下套在制坯下模2上,组成制坯套模。
步骤6、将步骤5所得中间制坯4重新加热到1200℃的始锻温度,保温2h。
步骤7、将步骤1所得套模1自上而下套在成形下模3上,组成成形套模。将步骤6所得中间制坯4置于成形套模内,成形冲头6的下部置于中间制坯4的通孔内,在成形冲头5上加压至成形冲头6与锻件上表面平齐,中间制坯4在成形组合模具内拉延成形得锻件9。
步骤8、将成形组合模具及锻件9翻转置于退料漏盘7上,加圆钢退出成形冲头5,锻件9脱模。
步骤9、锻件出模后堆冷,入880℃加热炉保温3h,空冷到室温。
Claims (7)
1.一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:
步骤1、根据零件尺寸设计锻件,根据锻件尺寸设计胎模锻模具,包括套模(1)、制坯下模(2)、成形下模(3)、冲孔冲头(5)、成形冲头(6)和退料漏盘(7);
步骤2、根据锻件形状,计算锻件重量、下料重量、下料规格、锻造火次、材质需求;
步骤3、将加热好的坯料置于制坯组合模具内镦粗,出模具冲通孔,制成中间制坯;
步骤4、将步骤3所得中间制坯置于胎模锻模具内,通过成形冲头的锻造作用成形锻件,锻件出模后堆冷,正火处理即得。
2.根据权利要求1所述的一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,其特征在于,所述步骤1中胎模锻模具具体结构如下:
包括套模(1),套模(1)的上部与锻件(9)的上部尺寸一致,套模(1)的下部与制坯下模(2)和成形下模(3)的尺寸一致,可以配套完成制坯和成形工步;
制坯下模(2)带有凸台,能够在制坯上压出凹坑,便于冲孔时冲孔冲头(5)定位;
成形下模(3)的内孔尺寸与锻件(9)的下部尺寸一致,成形下模(3)带有导向孔,可在成形工步对成形冲头(6)进行导向作用,保证冲孔冲头(6)不偏移;
冲孔冲头(6)的外形与零件内孔尺寸仿型,以便减小锻件(9)内孔余量。
5.根据权利要求3所述的一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,其特征在于,所述步骤3.3制得中间制坯(4)后,将中间制坯(4)重新加热到1180-1200℃的始锻温度,保温2-2.5h。
6.根据权利要求5所述的一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,其特征在于,所述步骤4具体如下:
步骤4.1、将步骤1所得套模1自上而下套在成形下模(3)上,组成成形套模;
步骤4.2、将步骤3所得中间制坯(4)置于步骤4.1所得的成形套模内,成形冲头(6)的下部置于中间制坯(4)的通孔内,在成形冲头(5)上加压至成形冲头(6)与锻件上表面平齐,中间制坯(4)在步骤4.1所得成形套模内拉延成形得锻件(9);
步骤4.3、将步骤4.2所得的成形套模及锻件(9)翻转置于退料漏盘(7)上,加圆钢退出成形冲头(5),锻件(9)脱模,然后冷却、升温再降温,得最终的锻件(9)。
7.根据权利要求6所述的一种大型薄壁法兰的胎模内锻造成形方法,其特征在于,所述步骤4.3中锻件(9)出模后堆冷,入850-880℃加热炉保温3-3.5h,空冷到室温。
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