CN113976809A - 确定风机主轴冲孔位置的装置、方法及风机主轴制作方法 - Google Patents

确定风机主轴冲孔位置的装置、方法及风机主轴制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种确定风机主轴冲孔位置的装置、方法及风机主轴制作方法，其中装置包括：第一工装以及第二工装，其中，第一工装上设置有第一本体，所述第一本体上设置有第一凸台；第二工装其上设置有第二本体，所述第二本体上设置有第二凸台；所述第一工装与所述第二工装分别结合至所述风机主轴模具上时，所述第一凸台、所述第二凸台、以及所述风机主轴模具同轴；且所述第一凸台及所述第二凸台分别与冲头的冲压部的相匹配。本发明用以改善现有的空心风机主轴在锻造过程中通过人工方式确定冲孔位置准确率低、劳动强度大的问题。

Description

确定风机主轴冲孔位置的装置、方法及风机主轴制作方法
技术领域
本发明涉及空心风机主轴加工领域，具体涉及一种确定风机主轴冲孔位置的装置、方法及风机主轴制作方法。
背景技术
风能是清洁能源的主力军，在市场需求和竞争的推动下，风电行业蓬勃发展，因此风机装机量尤其是大MW级风机需求不断增加。大MW级风机的主轴的尺寸大，属于大型部件。因此其中心孔亦大，所以风机主轴须采用空心锻造。目前空心风机主轴一般锻造方法为钢锭锻至坯料后入专用主轴模具，再锻至成形法兰锻坯，而后取出锻坯再冲孔，然后伸芯棒拔长风机主轴轴身至尺寸。然而，锻坯冲孔时由于坯料高度较高、冲孔困难，所以需人工拿标尺测量各部直径中心部位，然后做标记，再把冲头放置在标记位置进行冲孔，此类确定冲孔位置的方法缺点如下：
(1)工作人员使用标尺测量锻坯直径中心位置，每支锻坯均需测量，生产效率低，浪费锻造压机占用时间，增加能源消耗；
(2)在高温下，工人使用标尺测量锻坯直径中心位置，增大了工人的劳动强度大；
(3)在高温下工人测量过程中容易产生错误，从而造成孔冲偏，致使产品返修或报废风险增高。
(4)测量好中心位置后，吊车放置冲头时无法快速放置在坯料中心，效率低。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种确定风机主轴冲孔位置的装置、方法以及风机主轴制作方法，以改善现有的空心风机主轴在锻造过程中通过人工方式确定冲孔位置准确率低、劳动强度大的问题。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种确定风机主轴冲孔位置的装置，包括：第一工装以及第二工装，其中，第一工装上设置有第一本体，所述第一本体上设置有第一凸台；第二工装上设置有第二本体，所述第二本体上设置有第二凸台；所述第一工装与所述第二工装分别结合至所述风机主轴模具上时，所述第一凸台、所述第二凸台、以及所述风机主轴模具同轴；且所述第一凸台与冲头的冲压部相匹配，所述第二凸台与冲头的冲压部相匹配。
在本发明一实施方式中，所述第一本体与风机主轴模具的内腔第一端相匹配。
在本发明一实施方式中，所述第一本体的外径等于所述风机主轴模具第一端的内径。
在本发明一实施方式中，所述第二本体与所述风机主轴模具的内腔第二端相匹配。
在本发明一实施方式中，所述第二本体的外径等于所述风机主轴模具第二端的内径。
本发明还提供一种确定风机主轴冲孔位置的方法，包括步骤：将第一锻坯置入风机主轴模具内；将第一锻坯锻造为第二锻坯并在所述第二锻坯的一端部制出第一凹槽，在所述第二锻坯的另一端部制出第二凹槽，得到成形法兰锻坯。所述第二锻坯与所述风机主轴模具的内腔壁体贴合。所述第一凹槽、所述第二凹槽、以及所述风机主轴模具同轴，且所述第一凹槽和/或所述第二凹槽的内径与冲头的冲压部的外径相同。
在本发明一实施方式中，将所述第一锻坯置入风机主轴模具内的步骤之前包括：将所述第一工装结合至所述风机主轴模具上，其中所述第一工装上设置有第一本体，所述第一本体上设置有第一凸台。
在本发明一实施方式中，将所述第一工装结合至所述风机主轴模具上的步骤包括：将所述第一工装置于所述风机模具的内腔中，其中，所述第一凸台用以接触第一锻坯。
在本发明一实施方式中，将第一锻坯锻为第二锻坯并在所述第二锻坯的一端部制出第一凹槽的步骤包括：将第一锻坯置入所述风机主轴模具内，锻压所述第一锻坯得到与所述风机主轴模具的内腔壁体贴合的第二锻坯，并使第一凸台嵌入至所述第二锻坯体内以形成所述第一凹槽。
在本发明一实施方式中，在所述第二锻坯的另一端部制出第二凹槽的步骤包括：将第二工装结合至风机主轴模具上，所述第二工装上设置有第二本体，所述第二本体上设置有第二凸台；对所述第二工装施压，使第二凸台嵌入至所述第二锻坯体内以形成第二凹槽。
在本发明一实施方式中，将所述第二工装结合至风机主轴模具上的步骤包括：将所述第二工装置入所述风机主轴模具内，其中，所述第二凸台与所述第二锻坯接触。
在本发明一实施方式中，锻压所述第一锻坯得到与所述风机主轴模具的内腔壁体贴合的第二锻坯的步骤包括：对所述第一锻坯进行镦粗、旋压处理，直至得到符合设定目标的第二锻坯。
在本发明一实施方式中，所述设定目标包括：所述第二锻坯的端部与所述风机主轴模具的端部的高度差大于所述第二凸台的高度。
本发明还提供一种风机主轴的制作方法，包括步骤：将冲头的冲压部置于成形法兰锻坯的冲孔位置，进行冲压；所述成形法兰锻坯通过上述方法制得；将芯棒伸入至冲孔内，拔长所述成形法兰锻坯各部至目标尺寸，得到风机主轴。
本发明确定风机主轴冲孔位置的装置，其结构简单，成本低廉，通过该装置能够在锻坯的两端分别形成凹槽，从而确定了冲孔的位置，省去了人工确认冲孔的工序，有效解决了人工确定冲孔所带来的生产效率低、劳动强度大、返修报废风险高等问题。且凹槽能够利于冲头快速定位，能够有效提高冲孔的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示为本发明确定风机主轴冲孔位置的装置于一实施方式中的结构示意图；
图2显示为风机主轴模具的结构示意图；
图3显示为本发明第一工装及第二工装确定冲孔位置的示意图；
图4显示为本发明冲头放入凹槽的示意图；
图5显示为本发明确定风机主轴冲孔位置的方法于一实施方式中的流程图；
图6显示为本发明风机主轴的制作方法的流程图；
图7显示为本发明风机主轴于一实施方式中的结构示意图。
元件标号说明
100、第一工装；101、第一本体；102、第一凸台；200、第二工装；201、第二本体；202、第二凸台；300、模具；301、内腔；400、第一锻坯；500、成形法兰锻坯；501、第一凹槽；502、第二凹槽；600、冲头；700、风机主轴。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，本发明提供一种确定风机主轴冲孔位置的装置，包括：第一工装100以及第二工装200，其中，第一工装100上设置有第一本体101，所述第一本体101上设置有第一凸台102；第二工装200其上设置有第二本体201，所述第二本体201上设置有第二凸台202；所述第一工装100与所述第二工装200分别结合至所述风机主轴模具300上时，所述第一凸台102、所述第二凸台202、以及所述风机主轴模具300同轴；且所述第一凸台与冲头的冲压部相匹配，所述第二凸台与冲头的冲压部相匹配。例如，冲头为带有斜度的圆形结构，所述第一凸台102、所述第二凸台202、以及冲头的冲压部的直径相同，均为d3。上述结合包括安装、连接、或放置中的一种或几种。
第一本体101为圆柱形结构，第一凸台102为圆柱形结构，第一本体101的直径大于第一凸台102的直径。第二本体201为圆柱形结构，第二凸台202为圆柱形结构，第二本体201的直径大于第二凸台202的直径。第一工装100与第二工装200均为实心部件，由硬度大于锻坯硬度的材料制成。使用时，使得第一工装100与第二工装200位于锻坯的两端，利用第一凸台102以及第二凸台202使锻坯的两端形成同轴圆柱形凹槽，冲孔时，将冲头600的冲压部置入凹槽中进行冲压即可，从而实现快速确定冲孔的位置。
在本发明一实施方式中，第一工装、及第二工装为一体成型结构。
请参阅图1至图2，在本发明一实施方式中，所述第一本体101与风机主轴模具300的内径第一端相匹配。例如，第一本体101为圆柱形结构，第一本体101的外径d1等于所述风机主轴模具300第一端的内径d1。
请参阅图1至图2，在本发明一实施方式中，所述第二本体201与所述风机主轴模具300的内腔301第二端相匹配。例如，第二本体201为圆柱形结构，第二本体201的外径D等于所述风机主轴模具300第二端的内径D。
请参阅图3至图5，本发明还提供一种确定风机主轴冲孔位置的方法，包括步骤：将第一锻坯400置入风机主轴模具300内；将第一锻坯400锻造为第二锻坯(未示出)，并在所述第二锻坯的一端部制出第一凹槽501，在所述第二锻坯的另一端部制出第二凹槽502，得到成形法兰锻坯500。所述第二锻坯与所述风机主轴模具300的内腔301壁体贴合。所述第一凹槽501、所述第二凹槽502、以及所述风机主轴模具300同轴，且所述第一凹槽501和/或所述第二凹槽502的内径与冲头600的冲压部的外径相同。第一锻坯400为由钢锭锻至带斜度圆形锻坯，该锻坯的直径(d1及d2)小于等于对应的风机主轴模具300内腔301直径，以便于将第一锻坯400放置于风机模具300内腔301中。
在本发明一实施方式中，将所述第一锻坯400置入风机主轴模具300内的步骤之前包括：将所述第一工装100结合至所述风机主轴模具300上，其中所述第一工装100上设置有第一本体101，所述第一本体101上设置有第一凸台102。上述结合包括安装、连接、或放置中的一种或几种。例如，将所述第一工装100置于所述风机模具300的内腔301中，其中，所述第一凸台102用以接触第一锻坯400。
请参阅图3，在本发明一实施方式中，将第一锻坯400锻为第二锻坯并在所述第二锻坯的一端部制出第一凹槽501的步骤包括：将第一锻坯400置入所述风机主轴模具300内，锻压所述第一锻坯400得到与所述风机主轴模具300的内腔301壁体贴合的第二锻坯，并使第一凸台102嵌入至所述第二锻坯体内以形成所述第一凹槽501。
请参阅图3，在本发明一实施方式中，在所述第二锻坯的另一端部制出第二凹槽502的步骤包括：将第二工装200结合至风机主轴模具300上，所述第二工装200上设置有第二本体201，所述第二本体201上设置有第二凸台202；对所述第二工装200施压，使第二凸台202嵌入至所述第二锻坯体内以形成第二凹槽502。上述结合包括安装、连接、或放置中的一种或几种。
请参阅他3，在本发明一实施方式中，所述将所述第二工装200结合至风机主轴模具300上的步骤包括：将所述第二工装200置入所述风机主轴模具300内，其中，所述第二凸台202与所述第二锻坯接触。
请参阅图2与图3，在本发明一实施方式中，锻压所述第一锻坯400得到与所述风机主轴模具300的内腔301壁体贴合的第二锻坯的步骤包括：对所述第一锻坯400进行镦粗、旋压处理，使锻坯充满风电主轴模具300内腔301，直至得到符合设定目标的第二锻坯。所述设定目标包括：所述第二锻坯的端部与所述风机主轴模具300的端部的高度差H大于所述第二凸台202的高度h。以便于能够快速将第二工装200快速放入至风机主轴模具300内，且位于模具300的端部。
请参阅图4，冲孔时，将所述成形法兰锻坯500自所述风机主轴模具300内取出，然后将所述冲头600的冲压部置入第一凹槽501或第二凹槽502中，进行冲压，获取冲孔。然后伸芯棒拔长成形法兰锻坯500各部至成品尺寸，得到风机主轴。为了减小冲压过程中冲头600与成形法兰锻坯500的摩擦力，冲头600可以为带有斜度的圆形结构，冲压部为直径较大的一端。
请参阅图6与图7，本发明还提供一种风机主轴的制作方法，包括步骤：将冲头600的冲压部置于成形法兰锻坯500的冲孔位置，进行冲压；所述成形法兰锻坯500通过上述方法制得；所述冲孔位置为第一凹槽501和/或第二凹槽502；将芯棒伸入至冲孔内，拔长所述成形法兰锻坯500各部至目标尺寸，得到风机主轴700。
本发明确定风机主轴冲孔位置的装置，其结构简单，成本低廉，通过该装置能够在锻坯的两端分别形成凹槽，从而确定了冲孔的位置，省去了人工确认冲孔的工序，有效解决了人工确定冲孔所带来的生产效率低、劳动强度大、返修报废风险高等问题。且凹槽能够利于冲头快速定位，能够有效提高冲孔的生产效率。基于确定风机主轴冲孔位置的装置及方法，能够有效提高风机主轴制作方法的生产效率、以及产品的合格率。
所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种确定风机主轴冲孔位置的装置，其特征在于，包括：
第一工装，其上设置有第一本体，所述第一本体上设置有第一凸台；
第二工装，其上设置有第二本体，所述第二本体上设置有第二凸台；
所述第一工装与所述第二工装分别结合至所述风机主轴模具上时，所述第一凸台、所述第二凸台、以及所述风机主轴模具同轴；且所述第一凸台及所述第二凸台分别与冲头的冲压部的相匹配。
2.根据权利要求1所述的确定风机主轴冲孔位置的装置，其特征在于，所述第一本体与风机主轴模具的内腔第一端相匹配。
3.根据权利要求2所述的确定风机主轴冲孔位置的装置，其特征在于，所述第一本体为圆柱形结构，所述第一本体的直径等于所述风机主轴模具第一端的内径。
4.根据权利要求2所述的确定风机主轴冲孔位置的装置，其特征在于，所述第二本体与所述风机主轴模具的内腔第二端相匹配。
5.根据权利要求4所述的确定风机主轴冲孔位置的装置，其特征在于，所述第二本体为圆柱形结构，所述第二本体的直径等于所述风机主轴模具第二端的内径。
6.一种确定风机主轴冲孔位置的方法，其特征在于，包括步骤：
将第一锻坯置入风机主轴模具内；
将第一锻坯锻造为第二锻坯并在所述第二锻坯的一端部制出第一凹槽，在所述第二锻坯的另一端部制出第二凹槽，所述第二锻坯与所述风机主轴模具的内腔壁体贴合；
所述第一凹槽、所述第二凹槽、以及所述风机主轴模具同轴，且所述第一凹槽和/或所述第二凹槽与冲头的冲压部相匹配。
7.根据权利要求6所述的确定风机主轴冲孔位置的方法，其特征在于，将所述第一锻坯置入风机主轴模具内的步骤之前包括：将第一工装结合至所述风机主轴模具上，其中所述第一工装上设置有第一本体，所述第一本体上设置有第一凸台。
8.根据权利要求7所述的确定风机主轴冲孔位置的方法，其特征在于，将第一锻坯锻为第二锻坯并在所述第二锻坯的一端部制出第一凹槽的步骤包括：将第一锻坯置入所述风机主轴模具内，锻压所述第一锻坯得到与所述风机主轴模具的内腔壁体贴合的第二锻坯，并使所述第一凸台嵌入至所述第二锻坯体内以形成所述第一凹槽。
9.根据权利要求8所述的确定风机主轴冲孔位置的方法，其特征在于，锻压所述第一锻坯得到与所述风机主轴模具的内腔壁体贴合的第二锻坯的步骤包括：对所述第一锻坯进行镦粗、旋压处理，直至得到符合设定目标的第二锻坯。
10.一种风机主轴的制作方法，其特征在于，包括步骤：
将冲头的冲压部置于成形法兰锻坯的冲孔位置，进行冲压；所述成形法兰锻坯通过权利要求6-9任一所述方法制得；
将芯棒伸入至冲孔内，拔长所述成形法兰锻坯各部至目标尺寸，得到风机主轴。
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