[發明專利]一種5MW及以上大型風電部件的鑄件模具

有效

• 申請號: 201010248375.1
• 申請日: 2010-08-09
• 公開（公告）號: CN101898230A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 王玉平;胡穎;周建軍;華永犖;陸健
• 申請（專利權）人: 江蘇吉鑫風能科技股份有限公司
• 主分類號: B22C9/22
• 分類號: B22C9/22
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本發明涉及球鐵風電部件的鑄件模具的設計制造工藝，尤其適用于5MW及以上大型風電輪轂、底座等鑄件模具的實現。

背景技術

風能是一種永不枯竭的清潔能源，在石油、煤炭等礦藏能源日漸減少，環境氣候越來越惡劣的情形下，世界各國都在大力推進風力發電場的建設速度。根據我國″可再生能源’十一五’發展綱要″提出的具體規劃，到2010年我國的風電裝機容量將達到1000萬千瓦，年發電量為210億千瓦時。風力發電機組離不開關鍵零件---低溫、高韌、大型球鐵件，據測算，每1MW風力發電機組，就需要20噸左右的高性能球鐵件，因此風力發電鑄件的需求量也正在與日俱增。

近年來隨著海上風電的興起，對于大容量風機的需求越來越迫切，輪轂、底座鑄件是風力發電機組的關鍵零部件，對于5MW及以上級輪轂、底座，外形尺寸十分龐大，一般達到5～7米左右，且結構復雜，如何保證其尺寸精度，并非易事，其中的重要一點就是要有尺寸精度高結構可靠的模具作保證。

目前對于該類大模具常規的制作方法主要有兩種，一是手工方式制模，該方法對于復雜曲面形狀，制作精度很差，無法保證鑄件的尺寸精度要求，另一種方法是采用數控方法進行模具外形加工，但由于受到現有常規數控機床臺機尺寸的限制，目前一般僅在2.5MW以下的模具上有應用，另外在模具結構上一般采用的是模具裝配完成后再采用配焊鋼結構進行加強，該方法難以保證焊接后鋼結構與模具本體很好地貼合，從而可能導致造型時產生模具變形影響鑄件尺寸精度。

發明內容

本發明目的是：提出一種適用于5MW及以上大型風電輪轂、底座等鑄件模具，通過尋找一種模具結構方案及制作工藝以滿足模具的結構上可靠性及模具形狀的高精度，從而滿足鑄件的質量要求。

本發明的技術方案是：5MW以上大型風電部件的鑄件模具，其特征是將模具分成N層，N取2-7，層高根據工作母機加工的最大高度尺寸確定；將每一層模具分成M塊型塊，M取2-8，相連兩層間的分塊平面是相異的平面；M塊型塊由用于增強模具整體剛性的內部的鋼結構框架及被加工形成鑄件形狀外部壓制木板構成，壓制木板厚度50～300mm，壓制木板以板間膠接的方式進行板間粘接，內部的鋼結構以螺栓或焊接方式固定；每層的型塊與型塊的內部鋼結構框架之間采用螺栓或焊接方式進行左右拼接；模具的層與層內部鋼結構框架之間采用采用螺栓或焊接方式進行上下拼接，外部壓制木板進行膠接。每一型塊均采用工作母機對外部壓制木板形狀即模具成型的部分進行加工，形成模具外形。

本發明的有益效果是：實現了5MW及以上大型風電部件模具的數控化生產，同時又獲得了較高的模具整體剛性，有效地保證了模具的尺寸精度，降低了模具在使用過程中的變形風險，從而為獲得高質量鑄件提供了重要保證。

附圖說明

圖1是本發明5MW風電底座的凸模結構示意圖。

圖2是圖1的底視結構示意圖。

具體實施方式

5MW及以上大型風電部件的鑄件模具，將模具分成N層(定義為A、B、C...層，圖1中為五層)，層高根據工作母機(如數控機床)能加工的最大高度尺寸定；A1、A2構成A層，下同(圖1)。以木板形成外殼(即模具成型部分)，模具分成若干層若干型塊，木質部分形狀通過數控加工成形，最后通過特定結構形式裝配構成整套模具。

根據工作母機(如數控機床)的臺面尺寸情況將每層分成M(如M＝2)塊型塊(A1、A2...塊)(一般情況選用較大型的機床，兩塊即可)(見圖1)，相連兩層間的分塊平面是相異的平面，即分塊線成十字交叉分布，即相連上下兩層之間分塊型塊成十字交叉形式裝配，如圖1中A層與B層的分塊線不在一條直線上。

M塊型塊(A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2至E1、E2)由用于增強模具整體剛性的內部的鋼結構框架及用于形成鑄件形狀外部壓制木板形成，壓制木板1一般厚度50～300mm，采用木膠進行板間粘接及螺栓方式與內部鋼結構2固定；(見圖2)。

每一型塊(A1、A2、B1、B2...至E1、E2)均采用數控機床對外部木板形狀部分進行加工，形成模具外形；

每層的塊與塊之間(如A1、A2..至E1、E2)采用螺栓3及焊接方式進行左右拼接；相連上下兩層之間分塊型塊成十字交叉形式裝配(見圖1)；層與層之間(A、B、C...)之間采用采用螺栓及焊接方式進行上下拼接。