[發(fā)明專利]一種水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭的鍛造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110462380.7
• 申請(qǐng)日: 2011-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN102527897A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姬立功;孫統(tǒng)輝;李昌義;秦紅付;張瑞華;劉旺;徐航濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中信重工機(jī)械股份有限公司
• 主分類號(hào): B21J5/08
• 分類號(hào): B21J5/08;B21J5/06;B23P15/00
• 代理公司: 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 苗強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于主軸法蘭的鍛造領(lǐng)域，具體的說是涉及一種水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭的鍛造方法。

背景技術(shù)

大型水輪機(jī)主軸是水力發(fā)電設(shè)備的主要部件之一，其中的主軸法蘭鍛件由于帶有臺(tái)階，如圖1所示結(jié)構(gòu)，作為薄壁臺(tái)階短套類鍛件來講，其長(zhǎng)度尺寸僅為直徑的一半左右，相對(duì)較短，鍛造難度很大。因此，在通常情況下，該鍛件采用添加敷料，以圖2所示圈類鍛件的形式鍛造成形。此種鍛造工藝大大減小了鍛件制造難度，但也存在著下面所述的兩大問題：

1、對(duì)于臺(tái)階較大的下法蘭零件來講，鍛造為圈類鍛件大大增加了鍛件的重量和鍛后機(jī)械加工的工作量，造成材料利用上的巨大浪費(fèi)和零件加工周期的延長(zhǎng)，進(jìn)而也導(dǎo)致了生產(chǎn)成本的成倍增加。

2、鍛為圈類鍛件后機(jī)加工過程中會(huì)切斷鍛件的金屬流線，導(dǎo)致鍛件整體，尤其是法蘭部分軸向力學(xué)性能大大降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭的鍛造方法，節(jié)省材料，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，而且該工藝避免了后續(xù)加工時(shí)對(duì)鍛件金屬流線的破壞，從而大大提高了鍛件，尤其是法蘭部位的的綜合力學(xué)性能。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是：一種水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭的鍛造方法，其特征在于：具體步驟如下：

步驟一、采用鋼錠作為原材料，通過鍛造壓機(jī)對(duì)鋼錠進(jìn)行鐓粗，鐓粗壓下量為鋼錠錠身長(zhǎng)度的50％～70％；后拔長(zhǎng)，拔長(zhǎng)后的長(zhǎng)度與拔長(zhǎng)前長(zhǎng)度的比值在2.0～2.2之間，后切斷下料；

步驟二、將步驟一處理后的坯料鐓粗至鍛件尺寸，后采用沖子沖孔，備用；

步驟三、將馬杠穿入坯料內(nèi)孔，在馬杠上對(duì)坯料進(jìn)行滾圓擴(kuò)孔，擴(kuò)孔后的直徑與擴(kuò)孔前直徑的比值在1.2～1.35之間；

步驟四、在坯料中穿入芯棒，采用對(duì)稱的上、下V型砧將坯料拔長(zhǎng)至所需尺寸，而后將坯料壓出臺(tái)階面；

步驟五、精整至鍛件工藝尺寸，制作完成。

其中步驟4中對(duì)坯料卡臺(tái)后隨形鍛造為帶臺(tái)階的短套類鍛件，相比以往將零件添加敷料后鍛造為圈類鍛件，可大大提高材料的利用率并較好的保持鍛件的金屬流線。而由于鍛件長(zhǎng)度較短，采用對(duì)稱的上、下V型砧拔長(zhǎng)可有效減少因金屬流動(dòng)不均勻帶來的端面不規(guī)整現(xiàn)象的發(fā)生，并能更好地保證鍛件內(nèi)部的壓實(shí)。

本發(fā)明所述的坯料采用電爐煉鋼并進(jìn)行真空脫氣的材料。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出的鍛件的自由鍛造方法，克服了以往公知技術(shù)存在的缺陷，在鍛造過程中綜合考慮了鍛件的變形程度，做到變形均勻，流線連續(xù)，外觀整潔，整個(gè)成形過程的變形趨勢(shì)是鐓粗與拔長(zhǎng)相結(jié)合，具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明由于是通過整體隨形鍛造成形，與以往鍛成圈類鍛件相比少了大量的敷料，鍛件重量大大減輕，材料利用率得到了較大提升，同時(shí)后續(xù)機(jī)械加工量也大大減少，整體上減少了生產(chǎn)成本和周期。

2、本發(fā)明由于采用了隨形鍛造成形的方法，避免了后續(xù)加工時(shí)對(duì)鍛件金屬流線的破壞，從而大大提高了鍛件，尤其是法蘭部位的的綜合力學(xué)性能。

3、本發(fā)明在最后一步出成品時(shí)采用了上、下對(duì)稱V型砧芯棒拔長(zhǎng)的方法，從最大程度上避免了不對(duì)稱砧型因金屬流動(dòng)不均勻帶來的端面不規(guī)整現(xiàn)象，減少了鍛件長(zhǎng)度方向的材料損耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭整體隨形鍛件圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭加敷料鍛件圖；

圖3為本發(fā)明的水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭的鍛造流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖3所示，一種水輪機(jī)薄壁臺(tái)階短套類主軸法蘭的鍛造方法，具體步驟如下：

步驟一、采用鋼錠作為原材料，通過鍛造壓機(jī)對(duì)鋼錠進(jìn)行鐓粗，鐓粗壓下量為鋼錠錠身長(zhǎng)度的50％～70％；后拔長(zhǎng)，拔長(zhǎng)后的長(zhǎng)度與拔長(zhǎng)前長(zhǎng)度的比值在2.0～2.2之間，后切斷下料，切斷下料即為將鍛件兩端切平面，經(jīng)鐓粗、拔長(zhǎng)后坯料的高度與直徑的比值應(yīng)控制在1.8～2.0之間，該步驟的目的是保證鍛件的充分鍛透；

步驟二、將步驟一處理后的坯料鐓粗至鍛件尺寸，后采用沖子沖孔，備用；

步驟三、將馬杠穿入坯料內(nèi)孔，在馬杠上對(duì)坯料進(jìn)行滾圓擴(kuò)孔，擴(kuò)孔后的直徑與擴(kuò)孔前直徑的比值在1.2～1.35之間；

步驟四、在坯料中穿入芯棒，采用對(duì)稱的上、下V型砧將坯料拔長(zhǎng)至所需尺寸，而后將坯料壓出臺(tái)階面；

步驟五、精整至鍛件工藝尺寸，制作完成。