[發明專利]一種基于平鍛機的多向頂鍛坯設計方法

有效

• 申請號: 201911196374.4
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110883287B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張廣偉;鞠秀義;丁維;史麗坤;單善
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B21J5/08
• 分類號: B21J5/08;B21J13/02;B21J5/02;B21J13/08
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種基于平鍛機的多向頂鍛坯設計方法，其特征在于，利用平鍛機具備兩個相互垂直的鍛造方向：主鍛造方向水平，次鍛造方向豎直，選取直徑介于啞鈴形坯料頭部直徑與桿部直徑之間的棒料，在平鍛機第一工步中，先利用次鍛造方向壓扁棒料中部，再利用主鍛造方向鐓粗棒料的一端，在第二工步中，先利用次鍛造方向再次壓扁棒料中部，再利用主鍛造方向鐓粗棒料的另一端；

因鍛造方向不同，棒料端部與中部的變形不關聯，分別選取變形量；

設計頂鍛坯料時的操作步驟如下：

步驟一：將啞鈴形坯料尺寸轉化至頂鍛坯上，包括坯料總長度、各部分長度，以及坯料頭部直徑及桿部厚度；

步驟二：根據棒料頂鍛時端部鐓粗變形量及坯料頭部直徑，計算頂鍛用棒料直徑及初步計算頂鍛棒料長度；

步驟三：將頂鍛坯桿部截面設計為橢圓形，其中短半軸尺寸由啞鈴形坯料桿部直徑決定，長半軸尺寸由截面積決定；

步驟四：棒料長度修定

由于壓扁部分延長的體積進入頭部鐓粗，對棒料長度進行減小修定，根據步驟三中所獲得的桿部截面面積計算獲得；

步驟一：給出基于模鍛變形量設計的原啞鈴形坯料的尺寸參數，其中D₀是頭部直徑，D₁是桿部直徑，L₀是坯料總長，L₁是桿部長度；基于啞鈴形坯料尺寸，保證模鍛變形量不變，設定頂鍛坯尺寸參數，其中D₀、L₀、L₁與啞鈴形坯料的尺寸一致，L₃為頂鍛坯中間桿部厚度，L₃=D₁；

步驟二：頂鍛用棒料直徑d₀及棒料長度預算值l₀?

設定頂鍛頭部鐓粗的變形量為A時，棒料直徑d₀滿足d₀²=（1-A）D₀²，棒料長度預算值l₀?滿足l₀?=（L₀-L₁）/（1-A）+L₁；

步驟三：頂鍛坯中間桿部截面設計

頂鍛坯中間桿部截面為橢圓形，頂鍛坯中間桿部截面的長半軸為L₄，短半軸即頂鍛坯中間桿部厚度為L₃，其中L₃=D₁，L₄由橢圓面積S計算得到；由于壓扁區伸長會導致截面積減小，根據頂鍛坯中間桿部壓扁的計算機模擬驗證，S=B（d₀/2）²·π，當20mm≤d₀≤30mm時，常數B=75%~80%；由此計算出L₄=(75%~80%)（d₀/2）²/D₁；

步驟四：棒料長度l₀修定

根據步驟二計算得出的l₀?未考慮步驟三中桿部壓扁伸長量，需修定；根據模擬驗證，當20mm≤d₀≤30mm時，20mm≤L₁≤40mm時，l₀= l₀?-（1-B）L₁。

2.按照權利要求1所述的基于平鍛機的多向頂鍛坯設計方法，其特征在于，步驟三中，由于壓扁部分的延長，其截面積小于棒料直徑；通過計算機模擬估算其截面積減少量，進而獲得長半軸尺寸。

3.按照權利要求1所述的基于平鍛機的多向頂鍛坯設計方法，其特征在于，沖頭一、陰模一組成第一工步，沖頭一伸至陰模一的一端開口內部，此工步完成棒料中部第一次壓扁及一端鐓粗，形成頂鍛坯一；沖頭二、陰模二組成第二工步，沖頭二伸至陰模二的一端開口內部，此工步完成棒料中部第二次壓扁及另一端鐓粗，形成頂鍛坯二。

4.按照權利要求3所述的基于平鍛機的多向頂鍛坯設計方法，其特征在于，為防止第一工步所產生的毛刺與第二工步陰模間的干涉，將頂鍛模型腔設計為貫通結構。