CN101979179A - 一种大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，包括以下几个步骤：(A)锻预制坯，把预制坯细短轴段(3)的料先分出来；(B)拔长小台阶段(2)得到预制坯细短轴段(3)；(C)在胎模中镦粗大台阶段(1)；(D)出模，拔长预制坯细短轴段(3)及大台阶段(1)至工艺尺寸，从而锻造成大型台阶轴端部细短轴段。本发明的锻造方法不同于常规的由大直径到小直径的锻造方法，解决了大型台阶轴端部细短轴段由于分料不够而无法成形的问题；且本发明生产的台阶轴产品，锻造流线连续，分布合理，质量稳定，还大大减少了锻件的下料重量；本发明的锻造方法简单易行，质量可靠，原材料利用率高。

Description

一种大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法

技术领域

本发明涉及的一种锻造方法，特别涉及的是一种大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，属于自由锻造技术领域。

背景技术

台阶轴是常见的自由锻件，一般形状为中间是大直径段，两端是小直径段，如转子、轧辊等；或一端为大法兰，另一端为小直径轴段，如风电主轴、艉轴等。有些台阶轴由于其端部台阶尺寸太细、太短，在拔长前分料时，分料长度会短于分料直径的1/3，这样，拔长预制坯细短轴段时会产生凹心，严重影响锻件的尺寸和质量。

现有的带细短轴段的大型台阶轴一般的锻造方法是：首先将钢锭镦粗拔长至直径大于D的预制坯，D为成型后锻件大台阶段直径，然后，分料压出预制坯细短轴段a，但由于预制坯细短轴段a重量太小，导致分料长度太短，而无法顺利拔出。目前的解决方法就是增加余块或添加工艺辅料，从而加大分料长度，但这样对原材料造成了极大的浪费，增加机械加工成本。

发明内容

本发明克服了上述的缺点，而提供了一种能够实现细短轴段的拔长、节约大量原材料的大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明包括以下几个步骤：

(A)锻预制坯，把预制坯细短轴段的料先分出来：对钢锭进行加热，镦粗并拔长至直径为D1，锻成由大台阶段和小台阶段组成的预制坯，小台阶段的长度为L1；则D1＜D，D1×1/3＜L1，其中的D为成型后锻件大台阶段直径；D1＜D，这样就增加了小台阶段分料的长度L1，从而可以顺利的拔长预制坯细端轴端，而D1×1/3＜L1，这样就满足了最小分料长度的条件，解决了分料长度的问题，拔长时预制坯细短轴段就不会产生凹心。

(B)拔长小台阶段：将小台阶段进行拔长得到预制坯细短轴段，预制坯细短轴段的直径大于成型后锻件端部细短轴段的直径；

(C)在胎模中镦粗大台阶段：把预制坯细短轴段插入到设置在胎模中心的通孔内，对大台阶段进行第二次镦粗，使大台阶段的直径大于成型后锻件大台阶段直径；

(D)出模，拔长预制坯细短轴段及大台阶段至工艺尺寸：拔长步骤(C)中大台阶段的直径至成型后锻件大台阶段直径，拔长所述预制坯细短轴段的直径至成型后锻件端部细短轴段的直径，从而锻造成大型台阶轴端部细短轴段。

上述步骤(C)中的胎模为环形件，其侧壁上设有吊装凹槽，中心部位设有通孔，通孔从靠近顶部的位置开始直径渐阔而形成锥度，通孔直径渐阔部分的表面呈弧形而形成圆角，以利于出模。

上述锥度的范围为2°～7°。

上述圆角半径的范围为30～100。

上述胎模的外圆直径大于步骤(C)得到的大台阶段的直径，通孔的直径大于预制坯细短轴段的直径，胎模的高度大于预制坯细短轴段的长度。

本发明的锻造方法不同于常规的由大直径到小直径的锻造方法，解决了大型台阶轴端部细短轴段由于分料不够而无法成形的问题；且本发明生产的台阶轴产品，锻造流线连续，分布合理，质量稳定，还大大减少了锻件的下料重量；本发明的锻造方法简单易行，质量可靠，原材料利用率高。

附图说明

图1为最终成型的大型台阶轴端部细短轴段的结构示意图；

图2是本发明镦粗拔长后的预制坯的结构示意图；

图3是拔长图2小台阶段后预制坯的结构示意图；

图4是本发明胎模的结构示意图；

图5是本发明锻造过程结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图2和图3，本发明提供的锻造方法不同于常规的由大直径到小直径的锻造方法，解决了大型台阶轴端部细短轴段由于分料不够而无法成形的问题，具体包括以下几个步骤：

(A)锻预制坯，把预制坯细短轴段3的料先分出来：

设成型后锻件大台阶段直径D为φ900，长度为1200，重量为6000kg，成型后锻件端部细短轴段的直径d为φ500，长度L为600，重量为920kg。

首先对钢锭进行加热，镦粗并拔长至直径D1为φ800，按两台阶段重量比例要求进行号印，使大台阶段长度为1650，小台阶段长度L1为280，则D1＜D，D1×1/3＜L1。D1＜D，这样就增加了小台阶段2分料的长度L1，从而可以顺利的拔长预制坯细端轴端3。而D1×1/3＜L1，这样就满足了最小分料长度的条件，解决了分料长度的问题，拔长时预制坯细短轴段3就不会产生凹心，即锻成由大台阶段1和小台阶段2组成的预制坯。

(B)拔长小台阶段2：将小台阶段2进行拔长，拔长后得到预制坯细短轴段3，预制坯细短轴段3的直径d1为φ550，长度L2为590，预制坯细短轴段3的直径d1大于成型后锻件端部细短轴段的直径d。

(C)根据成型后锻件大台阶段直径D和预制坯细短轴端3的直径d1及长度L2，设计专用的胎模(参见图4)，并在胎模中镦粗大台阶段1：该胎模为环形件，其侧壁上设有吊装凹槽4，中心部位设有通孔5，通孔5从靠近顶部的位置开始直径渐阔而形成锥度，通孔5直径渐阔部分的表面呈弧形而形成圆角，锥度大于2°小于7°，圆角半径大于30小于100，以利于出模。

然后，把预制坯细短轴段3插入胎模的通孔5内(参见图5)，对大台阶段1进行第二次镦粗，第二次镦粗后的大台阶段1的直径D3为φ1000，即第二次镦粗后的大台阶段1的直径D3大于成型后锻件大台阶段直径D。

(D)出模，精整，成型，根据锻件图拔长预制坯细短轴段3及大台阶段1至工艺尺寸：拔长第二次镦粗后大台阶段1的直径D3至成型后锻件大台阶段直径D，拔长预制坯细短轴段3的直径d1至成型后锻件端部细短轴段的直径d，从而锻造成大型台阶轴端部细短轴段(参见图1)。

胎模的外圆直径D2为φ1200，即胎模的外圆直径D2大于第二次镦粗后的大台阶段1的直径D3，通孔5的直径d2为φ570且高度h为600，即通孔5的直径d2大于预制坯细短轴段的直径d1，胎模的高度h大于预制坯细短轴段的长度L2。

本发明通过上述锻造方法实现了端部细短轴段的拔长，解决了大型台阶轴端部细短轴段由于分料不够而无法成形的问题。本发明生产的台阶轴产品，锻造流线连续，分布合理，内部质量较高，质量稳定，还大大减少了锻件的下料重量，具有方法简单易行，质量可靠，原材料利用率高等优点。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(A)锻预制坯，把预制坯细短轴段(3)的料先分出来：对钢锭进行加热，镦粗并拔长至直径为D1，锻成由大台阶段(1)和小台阶段(2)组成的预制坯，所述小台阶段的长度为L1；则D1＜D，D1×1/3＜L1，其中的D为成型后锻件大台阶段直径；

(B)拔长小台阶段(2)：将所述小台阶段(2)进行拔长得到预制坯细短轴段(3)，所述预制坯细短轴段(3)的直径大于成型后锻件端部细短轴段的直径；

(C)在胎模中镦粗大台阶段(1)：把所述预制坯细短轴段(3)插入到设置在胎模中心的通孔(5)内，对所述大台阶段(1)进行第二次镦粗，使所述的大台阶段(1)的直径大于成型后锻件大台阶段直径；

(D)出模，拔长预制坯细短轴段(3)及大台阶段(1)至工艺尺寸：拔长步骤(C)中所述的大台阶段(1)的直径至成型后锻件大台阶段直径，拔长所述预制坯细短轴段(3)的直径至成型后锻件端部细短轴段的直径，从而锻造成大型台阶轴端部细短轴段。

2.根据权利要求1所述的大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，其特征在于，所述步骤(C)中的胎模为环形件，其侧壁上设有吊装凹槽(4)，中心部位设有通孔(5)，所述通孔(5)从靠近顶部的位置开始直径渐阔而形成锥度，通孔(5)直径渐阔部分的表面呈弧形而形成圆角。

3.根据权利要求2所述的大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，其特征在于，所述锥度的范围为2°～7°。

4.根据权利要求2所述的大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，其特征在于，所述圆角半径的范围为30～100。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的大型台阶轴端部细短轴段的锻造方法，其特征在于，所述胎模的外圆直径大于步骤(C)得到的大台阶段(1)的直径，所述通孔(5)的直径大于预制坯细短轴段(3)的直径，所述胎模的高度大于预制坯细短轴段(3)的长度。

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