CN102357625B - 自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法 - Google Patents
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本发明属于锻造技术领域，具体设计一种通过油压锻造机锻造超长空心件的方法，包括钢锭加热、油压机剁切下料、镦粗、冲孔、扩孔、芯轴拔长、锻造至成品、退火、粗加、调质、精加至成品，在不增加设备的情况下，采用特殊工具工装以及独特的锻造方法来解决自由锻造油压机操纵机夹持力矩问题。该方法可以大幅度提高自由锻造压机锻造钢锭的吨位。采用本方法可以成功锻造出超出自由锻造压机夹持力矩的铸管模毛坯，而且在锻造过程中不会使自由锻造操纵机超负荷运转，大大提高了设备的锻造能力。
Description
技术领域
本发明属于锻造技术领域，具体设计一种通过油压锻造机锻造超长空心件的方法。
背景技术
目前国内大多数油压机以及所配置的锻造操纵机锻造吨位有限，且锻造操作机仅在自由锻造压机的一侧配置了一台，很大的限制了设备的锻造能力，同时限制了生产的产品规格。
在锻造过程中随着锻件不断变细变长，锻造操作机的夹持力矩也会随之增加，在生产过程中即使锻件重量不超过操纵机额定提升能力，但是工件的倾覆力矩可能会超出操作机的额定夹持力矩。在自由锻造空心锻件时，由于需采用工装拔长芯棒来进行芯轴拔长，锻造操作机在锻造时不但要承受锻件重量还需要承受芯棒工装所产生的力矩；一旦超出额定夹持力矩，再继续生产就属于超负荷运转，存在很大的安全隐患。
传统的解决方案为：1、更换夹持能力更大的锻造操作机2、增加一台锻造操作机，采用双向夹持，这两种方案虽然可以解决问题，但是设备投资高，会大大的增加生产成本，对于大部分企业这笔支出往往是入不敷出。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种大幅度提高自由锻造压机锻造钢锭的吨位，锻造出超出自由锻造压机夹持力矩的铸管模毛坯的锻造方法。
本发明的目的是这样实现的：一种自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，包括钢锭加热、油压机剁切下料、镦粗、冲孔、扩孔、芯轴拔长、锻造至成品、退火、粗加、调质、精加至成品，所述的芯轴拔长的工艺过程是这样完成的：
步骤一： 通过起吊设备将中空的拔长芯棒一端安装到锻造操纵机夹爪部位，进行固定，松开起吊设备，通过采用减少芯棒长度，并在中心钻孔加工成空心拔长芯棒来降低工装的重量，从而减少自由锻造操纵机所受到的力矩，为了保证拔长芯棒在锻造使用过程中不变形，所以拔长芯棒的内孔径不能过大；
步骤二：通过起吊设备将扩孔后的管模毛坯吊至锻造油压机下V砧上，移动锻造操纵机，将步骤一中的空心拔长芯棒的另一端穿过管模毛坯的孔洞，在空心拔长芯棒和管模毛坯的孔洞内壁之间留有空隙，拔长芯棒的长度必须大于管模毛坯的长度，拔长芯棒的长度大于管模毛坯长度，松开起吊设备；
步骤三：通过起吊设备将拔长芯棒配件穿入到空心拔长芯棒的空心部分内，松开起吊设备；
步骤四：用起吊设备吊起缓冲器，该缓冲器由外壳、安装在外壳内的封闭液压缸、安装在液压缸下部的起缓冲作用的四组叠簧、安装在叠簧下部的滑轮组成，链条的一端套挂在滑轮上，另一端勾在步骤三中的拔长芯棒配件上，通过液压缸作用力，将拔长芯棒配件、拔长芯棒和管模毛坯吊离锻造油压机下V砧20-40mm，然后提升操纵机使拔长芯棒配件、拔长芯棒和管模毛坯在水平状态，开始通过锻造油压机上平砧开始锻造。
在钢锭加热过程中，加热的温度升温到1230℃，保温8小时，使钢锭内外温度一致。
在油压机剁切下料过程中，采用5000吨的油压机。
步骤一中的中空的拔长芯棒的空心部分分为直径大小不相同的三段，在空心部分直径最小的拔长芯棒的一端设置有用于锻造操纵机夹爪部位固定的凹缺。
步骤一中的拔长芯棒采用钢锭的材质。
步骤三中的拔长芯棒配件为钢锭材质。
本发明具有如下优点：在不增加设备的情况下，采用特殊工具工装以及独特的锻造方法来解决自由锻造油压机操纵机夹持力矩问题。该方法可以大幅度提高自由锻造压机锻造钢锭的吨位。采用本方法可以成功锻造出超出自由锻造压机夹持力矩的铸管模毛坯，而且在锻造过程中不会使自由锻造操纵机超负荷运转，大大提高了设备的锻造能力。同时该方法可同时应用于其它超长空心件的锻造，并不仅仅局限于铸管模毛坯，例如：高压容器等产品。
首先通过减少锻造工装的重量来减少力矩，工装采用短芯棒，并钻成空心，可以减少15%的工装重量。其次在锻造中采用天车吊挂缓冲器来使锻件重心向锻件中心移动，可以降低30%～50%的操纵机所受力矩。缓冲器的作用是在拔长芯棒的另一侧托起管模毛坯与拔长芯棒，将操纵机所受的力矩分摊一半到缓冲器上。同时配置了工装配件，可以增大天车吊挂缓冲器与锻造油压机设备距离，避免因近距离吊挂而产生碰伤压机设备，同时采用的减少芯棒的长度，即才用短芯棒，并在中心钻孔加工成空心拔长芯棒工装来降低工装重量，从而减少自由锻造操纵机所受力矩。使用以前的芯棒，长度一般约等于成品管模长度，且内部实心，比较800mm管模原拔长芯棒与现有拔长芯棒，现拔长芯棒的重量约为原拔长芯棒的66%。
附图说明
图1为本发明的锻造过程示意图。
图2为本发明锻造完成后的结构示意图。
图3为拔长芯棒的工装结构示意图。
图4为拔长芯棒的侧视图。
图5为拔长芯棒配件的结构示意图。
图6为铸管模毛坯的结构示意图。
其中1为管模毛坯，2为拔长芯棒，3为锻造操纵机夹爪，4为锻造油压机上平砧，5为锻造油压机下V砧，6为拔长芯棒配件，7为缓冲器。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6所示，下面以2000mm的管模毛坯、5200mm的拔长芯棒为例，具体的阐述自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，由以下步骤完成：
第一步：先将钢锭加热，将钢锭放入到加热炉内，加热温度上升到1230℃，保温8小时，使得钢锭内外的温度均匀一致；
第二步：通过油压机将加热的钢锭剁切下料，将钢锭剁切为只保留锭身，经过锻锤经过70%的变形率，将钢锭镦粗成棒状结构的坯料；
第三步：将第二步中饼状结构的坯料进行冲孔和扩孔，孔的直径不宜过大，在830mm-850mm之间，形成2000mm的管模毛坯；
第四步：管模毛坯的拔长，有以下几个步骤完成：
步骤一：选用直径与管模坯料的空心内径相当的拔长芯棒，拔长芯棒的长度选用5200mm的长度,先将拔长芯棒经过冲孔和扩孔成为空心状结构，空心部分分为三段，三段的直径分别为150mm、300mm、320mm，在拔长芯棒的150mm空心部分的外边加工由直径为580mm的凹缺，凹缺的长度为700mm,通过起吊设备将中空的拔长芯棒带有凹缺的部分安装到锻造操纵机夹爪部位，进行固定，松开起吊设备，通过采用减少芯棒长度，并在中心钻孔加工成空心拔长芯棒来降低工装的重量，从而减少自由锻造操纵机所受到的力矩，为了保证拔长芯棒在锻造使用过程中不变形，所以拔长芯棒的内孔径不能过大；
步骤二：通过起吊设备将扩孔后的管模毛坯吊至锻造油压机下V砧上，移动锻造操纵机，将步骤一中的空心拔长芯棒的另一端穿过管模毛坯的孔洞，在空心拔长芯棒和管模毛坯的孔洞内壁之间留有空隙，拔长芯棒的长度必须大于管模毛坯的长度，松开起吊设备；
步骤三：选用直径为320mm的拔长芯棒配件，通过起吊设备将拔长芯棒配件穿入到空心拔长芯棒对应的空心部分内，松开起吊设备；
步骤四：用起吊设备吊起缓冲器，该缓冲器由外壳、安装在外壳内的封闭液压缸、安装在液压缸下部的起缓冲作用的四组叠簧、安装在叠簧下部的滑轮组成，链条的一端套挂在滑轮上，另一端勾在步骤三中的拔长芯棒配件上，通过液压缸作用力，将拔长芯棒配件、拔长芯棒和管模毛坯吊离锻造油压机下V砧20-40mm，然后提升操纵机使拔长芯棒配件、拔长芯棒和管模毛坯在水平状态，开始通过锻造油压机上平砧开始锻造；
第五步：进行分阶段的锻造成型,按照附图1，先将管模毛坯左侧的一个700mm的砧宽通过锻造油压机上平砧锻压拔长成型，接着再将该700mm相邻的另一个700mm的砧宽成型，逐步的将2000mm的管模毛坯拔长为成品；
第六步：接着将成品的管模毛坯空心部分的拔长芯棒和拔长芯棒配件拆除掉，将成品后的管模毛坯完全退火，退火的温度为650℃，保温6-12小时后，以每小时不小于50℃的速度降温至400℃，然后空冷；
最后进行粗加、调质、精加工至成品。在油压机剁切下料过程中，采用5000吨的油压机。
Claims (7)
1.一种自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，包括钢锭加热、油压机剁切下料、镦粗、冲孔、扩孔、芯轴拔长、锻造至成品、退火、粗加、调质、精加至成品，其特征在于：所述的芯轴拔长的工艺过程是这样完成的：
步骤一： 通过起吊设备将中空的拔长芯棒一端安装到锻造操纵机夹爪部位，进行固定，松开起吊设备；
步骤二：通过起吊设备将扩孔后的管模毛坯吊至锻造油压机下V砧上，移动锻造操纵机，将步骤一中的空心拔长芯棒的另一端穿过管模毛坯的孔洞，在空心拔长芯棒和管模毛坯的孔洞内壁之间留有空隙，所采用的拔长芯棒的长度大于管模毛坯的长度，松开起吊设备；
步骤三：通过起吊设备将拔长芯棒配件穿入到空心拔长芯棒的空心部分内，松开起吊设备；
步骤四：用起吊设备吊起缓冲器，该缓冲器由外壳、安装在外壳内的封闭液压缸、安装在液压缸下部的起缓冲作用的四组叠簧、安装在叠簧下部的滑轮组成，链条的一端套挂在滑轮上，另一端勾在步骤三中的拔长芯棒配件上，通过液压缸作用力，将拔长芯棒配件、拔长芯棒和管模毛坯吊离锻造油压机下V砧20-40mm，然后提升锻造操纵机使拔长芯棒配件、拔长芯棒和管模毛坯在水平状态，开始通过锻造油压机上平砧开始锻造。
2.根据权利要求1所述的自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，其特征在于：在钢锭加热过程中，加热的温度升温到1230℃，保温8小时，使钢锭内外温度一致。
3.根据权利要求1所述的自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，其特征在于：在油压机剁切下料过程中，采用5000吨的油压机。
4.根据权利要求1所述的自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，其特征在于：步骤一中的中空的拔长芯棒的空心部分分为直径大小不相同的三段，在空心部分直径最小的拔长芯棒的一端设置有用于锻造操纵机夹爪部位固定的凹缺。
5.根据权利要求1所述的自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，其特征在于：步骤一中的拔长芯棒采用钢锭的材质。
6.根据权利要求1所述的自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，其特征在于：步骤三中的拔长芯棒配件为钢锭材质。
7.根据权利要求1所述的自由锻造压机短芯棒锻造超长空心件的锻造方法，其特征在于：在退火过程中，在温度为650℃的条件下，保温6-12小时，然后以每小时不小于50℃的速度降温至400℃，然后空冷。
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