CN104384427A - 一种风力发电主轴精密锻件成形的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电主轴精密锻件成形的方法，首先将毛坯加热至锻造温度，在100MN自由锻液压机上完成镦粗工序；然后在所述100MN自由锻液压机上采用反挤压工序完成工件外壁及中部通孔的初步成型；之后在300MN液压机正挤压凹模中采用正挤压工序完成工件外壁及中部通孔的最终成型，并完成冲连皮工序；再将所述300MN液压机的正挤压凹模更换为镦法兰凹模，在所述镦法兰凹模中完成法兰的成形，操作机械手夹持工件放置在成品架上，完成工件的精密成形。实现这种通透中空难成形大型锻件的精密成形，实现大型锻件的精锻化，锻件尺寸精度高、生产效率高、生产过程简单、节约材料。

Description

一种风力发电主轴精密锻件成形的方法

技术领域

本发明涉及一种材料加工工程中金属塑性成形技术，尤其涉及一种风力发电主轴精密锻件成形的方法。

背景技术

随着环境压力的不断增大，社会经济对清洁能源的需求近年来快速增长，而风力发电技术已经逐步成熟和完善，因此，风力发电是今后重点发展的方向。风电主轴是风力发电机中的关键传动部件。这种细长比较大的中空通透锻件的成形与提高精度都非常困难，特别是该类锻件属于大型锻件，典型锻件的重量达到15-20吨左右。

现有技术中的锻造工艺主要是采用大型液压机自由锻成形，锻件形式为实心自由锻件，锻件尺寸精度低，生产效率低，生产过程复杂；特别是中空深孔在后续机械加工中，加工困难，加工效率低下，已经严重制约了该类锻件的批量生产，难以满足风力发电行业的快速发展需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种锻件尺寸精度高、生产效率高、生产过程简单、节约材料的风力发电主轴精密锻件成形的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的风力发电主轴精密锻件成形的方法，包括工序：

镦粗：将毛坯加热至锻造温度，在100MN自由锻液压机上完成镦粗工序；

反挤压：在所述100MN自由锻液压机上采用反挤压工序完成工件外壁及中部通孔的初步成型；

正挤压：在300MN液压机正挤压凹模中采用正挤压工序完成工件外壁及中部通孔的最终成型，并完成冲连皮工序；

镦法兰：将所述300MN液压机的正挤压凹模更换为镦法兰凹模，在所述镦法兰凹模中完成法兰的成形，操作机械手夹持工件放置在成品架上，完成工件的精密成形。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的风力发电主轴精密锻件成形的方法，经过加热后镦粗、反挤压、正挤压、镦法兰四工序，完成全部成形任务，实现这种通透中空难成形大型锻件的精密成形，实现大型锻件的精锻化，锻件尺寸精度高、生产效率高、生产过程简单、节约材料。

附图说明

图1为本发明实施例中风力发电主轴锻件的结构示意图；

图2a至图2d为本发明实施例中的风力发电主轴精密锻件成形的方法的工艺流程示意图；

图3为本发明实施例中正挤压工序模具及模架的结构示意图。

图中：

1、上垫板，2、芯棒，3、冲头，4、工件，5、凹模，6、支撑套，7、下垫板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的风力发电主轴精密锻件成形的方法，其较佳的具体实施方式是：

包括工序：

镦粗：将毛坯加热至锻造温度，在100MN自由锻液压机上完成镦粗工序；

反挤压：在所述100MN自由锻液压机上采用反挤压工序完成工件外壁及中部通孔的初步成型；

正挤压：在300MN液压机正挤压凹模中采用正挤压工序完成工件外壁及中部通孔的最终成型，并完成冲连皮工序；

镦法兰：将所述300MN液压机的正挤压凹模更换为镦法兰凹模，在所述镦法兰凹模中完成法兰的成形，操作机械手夹持工件放置在成品架上，完成工件的精密成形。

所述300MN液压机的工作台为移动式工作台，通过工作台的移动完成正挤压凹模与镦法兰凹模的更换。

所述300MN液压机的凸模组件包括冲头和芯棒，所述冲头施加挤压力，所述芯棒控制成形内孔。

所述镦粗工序之前还包括工序：

钢锭开坯：采用大型钢锭，经过加热和自由锻开坯制成要求直径和长度的圆棒料毛坯。

本发明的风力发电主轴精密锻件成形的方法，工艺过程是将加热到锻造温度的钢锭，首先在液压机上经过镦粗和拔长工艺成形为要求的直径和长度，再经过加热后镦粗、反挤压、正挤压、镦法兰四工序，完成全部成形任务，实现这种通透中空难成形大型锻件的精密成形，实现大型锻件的精锻化。

采用正挤压工艺成形风力发电主轴的细长通孔，正挤压凸模系统包括冲头和芯棒，冲头施加成形力，芯棒与凹模型腔控制金属流动，保证杆部内孔和外壁的尺寸精度。与自由锻相比，本发明大大提高了锻件的材料利用率，仅通孔部分即可节约材料1500-2000Kg。通孔部分由于为挤压成形，尺寸精度和表面质量可满足使用要求，免除了后续的机械加工要求，大大节约了加工工时，降低了生产成本。

具体实施例：

如图1所示，为一种风力发电主轴锻件图。锻件高度2650mm，杆部直径Φ800，内孔直径Φ270mm，头部带有法兰，法兰直径Φ1750mm，锻件重量约11000Kg。由于工件高度大，需采用大型液压机来成形。采用挤压成形时，为减少液压机滑块行程，降低设备高度，采用上冲头和下工作台可移动方式，也可实现单一设备的多工位成形。

具体成形过程为，首先将加热后的钢锭，在100MN自由锻液压机配合操作机械手完成钢锭的开坯工作，此过程为常规的大锻件锻造过程，锻造毛坯的直径和长度达到设计要求。

如图2a、图2b、图2c、图2d所示，后续成形工序包括四个工序：镦粗、反挤压、正挤压和镦法兰。

再次加热毛坯至锻造温度，在100MN自由锻液压机完成镦粗、反挤压工序，液压机下顶出将工件顶出，操作手夹持工件移位至如图3所示的300MN液压机正挤压凹模中，液压机滑块下行，完成正挤压和冲连皮工序，连皮由专用气缸推出凹模，滑块上行，下顶出将工件顶出，操作夹持工件，下工作台移位更换下模为镦法兰凹模，上冲头移位更换上冲头，滑块下行，完成法兰的成形，下顶出将工件顶出，操作机械手夹持工件放置在成品架上，完成工件的精密成形。

两台设备组成的生产线产能可达5万吨，

锻件材料利用率90％以上，本发明是风力发电主轴锻造成形的先进实用技术，应用前景十分广阔。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种风力发电主轴精密锻件成形的方法，其特征在于，包括工序：

镦粗：将毛坯加热至锻造温度，在100MN自由锻液压机上完成镦粗工序；

反挤压：在所述100MN自由锻液压机上采用反挤压工序完成工件外壁及中部通孔的初步成型；

正挤压：在300MN液压机正挤压凹模中采用正挤压工序完成工件外壁及中部通孔的最终成型，并完成冲连皮工序；

镦法兰：将所述300MN液压机的正挤压凹模更换为镦法兰凹模，在所述镦法兰凹模中完成法兰的成形，操作机械手夹持工件放置在成品架上，完成工件的精密成形。

2.根据权利要求1所述的风力发电主轴精密锻件成形的方法，其特征在于，所述300MN液压机的工作台为移动式工作台，通过工作台的移动完成正挤压凹模与镦法兰凹模的更换。

3.根据权利要求2所述的风力发电主轴精密锻件成形的方法，其特征在于，所述300MN液压机的凸模组件包括冲头和芯棒，所述冲头施加挤压力，所述芯棒控制成形内孔。

4.根据权利要求1、2或3所述的风力发电主轴精密锻件成形的方法，其特征在于，所述镦粗工序之前还包括工序：

钢锭开坯：采用大型钢锭，经过加热和自由锻开坯制成要求直径和长度的圆棒料毛坯。