CN106903255A - 一种回转体锻件的旋转滚动锻造装置 - Google Patents

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孟瑶
黄利军
张明杰
王清瑞
张业勤
张文强
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Abstract

本发明是一种回转体锻件的旋转滚动锻造装置，包括一根旋转轴(2)，在旋转轴(2)上套装有左旋转转子(3)和右旋转转子(4)，旋转轴(2)的两端通过过盈配合安装在固定套(1)上，固定套(1)通过螺栓(5)安装在压机(6)上，旋转轴(2)的回转中心线(7)与固定套(1)、左旋转转子(3)和右旋转转子(4)的回转中心线重合，压机(6)能够带动左旋转转子(3)和右旋转转子(4)向下移动；在左旋转转子(3)和右旋转转子(4)的下方放置坯料(8)，坯料(8)固定安装在下模(9)上，坯料(8)与下模(9)的回转中心线与旋转轴(2)的回转中心线(7)重合，利用压机的旋转墩粗台带动坯料(8)与下模(9)沿回转中心线(7)旋转。本发明装置所需压机吨位较低，所得锻件表面质量较好，锻件内部变形连续、无折叠、组织均匀。

Description

一种回转体锻件的旋转滚动锻造装置
技术领域
本发明是一种回转体锻件的旋转滚动锻造装置，属于金属材料锻造成形技术领域。
背景技术
随着航空、船舶等工业领域的发展，对大型不锈钢、高温合金、钛合金等材料的大型回转体锻件的需求越来越大，对其低成本成形并且获得均匀组织的需求也越来越迫切。锻造成形是大型回转体类结构件成形的重要技术手段，现阶段其锻造方法主要通过模锻或等温锻的方法获得，要求压机额定吨位巨大，成本很高。某型号离心风机用外径1180mm的叶轮轮盘闭式模锻件所需锻造力大于8万吨，超出目前中国最大设备吨位。
2010年10月20日公开的中国发明专利说明书CN101862807A公开了一种大型盘类件的旋转锻造方法及锻造装置。该方法包括锻造模具的设计、坯料准备、预锻分流槽、定位坯料和分步旋转锻造。该方法将上锻模设计为由一条或者多条矩形长条状组间构成的轴对称结构，通过上锻模与下锻模的旋转锻造，对盘类工件进行局部成形。该方法成形载荷低，模具简单加工费用低，但是上锻模对坯料变形不连续，所得组织不均匀，容易在锻件上表面产生折叠，需要多次修伤打磨，浪费工时，并且降低材料利用率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种成形大型回转体锻件的旋转滚动锻造装置，该装置能够成形的回转体锻件最大直径可达1200mm，该装置可以解决现有大型回转体锻件锻造变形不连续、组织不均匀、材料利用率低、锻造成本高的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明所述的回转体锻件的旋转滚动锻造装置包括一根旋转轴(2)，在旋转轴(2)上套装有两个沿旋转轴(2)的回转中心线(7)对称的旋转转子，分别为左旋转转子(3)和右旋转转子(4)，左旋转转子(3)和右旋转转子(4)通过轴承固定在旋转轴(2)上，旋转轴(2)的两端通过过盈配合安装在固定套(1)上，固定套(1)通过螺栓(5)安装在压机(6)上，旋转轴(2)的回转中心线(7)与固定套(1)、左旋转转子(3)和右旋转转子(4)的回转中心线重合，压机(6)能够带动左旋转转子(3)和右旋转转子(4)向下移动；
在左旋转转子(3)和右旋转转子(4)的下方放置坯料(8)，坯料(8)固定安装在下模(9)上，坯料(8)与下模(9)的回转中心线与旋转轴(2)的回转中心线(7)重合，利用压机的旋转墩粗台带动坯料(8)与下模(9)沿回转中心线(7)旋转。
本发明的有益成果如下：
1、采用本发明的装置进行旋转滚动锻造时，坯料变形为局部滚动变形，所需锻造力较低，可以将本装置安装在2000t、4000t等较低吨位的压机上，对大尺寸回转体锻件进行成形，有利于技术推广、应用。
2、采用本装置对坯料进行旋转滚动锻造时，左旋转转子、右旋转转子与坯料之间是局部滚动接触，坯料上端面不存在矩形窄锤头局部锻造留下的不连续界面，使得锻件上端面表面粗糙度低，无裂纹、无折叠，成形质量较好。对所得锻件上表面无需修伤打磨，可以缩短工序、节约工时，并且材料利用率得到提高。
3、采用本装置对坯料进行旋转滚动锻造后，所得锻件内部变形连续，可以获得均匀的内部组织。
附图说明
图1是本发明的大型回转体锻件的旋转滚动锻造装置示意图
图2是图1的三维立体示意图
图3是旋转滚动锻造过程中坯料变形示意图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～3所示，该种回转体锻件的旋转滚动锻造装置包括一根旋转轴2，在旋转轴2上套装有两个沿旋转轴2的回转中心线7对称的旋转转子，分别为左旋转转子3和右旋转转子4，左旋转转子3和右旋转转子4通过轴承固定在旋转轴2上，旋转轴2的两端通过过盈配合安装在固定套1上，固定套1通过螺栓5安装在压机6上，旋转轴2的回转中心线7与固定套1、左旋转转子3和右旋转转子4的回转中心线重合，压机6能够带动左旋转转子3和右旋转转子4向下移动；
在左旋转转子3和右旋转转子4的下方放置坯料8，坯料8固定安装在下模9上，坯料8与下模9的回转中心线与旋转轴2的回转中心线7重合，利用压机的旋转墩粗台带动坯料8与下模9沿回转中心线7旋转。
本实施例中的坯料8为钛合金回转体，最大直径为600～800mm，该坯料8中心为实心的圆饼结构或中心有孔的圆环结构。
本发明装置在加工时，用左旋转转子3和右旋转转子4的外轮廓对被加工的回转体锻件的上端面进行成形，将加热到始锻温度的坯料8固定安装在下模9上，并使坯料8的回转中心线与旋转轴2的回转中心线7重合，在坯料8与左旋转转子3和右旋转转子4接触的上端面上涂润滑剂，然后开动压机6的旋转墩粗台带动坯料8与下模9沿回转中心线7以角速度ω旋转并同时压机6向下施压、移动，当左旋转转子3和右旋转转子4轻轻接触坯料后，以下压速度为v1、下压距离为h1锻造坯料8，左旋转转子3和右旋转转子4旋转方向相反.随后升起压机6，使左旋转转子3和右旋转转子4与坯料8的上端面脱离接触后，再次向下施压、移动。当左旋转转子3和右旋转转子4轻轻接触坯料后，以下压速度为v2、下压距离为h2锻造坯料8，反复上述动作多次旋转滚动锻造坯料8，直至坯料8完全成形。
角速度ω的计算公式如下：
式中：v为压机6带动左旋转转子3与右旋转转子4相对坯料8的下压速度，取0.05～20mm/s，Dmax为左旋转转子3和右旋转转子4的最大直径，σ为转子系数，取0.01～0.15。
与现有技术相比，本发明装置所需压机吨位较低，可在2000t、4000t等普通压机上施行，锻造过程中不需对其打磨修伤，所得锻件表面质量较好，内部变形连续、无折叠、组织均匀。

Claims (1)

1.一种回转体锻件的旋转滚动锻造装置，其特征在于：该装置包括一根旋转轴(2)，在旋转轴(2)上套装有两个沿旋转轴(2)的回转中心线(7)对称的旋转转子，分别为左旋转转子(3)和右旋转转子(4)，左旋转转子(3)和右旋转转子(4)通过轴承固定在旋转轴(2)上，旋转轴(2)的两端通过过盈配合安装在固定套(1)上，固定套(1)通过螺栓(5)安装在压机(6)上，旋转轴(2)的回转中心线(7)与固定套(1)、左旋转转子(3)和右旋转转子(4)的回转中心线重合，压机(6)能够带动左旋转转子(3)和右旋转转子(4)向下移动；
在左旋转转子(3)和右旋转转子(4)的下方放置坯料(8)，坯料(8)固定安装在下模(9)上，坯料(8)与下模(9)的回转中心线与旋转轴(2)的回转中心线(7)重合，利用压机的旋转墩粗台带动坯料(8)与下模(9)沿回转中心线(7)旋转。
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