CN107952923A - 一种六段式轴类转子的成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种六段式轴类转子的成形方法，所述的六段式轴类转子为同轴的六段不同直径的圆柱构成的一体式结构，六段不同直径的圆柱由转子的一端到另一端依次定义为第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴和第六转轴，具体成形方法为：第一步，将坯料预留锻件中的第五转轴、第六转轴部分所需的钢锭质量；第二步，锻件中第三转轴、第四转轴部分通过正挤压工序直接成型；第三步，锻件中第一转轴、第二转轴部分通过反挤压获得上坯料段；第四步，对预留的第五转轴、第六转轴部分进行拔长操作制成第五转轴、第六转轴部分。本发明具有节约材料，提高产品合格率的特点。

Description

一种六段式轴类转子的成形方法
技术领域
本发明涉及一种六段式轴类转子的成形方法，属于金属成形技术领域。
背景技术
电力工业的快速发展成为国民经济持续、健康稳定发展的有力保障。我国能源资源在相当长的一段时间内电力生产仍将以燃煤电站为主的局面。随着经济发展步入新阶段，能源格局产生深刻变化。压减煤炭消费总量、优化调整煤电结构成为一项艰巨、富有挑战的任务。这就迫使提高火电机组的容量与热效率、降低煤耗、减少发电用煤量等任务势在必行。火力发电机组的效率主要取决于机组的参数，即蒸汽的压力和温度。机组参数越高，发电效率也越高。因此，国内新增火电机组将以超临界或超超临界机组为主，机组关键部件高、中、低压转子的制造技术成为亟待解决的关键技术。
目前，转子锻件的成型工艺大都是对冶炼出的钢锭后采用镦粗、拔长工序制造实心转子锻件，后期通过机成形方式获得所需的尺寸、形状。为了保证转子的规格，这种锻造工艺流程需对钢锭留有过多的余量，材料的利用率较低，机加工周期长，成本较高，因此有必要且急需对现有转子锻件的成型工艺进行进一步的改进。
现有技术仅适用镦粗和拔长工序制造转子实心大锻件，后续对其进行机加工工序得到最终转子图纸要求，但存在材料利用率低，制造成本高，周期长等问题。本发明提出的一种新型的轴类转子挤压+锻造成型工艺，使得挤压、镦粗及拔长相结合的工艺模式，在一定程度上解决了材料利用率、生产周期等问题，从而增强了产品在市场上的竞争力。
发明内容
本发明针对现有的加工轴类转子用料多，资源浪费严重的问题，提供一种六段式轴类转子的加工方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种六段式轴类转子的成形方法，其特殊之处在于，所述的六段式轴类转子为同轴的六段不同直径的圆柱构成的一体式结构，六段不同直径的圆柱由转子的一端到另一端依次定义为第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴和第六转轴，具体成形方法为：第一步，将圆柱形实心坯料预留锻件中的第五转轴、第六转轴部分所需的钢锭质量，后续对其进行拔长工序操作；第二步，锻件中第三转轴、第四转轴部分通过正挤压工序直接成型，其中留有单边余量10mm，第三步，锻件中第一转轴、第二转轴部分通过反挤压获得上坯料段，上坯料段的质量包括第一转轴和第二转轴的总质量，其直径为第二转轴部分的直径，其中第二转轴部分留有单边余量10mm，反挤压结束后对锻件第一转轴部分进行拔长操作；第四步，对预留的第五转轴、第六转轴部分进行拔长操作制成第五转轴、第六转轴部分，所有转轴区域均对称布置。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述的坯料的重量按照转子锻件的计算重量放量6％-10％考虑，结合坯料直径算出坯料需要的长度。
进一步，所述的正挤压工序中，正挤压模具包括正挤压冲子、上模和下模，将坯料安装在上模和下模内部的腔室内，正挤压冲子放置在坯料的上方，所述的正挤压冲子为实心冲子，其头部有一定锥度，同时具有平整的顶端，冲子主体的直径小于坯料直径5-10mm；上模，用于限制锻件材料的流动；下模，用于成型锻件在第三转轴、第四转轴的部分；正挤压模具与坯料间留出10-15mm的间隙。
进一步，所述的正挤压工序结束后，对锻件第二转轴部分采用反挤压操作以实现锻件的形状，此时对正挤压工序后的坯料上用于反挤压形成第一转轴和第二转轴部分的上坯料段的上表面的棱角进行切割操作；反挤压冲子为筒体状，其中反挤压冲子内径大于锻件第二转轴部分直径5-10mm，反挤压冲子外径与模具内径留有10-15mm的间隙，反挤压结束后，形成锻坯。
进一步，所述的反挤压完成后，将锻坯的两端预留了拔长余量进行拔长，拔长前锻坯两端加热温度控制在1150-1200℃，其中第一转轴部分拔长比大于2.3，第五转轴部分拔长比大于2.6，第六转轴部分拔长比大于5。
本发明提出一种新型的反挤压和锻拔相结合的技术路线来实现水压机热锻制造转子锻件，用以提高的材料的利用率，降低成本，缩短生产周期。
附图说明
图1为本发明的六段式轴类转子结构示意图；
图2为正挤压时模具及坯料组装结构示意图；
图3为正挤压过程中的内部变化结构示意图；
图4为正挤压结束时模具内部及锻件结构示意图；
图5为反挤压制成锻坯结构示意图。
附图标记记录如下：1-第一转轴，2-第二转轴，3-第三转轴，4-第四转轴，5-第五转轴，6-第六转轴，11-正挤压冲子，12-坯料，13-上模，14-下模，16-反挤压冲子，17-上坯料段。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种六段式轴类转子的成形方法，所述的六段式轴类转子为同轴的六段不同直径的圆柱构成的一体式结构(参见图1)，六段不同直径的圆柱由转子的一端到另一端依次定义为第一转轴1、第二转轴2、第三转轴3、第四转轴4、第五转轴5和第六转轴6，具体成形方法为：第一步，将圆柱形实心坯料预留锻件中的第五转轴5、第六转轴6部分所需的钢锭质量，后续对其进行拔长工序操作；第二步，锻件中第三转轴3、第四转轴4部分通过正挤压工序直接成型，其中留有单边余量10mm，第三步，锻件中第一转轴1、第二转轴2部分通过反挤压获得上坯料段17，上坯料段17的质量包括第一转轴1和第二转轴2的总质量，其直径为第二转轴2部分的直径，其中第二转轴2部分留有单边余量10mm，反挤压结束后对锻件第一转轴1部分进行拔长操作；第四步，对预留的第五转轴5、第六转轴6部分进行拔长操作制成第五转轴5、第六转轴6部分，所有转轴区域均对称布置。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述的坯料12的重量按照转子锻件的计算重量放量6％-10％考虑，结合坯料12直径算出坯料需要的长度。
进一步，所述的正挤压工序中，正挤压模具包括正挤压冲子11、上模13和下模14，将坯料12安装在上模13和下模14内部的腔室内，正挤压冲子11放置在坯料12的上方，所述的正挤压冲子11为实心冲子，其头部有一定锥度，同时具有平整的顶端，冲子主体的直径小于坯料直径5-10mm；上模13，用于限制锻件材料的流动；下模14，用于成型锻件在第三转轴3、第四转轴4的部分；正挤压模具与坯料12间留出10-15mm的间隙。
进一步，所述的正挤压工序结束后，对锻件第二转轴部分采用反挤压操作以实现锻件的形状，此时对正挤压工序后的坯料上用于反挤压形成第一转轴1和第二转轴2部分的上坯料段的上表面的棱角进行切割操作；反挤压冲子16为筒体状，其中反挤压冲子16内径大于锻件第二转轴2部分直径5-10mm，反挤压冲子16外径与模具内径留有10-15mm的间隙，反挤压结束后，形成锻坯。
进一步，所述的反挤压完成后，将锻坯的两端预留了拔长余量进行拔长，拔长前锻坯两端加热温度控制在1150-1200℃，其中第一转轴部分拔长比大于2.3，第五转轴部分拔长比大于2.6，第六转轴部分拔长比大于5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种六段式轴类转子的成形方法，其特征在于，所述的六段式轴类转子为同轴的六段不同直径的圆柱构成的一体式结构，六段不同直径的圆柱由转子的一端到另一端依次定义为第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴、第五转轴和第六转轴，具体成形方法为：第一步，将圆柱形实心坯料预留锻件中的第五转轴、第六转轴部分所需的钢锭质量，后续对其进行拔长工序操作；第二步，锻件中第三转轴、第四转轴部分通过正挤压工序直接成型，其中留有单边余量10mm，第三步，锻件中第一转轴、第二转轴部分通过反挤压获得上坯料段，上坯料段的质量包括第一转轴和第二转轴的总质量，其直径为第二转轴部分的直径，其中第二转轴部分留有单边余量10mm，反挤压结束后对锻件第一转轴部分进行拔长操作；第四步，对预留的第五转轴、第六转轴部分进行拔长操作制成第五转轴、第六转轴部分，所有转轴区域均对称布置。
2.根据权利要求1所述的六段式轴类转子的成形方法，其特征在于，所述的坯料的重量按照转子锻件的计算重量放量6％-10％考虑，结合坯料直径算出坯料需要的长度。
3.根据权利要求2所述的六段式轴类转子的成形方法，其特征在于，所述的正挤压工序中，正挤压模具包括正挤压冲子、上模和下模，将坯料安装在上模和下模内部的腔室内，正挤压冲子放置在坯料的上方，所述的正挤压冲子为实心冲子，其头部有一定锥度，同时具有平整的顶端，冲子主体的直径小于坯料直径5-10mm；上模，用于限制锻件材料的流动；下模，用于成型锻件在第三转轴、第四转轴的部分；正挤压模具与坯料间留出10-15mm的间隙。
4.根据权利要求3所述的六段式轴类转子的成形方法，其特征在于，所述的正挤压工序结束后，对锻件第二转轴部分采用反挤压操作以实现锻件的形状。此时在正挤压工序结束后的坯料上，需对用于反挤压形成第一转轴和第二转轴部分的上坯料段的上表面的棱角进行切割操作；反挤压冲子为筒体状，其中反挤压冲子内径大于锻件第二转轴部分直径5-10mm，反挤压冲子外径与模具内径留有10-15mm的间隙，反挤压结束后，形成锻坯。
5.根据权利要求4所述的六段式轴类转子的成形方法，其特征在于，所述的反挤压完成后，将锻坯的两端预留了拔长余量进行拔长，拔长前锻坯两端加热温度控制在1150-1200℃，其中第一转轴部分拔长比大于2.3，第五转轴部分拔长比大于2.6，第六转轴部分拔长比大于5。
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