CN108730132A - 锁紧盘内环锻件及其近净成型工艺 - Google Patents

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白文平
石岩
沈斌
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    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
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Abstract

本发明公开了一种锁紧盘内环锻件及其近净成型工艺，锁紧盘内环锻件包括锻件本体，所述锻件本体包括沿其轴向依次设置的多个段部，多个段部依次为壁厚最大段、过渡段、平衡段和尾部段，且所述锻件本体的壁厚W沿锻件本体的轴向逐渐减小。本发明的锁紧盘内环锻件采用仿形锻件设计，既减少了用料，也节省了机加工工时，机加后大部分保留了锻造流线，提高了产品的机械性能。

Description

锁紧盘内环锻件及其近净成型工艺
技术领域
本发明涉及一种锁紧盘内环锻件及其近净成型工艺。
背景技术
目前，锁紧盘是风电机械系统中的关键连接件、承力件，由内、外环组成，内外环都采用高强钢环锻件加工而成，内环锻件目前都是矩形截面环锻件，有如下三点缺陷：
(1)环锻件用料多，成本高；
(2)矩形截面环锻件加工到内环零件切削量大，加工成本高；
(3)过多的切削加工切断了锻造流线，降低了零件的机械性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种锁紧盘内环锻件，它采用仿形锻件设计，既减少了用料，也节省了机加工工时，机加后大部分保留了锻造流线，提高了产品的机械性能。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种锁紧盘内环锻件，它包括锻件本体，所述锻件本体包括沿其轴向依次设置的多个段部，多个段部依次为壁厚最大段、过渡段、平衡段和尾部段，且所述锻件本体的壁厚W沿锻件本体的轴向逐渐减小。
进一步，所述壁厚最大段、过渡段、平衡段和尾部段中的每两个相邻段部之间平滑过渡。
本发明还提供了一种锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，工艺步骤中包含：
(1)制取坯料；
(2)对坯料进行预轧以制成预轧坯料；
(3)用压机对预轧坯料的局部进行预成型以制成预成型坯料；
(4)通过立式碾环机将预成型坯料进行仿形轧制以制成锁紧盘内环锻件。
进一步，步骤(3)中，先将预轧坯料放置在压机的下砧上，然后将拍板放置在预轧坯料的上底面上，压机的上砧压在拍板上，所述压机的上砧做往复升降，所述拍板做间歇性旋转，在所述压机的上砧升到最高点时，所述拍板旋转。
进一步，所述上砧的单次下压行程为15～20mm，所述拍板每次旋转10～15°。
进一步，所述拍板的纵截面的下半部分呈倒梯形状。
进一步，所述拍板的有效宽度D为90～120mm。
进一步，所述立式碾环机包括用于套装预成型坯料并带动预成型坯料给进的芯辊、模具和支承在模具上且用于驱动模具旋转的碾压轮，所述模具具有环形腔，所述环形腔沿所述模具的轴向依次与锻件本体的壁厚最大段、过渡段、平衡段和尾部段相匹配，所述立式碾环机在芯辊的左右两端还分别设置有用于平衡预成型坯料的轴向分力的夹料板。
进一步，步骤(4)中，将预成型坯料套装在芯辊上，模具在碾压轮的驱动下旋转，同时芯辊朝靠近模具的方向给进，直至将预成型坯料仿形轧制成锁紧盘内环锻件。
进一步，所述模具的环形腔基于材料轧制模拟借助设计软件设计。
采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明的锁紧盘内环锻件采用仿型锻件设计，用料节省超过30％，降低了材料成本；
(2)将本发明的锁紧盘内环锻件加工成成品大大减少了机加切削量，机加工时减少50％；
(3)本发明的锁紧盘内环锻件的锻造流向与最终产品形状吻合，机加后大部分保留了锻造流线，提高了产品的机械性能；
(4)本发明的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺合理，且成本低；
(5)本发明的模具基于材料轧制模拟借助设计软件设计，模具的快换设计使生产组织灵活。
附图说明
图1为本发明的锁紧盘内环锻件沿其轴向的截面图；
图2为本发明的坯料的结构示意图；
图3为本发明的预轧坯料的结构示意图；
图4为本发明的预成型坯料的结构示意图。
图5为本发明的锁紧盘内环锻件的结构示意图；
图6为本发明的压机的结构示意图；
图7为本发明的拍板做间歇性旋转的结构示意图；
图8为本发明的拍板的纵截面的结构示意图；
图9为本发明的立式碾环机对预成型坯料仿形轧制前的结构示意图；
图10为本发明的立式碾环机对预成型坯料仿形轧制后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1、5所示，一种锁紧盘内环锻件，它包括锻件本体，所述锻件本体包括沿其轴向依次设置的多个段部，多个段部依次为壁厚最大段11、过渡段12、平衡段13和尾部段14，且所述锻件本体的壁厚W沿锻件本体的轴向逐渐减小。
如图1、5所示，所述壁厚最大段11、过渡段12、平衡段13和尾部段14中的每两个相邻段部之间平滑过渡。
实施例二
如图1～10所示，一种如实施例一所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，工艺步骤中包含：
(1)制取坯料10；
(2)对坯料10进行预轧以制成预轧坯料20；
(3)用压机对预轧坯料20的局部进行预成型以制成预成型坯料30；
(4)通过立式碾环机将预成型坯料30进行仿形轧制以制成锁紧盘内环锻件。
如图6、7、8所示，步骤(3)中，先将预轧坯料20放置在压机的下砧2上，然后将拍板3放置在预轧坯料20的上底面上，压机的上砧4压在拍板3上，所述压机的上砧4做往复升降，所述拍板3做间歇性旋转，在所述压机的上砧4升到最高点时，所述拍板3旋转。
所述上砧4的单次下压行程为15～20mm，所述拍板3每次旋转10～15°。
如图8所示，所述拍板3的纵截面的下半部分呈倒梯形状。
如图8所示，所述拍板3的有效宽度D为90～120mm。
如图9、10所示，所述立式碾环机包括用于套装预成型坯料30并带动预成型坯料30给进的芯辊5、模具6和支承在模具6上且用于驱动模具6旋转的碾压轮7，所述模具6具有环形腔61，所述环形腔61沿所述模具6的轴向依次与锻件本体的壁厚最大段11、过渡段12、平衡段13和尾部段14相匹配，所述立式碾环机在芯辊5的左右两端还分别设置有用于平衡预成型坯料30的轴向分力的夹料板8。
如图9、10所示，步骤(4)中，将预成型坯料30套装在芯辊5上，模具6在碾压轮7的驱动下旋转，同时芯辊5朝靠近模具6的方向给进，直至将预成型坯料30仿形轧制成锁紧盘内环锻件。
所述模具6的环形腔61基于材料轧制模拟借助设计软件设计。在本实施例中，所述设计软件为有限元分析软件，但不限于此。
本发明的工作原理如下：
本发明的锁紧盘内环锻件采用仿型锻件设计，用料节省超过30％，降低了材料成本；
将本发明的锁紧盘内环锻件加工成成品大大减少了机加切削量，机加工时减少50％；本发明的锁紧盘内环锻件的锻造流向与最终产品形状吻合，机加后大部分保留了锻造流线，提高了产品的机械性能；本发明的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺合理，且成本低；本发明的模具6基于材料轧制模拟借助设计软件设计，模具6的快换设计使生产组织灵活。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锁紧盘内环锻件，它包括锻件本体，其特征在于：所述锻件本体包括沿其轴向依次设置的多个段部，多个段部依次为壁厚最大段(11)、过渡段(12)、平衡段(13)和尾部段(14)，且所述锻件本体的壁厚W沿锻件本体的轴向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的锁紧盘内环锻件，其特征在于：所述壁厚最大段(11)、过渡段(12)、平衡段(13)和尾部段(14)中的每两个相邻段部之间平滑过渡。
3.一种如权利要求1～2任一项所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于，工艺步骤中包含：
(1)制取坯料(10)；
(2)对坯料(10)进行预轧以制成预轧坯料(20)；
(3)用压机对预轧坯料(20)的局部进行预成型以制成预成型坯料(30)；
(4)通过立式碾环机将预成型坯料(30)进行仿形轧制以制成锁紧盘内环锻件。
4.如权利要求3所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：步骤(3)中，先将预轧坯料(20)放置在压机的下砧(2)上，然后将拍板(3)放置在预轧坯料(20)的上底面上，压机的上砧(4)压在拍板(3)上，所述压机的上砧(4)做往复升降，所述拍板(3)做间歇性旋转，在所述压机的上砧(4)升到最高点时，所述拍板(3)旋转。
5.根据权利要求4所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：所述上砧(4)的单次下压行程为15～20mm，所述拍板(3)每次旋转10～15°。
6.根据权利要求4所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：所述拍板(3)的纵截面的下半部分呈倒梯形状。
7.根据权利要求6所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：所述拍板(3)的有效宽度D为90～120mm。
8.根据权利要求3所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：所述立式碾环机包括用于套装预成型坯料(30)并带动预成型坯料(30)给进的芯辊(5)、模具(6)和支承在模具(6)上且用于驱动模具(6)旋转的碾压轮(7)，所述模具(6)具有环形腔(61)，所述环形腔(61)沿所述模具(6)的轴向依次与锻件本体的壁厚最大段(11)、过渡段(12)、平衡段(13)和尾部段(14)相匹配，所述立式碾环机在芯辊(5)的左右两端还分别设置有用于平衡预成型坯料(30)的轴向分力的夹料板(8)。
9.根据权利要求8所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：步骤(4)中，将预成型坯料(30)套装在芯辊(5)上，模具(6)在碾压轮(7)的驱动下旋转，同时芯辊(5)朝靠近模具(6)的方向给进，直至将预成型坯料(30)仿形轧制成锁紧盘内环锻件。
10.根据权利要求8所述的锁紧盘内环锻件的近净成型工艺，其特征在于：所述模具(6)的环形腔(61)基于材料轧制模拟借助设计软件设计。
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