CN111761308A - 一种大型锥形环件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能建造技术领域，且公开了一种大型锥形环件的制造方法，包括以下步骤：步骤一、设计尺寸：根据实际的尺寸需求数据设计锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度；步骤二、设计胎膜：根据设计的锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度设计胎膜；步骤三、初坯锻造：根据锥形环件的实际使用环境和使用需求选择金属锭，根据选择的金属锭的硬度、可塑性和锭型，使用锻造机对金属锭进行锻造，锻造完成后得到粗胚待用；步骤四、粗胚精锻：使用锻造开坯液压机对粗坯进行精锻，锻合粗胚内的疏松、缩孔和微裂纹。该大型锥形环件的制造方法，有效的提高了大型锥形环件的制造合格率，有效的降低了大批次生产大型锥形环件的成本。
Description
技术领域
本发明涉及智能建造技术领域，具体为一种大型锥形环件的制造方法。
背景技术
大型锥形环件是许多重型机械、发电设备、石油化工、船舶制造等行业设备的关键零件。大型锥形环件在加工的过程中需要用到锻造、碾环和轧制等加工工艺。
现有的大型锥形环件的制造工艺在进行实际生产时，由于生产步骤较为繁琐，在每个制造环节中产品容易产生较大的误差，导致最终得到的产品的质量较差，从而导致产品的合格率较低，造成生产资源浪费，增加了制造成本。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大型锥形环件的制造方法，具备能够提高大型锥形环件制造合格率和降低成本等优点，解决了现有技术中大型锥形环件的制造方法的合格率较低和成本较高的问题。
（二）技术方案
本发明提供如下技术方案：一种大型锥形环件的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、设计尺寸：根据实际的尺寸需求数据设计锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度；
步骤二、设计胎膜：根据设计的锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度设计胎膜；
步骤三、初坯锻造：根据锥形环件的实际使用环境和使用需求选择金属锭，根据选择的金属锭的硬度、可塑性和锭型，使用锻造机对金属锭进行锻造，锻造完成后得到粗胚待用；
步骤四、粗胚精锻：使用锻造开坯液压机对粗坯进行精锻，锻合粗胚内的疏松、缩孔和微裂纹；
步骤五、制坯：将精锻后得到的精坯沿其轴向按WHF锻造法进行镦拔成形，镦拔成形后采用一端面旋压的方法对坯件进行加工，使坯件成为一端直径小，一端直径大的锥形半成品坯件；
步骤六、冲孔：将锥形半成品坯件放置在冲孔机中进行冲孔，根据锥形环件设计时的内孔尺寸设置冲孔机的参数，将冲孔机的冲头转换为锥形冲头，对锥形半成品坯件进行冲压成型；
步骤七、胎膜锻造：将冲孔完成的坯件放置在设计完成的胎膜中，进行反复的锻造，使坯件的尺寸符合设计尺寸；
步骤八、碾环成形：将坯件放置在加热炉中进行回炉加热，加热完成后将坯件放置在碾环机中进行碾环，将坯件放置在碾环机的主动辊和芯辊模具之间，打开碾环机，使碾环机的芯辊向主动辊移动，随着芯辊向主辊方向运动，坯件随着模具形状变形并逐渐减薄，同时直径变大最终得到所需锥形环件。
优选的，所述步骤五在使用一端面旋压的方法对坯件进行加工时，加工完成的锥形半成品坯件的锥度略大于设计时锥形环件的锥度。
优选的，所述步骤三进行粗坯锻造时之前，需要对金属锭进行加热处理，加热温度为460℃-490℃，当温度稳定后保温20h-30h。
优选的，所述步骤一设计的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度需要略大于锥形环件的实际尺寸。
优选的，所述步骤步骤六完成后将坯件放置在加热炉中进行热料回炉，回炉时间为4h-8h。
优选的，所述步骤六冲孔完成后，得到的坯件的内孔的窄端孔径大于设计时锥形环件的小端的孔径。
优选的，所述步骤八完成后，将锥形环件放置在加热炉中进行退火，退火温度为270℃-300℃，保温时间为6小时到8小时。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种大型锥形环件的制造方法，具备以下有益效果：
该大型锥形环件的制造方法，通过设置的步骤一、步骤二、步骤三、步骤四、步骤五、步骤六、步骤七和步骤八，制作工序简单有效，能够缩减大型锥形环件的制造工序，制造工序缩减，就能够降低工序中可能出现的制造误差，且每个操作步骤的操作较为单一，每个工序的操作都较为专一，所以每个工序中的操作人员只需要完成单一的加工步骤，从而提高操作人员的工作专一度，避免操作人员在生产加工的过程中进行多样复杂的加工操作，有效的降低了操作人员的失误率，从而降低大型锥形环件加工过程中的错误率，从而有效的提高了大型锥形环件的制造合格率，有效的降低了大批次生产大型锥形环件的成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种大型锥形环件的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、设计尺寸：根据实际的尺寸需求数据设计锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度；
步骤二、设计胎膜：根据设计的锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度设计胎膜；
步骤三、初坯锻造：根据锥形环件的实际使用环境和使用需求选择金属锭，根据选择的金属锭的硬度、可塑性和锭型，使用锻造机对金属锭进行锻造，锻造完成后得到粗胚待用；
步骤四、粗胚精锻：使用锻造开坯液压机对粗坯进行精锻，锻合粗胚内的疏松、缩孔和微裂纹；
步骤五、制坯：将精锻后得到的精坯沿其轴向按WHF锻造法进行镦拔成形，镦拔成形后采用一端面旋压的方法对坯件进行加工，使坯件成为一端直径小，一端直径大的锥形半成品坯件；
步骤六、冲孔：将锥形半成品坯件放置在冲孔机中进行冲孔，根据锥形环件设计时的内孔尺寸设置冲孔机的参数，将冲孔机的冲头转换为锥形冲头，对锥形半成品坯件进行冲压成型；
步骤七、胎膜锻造：将冲孔完成的坯件放置在设计完成的胎膜中，进行反复的锻造，使坯件的尺寸符合设计尺寸；
步骤八、碾环成形：将坯件放置在加热炉中进行回炉加热，加热完成后将坯件放置在碾环机中进行碾环，将坯件放置在碾环机的主动辊和芯辊模具之间，打开碾环机，使碾环机的芯辊向主动辊移动，随着芯辊向主辊方向运动，坯件随着模具形状变形并逐渐减薄，同时直径变大最终得到所需锥形环件，制作工序简单有效，能够缩减大型锥形环件的制造工序，制造工序缩减，就能够降低工序中可能出现的制造误差，且每个操作步骤的操作较为单一，每个工序的操作都较为专一，所以每个工序中的操作人员只需要完成单一的加工步骤，从而提高操作人员的工作专一度，避免操作人员在生产加工的过程中进行多样复杂的加工操作，有效的降低了操作人员的失误率，从而降低大型锥形环件加工过程中的错误率，从而有效的提高了大型锥形环件的制造合格率，有效的降低了大批次生产大型锥形环件的成本。
步骤五在使用一端面旋压的方法对坯件进行加工时，加工完成的锥形半成品坯件的锥度略大于设计时锥形环件的锥度，留有加工余量，在加工的过程中会产生损耗，设计的锥度需要略大于锥形环件的实际尺寸能够抵消加工过程中的损耗，如果不留加工余量，加工完成后得到的锥形环件的锥度会小于设计的锥度，从而导致产品不合格。
步骤三进行粗坯锻造时之前，需要对金属锭进行加热处理，加热温度为460℃-490℃，当温度稳定后保温20h-30h，进行加热处理，能够降低粗坯锻造的难度，使金属锭更加容易塑性。
步骤一设计的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度需要略大于锥形环件的实际尺寸，留有加工余量，在加工的过程中会产生损耗，设计的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度需要略大于锥形环件的实际尺寸能够抵消加工过程中的损耗，如果不留加工余量，加工完成后得到的锥形环件的尺寸会小于设计的尺寸，从而导致产品不合格。
步骤六完成后将坯件放置在加热炉中进行热料回炉，回炉时间为4h-8h，对坯件进行回炉加热，能够消除坯件的残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷，从而便于后续进行冲孔加工，避免冲孔加工时坯件出现裂痕，有效的提高了坯件的结构稳定性。
步骤六冲孔完成后，得到的坯件的内孔的窄端孔径大于设计时锥形环件的小端的孔径，留有少量的损耗量，在坯件的后续加工工序中，坯件的内孔的窄端孔径会产生变化，不留损耗量就会导致成品的锥形环件的小端孔径小于设计时的尺寸，从而导致锥形环件的尺寸不符合设计需求，所以留有少量的损耗量，能够挺高大型锥形环件的成品合格率。
步骤八完成后，将锥形环件放置在加热炉中进行退火，退火温度为270℃-300℃，保温时间为6小时到8小时，退火处理是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却，对锥形环件进行退火处理，目的是消除大型锥形环件的残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷，从而能够提高大型锥形环件的质量，提高大型锥形环件的使用寿命。
综上所述，该大型锥形环件的制造方法，制作工序简单有效，能够缩减大型锥形环件的制造工序，制造工序缩减，就能够降低工序中可能出现的制造误差，且每个操作步骤的操作较为单一，每个工序的操作都较为专一，所以每个工序中的操作人员只需要完成单一的加工步骤，从而提高操作人员的工作专一度，避免操作人员在生产加工的过程中进行多样复杂的加工操作，有效的降低了操作人员的失误率，从而降低大型锥形环件加工过程中的错误率，从而有效的提高了大型锥形环件的制造合格率，有效的降低了大批次生产大型锥形环件的成本。
需要说明的是，术语“包括”，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、设计尺寸：根据实际的尺寸需求数据设计锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度；
步骤二、设计胎膜：根据设计的锥形环件的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度设计胎膜；
步骤三、初坯锻造：根据锥形环件的实际使用环境和使用需求选择金属锭，根据选择的金属锭的硬度、可塑性和锭型，使用锻造机对金属锭进行锻造，锻造完成后得到粗胚待用；
步骤四、粗胚精锻：使用锻造开坯液压机对粗坯进行精锻，锻合粗胚内的疏松、缩孔和微裂纹；
步骤五、制坯：将精锻后得到的精坯沿其轴向按WHF锻造法进行镦拔成形，镦拔成形后采用一端面旋压的方法对坯件进行加工，使坯件成为一端直径小，一端直径大的锥形半成品坯件；
步骤六、冲孔：将锥形半成品坯件放置在冲孔机中进行冲孔，根据锥形环件设计时的内孔尺寸设置冲孔机的参数，将冲孔机的冲头转换为锥形冲头，对锥形半成品坯件进行冲压成型；
步骤七、胎膜锻造：将冲孔完成的坯件放置在设计完成的胎膜中，进行反复的锻造，使坯件的尺寸符合设计尺寸；
步骤八、碾环成形：将坯件放置在加热炉中进行回炉加热，加热完成后将坯件放置在碾环机中进行碾环，将坯件放置在碾环机的主动辊和芯辊模具之间，打开碾环机，使碾环机的芯辊向主动辊移动，随着芯辊向主辊方向运动，坯件随着模具形状变形并逐渐减薄，同时直径变大最终得到所需锥形环件。
2.根据权利要求1所述的一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于：所述步骤五在使用一端面旋压的方法对坯件进行加工时，加工完成的锥形半成品坯件的锥度略大于设计时锥形环件的锥度。
3.根据权利要求1所述的一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于：所述步骤三进行粗坯锻造时之前，需要对金属锭进行加热处理，加热温度为460℃-490℃，当温度稳定后保温20h-30h。
4.根据权利要求1所述的一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于：所述步骤一设计的小端面尺寸、大端面尺寸和锥度需要略大于锥形环件的实际尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于：所述步骤步骤六完成后将坯件放置在加热炉中进行热料回炉，回炉时间为4h-8h。
6.根据权利要求1所述的一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于：所述步骤六冲孔完成后，得到的坯件的内孔的窄端孔径大于设计时锥形环件的小端的孔径。
7.根据权利要求1所述的一种大型锥形环件的制造方法，其特征在于：所述步骤八完成后，将锥形环件放置在加热炉中进行退火，退火温度为270℃-300℃，保温时间为6小时到8小时。
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