CN112275970A - 一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，包括选取棒料，检查棒料的组分，用超声波探测仪进行棒料内部缺陷检测、下料、使用一种锻前处理装置进行处理后，放入高频电加热，加热温度至1180℃，倒棱，保温3小时后，先用平砧进行镦粗，镦粗比为3.8，然后用垫环进行镦粗，镦粗出凸肩，用冲孔芯棒进行冲孔、扩孔等步骤，该工艺克服了内部变形不均匀，易出现裂纹、折叠等锻造缺陷。

Description

一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺

技术领域

本发明属于锻造技术领域，尤其涉及一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，偏航、变桨齿轮箱是应用在风力发电机组中偏航系统及变桨系统的重要组成部份，而偏航变桨齿轮箱齿轮是主要传动部件，其结构复杂、对加工材料、锻造精度及后续精加工等要求较高，目前偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺存在：内部变形不均匀，易出现裂纹、折叠等锻造缺陷，从而影响其产品质量。

发明内容

本发明的目的为了解决上述技术问题，提供一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，该工艺克服了内部变形不均匀，易出现裂纹、折叠等锻造缺陷。其技术方案如下：一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)、选取棒料，检验棒料成分为C;0.17%～0.23%、Mn:0.8%～1.1% 、Si:0.17%～0.37%、S:≤0.03% 、P:≤0.03%、Cr: 1.0%～1.3% 、Ni:≤0.03% 、Cu:≤0.03%、Ti:0.04%～0.10%、余量为Fe，并使用超声波探测仪进行棒料内部缺陷检测；

2)、下料，采用锯床从棒料上切取所需棒坯料；

3)、使用一种锻前处理装置进行处理，处理时间为1.5～3分钟，所述一种锻前处理装置，包括机架1、机壳10、电机支架3、清碴口11、内筒12，所述机壳10焊接在机架1上，机壳10左侧焊接有电机支架3，机壳10下面呈漏斗状焊接有清碴口11，所述机壳10左右侧还设置有活络门13可打开放置和取出工件，所述内筒12两侧面通过固定在机壳10两侧面中心的带座轴承7悬空支撑在机壳10内，所述内筒12右段形状呈圆锥状，左段形状呈八角锥体状，所述圆锥状是右端直径小，左端直径大，所述八角锥体状右端口径小，左端口径大，所述圆锥状左端是所述八角锥体状右端的内接圆，所述圆锥状和八角锥体状轴心同轴，所述内筒12右端焊接有小圆封板9，所述小圆封板9上设置有可打开和锁紧的小内活络门8可放置工件，所述内筒12左端焊接有大圆封板2，所述大圆封板2圆周边缘上均匀开有12个以上长扁细型出渣口14且下部设置有可打开和锁紧的内活络门17可取出工件，所述内筒12内侧全部固定有研磨材料16，所述大圆封板2圆周外侧固定有内齿圈5，所述内齿圈5两内侧分别啮合有两个同样大小的齿轮6，所述两齿轮6的轴心与内筒12的轴心线平行，所述两个齿轮6分别固定在两个同样大小的电机4的传动轴15上，所述电机4固定在电机支架3上，所述电机4开启可通过齿轮6和内齿圈5带动内筒12旋转；

4)、坯料放入高频电炉加热，加热温度至1180℃，倒棱，保温3小时后，先用平砧进行镦粗，镦粗比为3.8，然后用垫环进行镦粗，镦粗出凸肩；

5)、对步骤4)完成的锻件进行第二次加热至1180℃，用冲孔芯棒进行冲孔，然后进行3次以上的扩孔，最后按锻件图修整；

6)、锻后先鼓风冷却到200℃，然后把锻件放入坑中冷却；

7)、采用淬火炉进行淬火处理、温度为500℃～800℃，回火处理、回火温度为300℃～400℃。

与现有技术相比，本发明的优点是：锻造过程中，内部变形均匀，晶体组织细密，塑性好，韧性高，有效消除了裂纹、折叠等锻造缺陷，提高了偏航变桨齿轮箱齿轮的强度及力学性能。

附图说明

图1为本发明中重要装置的主剖视图；

图2为本发明中重要装置的俯视图；

图3为本发明中重要装置的内筒左视图；

图4为本发明中重要装置的大圆封板主视图。

图中：1、机架，2、大圆封板，3、电机支架，4、电机，5、内齿圈，6、齿轮，7、带座轴承，8、小内活络门，9、小圆封板，10、机壳，11、清碴口，12、内筒，13、活络门，14、出渣口，15、传动轴，16、研磨材料，17、内活络门。

具体实施方式

实施例一

一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)、选取棒料，检验棒料成分为C :0.17%、 Mn: 0.8%、Si :0.17%、 S: 0.01% 、P:0.01%、 Cr: 1.0% 、Ni: 0.01%、Cu: 0.01%、Ti:0.04%、余量为Fe，并使用超声波探测仪进行棒料内部缺陷检测；2)、下料，采用锯床从棒料上切取所需棒坯料；

3)、使用一种锻前处理装置进行处理，处理时间为1.5分钟，所述一种锻前处理装置，如图所示包括机架、机壳、电机支架、清碴口、内筒，所述机壳焊接在机架上，机壳左侧焊接有电机支架，机壳下面呈漏斗状焊接有清碴口，所述机壳左右侧还设置有活络门可打开放置和取出工件，所述内筒两侧面通过固定在机壳两侧面中心的带座轴承悬空支撑在机壳内，所述内筒右段形状呈圆锥状，左段形状呈八角锥体状，所述圆锥状是右端直径小，左端直径大，所述八角锥体状右端口径小，左端口径大，所述圆锥状左端是所述八角锥体状右端的内接圆，所述圆锥状和八角锥体状轴心同轴，所述内筒右端焊接有小圆封板，所述小圆封板上设置有可打开和锁紧的小内活络门可放置工件，所述内筒左端焊接有大圆封板，所述大圆封板圆周边缘上均匀开有12个以上长扁细型出渣口且下部设置有可打开和锁紧的内活络门可取出工件，所述内筒内侧全部固定有研磨材料，所述大圆封板圆周外侧固定有内齿圈，所述内齿圈两内侧分别啮合有两个同样大小的齿轮，所述两齿轮的轴心与内筒的轴心线平行，所述两个齿轮分别固定在两个同样大小的电机的传动轴上，所述电机固定在电机支架上，所述电机开启可通过齿轮和内齿圈带动内筒旋转，由于结构设计利用了力矩原理，动力需求大幅降低，因而大幅减少了能耗；关键是使用所述的一种锻前处理装置预处理时，是将需锻前处理的工件从装置右端提前放入内筒，随着内筒的旋转，内筒的研磨材料与工件相互挤压摩擦，清楚掉工件表面的毛刺、氧化皮、尖锐凸起等，首先经内筒右段形状呈圆锥状，此处处理工件两端部的毛刺和倒角等，随着重力作用，边旋转工件边滑落内筒左段形状呈八角锥体状内，此处处理工件的圆周面。装置运转工程中，处理下来的毛刺等杂质因离心力和重力的作用下经内筒左端大圆封板上的出渣口滑落到清碴口排除，从而不会造成毛刺等杂质对工件的击打损伤，保障了预处理效果；

4)、坯料放入高频电炉加热，加热温度至1180℃，倒棱，保温3小时后，先用平砧进行镦粗，镦粗比为3.8，然后用垫环进行镦粗，镦粗出凸肩；

5)、对步骤4)完成的锻件进行第二次加热至1180℃，用冲孔芯棒进行冲孔，然后进行3次以上的扩孔，最后按锻件图修整；

6)、锻后先鼓风冷却到200℃，然后把锻件放入坑中冷却；

7)、采用淬火炉进行淬火处理、温度为500℃，回火处理、回火温度为300℃。

实施例二

一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)、选取棒料，检验棒料成分为C :0.19%、 Mn: 0.9%、Si :0.27%、 S: 0.02% 、P:0.02%、 Cr: 1.2%、Ni:0.02%、Cu:0.02%、Ti:0.06%、余量为Fe，并使用超声波探测仪进行棒料内部缺陷检测；

2)、下料，采用锯床从棒料上切取所需棒坯料；

3)、使用一种锻前处理装置进行处理，处理时间为2分钟，所述一种锻前处理装置，如图所示包括机架、机壳、电机支架、清碴口、内筒，所述机壳焊接在机架上，机壳左侧焊接有电机支架，机壳下面呈漏斗状焊接有清碴口，所述机壳左右侧还设置有活络门可打开放置和取出工件，所述内筒两侧面通过固定在机壳两侧面中心的带座轴承悬空支撑在机壳内，所述内筒右段形状呈圆锥状，左段形状呈八角锥体状，所述圆锥状是右端直径小，左端直径大，所述八角锥体状右端口径小，左端口径大，所述圆锥状左端是所述八角锥体状右端的内接圆，所述圆锥状和八角锥体状轴心同轴，所述内筒右端焊接有小圆封板，所述小圆封板上设置有可打开和锁紧的小内活络门可放置工件，所述内筒左端焊接有大圆封板，所述大圆封板圆周边缘上均匀开有12个以上长扁细型出渣口且下部设置有可打开和锁紧的内活络门可取出工件，所述内筒内侧全部固定有研磨材料，所述大圆封板圆周外侧固定有内齿圈，所述内齿圈两内侧分别啮合有两个同样大小的齿轮，所述两齿轮的轴心与内筒的轴心线平行，所述两个齿轮分别固定在两个同样大小的电机的传动轴上，所述电机固定在电机支架上，所述电机开启可通过齿轮和内齿圈带动内筒旋转，由于结构设计利用了力矩原理，动力需求大幅降低，因而大幅减少了能耗；关键是使用所述的一种锻前处理装置预处理时，是将需锻前处理的工件从装置右端提前放入内筒，随着内筒的旋转，内筒的研磨材料与工件相互挤压摩擦，清楚掉工件表面的毛刺、氧化皮、尖锐凸起等，首先经内筒右段形状呈圆锥状，此处处理工件两端部的毛刺和倒角等，随着重力作用，边旋转工件边滑落内筒左段形状呈八角锥体状内，此处处理工件的圆周面。装置运转工程中，处理下来的毛刺等杂质因离心力和重力的作用下经内筒左端大圆封板上的出渣口滑落到清碴口排除，从而不会造成毛刺等杂质对工件的击打损伤，保障了预处理效果；

4)、坯料放入高频电炉加热，加热温度至1180℃，倒棱，保温3小时后，先用平砧进行镦粗，镦粗比为3.8，然后用垫环进行镦粗，镦粗出凸肩；

5)、对步骤4)完成的锻件进行第二次加热至1180℃，用冲孔芯棒进行冲孔，然后进行3次以上的扩孔，最后按锻件图修整；

6)、锻后先鼓风冷却到200℃，然后把锻件放入坑中冷却；

7)、采用淬火炉进行淬火处理、温度为600℃，回火处理、回火温度为350℃-。

实施例三

一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)、选取棒料，检验棒料成分为C : 0.23%、 Mn: 1.1% 、Si : 0.37%、 S:0.03% 、P:0.03%、 Cr: 1.3% 、Ni:0.03%、Cu:0.03%、Ti: 0.10%、余量为Fe，并使用超声波探测仪进行棒料内部缺陷检测；

2)、下料，采用锯床从棒料上切取所需棒坯料；

3)、使用一种锻前处理装置进行处理，处理时间为3分钟，所述一种锻前处理装置，如图所示包括机架、机壳、电机支架、清碴口、内筒，所述机壳焊接在机架上，机壳左侧焊接有电机支架，机壳下面呈漏斗状焊接有清碴口，所述机壳左右侧还设置有活络门可打开放置和取出工件，所述内筒两侧面通过固定在机壳两侧面中心的带座轴承悬空支撑在机壳内，所述内筒右段形状呈圆锥状，左段形状呈八角锥体状，所述圆锥状是右端直径小，左端直径大，所述八角锥体状右端口径小，左端口径大，所述圆锥状左端是所述八角锥体状右端的内接圆，所述圆锥状和八角锥体状轴心同轴，所述内筒右端焊接有小圆封板，所述小圆封板上设置有可打开和锁紧的小内活络门可放置工件，所述内筒左端焊接有大圆封板，所述大圆封板圆周边缘上均匀开有12个以上长扁细型出渣口且下部设置有可打开和锁紧的内活络门可取出工件，所述内筒内侧全部固定有研磨材料，所述大圆封板圆周外侧固定有内齿圈，所述内齿圈两内侧分别啮合有两个同样大小的齿轮，所述两齿轮的轴心与内筒的轴心线平行，所述两个齿轮分别固定在两个同样大小的电机的传动轴上，所述电机固定在电机支架上，所述电机开启可通过齿轮和内齿圈带动内筒旋转，由于结构设计利用了力矩原理，动力需求大幅降低，因而大幅减少了能耗；关键是使用所述的一种锻前处理装置预处理时，是将需锻前处理的工件从装置右端提前放入内筒，随着内筒的旋转，内筒的研磨材料与工件相互挤压摩擦，清楚掉工件表面的毛刺、氧化皮、尖锐凸起等，首先经内筒右段形状呈圆锥状，此处处理工件两端部的毛刺和倒角等，随着重力作用，边旋转工件边滑落内筒左段形状呈八角锥体状内，此处处理工件的圆周面。装置运转工程中，处理下来的毛刺等杂质因离心力和重力的作用下经内筒左端大圆封板上的出渣口滑落到清碴口排除，从而不会造成毛刺等杂质对工件的击打损伤，保障了预处理效果；

4)、坯料放入高频电炉加热，加热温度至1180℃，倒棱，保温3小时后，先用平砧进行镦粗，镦粗比为3.8，然后用垫环进行镦粗，镦粗出凸肩；

5)、对步骤4)完成的锻件进行第二次加热至1180℃，用冲孔芯棒进行冲孔，然后进行3次以上的扩孔，最后按锻件图修整；

6)、锻后先鼓风冷却到200℃，然后把锻件放入坑中冷却；

7)、采用淬火炉进行淬火处理、温度为800℃，回火处理、回火温度为400℃。

Claims (1)

1.一种偏航变桨齿轮箱齿轮的锻造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1)、选取棒料，检验棒料成分为C;0.17%～0.23%、Mn:0.8%～1.1% 、Si:0.17%～0.37%、S:≤0.03% 、P:≤0.03%、Cr: 1.0%～1.3% 、Ni:≤0.03% 、Cu:≤0.03%、Ti:0.04%～0.10%、余量为Fe，并使用超声波探测仪进行棒料内部缺陷检测；

2)、下料，采用锯床从棒料上切取所需棒坯料；

3)、使用一种锻前处理装置进行处理，处理时间为1.5～3分钟，所述一种锻前处理装置，包括机架（1）、机壳（10）、电机支架（3）、清碴口（11）、内筒（12），所述机壳（10）焊接在机架（1）上，机壳（10）左侧焊接有电机支架（3），机壳（10）下面呈漏斗状焊接有清碴口（11），所述机壳（10）左右侧还设置有活络门（13）可打开放置和取出工件，所述内筒（12）两侧面通过固定在机壳（10）两侧面中心的带座轴承（7）悬空支撑在机壳（10）内，所述内筒（12）右段形状呈圆锥状，左段形状呈八角锥体状，所述圆锥状是右端直径小，左端直径大，所述八角锥体状右端口径小，左端口径大，所述圆锥状左端是所述八角锥体状右端的内接圆，所述圆锥状和八角锥体状轴心同轴，所述内筒（12）右端焊接有小圆封板（9），所述小圆封板（9）上设置有可打开和锁紧的小内活络门（8）可放置工件，所述内筒（12）左端焊接有大圆封板（2），所述大圆封板（2）圆周边缘上均匀开有12个以上长扁细型出渣口（14）且下部设置有可打开和锁紧的内活络门（17）可取出工件，所述内筒（12）内侧全部固定有研磨材料（16），所述大圆封板（2）圆周外侧固定有内齿圈（5），所述内齿圈（5）两内侧分别啮合有两个同样大小的齿轮（6），所述两齿轮（6）的轴心与内筒（12）的轴心线平行，所述两个齿轮（6）分别固定在两个同样大小的电机（4）的传动轴（15）上，所述电机（4）固定在电机支架（3）上，所述电机（4）开启可通过齿轮（6）和内齿圈（5）带动内筒（12）旋转；

4)、坯料放入高频电炉加热，加热温度至1180℃，倒棱，保温3小时后，先用平砧进行镦粗，镦粗比为3.8，然后用垫环进行镦粗，镦粗出凸肩；

5)、对步骤4)完成的锻件进行第二次加热至1180℃，用冲孔芯棒进行冲孔，然后进行3次以上的扩孔，最后按锻件图修整；

6)、锻后先鼓风冷却到200℃，然后把锻件放入坑中冷却；

7)、采用淬火炉进行淬火处理、温度为500℃～800℃，回火处理、回火温度为300℃～400℃。

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