CN116786753A - 一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺 - Google Patents
一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116786753A CN116786753A CN202310870520.7A CN202310870520A CN116786753A CN 116786753 A CN116786753 A CN 116786753A CN 202310870520 A CN202310870520 A CN 202310870520A CN 116786753 A CN116786753 A CN 116786753A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- forging
- ring forging
- upper beam
- forging forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 25
- 241000251131 Sphyrna Species 0.000 claims description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000004080 punching Methods 0.000 claims description 4
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Abstract
本发明属于大型锻件热锻成型技术领域，具体涉及一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺。大尺寸环锻件成型装置，包括立式压机、变向增力装置、旋转装置；变向增力装置设置在立式压力机下方。该工艺利用垂直压机体外锻造方法实现大尺寸环锻件和筒形件的成型，可进行超大直径的锻造，最大外径达到13米，高达4米，重量达120吨。
Description
技术领域
本发明属于大型锻件热锻成型技术领域，具体涉及一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺。
背景技术
大型工程设备，如核电、石油化工设备、国防装备等，均需要大型环锻件或筒形件，我国各领域用大型环锻件和筒形件采用垂直锻造扩孔加上大型轧环机进行轧制，制造费用和一次性投入大型轧环机费用巨大，而且环锻件及筒体锻件最后火次成型靠的是轧制力成型，根本不是锻造成型，质量水平与板材相近。
大型筒形件成型有几种方式，一个是在垂直压机净空距内采用马杠扩孔形式，由于受到压机净空距的限制，通体尺寸规格受到局限，目前国内最大压机净空距也只有6.5m左右，所以这种方式成型的环锻件和筒体锻件最大外径尺Ф6500mm左右，锻造环件外径只能在这个尺寸之内；另一种成型方式是通过垂直压机开坯成筒形坯料，然后在大型轧环机轧制，这种工艺方式，投资巨大，运行成本高，最关键的问题是坯料晶粒度往往达不到要求，因为轧环机轧制力不够，很难达到锻件所需要金属细晶粒要求。
发明内容
基于上述现有技术的问题，本发明提供一种大尺寸环锻件成型工艺。该工艺利用垂直压机体外锻造方法实现大尺寸环锻件和筒形件的成型，可进行超大直径的锻造，最大外径达到13米，高达4米，重量达120吨。
本发明的目的通过下述技术方案实现。
一种大尺寸环锻件成型装置，包括立式压机1、变向增力装置、旋转装置；变向增力装置设置在立式压力机1下方；旋转装置设置在与变向增力装置同一个工作台12上。
进一步地，变向增力装置包括立式压机1下方的压力上砧板2，压力上砧板2下方设置有压力支柱5，工作台12和压力支柱5之间设置有弹性元件10，所述压力支柱5上铰接设置有变向增力连杆9，所述变向增力连杆9为相互铰接的二连杆结构，变向增力连杆9的端部与竖向的横移外砧锤头7铰接，所述工作台12上设置有支架17，支架17上铰接设置有上梁4，上梁4的端部设置有与外砧锤头7对应的内砧锤头6；所述支架17上还设置有上梁4的摆动液压装置3；所述工作台12上位于内砧锤头6的侧方还设置有旋转装置。
进一步地，旋转装置由两个驱动托辊16和多个托辊13排成环形组成，其中两个驱动托辊16在变向增力装置两侧。
进一步地，每个托辊13旁设置一组用于检测环锻件内外表面的相机15，每组两台相机。
进一步地，相机沿导轨14滑动，使其始终紧贴工件表面，将检测到的信号反馈给计算机。
一种大尺寸环锻件成型工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、坯料先进行加热，在垂直压机上镦粗、冲孔、扩孔，制成筒形坯料或环形坯料；
步骤2、再次加热，同时安装好大尺寸环锻件成型装置，打开上梁，将坯料放好后，将上梁放下，随后开始进行锻造。
步骤3、待工件一周全部锻造完成后，打开上梁，将工件吊出。
进一步地，具体锻造过程为：压力机1施加压力到压力上砧板2上，压力上砧板2向下施加压力给压力支柱5，压力支柱5压迫弹性元件10变形并向下移动，压力支柱5将压力传递给变向增力连杆9，变向增力连杆9将竖直方向的压力转换成水平方向的压力，通过外砧锤头7对内砧锤头6施压，对筒体锻件8进行锻造，锤头每锻造一次，驱动托辊16带动托辊13旋转，带动锻件进行旋转，使其旋转一定角度，让不同的加工位置正对锤头，依次反复。
与现有技术相比，本发明有益效果是。
本发明设计的变向增力装置，该装置可以将垂直方向的力转变成水平方向的力。具体原理为：应用二力杆驱动增力并转变力方向原理，将压机垂直力转变成水平力，二力杆与外砧锤头连接，将力传给外砧锤头，再通过外砧锤头对工件外圆面进行锻造；通过变换不同角度的二力杆，可以调节水平力的大小，达到增加水平力的目的。
本发明设计的环锻件坯料的旋转装置，该装置可以实现在锻造过程中，边锻造，边进行环锻件的旋转，大大提高了锻造效率。具体原理为：在环锻件的圆面处，设置三个托辊，三个托辊可以起到支撑环锻件的作用，同时通过托辊的旋转，带动环锻件跟其一起旋转，达到使环锻件旋转的目的，此外，三个托辊旁边分别设置三组工业相机，每组两台相机，分别用于检测环锻件内外表面，相机可沿导轨滑动，使其始终紧贴工件表面，滑轨可随托辊沿径向运动，工业相机将检测到的信号反馈给计算机，可以得到环形锻件的实时厚度，实现环形锻件的在线测量。
通过以上两组装置的设计，本发明解决了压机净空距不足，又要锻造超净空距尺寸的环形锻件和筒体锻件的问题，具有大型锻压机的企业可用很少的投资生产大型尺寸的环锻件，而且质量得到保障，运行成本很低，增加企业制造能力范围；保证锻件和垂直自由锻一样金属变形过程，晶粒度得以保证，均匀性也得到保证。本专利采用压机体外锻造最后火次金属变形过程完全与垂直压机锻造环锻件变形一样，具备局部镦粗变形过程。
附图说明
图1为本发明大尺寸环锻件成型装置结构示意图。
图2为为本发明大尺寸环锻件成型装置俯视图。
图3实施例1步骤1料坯加工过程图。
其中，1 立式压机；2 压力上砧板；3液压装置；4上梁；5压力支柱；6内砧锤头；7 外砧锤头；8 筒体锻件；9变向增力连杆；10弹性元件；11 底座；12 工作台；13 托辊；14 导轨；15 相机；16 驱动托辊；17 支架。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明专利作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明专利的限制；为了更好地说明本发明专利的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
如图1所示，本发明的大尺寸环锻件成型装置，包括立式压机1、变向增力装置、旋转装置；变向增力装置设置在立式压力机1下方；旋转装置设置在与变向增力装置同一个工作台12上。
如图1所示，变向增力装置包括立式压机1下方的压力上砧板2，压力上砧板2下方设置有压力支柱5，工作台12和压力支柱5之间设置有弹性元件10，所述压力支柱5上铰接设置有变向增力连杆9，所述变向增力连杆9为相互铰接的二连杆结构，变向增力连杆9的端部与竖向的横移外砧锤头7铰接，所述工作台12上设置有支架17，支架17上铰接设置有上梁4，上梁4的端部设置有与外砧锤头7对应的内砧锤头6；所述支架17上还设置有上梁4的摆动液压装置3；所述工作台12上位于内砧锤头6的侧方还设置有旋转装置；当准备放置筒体锻件8时上梁4可通过液压装置3抬起。
如图2所示，旋转装置由两个驱动托辊16和多个托辊13排成环形组成，其中两个驱动托辊16在变向增力装置两侧；每个托辊13旁设置一组用于检测环锻件内外表面的相机15，每组两台相机；相机沿导轨14滑动，使其始终紧贴工件表面，将检测到的信号反馈给计算机，可以得到环形锻件的实时厚度，实现环形锻件的在线测量。
一种大尺寸环锻件成型工艺，具体包括如下步骤：
步骤1、坯料先进行加热，在垂直压机上镦粗、冲孔、扩孔，制成筒形坯料或环形坯料；
步骤2、再次加热，同时安装好大尺寸环锻件成型装置，打开上梁4，将坯料放好后，将上梁放下，随后开始进行锻造，具体锻造过程为：压力机1施加压力到压力上砧板2上，压力上砧板2向下施加压力给压力支柱5，压力支柱5压迫弹性元件10变形并向下移动，压力支柱5将压力传递给变向增力连杆9，变向增力连杆9将竖直方向的压力转换成水平方向的压力，通过外砧锤头7对内砧锤头6施压，对筒体锻件8进行锻造，锤头每锻造一次，驱动托辊16带动托辊13旋转，带动锻件进行旋转，使其旋转一定角度，让不同的加工位置正对锤头，依次反复。
步骤3、待工件一周全部锻造完成后，打开上梁，将工件吊出。
实施例1。
以大型加氢筒节为例，尺寸为φ5654/φ4953×2040具体包括如下步骤：
步骤1、先对坯料进行加热，加热后，置于垂直压机上，用垂直压机坯料进型镦粗、冲孔、扩孔，制成筒形坯料或者环形坯料，如图3所示。
步骤2、再次对坯料进行加热，加热的同时，安装好大尺寸环锻件成型装置，如图1所示。
步骤3、待加热完成后，打开大尺寸环锻件成型装置的上梁4，将加热好的坯料放于装置上，启动设备，开始进行锻造，压力机1施加压力到压力上砧板2上，压力上砧板2向下施加压力给压力支柱5，压力支柱5压迫弹性元件10变形并向下移动，压力支柱5将压力传递给变向增力连杆9，变向增力连杆9将竖直方向的压力转换成水平方向的压力，通过外砧锤头7对内砧锤头6施压，对筒体锻件8进行锻造，锤头每锻造一次，驱动托辊16带动托辊13旋转，带动锻件进行旋转，使其旋转一定角度，让不同的加工位置正对锤头，依次反复。
在锻造过程中，外砧锤头7与压力支柱5通过变向增力连杆9（二力杆）相连接，将压机垂直方向的力，转化成水平方向的力，使外砧锤头7对锻件外圆进行锻造，每锻造一次，托辊内砧子就旋转一次，锻件随之旋转一定角度，让不同的加工位置正对锤头，依次反复；三个托辊除了传送筒体锻件的功能外，根据三点可以确定一个圆的原理，还可以对筒体锻件进行定位和在线测量，以便于修整至需要的尺寸。
步骤4、待工件一周全部锻造完成后，打开上梁，将工件吊出。
用该种加工工艺加工出筒节的优势在于，可以加工大直径，大长度的环形锻件，减少加氢筒节的节数，减少焊缝数量，进而节约成本，提高效率。
Claims (7)
1.一种大尺寸环锻件成型装置，其特征在于，包括立式压机（1）、变向增力装置、旋转装置；所述变向增力装置设置在所述立式压力机（1）下方；所述旋转装置设置在与所述变向增力装置同一个工作台（12）上。
2.根据权利要求1所述的大尺寸环锻件成型装置，其特征在于，所述变向增力装置包括立式压机（1）下方的压力上砧板（2），压力上砧板（2）下方设置有压力支柱（5），工作台（12）和压力支柱（5）之间设置有弹性元件（10），所述压力支柱（5）上铰接设置有变向增力连杆（9），所述变向增力连杆（9）为相互铰接的二连杆结构，变向增力连杆（9）的端部与竖向的横移外砧锤头（7）铰接，所述工作台（12）上设置有支架（17），支架（17）上铰接设置有上梁（4），上梁（4）的端部设置有与外砧锤头（7）对应的内砧锤头（6）；所述支架（17）上还设置有上梁（4）的摆动液压装置（3）；所述工作台（12）上位于内砧锤头（6）的侧方还设置有旋转装置。
3.根据权利要求1所述的大尺寸环锻件成型装置，其特征在于，所述旋转装置由两个驱动托辊（16）和多个托辊（13）排成环形组成，所述两个驱动托辊（16）在变向增力装置两侧。
4.根据权利要求3所述的大尺寸环锻件成型装置，其特征在于，所述托辊（13）旁设置一组用于检测环锻件内外表面的相机（15），每组两台相机（15）。
5.根据权利要求4所述的大尺寸环锻件成型装置，其特征在于，所述相机（15）沿导轨（14）滑动，始终紧贴工件表面，将检测到的信号反馈给计算机。
6.一种大尺寸环锻件成型工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤1、坯料先进行加热，在垂直压机上镦粗、冲孔、扩孔，制成筒形坯料或环形坯料；
步骤2、再次加热，同时安装好大尺寸环锻件成型装置，打开上梁，将坯料放好后，将上梁放下，随后开始进行锻造；
步骤3、待工件一周全部锻造完成后，打开上梁，将工件吊出。
7.根据权利要求6所述的大尺寸环锻件成型工艺，其特征在于，具体锻造过程为：所述压力机（1）施加压力到压力上砧板（2）上，所述压力上砧板（2）向下施加压力给压力支柱（5），所述压力支柱（5）压迫弹性元件（10）变形并向下移动，所述压力支柱（5）将压力传递给变向增力连杆（9），所述变向增力连杆（9）将竖直方向的压力转换成水平方向的压力，通过外砧锤头（7）对内砧锤头（6）施压，对筒体锻件（8）进行锻造，锤头每锻造一次，驱动托辊（16）带动托辊（13）旋转，带动锻件进行旋转，使其旋转一定角度，让不同的加工位置正对锤头，依次反复。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310870520.7A CN116786753A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310870520.7A CN116786753A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116786753A true CN116786753A (zh) | 2023-09-22 |
Family
ID=88048052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310870520.7A Pending CN116786753A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116786753A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117259643A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-22 | 江苏保捷精锻有限公司 | 一种精密汽车轴承锻造设备 |
-
2023
- 2023-07-17 CN CN202310870520.7A patent/CN116786753A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117259643A (zh) * | 2023-11-20 | 2023-12-22 | 江苏保捷精锻有限公司 | 一种精密汽车轴承锻造设备 |
| CN117259643B (zh) * | 2023-11-20 | 2024-01-23 | 江苏保捷精锻有限公司 | 一种精密汽车轴承锻造设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101406910B (zh) | 大型法兰成型设备及成型工艺 | |
| CN116786753A (zh) | 一种大尺寸环锻件成型装置及其工艺 | |
| CN204220910U (zh) | 一种用于锻造压机的新型快速对中装置 | |
| CN102172766B (zh) | 大型轴类零件的锻造工艺 | |
| CN111151696B (zh) | 一种锥台形法兰锻件的锻造方法 | |
| CN203875272U (zh) | 一种带90°相位差的四锤头循环加载低周疲劳下料机构 | |
| CN111531097A (zh) | 一种消除筒类锻件壁厚不均缺陷的锻造方法 | |
| CN113182470A (zh) | 一种百吨级异形截面环锻件近净成形制造工艺 | |
| CN101293316A (zh) | 一种加工螺杆钻具轴承的方法及装置 | |
| CN111097815A (zh) | 一种无缝钢管矫直设备 | |
| CN210059667U (zh) | 一种快锻压机对压装置 | |
| EP2798268A1 (en) | A method for the manufacture of a vessel bottom | |
| CN210080625U (zh) | 一种锻造用柔性冲头臂 | |
| CN201291278Y (zh) | 大型法兰成型设备 | |
| CN214639662U (zh) | 一种用于多级冲压的装置 | |
| CN203649273U (zh) | 抽油杆锻造辅助装置 | |
| Slater et al. | The rotary forging concept and initial work with an experimental machine | |
| CN105921948A (zh) | 一种大中型复杂结构空心盘形锻件的高效精密成形方法 | |
| CN206484939U (zh) | 一种转盘式摩擦压力机 | |
| CN205254003U (zh) | 一种用于铝合金环锻件冷变形的工装结构 | |
| CN117718424A (zh) | 一种环形锻件的锻造方法以及辅助工装 | |
| CN220295760U (zh) | 一种用于制作超薄环件的装置 | |
| CN211489479U (zh) | 一种方便上料的锻造马架 | |
| CN214053187U (zh) | 一种用于大尺寸环件冷校正的工装 | |
| CN216027632U (zh) | 一种锻造冲床的物料推送装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |