大型封頭一步成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型封頭一步成形方法,解決了大型封頭輾壓成形方式中壓機(jī)壓力不足和粘模的問(wèn)題。它包括用于制作封頭的封頭坯體、用于固定封頭坯體的下模以及用于輾壓成形的第一上砧和第二上砧，第一上砧底面直徑為c，距底面高度為a處的截面的直徑為b；第二上砧底面直徑為g，距底面高度為d處直徑為f；封頭鍛件成品內(nèi)腔高度為h；有c/g≥1；并且當(dāng)a=d≤h時(shí)，b/f＞1；將鋼錠制成封頭坯體并放入下模；利用第一上砧進(jìn)行封頭坯體輾壓；再利用第二上砧進(jìn)行封頭坯體輾壓；然后利用第一上砧進(jìn)行封頭坯體輾壓修正；最后封頭成形，取出產(chǎn)品。本發(fā)明通過(guò)第一上砧和第二上砧的交替輾壓，再用第一上砧輾壓修正成形，解決了輾壓成形方式中壓機(jī)壓力不足和粘模的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】大型封頭一步成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱加工領(lǐng)域，尤其是一種大型封頭一步成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]封頭成形方法有板坯拉伸成形，月牙形上砧旋轉(zhuǎn)輾壓成形，旋壓成形和爆炸成形等多種。(見(jiàn)太原科技大學(xué)2009年碩士論文《大型厚壁半球形封頭成形工藝的理論與實(shí)驗(yàn)研究》，作者郭玉茹)。板坯拉伸成形前坯體的直徑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輾壓成形后封頭的直徑，這就需要設(shè)備有很大的工作臺(tái)面尺寸，另外，鍛造大型的復(fù)雜形狀板坯是相當(dāng)困難的，因此，受到板坯制備的限制，板坯拉伸成形不適用于大尺寸或者帶有一體化復(fù)雜結(jié)構(gòu)的封頭成形；傳統(tǒng)的輾壓成形方式受到的制約有壓機(jī)壓力不足和粘模問(wèn)題，特別是當(dāng)封頭尺寸很大，內(nèi)腔較深時(shí)，旋轉(zhuǎn)輾壓到一定深度后，上砧被坯料包裹不能脫離，旋轉(zhuǎn)輾壓就無(wú)法繼續(xù)，而且此時(shí)要想使金屬繼續(xù)沿著經(jīng)向流動(dòng)以充滿模具就需要很大的壓力；旋壓成形屬于冷成形，無(wú)法滿足高的性能指標(biāo)，且生產(chǎn)效率很低；爆炸成形方法實(shí)施控制困難，危險(xiǎn)性大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種大型封頭一步成形方法，解決了大型封頭輾壓成形方式中壓機(jī)壓力不足和粘模的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用技術(shù)方案是:大型封頭一步成形方法，其特征在于包括用于制作封頭的封頭坯體、用于固定封頭坯體的下模以及用于輾壓成形的第一上砧和第二上砧；所述的第一上砧從上到下直徑依次變小，底面直徑為C，距底面高度為a處的截面的直徑為b ;所述的第二上砧從上到下直徑依次變小，底面直徑為g，距底面高度為d處直徑為f ;封頭鍛件成品內(nèi)腔高度為h ;有c/g≥1 ;并且當(dāng)a=d ( h時(shí)，b/f > 1 ;包括以下步驟:
[0005]a、將鋼錠制成封頭坯體并放入下模；
[0006]b、將第一上砧底面正對(duì)封頭坯體上表面進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)輾壓形成封頭腔體；
[0007]C、當(dāng)?shù)谝簧险璩霈F(xiàn)粘膜或者壓力不足時(shí)，用第二上砧替換第一上砧放入封頭坯體腔體中進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)輾壓，直至封頭坯體的腔體深度與設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度相適配；
[0008]d、換下第二上砧，用第一上砧放入封頭坯體的腔體中對(duì)封頭坯體的腔體進(jìn)行輾壓修整；
[0009]e、封頭成形，取出產(chǎn)品。
[0010]進(jìn)一步的,在輾壓過(guò)程中，當(dāng)a=h時(shí),有b/a≥1.6。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的大型封頭一步成形方法，通過(guò)第一上砧和第二上砧的交替輾壓，再用第一上砧輾壓修整成形，解決了輾壓成形方式中壓機(jī)壓力不足和粘模的問(wèn)題，提高了成形效率。由于在輾壓過(guò)程中，當(dāng)a=h時(shí)，有b/a > 1.6，使得輾壓成形更容易實(shí)現(xiàn)，若當(dāng)a=h時(shí)，b/a的數(shù)值較小時(shí)，即封頭鍛件成品內(nèi)腔高度相對(duì)較高，則輾壓成形操作的難度較大，不利于一步成形。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的大型封頭一步成形方法的封頭坯體與下模的配合示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的大型封頭一步成形方法中利用第一上砧進(jìn)行封頭坯體第一次輾壓的示意圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的大型封頭一步成形方法中利用第二上砧進(jìn)行封頭坯體第二次輾壓的示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明的大型封頭一步成形方法中利用第一上砧進(jìn)行封頭坯體輾壓修整的不意圖；
[0016]圖中，I—下模,2一封頭還體，3一第一上石占，4一第二上石占。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于以下所述。
[0018]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的大型封頭一步成形方法，其特征在于包括用于制作封頭的封頭坯體2、用于固定封頭坯體2的下模I以及用于輾壓成形的第一上砧3和第二上砧4 ;所述的第一上砧3從上到下直徑依次變小，底面直徑為C，距底面高度為a處的截面的直徑為b ;所述的第二上砧4從上到下直徑依次變小，底面直徑為g，距底面高度為d處直徑為f ;封頭鍛件成品內(nèi)腔 高度為h ;有c/g≥I ;并且當(dāng)a=d ( h時(shí)，b/f > I ;包括以下步驟:
[0019]a、將鋼錠制成封頭坯體2并放入下模1，此時(shí)下模I的作用是將封頭坯體2進(jìn)行固定，以方便后續(xù)的旋轉(zhuǎn)輾壓工序。
[0020]b、將第一上砧3底面正對(duì)封頭坯體2上表面進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)輾壓形成封頭腔體，此時(shí)形成的封頭腔體只是一個(gè)雛形。
[0021]C、當(dāng)?shù)谝簧险?出現(xiàn)粘膜或者壓力不足時(shí)，用第二上砧4替換第一上砧3放入封頭坯體2腔體中進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)輾壓，直至封頭坯體2的腔體深度與設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度相適配；由于有c/g≥I ;并且當(dāng)a=d≤h時(shí)，b/f > 1，也就是說(shuō)，第二上砧4的底面的直徑不大于第一上站3的底面的直徑,且在同一高度上，第二上站4的截面的直徑小于第一上砧3的截面的直徑，這樣設(shè)計(jì)以后，第二上砧4相對(duì)第一上砧3偏瘦，使得第二上砧4在輾壓過(guò)程中不與封頭坯體2發(fā)生粘黏，使得輾壓深度達(dá)到設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度。
[0022]d、換下第二上砧4，將第一上砧3放入封頭坯體2的腔體中對(duì)封頭坯體2的腔體進(jìn)行輾壓修整，經(jīng)過(guò)第二上砧4輾壓過(guò)后，封頭坯體2的腔體的深度達(dá)到了設(shè)計(jì)的封頭成品腔體的深度，此時(shí)換上第一上砧4只需進(jìn)行修正即可，不會(huì)出現(xiàn)粘黏的現(xiàn)象。
[0023]e、封頭成形，取出產(chǎn)品。然后可以進(jìn)行下一個(gè)封頭的輾壓生產(chǎn)。
[0024]本發(fā)明的大型封頭一步成形方法，通過(guò)第一上砧3和第二上砧4的交替輾壓，再用第一上砧3輾壓修整成形，解決了輾壓成形方式中壓機(jī)壓力不足和粘模的問(wèn)題，提高了成形效率。
[0025]進(jìn)一步的，在輾壓過(guò)程中，當(dāng)a=h時(shí)，有b/a≥1.6，使得輾壓成形更容易實(shí)現(xiàn)，若當(dāng)a=h時(shí)，b/a的數(shù)值較小時(shí)，即封頭鍛件成品內(nèi)腔高度相對(duì)較高，則輾壓成形操作的難度較大，不利于一步成形。以a=h=l.5m為例,若此時(shí)b為1.8m,則b/a=l.2，經(jīng)試驗(yàn)使用第一上砧3第一次輾壓時(shí)有較大粘黏現(xiàn)象，使用第二上砧4時(shí)，輾壓到設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度需要較大的壓力，且耗時(shí)較長(zhǎng)，金屬流動(dòng)性不強(qiáng)，使用第一上砧3進(jìn)行修正時(shí)，出現(xiàn)少許粘黏，大型封頭能一步成形；以a=h=l.4m為例,若此時(shí)b為2.1m,則b/a=l.5，經(jīng)試驗(yàn)使用第一上砧3第一次輾壓時(shí)有較大粘黏現(xiàn)象，使用第二上砧4時(shí)，輾壓到設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度需要較大的壓力，且耗時(shí)較長(zhǎng)，金屬流動(dòng)性不強(qiáng)，使用第一上砧3進(jìn)行修正時(shí)，出現(xiàn)少許粘黏，大型封頭能一步成形；以a=h=l.5m為例,若此時(shí)b為2.4m,則b/a=l.6，經(jīng)試驗(yàn)使用第一上砧3第一次輾壓時(shí)有較大粘黏現(xiàn)象，使用第二上砧4時(shí)，輾壓到設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度只需要普通壓力，且耗時(shí)較短，金屬流動(dòng)性較好，使用第一上砧3進(jìn)行修正時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)粘黏，大型封頭能夠一步成形；以a=h=l.4m為例,若此時(shí)b為2.38m,則b/a=l.7，經(jīng)試驗(yàn)使用第一上砧3第一次輾壓時(shí)有較大粘黏現(xiàn)象，使用第二上砧4時(shí)，能一次性輾壓到設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度，且耗時(shí)較短，金屬流動(dòng)性較好，使用第一上砧3進(jìn)行修正時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)粘黏，大型封頭能夠一步成形；以a=h=l.5m為例,若此時(shí)b為3m,則b/a=2,經(jīng)試驗(yàn)使用第一上石占3第一次輾壓時(shí)有較大粘黏現(xiàn)象，使用第二上砧4時(shí)，輾壓到設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度只需要普通壓力， 且耗時(shí)較短，金屬流動(dòng)性較好，使用第一上砧3進(jìn)行修正時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)粘黏，大型封頭能夠一步成形；因此作為優(yōu)選的方式是在輾壓過(guò)程中，當(dāng)a=h時(shí)，有b/a≥1.6。
【權(quán)利要求】
1.大型封頭一步成形方法，其特征在于包括用于制作封頭的封頭坯體(2)、用于固定封頭坯體(2)的下模(I)以及用于輾壓成形的第一上砧(3)和第二上砧(4);所述的第一上砧(3)從上到下直徑依次變小，底面直徑為C，距底面高度為a處的截面的直徑為b ;所述的第二上砧(4)從上到下直徑依次變小，底面直徑為g，距底面高度為d處直徑為f ;封頭鍛件成品內(nèi)腔高度為h ;有c/g≥I ;并且當(dāng)a=d≤h時(shí)，b/f > I ;包括以下步驟: a、將鋼錠制成封頭坯體(2)并放入下模(I)； b、將第一上砧(3)底面正對(duì)封頭坯體(2)上表面進(jìn)行第一次旋轉(zhuǎn)輾壓形成封頭腔體； C、當(dāng)?shù)谝簧险?3)出現(xiàn)粘膜或者壓力不足時(shí)，用第二上砧(4)替換第一上砧(3)放入封頭坯體(2)腔體中進(jìn)行第二次旋轉(zhuǎn)輾壓，直至封頭坯體(2)的腔體深度與設(shè)計(jì)的封頭成品腔體深度相適配； d、換下第二上站(4),將第一上站(3)放入封頭還體(2)的腔體中對(duì)封頭還體(2)的腔體進(jìn)行輾壓修整； e、封頭成形，取出產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型封頭一步成形方法，其特征在于:在輾壓過(guò)程中，當(dāng)a=h時(shí)，有b/a≥1.6。
【文檔編號(hào)】B21D22/14GK103722064SQ201410030526
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】程鞏固, 余江山, 鄧正華 申請(qǐng)人:二重集團(tuán)（德陽(yáng)）重型裝備股份有限公司