【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及金屬零件加工，具體涉及一種整體盤軸件輾壓成形設(shè)備和方法。
技術(shù)介紹
1、整體盤軸件是航空發(fā)動機和燃?xì)廨啓C中的關(guān)鍵轉(zhuǎn)動部件，例如航空發(fā)動機壓氣機與前軸頸的整體盤軸件。這類零件特征為盤面部分直徑大，而軸桿部分相對直徑小。此外，這些零件通常采用高強鈦合金或耐高溫合金制成，使得整體鍛造或擠壓成形過程難度較大。因此，不得不采用二火鍛造成形工藝，即先通過模鍛成形盤面部分，再通過自由鍛成形軸桿部分。二火鍛造不僅消耗能源，還增加了對鍛件組織均勻性控制的難度。
2、專利cn201510720877.2和專利cn201811112146.x都介紹了一種擺輾鍛造成形大型盤軸鍛件的方法，這些方法僅能制造近似于t型斷面的簡單形狀盤軸件。專利cn200910102899.7介紹了一種采用近等溫鍛造工藝成形大型整體盤軸鍛件的方法，該方法需要較大噸位的鍛造壓力機來實現(xiàn)。
3、整體盤軸件的最終產(chǎn)品是在鍛件的基礎(chǔ)上進行切削加工得到的，目前，無論是采用擺輾鍛造還是等溫模鍛技術(shù)，整體盤軸件鍛件都只能成形出與最終產(chǎn)品近似的形狀，因此需要較大的機加工余量，這導(dǎo)致機加工切削量和工作量都很大，不僅造成材料浪費，而且在盤軸件的結(jié)構(gòu)上，由于車削過程中金屬流線的切斷，還會導(dǎo)致零件性能的降低。
4、綜上所述，現(xiàn)有的整體盤軸件鍛件成形工藝主要局限于自由鍛、模鍛以及擺輾鍛造等工藝，這些方法只能成形出簡單形狀的盤軸件。即使采用近等溫鍛造技術(shù)，也無法制造出結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、更接近最終形狀、且機加工余量較小的鍛件。
技術(shù)實現(xiàn)思
1、有鑒于此，本申請的主要目的是提供一種整體盤軸件輾壓成形設(shè)備和方法，有利于解決現(xiàn)有整體盤軸件的鍛造成形工藝難以高效制造出復(fù)雜形狀、接近最終產(chǎn)品形態(tài)且機加工余量小的高質(zhì)量鍛件的問題，以實現(xiàn)復(fù)雜形狀的整體盤軸件高效、節(jié)能、高質(zhì)量的一次成形。
2、本申請?zhí)峁┮环N整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其包括：
3、夾持裝置，其夾持在預(yù)制坯料的端部；
4、感應(yīng)加熱裝置，其設(shè)置在預(yù)制坯料的外圍兩側(cè)；
5、輾頭運動裝置，其包含輾頭運動部件、輾頭旋轉(zhuǎn)部件和角度調(diào)整部件，其中輾頭運動部件包括軸向運動部件和徑向運動部件，輾頭運動部件上方裝配輾頭旋轉(zhuǎn)部件和角度調(diào)整部件，角度調(diào)整部件連接輾頭旋轉(zhuǎn)部件，輾頭旋轉(zhuǎn)部件中的成形輾頭穿過感應(yīng)加熱裝置對預(yù)制坯料的盤面部分及其軸桿部分進行輾壓成形，形成帶有特定輪輻形狀和階梯軸桿的整體盤軸件。
6、由上，夾持裝置可對預(yù)制坯料的中心進行夾緊固定并驅(qū)動預(yù)制坯料旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)加熱裝置可實現(xiàn)對預(yù)制坯料的在線加熱，通過輾頭運動裝置使得成形輾頭產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)、進給和傾斜角度調(diào)整等動作，使得成型輾頭的運動位置精確可調(diào)，成形精度高，預(yù)制坯料的局部最小加工余量可減小到2～3mm，為減小后續(xù)機加工工作量，減少金屬流線破壞，提高構(gòu)件機械性能創(chuàng)造了有利條件。
7、可選地，夾持裝置包括兩夾持組件，兩夾持組件夾持在預(yù)制坯料的兩端，其中每組夾持組件包括：夾持頭，其前端凸起插入預(yù)制坯料一端中心孔處；夾持頭座，其一端安裝有夾持頭尾端，夾持頭座相對立一端安裝有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，其驅(qū)動軸穿過夾持頭座與夾持頭尾端連接。
8、由上，夾持頭座起支撐作用，能夠支撐夾持頭和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機；夾持頭前端凸起實現(xiàn)對預(yù)制坯料的支撐和夾持，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機能夠?qū)崿F(xiàn)對預(yù)制坯料的回轉(zhuǎn)。
9、可選地，感應(yīng)加熱裝置包括兩感應(yīng)加熱器，兩感應(yīng)加熱器對稱布置在預(yù)制坯料的中心軸線所在水平面的兩側(cè)。
10、由上，兩個感應(yīng)加熱器之間留有間隙，以方便成形輾頭的水平運動。
11、可選地，根據(jù)成形輾頭運動所需的空間，確定兩感應(yīng)加熱器之間的距離。
12、由上，通過精確計算和設(shè)定兩感應(yīng)加熱器之間的距離，可以為成形輾頭提供足夠的水平運動空間。這保證了成形輾頭在執(zhí)行輾壓操作時不會受到感應(yīng)加熱器的阻礙，從而能夠自由地進行所需的軸向、徑向及角度調(diào)整。
13、可選地，在輾頭運動部件中，軸向運動部件位于徑向運動部件下方設(shè)置，且軸向運動部件與徑向運動部件垂直。
14、由上，垂直疊加的配置能夠減少兩個方向運動之間的相互干擾，同時也有助于減小設(shè)備的整體體積，使得設(shè)備更加緊湊。
15、可選地，軸向運動部件包括軸向運動導(dǎo)軌、軸向運動機架和軸向運動電缸，其中軸向運動電缸連接軸向運動機架一端，軸向運動導(dǎo)軌上裝配有軸向運動電缸連接軸向運動機架；徑向運動部件包括徑向運動導(dǎo)軌、徑向運動機架和徑向運動電缸，其中徑向運動電缸連接徑向運動機架一端，徑向運動導(dǎo)軌上裝配有徑向運動電缸連接徑向運動機架，且徑向運動導(dǎo)軌設(shè)置在軸向運動機架上。
16、由上，軸向運動部件和徑向運動部件的結(jié)構(gòu)相似，將其分別定義為包含導(dǎo)軌、機架和電缸的獨立模塊，通過在導(dǎo)軌上裝配電缸并連接到機架，簡化了機械結(jié)構(gòu)，且徑向運動導(dǎo)軌設(shè)置在軸向運動機架上的設(shè)計，充分利用了垂直方向的空間。
17、可選地，輾頭旋轉(zhuǎn)部件包括：輾頭座，其設(shè)置在徑向運動機架上表面；成形輾頭，其被支撐在輾頭座上；輾頭旋轉(zhuǎn)電機，其設(shè)置在徑向運動機架上表面，輾頭旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)動軸穿過連接輾頭座內(nèi)部與成形輾頭連接。
18、由上，輾頭座起支撐作用，能夠同時支撐成形輾頭和輾頭旋轉(zhuǎn)電機，輾頭旋轉(zhuǎn)電機通過直接與成形輾頭相連接，帶動了成形輾頭的旋轉(zhuǎn)。
19、可選地，角度調(diào)整部件包括角度調(diào)整電動缸。
20、由上，角度調(diào)整電動缸具備快速的響應(yīng)速度，能夠在短時間內(nèi)完成角度調(diào)整，提高了生產(chǎn)效率。同時，其動作平穩(wěn)且可控，減少了不必要的振動或沖擊，保證了成形過程的穩(wěn)定性。
21、可選地，還包括紅外測溫探頭，以用于在預(yù)制坯料的輾壓成形過程中在線檢測預(yù)制坯料的溫度。
22、由上，在感應(yīng)加熱裝置對預(yù)制坯料進行在線加熱時，通過紅外測溫探頭檢測預(yù)制坯料的溫度是否到達預(yù)定溫度，以便判斷后續(xù)輾壓過程進行的時機。
23、本申請還提供一種整體盤軸件輾壓成形方法，其使用上述任一項所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，在一次加熱中對預(yù)制坯料的盤面部分及其軸桿部分進行輾壓成形，形成帶有特定形狀輪輻和階梯軸桿的整體盤軸件，其包括：
24、準(zhǔn)備階段，通過夾持裝置夾持并旋轉(zhuǎn)預(yù)制坯料；
25、感應(yīng)加熱階段，啟動感應(yīng)加熱裝置，加熱預(yù)制坯料到達預(yù)定溫度；
26、輾壓成形階段，通過控制輾頭運動裝置中的成形輾頭的軸向進給、徑向進給以及傾斜角度，對預(yù)制坯料的盤面部分和軸桿部分進行輾壓成形。
27、由上，首先使用夾持裝置中的夾持頭將預(yù)制坯料夾緊，將感應(yīng)加熱裝置分別罩在預(yù)制坯料兩側(cè)，并使用夾持裝置中的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機驅(qū)動夾持頭使得預(yù)制坯料旋轉(zhuǎn)，然后啟動感應(yīng)加熱裝置，并通過紅外測溫探頭在線檢測預(yù)制坯料是否達到預(yù)定溫度，當(dāng)預(yù)制坯料被加熱到預(yù)定溫度后，調(diào)整輾頭運動裝置中的成形輾頭的起始傾斜角度使成形輾頭母線平行于預(yù)制坯料的半徑方向，通過輾頭運動部件完成軸向進給和徑向運動，通過輾頭旋轉(zhuǎn)部件完成輾壓本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，所述夾持裝置包括兩夾持組件，所述兩夾持組件夾持在所述預(yù)制坯料的兩端，其中每組所述夾持組件包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，所述感應(yīng)加熱裝置包括兩感應(yīng)加熱器，所述兩感應(yīng)加熱器對稱布置在所述預(yù)制坯料的中心軸線所在水平面的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，根據(jù)所述成形輾頭運動所需的空間，確定所述兩感應(yīng)加熱器之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，在所述輾頭運動部件中，所述軸向運動部件位于所述徑向運動部件下方設(shè)置，且所述軸向運動部件與所述徑向運動部件垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，所述軸向運動部件包括軸向運動導(dǎo)軌、軸向運動機架和軸向運動電缸，其中所述軸向運動電缸連接所述軸向運動機架一端，所述軸向運動導(dǎo)軌上裝配有所述軸向運動電缸連接所述軸向運動機架；
7.根據(jù)權(quán)利要求6
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，所述角度調(diào)整部件包括角度調(diào)整電動缸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，還包括紅外測溫探頭，以用于在所述預(yù)制坯料的輾壓成形過程中在線檢測所述預(yù)制坯料的溫度。
10.一種整體盤軸件輾壓成形方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-9中任一項所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，在一次加熱中對預(yù)制坯料的盤面部分及其軸桿部分進行輾壓成形，形成帶有特定形狀輪輻和階梯軸桿的整體盤軸件，其包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，所述夾持裝置包括兩夾持組件，所述兩夾持組件夾持在所述預(yù)制坯料的兩端，其中每組所述夾持組件包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，所述感應(yīng)加熱裝置包括兩感應(yīng)加熱器，所述兩感應(yīng)加熱器對稱布置在所述預(yù)制坯料的中心軸線所在水平面的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，根據(jù)所述成形輾頭運動所需的空間，確定所述兩感應(yīng)加熱器之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)備，其特征在于，在所述輾頭運動部件中，所述軸向運動部件位于所述徑向運動部件下方設(shè)置，且所述軸向運動部件與所述徑向運動部件垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的整體盤軸件輾壓成形設(shè)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：翟月雯，閆林，姜超，朱衛(wèi)東，周樂育，張子博，
申請(專利權(quán))人：中國機械總院集團北京機電研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。