[发明专利]一种基于平锻机的多向顶锻坯设计方法

说明书

本发明涉及叶片模锻制坯领域，特别是涉及一种基于平锻机的多向顶锻坯设计方法。利用平锻机具备两个相互垂直的锻造方向：主锻造方向水平，次锻造方向竖直，选取直径介于哑铃形坯料头部直径与杆部直径之间棒料，在平锻机第一工步中，先利用次锻造方向压扁棒料中部，再利用主锻造方向镦粗棒料的一端，在第二工步，先利用次锻造方向再次压扁棒料中部，再利用主锻造方向镦粗棒料的另一端。本发明利用平锻机具备两个相互垂直的锻造方向的特点，在一次行程中，从两个不同方向分别压扁棒料中部和镦粗棒料端部，在两部分锻造变形量不关联的前提下分别进行减薄和加粗，使顶锻坯在模锻时的变形量分布与哑铃形坯料一致。

技术领域

本发明涉及叶片模锻制坯领域，特别是涉及一种基于平锻机的多向顶锻坯设计方法。

背景技术

某种小型双安装板静子叶片锻件(总长度为90mm左右)，安装板与叶身在锻造方向上的厚度比超过6，材料对锻造变形量(取值范围为15％～45％)敏感。

现有技术为满足上述工艺参数要求，将棒料车加工成哑铃形，通过减小其中部与锻件叶身对应处直径的方法调节变形量。这种工艺方法导致材料浪费，棒料金属流线被切断，生产效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于平锻机的多向顶锻坯设计方法，利用平锻机，在一火次中顶锻出满足后续模锻变形量要求的坯料，取代现有的哑铃形坯料。

本发明的技术方案是：

一种基于平锻机的多向顶锻坯设计方法，利用平锻机具备两个相互垂直的锻造方向：主锻造方向水平，次锻造方向竖直，选取直径介于哑铃形坯料头部直径与杆部直径之间棒料，在平锻机第一工步中，先利用次锻造方向压扁棒料中部，再利用主锻造方向镦粗棒料的一端，在第二工步中，先利用次锻造方向再次压扁棒料中部，再利用主锻造方向镦粗棒料的另一端。

所述的基于平锻机的多向顶锻坯设计方法，因锻造方向不同，棒料端部与中部的变形不关联，分别选取变形量。

所述的基于平锻机的多向顶锻坯设计方法，设计顶锻坯料时的操作步骤如下：

步骤一：将哑铃形坯料尺寸转化至顶锻坯上，包括坯料总长度、各部分长度，以及坯料头部直径及杆部厚度等厚度方向的尺寸；

步骤二：根据棒料顶锻时端部镦粗变形量及坯料头部直径，计算顶锻用棒料直径及初步计算顶锻棒料长度；

步骤三：将顶锻坯杆部截面设计为椭圆形，其中短半轴尺寸由哑铃形坯料杆部直径决定，长半轴尺寸由截面积决定；

步骤四：棒料长度修定

由于压扁部分延长的体积进入头部镦粗，对棒料长度进行减小修定，根据步骤三中所获得的杆部截面面积计算获得。

所述的基于平锻机的多向顶锻坯设计方法，步骤一：给出基于模锻变形量设计的原哑铃形坯料的尺寸参数，其中D₀是头部直径，D₁是杆部直径，L₀是坯料总长，L₁是杆部长度；基于哑铃形坯料尺寸，保证模锻变形量不变，设定顶锻坯尺寸参数，其中D₀、L₀、L₁与哑铃形坯料的尺寸一致，L₃为顶锻坯中间杆部厚度，L₃＝D₁；

步骤二：顶锻用棒料直径d₀及棒料长度预算值l₀′

设定顶锻头部镦粗的变形量为A时，棒料直径d₀满足d₀²＝(1-A)D₀²，棒料长度预算值l₀′满足l₀′＝(L₀-L₁)/(1-A)+L₁；