[发明专利]一种风电空心主轴内孔挤扩成形工艺

说明书

本发明提供了一种风电空心主轴内孔挤扩成形工艺，具体涉及大型风电主轴制造领域，其包括：提供一坯料，将所述坯料加热至1220℃以上，然后放入成形模具内，将挤扩工装插入所述坯料内，然后将挤压杆的一端与所述挤扩工装连接，使用挤压机对所述挤压杆进行下压，内孔挤扩完成后，将所述挤压杆与所述挤扩工装分离后取出。本发明风电空心主轴内孔挤扩成形工艺使用所述成形模具、所述挤扩工装和所述挤压杆对所述坯料进行一次性挤扩成形，所需的挤扩成形力较小，成形速度快，锻造余量小，能够有效提高产品的生产速率，降低产品原材料损耗，降低工人的工作强度。

技术领域

本发明涉及大型风电主轴制造领域，特别是涉及一种风电空心主轴内孔挤扩成形工艺。

背景技术

随着风电技术的发展，风电主轴具有大型化和轻量化的发展趋势，风电主轴内孔的尺寸不断增大，当风电主轴内孔的直径大于400mm时，一般都会采用空心锻造工艺，空心锻造工艺一般是在冲孔后，伸入芯棒，使用上平下V砧拔长。该工艺存在以下问题：

1、上平下V砧拔长属于一种上下不对称变形，会造成金属流动不均匀，锻造拔长时，每次的下压量不可能完全一致，每两次锻造之间的搭接也不可能保持一致，导致拔长后会出现壁厚不均匀的现象，给机加工带来困难。由于走料不均匀，拔长后两端面不齐整，需要使用锯或气割等方式对坯料进行处理，即浪费原材料又增长了生产周期。

2、为了解决壁厚不均匀和长度不齐的问题，需要增加锻造余量，然后用机加工的方式将余量去除，完成锻造，这样不仅会浪费大量的原材料，还会增长生产周期，降低生产效率。

3、该工艺生产的风电主轴容易出现法兰、轴身、内孔偏心的问题，如果操作不当，甚至会出现法兰端与轴身不垂直的问题，返修难度很大。

4、该工艺的生产效率很低，3MW以上的风电空心主轴拔长和精修时间在50分钟以上，自动化程度低，工人的劳动强度大。

使用大型挤压机对内孔挤压成形的成形力较大，以5MW的风电主轴为例，内孔的挤压成形力达到了5万吨，由于挤压成形力较大，导致芯棒和坯料之间的摩擦力很大，芯棒的脱模很困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电空心主轴内孔挤扩成形工艺，该工艺能降低内孔挤扩成形力，减少锻造余量，提升生产效率。

为满足上述技术目的及其相关技术目的，本发明提供了一种风电空心主轴内孔挤扩成形工艺，其包括：

提供一坯料，所述坯料的中央设有通孔，所述坯料的一端为法兰端；

将所述坯料加热至1220℃以上，将所述坯料放入成形模具内，所述成形模具内设有定位槽，所述坯料的法兰端与所述定位槽相匹配，将挤扩工装插入所述法兰端的所述通孔内，然后将挤压杆的一端与所述挤扩工装连接；

使用挤压机对所述挤压杆进行下压，控制所述挤压机的初始下压速度为20～40mm/s，当下压行程大于或等于1.5m时，将所述挤压机的下压速度提升至60～80mm/s，直至内孔挤扩完成；

内孔挤扩完成后，将所述挤压杆与所述挤扩工装分离后取出，将所述坯料从所述成形模具内取出，完成对风电空心主轴内孔的挤扩成形。

在本发明风电空心主轴内孔挤扩成形工艺一示例中，所述成形模具的中央设有坯料孔，所述坯料孔的一端设有定位槽，所述定位槽与所述坯料孔的连接处设有法兰端定位部，所述法兰端定位部与所述法兰端相匹配。

在本发明风电空心主轴内孔挤扩成形工艺一示例中，所述法兰端的所述通孔处设有导向斜面。

在本发明风电空心主轴内孔挤扩成形工艺一示例中，所述挤扩工装包括导向部和挤扩部，所述导向部为圆柱形，所述挤扩部为圆台形，所述挤扩部直径小的一端与所述导向部的一端连接，所述挤扩部的另一端设有挤压杆连接孔，所述挤压杆安装在所述挤压杆连接孔内。