带直段锥形筒体的仿形锻造装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及带直段锥形筒体的仿形锻造装置，包括马架、马杠和成形砧，马杠形状为旋转体，架设在马架上且转动配合，马杠体周面包括顺序连接的三个锥面，成形砧为块状，其成形平面与马杠体的锥面对应；成形砧的成形平面投影为等腰梯形；马杠体锥面与马杠轴线的夹角、锥面间的夹角、成形砧等腰梯形的高、小端底长、成形平面长度、锥形筒体半径等参数都具有特定比例关系。锻造时，马杠体的所有锥面产生的轴向力相互抵消，成形砧的斜面轴向力相互抵消，不会对马架或压机产生轴向冲击，成形砧的成形面投影为等腰梯形，使锻件的大小端锻造变形均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造大型锻件，具体的是用于仿形锻造带直段锥形筒体的装置。
技术介绍
目前核电装备不断升级，高规格大功率机组陆续出现，大型化的主设备锻件锻造越来越困难，尤其是超大型带直段锥形筒体的仿形锻造更是难度倍增。所谓的带直段锥形筒体即是如图1所示，锻件4的中部为锥形筒体段，两端分别为直筒段，各段轴心一致。目前大型带直段锥形筒体采用的仿形锻造方式主要有：将整个筒体的直段和锥段填充成等壁厚简单锥形筒体，锻造后再加工成需要形状，这种方式虽然锻造过程简单化，但后续加工时会切断金属纤维流线，不利于锻件组织性能保证，另一方面会导致大量材料浪费。也有采用如图1所示的，在马架1上支撑起马杠2，马杠2中间段设置有马杠体，马杠体周面与锻件形状匹配，锻造时，锻件坯料套在马杠体周面，用成形砧3敲击锻打坯料外圆周，并且马杠2按频率转动，直至锻件成形。该种方式在锻造时，由于马杠体的周面具有锥形部分，成形砧工作面具有斜面，导致敲击锻打时，产生很大的轴向力，该轴向力容易导致马架翻倒，而且对水压机产生横向冲击，会损伤水压机。此外，由于锥形筒体旋转时，其大、小端具有不同的线速度，锻造时容易出现大、小端变形不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种带直段锥形筒体的仿形锻造装置，锻造时不会对马架或压机产生轴向冲击。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：带直段锥形筒体的仿形锻造装置，包括马架、马杠和成形砧，所述马杠形状为旋转体，且包括两端的芯轴和中部的马杠体，所述两端的芯轴架设在马架上且转动配合，所述马杠体周面包括顺序连接的第一锥面、第二锥面和第三锥面；所述第一锥面与第三锥面平行，第一锥面与马杠轴线的夹角为t，第一锥面与第二锥面的夹角为m，所述成形砧为块状，成形砧靠近马杠周面的一侧平面为成形平面，所述成形平面包括顺序连接的第一平面、第二平面和第三平面，所述第一平面、第二平面和第三平面分别与第一锥面、第二锥面和第三锥面位置、角度对应，且第一锥面、第二锥面和第三锥面靠近所述成形平面的母线，分别与第一平面、第二平面和第三平面平行，成形砧与马杠之间的空间为锻件空间；所述第一平面、第二平面和第三平面的指向马杠的投影为等腰梯形，等腰梯形的腰与平分中线的夹角为e，且第一平面所在的一端为梯形的小端，第三平面所在的一端为梯形的大端；所述等腰梯形的高为b1，梯形的小端底长为b2，第一平面、第二平面和第三平面的长度分别为a1、a2、a3,需要锻造的锻件锥形筒体小端半径为r1，大端半径为r2, t = a r c cot ( a 1 + a 3 a 2 1 sin m - cot m ) ; e = a r c t a n ( r 2 r 1 - 1 ) b 2 2 b 1 ; ]]>所述m为90～180°。进一步的，所述芯轴与马杠体为固定连接，所述m为150～170°。进一步的，所述马杠体靠近第三锥面的一个端面还连接有圆形挡板，所述圆形挡板端面与成形砧的端面位置适配。进一步的，所述马杠体周面靠近两端的位置为平直周面，所述第一锥面与平直周面之间、第三锥面与平直周面之间均设置有用于角度平缓过度的修正面。本专利技术的有益效果是：上述带直段锥形筒体的仿形锻造装置，第一锥面、第二锥面和第三锥面，具有特殊设计的角度，锻造时所有锥面产生的轴向力相互抵消，不会对马架或压机产生轴向冲击，成形砧的成形面指向马杠的投影为等腰梯形，梯形小端位于第一平面一侧，这与锻件的大小端方向对应，使锻件的大小端锻造变形均匀。附图说明图1是现有技术的带直段锥形筒体仿形锻造的示意图；图2是本专利技术的带直段锥形筒体仿形锻造的示意图；图3是本专利技术的带直段锥形筒体仿形锻造装置的马杠示意图；图4是本专利技术的带直段锥形筒体仿形锻造装置的成形砧主视示意图；图5是图4中成形砧的成形平面仰视示意图；图中附图标记为：马架1、马杠2、芯轴21、马杠体22、第一锥面221、第二锥面222、第三锥面223、平直周面224、修正面225、圆形挡板23、成形砧3、第一平面31、第二平面32、第三平面33、锻件4、锻件坯料5。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：带直段锥形筒体的仿形锻造装置，包括马架1、马杠2和成形砧3，所述马杠2形状为旋转体，且包括两端的芯轴21和中部的马杠体22，所述两端的芯轴21架设在马架1上且转动配合，其特征在于，所述马杠体22周面包括顺序连接的第一锥面221、第二锥面222和第三锥面223，所述第一锥面221与第三锥面223平行，第一锥面221与马杠2轴线的夹角为t，第一锥面221与第二锥面222的夹角为m，所述成形砧3为块状，成形砧3靠近马杠2周面的一侧平面为成形平面，所述成形平面包括顺序连接的第一平面31、第二平面32和第三平面33，所述第一平面31、第二平面32和第三平面33分别与第一锥面221、第二锥面222和第三锥面223位置、角度对应，且第一锥面221、第二锥面222和第三锥面223靠近所述成形平面的母线，分别与第一平面31、第二平面32和第三平面33平行，成形砧3与马杠2之间的空间为锻件空间；所述第一平面31、第二平面32和第三平面33的指向马杠2的投影为等腰梯形，等腰梯形的腰与平分中线的夹角为e，且第一平面31所在的一端为梯形的小端，第三平面33所在的一端为梯形的大端；所述等腰梯形的高为b1，梯形的小端底长为b2，第一平面31、第二平面32和第三平面33的长度分别为a1、a2、a3,需要锻造的锻件锥形筒体小端半径为r1，大端半径为r2, t = a r c cot ( a 1 + a 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
带直段锥形筒体的仿形锻造装置，包括马架(1)、马杠(2)和成形砧(3)，所述马杠(2)形状为旋转体，且包括两端的芯轴(21)和中部的马杠体(22)，所述两端的芯轴(21)架设在马架(1)上且转动配合，其特征在于，所述马杠体(22)周面包括顺序连接的第一锥面(221)、第二锥面(222)和第三锥面(223)；所述第一锥面(221)与第三锥面(223)平行，第一锥面(221)与马杠(2)轴线的夹角为t，第一锥面(221)与第二锥面(222)的夹角为m，所述成形砧(3)为块状，成形砧(3)靠近马杠(2)周面的一侧平面为成形平面，所述成形平面包括顺序连接的第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)，所述第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)分别与第一锥面(221)、第二锥面(222)和第三锥面(223)位置、角度对应，且第一锥面(221)、第二锥面(222)和第三锥面(223)靠近所述成形平面的母线，分别与第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)平行，成形砧(3)与马杠(2)之间的空间为锻件空间；所述第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)的指向马杠(2)的投影为等腰梯形，等腰梯形的腰与平分中线的夹角为e，且第一平面(31)所在的一端为梯形的小端，第三平面(33)所在的一端为梯形的大端；所述等腰梯形的高为b1，梯形的小端底长为b2，第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)的长度分别为a1、a2、a3,需要锻造的锻件锥形筒体小端半径为r1，大端半径为r2,t=arccot(a1+a3a21sin m-cot m);e=arctan(r2r1-1)b22b1;]]>所述m为90～180°。...

【技术特征摘要】
1.带直段锥形筒体的仿形锻造装置，包括马架(1)、马杠(2)和成形砧(3)，所述马杠(2)形状为旋转体，且包括两端的芯轴(21)和中部的马杠体(22)，所述两端的芯轴(21)架设在马架(1)上且转动配合，其特征在于，所述马杠体(22)周面包括顺序连接的第一锥面(221)、第二锥面(222)和第三锥面(223)；所述第一锥面(221)与第三锥面(223)平行，第一锥面(221)与马杠(2)轴线的夹角为t，第一锥面(221)与第二锥面(222)的夹角为m，所述成形砧(3)为块状，成形砧(3)靠近马杠(2)周面的一侧平面为成形平面，所述成形平面包括顺序连接的第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)，所述第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)分别与第一锥面(221)、第二锥面(222)和第三锥面(223)位置、角度对应，且第一锥面(221)、第二锥面(222)和第三锥面(223)靠近所述成形平面的母线，分别与第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)平行，成形砧(3)与马杠(2)之间的空间为锻件空间；所述第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)的指向马杠(2)的投影为等腰梯形，等腰梯形的腰与平分中线的夹角为e，且第一平面(31)所在的一端为梯形的小端，第三平面(33)所在的一端为梯形的大端；所述等腰梯形的高为b1，梯形的小端底长为b2，第一平面(31)、第二平面(32)和第三平面(33)的长度分别为a1、a2、a3,需要锻造的锻件锥形筒体小端半径为r1，大端半径为r2, t = a r c cot ( a 1 + ...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙嫘，刘金豪，
申请(专利权)人：二重集团德阳重型装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51