一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法技术

本发明专利技术提供一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，包括第一道辊锻模具、第二道辊锻模具。第一道辊锻模在辊锻成型过程中的作用压扁，即辊锻成类椭圆型，第一道辊锻上模和辊锻下模型槽对称；第二道辊锻模在成型过程中的作用是辊圆，即辊锻成的截面为圆形，第二道辊锻上模和辊锻下模型槽对称；第一道辊锻模的止口与D1600mm辊锻机的轴肩凹环相配合，第二道辊锻模的止口与第一道辊锻模具的凹环相配合，第二道辊锻模凹环与辊锻机的止推环的止口相配合。这种超大型叶片辊锻模具在辊锻过程中能改变辊锻件的结构组织性能，从而提高超大型叶片的抗疲劳强度和刚度及耐腐蚀性。

A design method for forging die of large last stage long blade billet forging

The invention provides a design method for a super large last stage billet roll forging die, which comprises a first roll forging die and a second roll forging die. The role of the first roll forging die in the process of roll forging is flat, that is, the roll forging into a class ellipse, the first roll forging die and the roll forging of the model groove symmetry; the role of the second roll forging die in the forming process is the roll circle, that is, the cross section of the roll forging is round, the second roll forging die and the roll forging model groove symmetry; the first roll forging die. The stop of the second roll forging die is matched with the concave ring of the first roll forging die, and the second roll forging die concave ring is matched with the stop ring of the roll forging machine, and the stop of the second roll forging die is matched with the concave ring of the first roll forging die. This kind of super large blade roll forging die can change the structure and structure of the roll forgings in the process of roll forging so as to improve the fatigue strength, stiffness and corrosion resistance of the super large blade.

【技术实现步骤摘要】
一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法
本专利技术涉及一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，尤其是一种应用在核电领域的、用于常规岛汽轮机超大型末级长叶片的开坯辊锻模具的设计方法。
技术介绍
超大型末级长叶片(380kg)是第三代核电常规岛汽轮机组中的关键部件，由于第三代反应堆机组容量比目前1000MW等级的容量增加20％～80％，特别是在沿海和中、北部等采用较低冷却水温的地区，现有末级叶片排汽面积的不足将造成巨大的排汽损失，因此开发更大排汽面积的超大型末级长叶片是大容量高效率核电汽轮机发展的关键。超大型末级长叶片还是决定机组经济性、可靠性的关键部件。长叶片的设计制造涉及气动、振动、强度、材料、抗疲劳、抗水蚀、大型锻件锻造工艺、检测、试验测试等学科一系列前沿技术，只有将这些学科综合起来，才能制造出高质量的超大型末级长叶片，为核电机组提供保障。超大型末级长叶片对性能的高要求，归根结底是由叶片的材质、晶粒度、锻造流线等内在品质来保证。现在超大型叶片生产只通过锻造工艺制造出的大叶片基本能满足这种要求，因此制造高品质锻件是汽轮机高新技术发展的关键之一。目前现有的辊锻工艺只在90kg以下的锻件上采用辊锻工艺，目的为了拔长，用于坯料的分配，以减小下一工位的模锻设备吨位。对于超大型末级长叶片亟待解决的问题是通过辊锻解决超大型叶片的金属流线，从而增加超大型叶片的抗疲劳强度和刚度。对于这种超大型叶片在辊锻过程中辊锻模具尺寸的设计要求较高，辊锻模具的尺寸直接影响辊锻件轴向的金属流线，从而影响锻件的组织性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法。一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，本设计包含两道辊锻模具，即第一道辊锻模，第二道辊锻模，其中所述第一道辊锻模具和第二道辊锻模具上、下都对称，且第一道辊锻模具与第二道辊锻模具最初咬入的角度不等；第一道个特征截面处为类椭圆型截面的尺寸设计，第二道各特征截面处为圆型的直径与第一道椭圆尺寸的匹配。第一道辊锻模具咬入角处的截面F1-F1的模具型腔为椭圆型，且半径R1＝251mm，此时咬入角α1＝10.61°，两圆心的中心距h2＝200mm；第二道F2-F2的截面为圆型d5＝280.5mm，此时咬入角α2＝14.95°。第一道辊锻模具特征截面N1-N1的模具型腔为椭圆型，且半径R3＝200mm，半径R31＝231.5mm，两圆心的中心距h3＝200mm，此时αN＝28.03°；第二道N2-N2的截面为圆型d6＝227mm，d6′＝263.3mm，此时βN＝29.12°。第一道辊锻模具特征截面O1-O1的模具型腔为椭圆型，且半径R6＝197.5mm，半径R7＝230mm，两圆心的中心距h6＝200mm，此时αO＝30.83°；第二道O2-O2的截面为圆型d1＝222.5mm，d1′＝259.4mm，此时βO＝32.31°。第一道辊锻模具特征截面Q1-Q1的模具型腔为椭圆型，且半径R5＝194mm，两圆心的中心距h5＝200mm，此时αQ＝33.31°；第二道Q2-Q2的截面为圆型d2＝207.4mm，此时βQ＝35.54°。第一道辊锻模具特征截面T1-T1的模具型腔为椭圆型，且半径R4＝193mm，两圆心的中心距h4＝200mm，此时αT＝38.11°；第二道T2-T2的截面为圆型d3＝200.2mm，此时βT＝40.94°。第一道辊锻模具特征截面Y1-Y1的模具型腔为椭圆型，且半径R9＝224mm，半径R10＝193mm，两圆心的中心距h5＝200mm，此时αY＝42.95°；第二道Y2-Y2的截面为圆型d4＝222.3mm，此时βY＝44.97°。第一道辊锻模具特征截面Z1-Z1的模具型腔为椭圆型，且半径R9＝221.2mm，两圆心的中心距h9＝200mm，此时αY＝52°；第二道Z2-Z2的截面为椭圆型且半径R13＝211.2mm，此时βT＝55°。本专利技术的特点是超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法有利于改变辊锻过程中辊锻件的金属流线，从而改变金属组织的性能，提高辊锻件的强度，而不是解决辊锻过程中的充满问题。附图说明图1是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具主视图；图2是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具断面A1-A1剖视图；图3是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具F1-F1截面图；图4是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具N1-N1截面图；图5是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具O1-O1截面图；图6是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具Q1-Q1截面图；图7是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具T1-T1截面图；；图8是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具Y1-Y1截面图；图9是超大型末级长叶片开坯辊锻第一道辊锻模具Z1-Z1截面图；图10是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具主视图；图11是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具A2-A2截面图；图12是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具F2-F2截面图；图13是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具N2-N2截面图；图14是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具O2-O2截面图；图15是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具Q2-Q2截面图；图16是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具T2-T2截面图；图17是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具Y2-Y2截面图；图18是超大型末级长叶片开坯辊锻第二道辊锻模具Z2-Z2截面图；具体实施方式超大型末级长叶片开坯辊锻模具是安装在D1600mm辊锻机上的辊锻模具，分两道次辊锻；第一道辊锻模具的各个特征截面的A1-A1、F1-F1、N1-N1、O1-O1、Q1-Q1、T1-T1、Y1-Y1、Z1-Z1分别于第二道辊锻模具的各个特征截面的A2-A2、F2-F2、N2-N2、O2-O2、Q2-Q2、T2-T2、Y2-Y2、Z2-Z2对应；所有附图说明中，11′表示第一道辊锻模上模，11表示第一道辊锻模下模；22′表示第二道辊锻模上模，22表示第二道辊锻模下模。图1为第一道辊锻模具的主视图，图1中的D是锻辊中心距为1600mm，标号1′为第一道辊锻模具上模，标号1为第一道辊锻模具下模，且上下模以分模线O-O对称。D11为第一道辊锻模具的有效辊锻模内径，D11安装在辊锻机的上轧辊上；D12为第一道辊锻模具止口内径，D13为第一道辊锻模具止口外径，第一道辊锻模具止口是安装在辊锻机的凹环内，D14为第一道辊锻模具的外径；O-O为上下辊锻模的分模线，α是第一、二道辊锻模的扇形包角，β是键槽的中心线O′-O′与锻辊中心距D的夹角，α1是辊锻件与在第一道辊锻模中的咬入角，h1是辊锻模具的键槽高度，L1和L2是距键槽中心线O′-O′的宽度。图2是A-A处的截面图，O6是上模半径R8的圆心，由于此辊锻模的上下对称，O6′是下模半径R8的圆心，h7是两圆心的距离。图3是F1-F1处的截面图，α1为截面F1-F1到两锻辊中心线zz-zz的角度；O1是上模半径R1的圆心，由于此辊锻模的上下对称，O1′是下模半径R1的圆心，h2是两圆心的距离。图4是N1-N1处的截面图，αN为截面N1-N1到两锻辊中心线zz-zz本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，其特征在于，包含两道辊锻模具，即第一道辊锻模，第二道辊锻模，其中所述第一道辊锻模具和第二道辊锻模具上、下都对称，且第一道辊锻模具与第二道辊锻模具最初咬入的角度不等；第一道个特征截面处为类椭圆型截面的尺寸设计，第二道各特征截面处为圆型的直径与第一道椭圆尺寸的匹配。

【技术特征摘要】
1.一种超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，其特征在于，包含两道辊锻模具，即第一道辊锻模，第二道辊锻模，其中所述第一道辊锻模具和第二道辊锻模具上、下都对称，且第一道辊锻模具与第二道辊锻模具最初咬入的角度不等；第一道个特征截面处为类椭圆型截面的尺寸设计，第二道各特征截面处为圆型的直径与第一道椭圆尺寸的匹配。2.如权利要求1所述超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，其特征在于，第一道辊锻模具咬入角处的截面F1-F1的模具型腔为椭圆型，且半径R1＝251mm，此时咬入角α1＝10.61°，两圆心的中心距h2＝200mm；第二道F2-F2的截面为圆型d5＝280.5mm，此时咬入角α2＝14.95°。3.如权利要求1所述超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，其特征在于，第一道辊锻模具特征截面N1-N1的模具型腔为椭圆型，且半径R3＝200mm，半径R31＝231.5mm，两圆心的中心距h3＝200mm，此时αN＝28.03°；第二道N2-N2的截面为圆型d6＝227mm，d6′＝263.3mm，此时βN＝29.12°。4.如权利要求1所述超大型末级长叶片开坯辊锻模具的设计方法，其特征在于，第一道辊锻模具特征截面O1-O1的模具型腔为椭圆型，且半径R6＝197.5mm，半径R7＝230mm，两圆心的中心距h6＝200mm，此时αO＝30.83°；第二道O2-O2的截面为圆型d1＝2...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，贺小毛，黄健宁，邓晓春，李妍，向小文，张浩，杨勇，胡福荣，叶青，林锦棠，
申请(专利权)人：北京机电研究所，天仟重工有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11