【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水轮机制造，具体而言，涉及一种水斗锻件预制坯的制造辅具及制造方法。
技术介绍
1、转轮体是冲击式水轮机组的核心零部件，转轮体包括轮毂和水斗，多个水斗均匀分布在转轮体外圆，因其直接承受高压水流冲击，并受空蚀等影响易破损消耗，一般使用不锈钢材质制造。随着机组容量的不断增大，对转轮体强度、韧性指标要求越发严格，转轮体则通常由轮毂锻件和水斗锻件焊接而成。
2、为了保证水斗锻件中的水流效果，水斗锻件通常是一种深腔复杂曲面不锈钢锻件，且壁厚差较大，例如现有的一种水斗锻件的结构图大致如图1-3所示，其是一个对称式结构，包括中部向上凸起的成品脊部61以及对称在成品脊部61左右两侧的成品斗侧壁62，成品脊部61的下侧则具有与成品脊部61对应的成品凹槽65，水斗锻件的前后端往往还分别设有前端内凹缺口63以及后端内凹缺口64。
3、如图1-3所示，由于水斗锻件属于深腔复杂曲面不锈钢锻件，壁厚差较大，按照模锻件的复杂程度评级达s4级(复杂锻件)，现有技术中，通常是采用常规的钢锭整体模锻成形，水斗锻件成形难度大，所需压机吨位大；尤其是成品斗侧壁62、成品斗侧壁62的成品斗壁前端621及成品脊部61的尺寸不合格风险高。
技术实现思路
1、本专利技术旨在上述技术问题中的至少一个。
2、为解决上述问题，本专利技术提供一种水斗锻件预制坯的制造辅具，包括制坯上模和制坯下模，所述制坯上模和所述制坯下模均为对称式结构，所述制坯上模的对称面为上模对称面，所述制坯下模的对称面
3、所述制坯上模的下侧横向中部凸出设置有关于所述上模对称面对称的凸起脊部，以使所述制坯上模的下侧面形成第一曲面；所述制坯下模的上侧横向中部凹陷设置有关于所述下模对称面对称的凹陷槽，以使所述制坯下模的上侧面形成第二曲面；
4、当所述制坯上模和所述制坯下模竖向间隔设置且所述上模对称面与所述下模对称面共面时，沿所述制坯上模的横向端部到所述上模对称面的方向上，所述第一曲面与所述第二曲面的竖向间距不相同。
5、在制造水斗锻件时，可以先通过本实施例提供的制造辅具锻造出水斗锻件预制坯，进而以水斗锻件预制坯作为制造水斗锻件过程中的中间件，进一步锻造成型水斗锻件，可以大大减小现有技术中水斗锻件整体模锻的难度，提高最终水斗锻件的产品合格率。
6、其中，在制造水斗锻件预制坯的过程中，可以先将常见的坯料置于制坯下模上，进而可以利用上平砧将坯料压扁拓宽为一种钢锭板，并通过制坯下模的凹陷槽使钢锭板的部分形成预制脊部，然后再将与制坯下模对正的制坯上模下移挤压坯料的上侧(当上模对称面与下模对称面共面时，两者对正)，进而通过凸起脊部在钢锭板上侧面形成与预制脊部对应的预制凹陷部，而且由于当制坯上模与制坯下模均为对称结构且两者竖向间隔时，沿制坯上模的横向端部到上模对称面的方向上，第一曲面与第二曲面的竖向间距不相同，即第一曲面与第二曲面的间距沿着制坯上模的横向端部到上模对称面的方向上是变化的，不是完全相同的，因此制坯上模向下挤压到位后，可以使得制备形成的钢锭板从横向中部的预制脊部向横向端部的方向上具有不同的厚度，从而形成水斗锻件预制坯。综上所述，通过本实施例的制造辅具制造而成的水斗锻件预制坯，具有预制脊部，并且从横向中部的预制脊部向横向端部的方向上具有不同的厚度，因此，通过使该水斗锻件预制坯中钢锭板的横向端部向上折弯，就可以形成具有深腔以及各部分不同壁厚的水斗锻件，大大减小了水斗锻件的制造难度。
7、进一步地，所述第二曲面包括用于形成所述凹陷槽的两个槽面部，所述第二曲面还包括两个非槽面部，两个所述槽面部关于所述下模对称面对称，两个所述槽面部的底端相交，两个所述槽面部的顶端与对应的所述非槽面部衔接；
8、所述第一曲面包括用于形成所述凸起脊部表面的两个凸起侧面部，所述第一曲面还包括两个非凸起面部，两个所述凸起侧面部关于所述上模对称面对称，且两个所述凸起侧面部的底端相交，两个所述凸起侧面部的顶端与对应的所述非凸起面部衔接。
9、进一步地，当所述制坯上模和所述制坯下模竖向间隔设置且所述上模对称面与所述下模对称面共面时，沿所述制坯上模的横向端部到所述上模对称面的方向上，所述非凸起面部与所述非槽面部的间距不相同，所述凸起脊部的底端与所述凹陷槽的底端之间的间距为所述第一曲面与所述第二曲面的最大间距。
10、进一步地，所述制坯上模包括上模母砧和镶块，所述上模母砧的下面设置有装配槽，所述镶块用于安装于所述装配槽中，所述镶块设置有所述凸起脊部。
11、进一步地，所述制坯上模还包括吊环、第一连接件和第二连接件，所述上模母砧上设置有第一连接孔，所述镶块上设置有第二连接孔，所述第一连接件用于穿设于所述第一连接孔，所述第二连接件用于穿设于所述第二连接孔，所述吊环用于套设在第一连接件和第二连接件上。
12、进一步地，所述装配槽的槽底壁设置有定位槽，所述镶块的顶部设置有与所述定位槽配合的定位凸台。
13、本专利技术还提供一种水斗锻件预制坯的制造方法，基于如前所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述水斗锻件预制坯的制造方法包括：
14、s1：将坯料置于制坯下模上；
15、s2：通过上平砧将所述坯料压扁拓宽为钢锭板，并使所述钢锭板的部分变形至所述制坯下模的凹陷槽中，以形成预制脊部；
16、s3：将制坯上模的上模对称面与所述制坯下模的下模对称面共面，并使所述制坯下模沿竖向方向向下移动并挤压所述钢锭板，以形成预制凹陷部。
17、进一步地，所述s1包括：将截面为方形的所述坯料的一个棱边置于所述制坯下模的所述凹陷槽中，并使所述坯料周侧面中的相邻两个平面抵接于所述制坯下模；
18、和/或，所述s3之后还包括s4：在钢锭板的中部切割以形成前后两段预制坯毛坯，并在每段预制坯毛坯的前后前端分别切割出预制前端缺口和预制后端缺口。
19、进一步地，截面为方形的所述坯料的一端设置有圆柱形状的钳把。
20、进一步地，水斗锻件预制坯的制造方法还包括：对钢锭进行1200℃的加热，并通过对所述钢锭拔长、开坯及锻造而形成截面为方形的所述坯料。
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1.一种水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，包括制坯上模(1)和制坯下模(2)，所述制坯上模(1)和所述制坯下模(2)均为对称式结构，所述制坯上模(1)的对称面为上模对称面，所述制坯下模(2)的对称面为下模对称面；
2.根据权利要求1所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述第二曲面包括用于形成所述凹陷槽(21)的两个槽面部(211)，所述第二曲面还包括两个非槽面部(22)，两个所述槽面部(211)关于所述下模对称面对称，两个所述槽面部(211)的底端相交，两个所述槽面部(211)的顶端与对应的所述非槽面部(22)衔接；
3.根据权利要求2所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，当所述制坯上模(1)和所述制坯下模(2)竖向间隔设置且所述上模对称面与所述下模对称面共面时，沿所述制坯上模(1)的横向端部到所述上模对称面的方向上，所述非凸起面部(114)与所述非槽面部(22)的间距不相同，所述凸起脊部(121)的底端与所述凹陷槽(21)的底端之间的间距为所述第一曲面与所述第二曲面的最大间距。
4.根据权利要求1所述的水斗锻件预制坯的制造辅
5.根据权利要求4所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述制坯上模(1)还包括吊环(13)、第一连接件(14)和第二连接件(15)，所述上模母砧(11)上设置有第一连接孔(113)，所述镶块(12)上设置有第二连接孔(122)，所述第一连接件(14)用于穿设于所述第一连接孔(113)，所述第二连接件(15)用于穿设于所述第二连接孔(122)，所述吊环(13)用于套设在第一连接件(14)和第二连接件(15)上。
6.根据权利要求4所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述装配槽(111)的槽底壁设置有定位槽(112)，所述镶块(12)的顶部设置有与所述定位槽(112)配合的定位凸台(123)。
7.一种水斗锻件预制坯(5)的制造方法，基于权利要求1-6任一项所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述水斗锻件预制坯(5)的制造方法包括：
8.根据权利要求7所述的水斗锻件预制坯(5)的制造方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的水斗锻件预制坯(5)的制造方法，其特征在于，截面为方形的所述坯料(3)的一端设置有圆柱形状的钳把(4)。
10.根据权利要求8所述的水斗锻件预制坯(5)的制造方法，其特征在于，还包括：对钢锭进行1200℃的加热，并通过对所述钢锭拔长、开坯及锻造而形成截面为方形的所述坯料(3)。
...【技术特征摘要】
1.一种水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，包括制坯上模(1)和制坯下模(2)，所述制坯上模(1)和所述制坯下模(2)均为对称式结构，所述制坯上模(1)的对称面为上模对称面，所述制坯下模(2)的对称面为下模对称面；
2.根据权利要求1所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述第二曲面包括用于形成所述凹陷槽(21)的两个槽面部(211)，所述第二曲面还包括两个非槽面部(22)，两个所述槽面部(211)关于所述下模对称面对称，两个所述槽面部(211)的底端相交，两个所述槽面部(211)的顶端与对应的所述非槽面部(22)衔接；
3.根据权利要求2所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，当所述制坯上模(1)和所述制坯下模(2)竖向间隔设置且所述上模对称面与所述下模对称面共面时，沿所述制坯上模(1)的横向端部到所述上模对称面的方向上，所述非凸起面部(114)与所述非槽面部(22)的间距不相同，所述凸起脊部(121)的底端与所述凹陷槽(21)的底端之间的间距为所述第一曲面与所述第二曲面的最大间距。
4.根据权利要求1所述的水斗锻件预制坯的制造辅具，其特征在于，所述制坯上模(1)包括上模母砧(11)和镶块(12)，所述上模母砧(11)的下面设置有装配槽(111)，所述镶块(12)用于安装于所述装配槽(111)中，所述镶块(12)设置有所述凸起脊部(121)。...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，徐国涛，刘金恒，常耀东，季雪，时立佳，王勇岗，
申请(专利权)人：中国第一重型机械股份公司，
类型：发明
国别省市：
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