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带中间法兰的大型轴锻件的锻造工艺研究

更新时间  2022-05-08 09:34 阅读
带中间法兰的大型轴锻件是某设备的主要锻 件之一。图1所示为游动耳轴的粗加工形状,其 主要特点是中间带有法兰。本文以图1所示锻件 为例研究该锻件的锻造工艺。 在以前的生产中,该锻件轴采用的是传统的 自由锻工艺。为了保证中间法兰有足够的锻造比 以及两小头端能够顺利锻出,需要加很大的切肩 余量。如图1所示锻件设计重量为8604kg,增加 切肩余量后锻件设计使用锭型为23t,钢锭利用 率仅为37.4%。工艺设计为三火次锻出。 原工艺不足之处具体表现在:①原材料利用 率低;②锻件重量增加,导致加热时间延长,能源 消耗多;③锻造过程中增加机械设备负荷;④锻后
校 直,出成品。
利用模具抑制轴两端部的变形,使中间法兰 部分镦粗成形。此工艺设计中,不需要增加切肩 余量,并且轴向方向的锻造余量也比自由锻余量 少。工艺设计有两种方案: 方案1 直接将原料锻制成等直径的坯料 (如图2所示),然后通过模具,镦粗成形中间法兰 部分。

利用有限元法分别对两种工艺进行了模拟分 析,为了计算简便,模型采用对称模型,并对模具 的非主要参数进行了简化,上模设置匀速压下,下 模保持不动。计算的初始条件如表1所示。模拟 的最终变形结果如图4和图5。 从模拟的变形可以看出,方案1相对于方案 2中间部分的变形量较大,两个方案的法兰垂直 面成形效果都很好,但是方案1比方案2的中间 部分的鼓肚率以及法兰轴面与台阶垂直边的过渡 圆角都要大,不利于后期对中部法兰部分的修整。 从变形方面分析,方案2效果比方案1好。

带中间法兰的大型轴锻件采用中部法兰镦粗 成形新工艺,与原工艺比较,锻件的重量降为 7636kg;设计使用钢锭锭型为lO.5t,减少原料 54.3%,提高了允许装炉温度,加热保温时间由原 来的26h减少到了16h,节约天然气4861.25m3, 缩短了生产周期,节能降耗,取得良好经济效益。
带中间法兰的大型轴锻件的成。
带中间法兰的大型轴锻件的成形难点在于控 制坯料中间部分的变形均匀性,其主要影响工艺 参数包括:台阶高度、上下模圆角,初始法兰高度, 初始法兰直径.两小头端直径等。 在对每个参数进行优化后,制定的新工艺如 下: 第一火:压钳把,倒棱,挫锭尾。 第二火:镦粗;WHF法拔长;修整坯料至如 图8所示。 第三火:人模镦粗;锻各部至尺寸;精整,校 直,出成品。