[发明专利]用于锻造边长≥4000mm异形板件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种装备制造业中的极限制造技术，具体涉及一种用于锻造边长≥4000mm异形板件的方法。

背景技术

特大型模锻液压机机架用C形板刀头锻件，为压机机架重点关键锻件，其锻件形状为“L”形，锻件尺寸4320×480×4880mm。目前国内尚无此类特大(即边长≥4000mm)异形板件的生产先例，也未见有公开的国外文献的报道。对于异形板件的锻造，通常能够想到的办法应该是先对钢锭进行镦粗，然后拔长为方坯，此后再进一步拔长为扁方，最后气割出成品。但在实践中发现，使用上述工艺会产生质量缺陷。

本申请的申请人申请的、公布号为CN101823112A的发明专利申请文件(下称对比文件)提供了一种板件的锻造工艺，很好的克服了上述大型板件锻造的质量问题，并在本申请中有所借鉴。由于该对比文件实际上针对的是诸如水轮发电机的镜板、压力容器用封头板坯等圆形板件，因此，该工艺最后将筒形中间坯剖开并展平形成板坯，然后再在板坯上切割出成品的步骤完全是合理的，并不存在改进的必要。

但本申请的发明人却发现，如果是制造L形板件等非圆形的板件，考虑直接在气割筒形中间坯时即形成L形板件的边缘形状则是可能的。如能实现在气割筒形中间坯时即形成L形板件的边缘形状，无疑能够简化工艺步骤，提高生产效率。事实上，上述思路的提出，在极限制造领域完全可以被认为具有突破性。

实施上述思路仍面临如下困难，即对于筒形中间坯的气割而言，为了保证喷头运动时始终指向筒形中间坯的圆心(即保证气割火焰方向始终与气割面垂直)，除了喷头以筒形中间坯的母线为气割路线进行运动的情况以外，选择其他的气割路线均不可避免的要求喷头相对筒形中间坯进行三维空间运动，而对于现有的大型气割设备，其喷头只能沿直线平动或在一个平面上二维联动。也就是说，现有的大型气割设备还无法满足气割筒形中间坯时即形成L形板件的边缘形状的要求。

发明内容

本发明旨在提供一种生产效率较高的用于锻造边长≥4000mm异形板件的方法。

该方法仍先将由钢锭镦粗并冲孔后形成的坯料锻造成筒形中间坯，然后再对该筒形中间坯进行气割，最后实施展平并得到所要的异形板件；但是，在对筒形中间坯进行气割时，该方法则通过同时控制该筒形中间坯沿其自身轴线的自旋以及喷头沿该筒形中间坯母线方向的进给，从而使该喷头相对筒形中间坯按所述异形板件的边缘形状运动。

为实施该方法，一种简单方式是对筒形中间坯进行气割前，先将该筒形中间坯放置于一个用于使该筒形中间坯沿其自身轴线自旋的旋转支撑装置上，然后调整喷头位置以使该喷头始终指向筒形中间坯的圆心，其后再从起始位置对该筒形中间坯进行气割。

当针对L形板件，应在对筒形中间坯进行气割时，使喷头相对该筒形中间坯分别按用以形成该L形板件左边缘的第一气割路线和用以形成该L形板件右边缘的第二气割路线运动；所述第一气割路线为一条始终沿该筒形中间坯某一母线延伸的空间直线，所述第二条气割路线则为一条由分别沿该筒形中间坯的另两条母线延伸的直线以及沿该筒形中间坯某一周线延伸的圆弧线所组成的空间Z字形线；其中，当喷头沿所述圆弧线运动时，筒形中间坯沿其自身轴线的自旋而喷头保持不动，其余时间筒形中间坯均保持不动而喷头做直线运动。

本发明的有益效果是：首先，由于本发明实现了在气割筒形中间坯时即形成异形板件的边缘形状，因此展平后无需再进行气割，从而简化工艺步骤，提高生产效率；其次，本发明通过控制筒形中间坯的自旋运动来实现喷头相对筒形中间坯进行三维空间运动的效果，不需要对现有的大型气割设备进行改造；此外，在气割L形板件的情况下，可以一次成型两块L形板件且不会造成材料的浪费，大大节省了生产成本；最后，本发明还能够保证气割过程中喷嘴与筒形中间坯的表面始终垂直(即保证气割火焰方向始终与气割面垂直)，从而确保锻件的形状及气割质量。

附图说明

图1～图5为本发明气割L形板件的步骤图。

图6为L形板件的立体结构图。

图7为两块L形板件的拼接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

在本具体实施方式中，将以气割L形板件为例，对本发明的工艺步骤进行详细的说明。

如图6所示，L形板件5的左边缘501为直边，右边缘502为Z字形边。如图7所示，两块L形板件5可拼接为一块矩形板件。本发明先按照与公布号为CN101823112A的发明专利申请文件所公开的相同的方法将坯料锻造成筒形中间坯1，然后再通过下述工艺步骤最终将筒形中间坯1制作成图6所示的L形板件5。