一种带环类轴类锻件一体化净成型方法技术

本申请涉及一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，主要包括以下步骤：S1：加工坯料，将棒料加工成挤压坯料；S2：加热坯料，将挤压坯料加热至初始挤压温度；S3：锻压，将加热后的坯料转移至下模中，上模和下模合模，坯料锻压成型为锻件；下模包括多个半模，多个所述半模呈周向设置并且围合成用于成型带环类轴类锻件的模腔，相邻所述半模之间的分型面平行于轴类锻件的轴线；S4：脱模，使半模分离，将锻件移出下模并转移。本申请具有提高了锻造效率的效果。本申请具有提高了锻造效率的效果。本申请具有提高了锻造效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种带环类轴类锻件一体化净成型方法


[0001]本申请涉及轴类模锻的领域，尤其是涉及一种带环类轴类锻件一体化净成型方法。

技术介绍

[0002]航空涡扇发动机风扇轴在工作时承受巨大的扭矩载荷，将涡轮功率传递给风扇，带动大尺寸风扇转动并产生推力，现航空涡扇发动机的风扇轴设计发展较快，传统发动机风扇轴设计多为渐变型鼓筒形结构。
[0003]最新发展为收口型瓶形结构，如图1所示，一种航空涡扇发动机风扇轴的锻件，依次包括轴段100、圆台段101和轴台段102。轴段100和轴台段102均呈圆柱状，圆台段101呈圆台状，其外径较大的一端与轴段100的一端同轴固定连接。圆台段101外径较小的一端与轴台段102的一端同轴固定连接。此类风扇轴类锻件通常采用自由锻的方式生产。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为自由锻中，锻锤在锻打坯料时需要人工多次调整坯料的位置，从而导致生产效率低的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了提升锻造效率，本申请提供一种带环类轴类锻件一体化净成型方法。
[0006]本申请提供的一种带环类轴类锻件一体化净成型方法采用如下的技术方案：一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，主要包括以下步骤：S1：加工坯料，将棒料加工成挤压坯料；S2：加热坯料，将挤压坯料加热至初始挤压温度；S3：锻压，将加热后的坯料转移至下模中，上模和下模合模，坯料锻压成型为锻件；下模包括多个半模，多个所述半模呈周向设置并且围合成用于成型带环类轴类锻件的模腔，相邻所述半模之间的分型面平行于轴类锻件的轴线；S4：脱模，使半模分离，将锻件移出下模并转移。
[0007]通过采用上述技术方案，能通过模锻的方式锻造相关技术中风扇轴的锻件。整个锻压的过程中，仅需将坯料放置于下模中，锻压完成之后再将半模分离便可以实现脱模，无需频繁的调整坯料的位置，相较于自由锻，提高了锻造效率。坯料在模腔内受压成型，锻件整体变形充分均匀，金属流线连续随形，组织致密，表面质量好。模锻能够提高锻件整体的流线完整性、应力均匀性和组织性能一致性。并且由模锻成型的锻件的尺寸精度更高，锻件的加工余量更小，从而提升了原料利用率。
[0008]可选的，于S2中，初始挤压温度为1000～1180℃。
[0009]通过采用上述技术方案，将坯料的温度超过再结晶温度，降低锻造过程中坯料形变产生的内应力，减少出现坯料开裂的情况。
[0010]可选的，于S3之前，加热上模和下模至预热温度，预热温度为200～350℃。
[0011]通过采用上述技术方案，一方面，能够保护模具，因为模具接触加热后的锻件，会使模具的短时间内温度变化较大，从而容易导致模具损坏。另一个方面保护锻件，因为加热后坯料和冷的模具接触后，坯料表面的温度会快速降低，导致坯料内外温度差较大，可能导
致坯料变形不均匀的问题。
[0012]可选的，于S3之前，在加热后的坯料表面涂覆锻造润滑剂。
[0013]通过采用上述技术方案，降低坯料和模具之间的摩擦力，一方面，使得坯料形变更加均匀，另一方面，便于锻件脱模。
[0014]可选的，所述下模包括开设有空腔的外模和放置于外模内的内模，所述内模开设有所述模腔，所述内模包括至少两个所述半模，所述半模远离模腔一侧与外模的空腔内壁抵接；于S4中，将内模和锻件一同从外模内顶出，然后将半模分离。
[0015]通过采用上述技术方案，在锻压过程中，坯料形变并且对内模施加向外的压力；内模抵触于外模从而平衡坯料形变过程中对内模施加的压力，利用外模稳定半模的位置，从而稳定内模的结构，保持模腔的形状；脱模时，将内模和锻件一同从外模内顶出，在没有外模的限制下，锻模对内模施加的向外的压力可以将半模推开，从而实现脱模，使脱模更加方便。
[0016]可选的，于S3之前，在内模和外模之间涂覆锻模润滑剂。
[0017]通过采用上述技术方案，减小内模和外模之间的摩擦力，便于将内模从外模内顶出，进一步方便脱模。
[0018]可选的，于S3之前对坯料在热锻温度下对坯料施加扭矩，使坯料轴向的两端以锻件的中心轴线为中心向相反的方向转动，对坯料施加扭矩的方向与锻件工作时承受的扭矩方向相同。
[0019]通过采用上述技术方案，坯料被扭转，从而锻件成型后的锻造流线成螺旋状，并且锻造流线的螺旋方向与锻件工作时受到扭矩方向相同。因锻件沿着锻造流线方向抗拉强度较高，锻件工作时承受的力沿着锻造流线，提升了锻件的机械性能，减低了锻件损坏的可能性，提升了锻件的寿命。
[0020]可选的，于S2中，将坯料进行加热至再结晶温度以上之后，对坯料的两端施加方向相反的扭矩，同时对坯料进行拔长，坯料拔长之后的轴向长度小于锻件成型之后的轴向长度。
[0021]通过采用上述技术方案，一方面，对坯料拔长时，使坯料沿其轴向拉伸，同时会沿着坯料的径向对坯料进行挤压，使锻件的组织结构更加致密，进一步提升锻件的机械性能。另一方面，因坯料的锻造流线呈螺旋线，当其被拉长时，锻造流线会进一步被拉升，进一步减低了锻件损坏的可能性，提升了锻件的寿命。
[0022]可选的，于S3之前利用预锻模对加热之后的坯料进行预锻扭转；预锻模开设有扭转通孔，所述扭转通孔依次包括预处理孔和扭转孔，所述预处理孔横截面呈正多边形，所述扭转孔的侧壁数量与预处理孔的侧壁数量相同，所述扭转孔的侧壁以扭转孔的内接圆的圆心呈螺旋设置，所述扭转孔的侧壁的导程角随着远离预处理孔而逐渐减小，所述扭转孔的侧壁靠近预处理孔的一端的导程角为90度。
[0023]通过采用上述技术方案，将坯料压入扭转通孔中，坯料依次经过预处理孔和扭转孔。当坯料通过预处理孔时，使坯料成型为正多棱柱。当坯料进入扭转孔时，坯料进入扭转孔的一端发生转动而坯料还在预处理孔的一端没有发生转动，从而使坯料扭转。利用预锻模对坯料进行预处理，使得坯料的扭转操作更加方便。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
利用多个半模围合成用于成型轴类锻件的模腔，从而实现了环类轴类锻件的脱模，能通过模锻的方式对带环类轴类锻件的锻造；一方面，模锻相较于自由锻，提高了锻造效率，锻造所得的锻件的尺寸精度更高，锻件的加工余量更小，从而提升了原料利用率；另一方面，坯料在模腔内受压成型，锻件整体变形充分均匀，金属流线连续随形，组织致密，表面质量好。
[0025]下模包括外模和内模，内模由至少两个半模组合而成，内模置于外模内，内模抵触于外模从而平衡坯料形变过程中对内模施加的压力，稳定内模的结构，保持模腔的形状；脱模时，将内模从外模内顶出，锻件对内模施加的向外的压力将半模推开，从而实现脱模，使脱模更加方便。
[0026]对坯料进行扭转，扭转中心线为锻件的中心轴线，从而锻件的锻造流线成螺旋状，并且锻造流线的螺旋方向与锻件工作时受到扭矩方向相同，锻件工作时承受的力沿着锻造流线，提升了锻件的机械性能，减低了锻件损坏的可能性，提升了锻件的寿命。
[0027]利用预锻模对坯料进行预处理，使得坯料的扭转操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，其特征在于：主要包括以下步骤：S1：加工坯料，将棒料加工成挤压坯料；S2：加热坯料，将挤压坯料加热至初始挤压温度；S3：锻压，将加热后的坯料转移至下模（203）中，上模（201）和下模（203）合模，坯料锻压成型为锻件；下模（203）包括多个半模（207），多个所述半模（207）呈周向设置并且围合成用于成型带环类轴类锻件的模腔（209），相邻所述半模（207）之间的分型面平行于轴类锻件的轴线；S4：脱模，使半模（207）分离，将锻件移出下模（203）并转移。2.根据权利要求1所述的一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，其特征在于：于S2中，初始挤压温度为1000～1180℃。3.根据权利要求1所述的一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，其特征在于：于S3之前，加热上模（201）和下模（203）至预热温度，预热温度为200～350℃。4.根据权利要求1所述的一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，其特征在于：于S3之前，在加热后的坯料表面涂覆锻造润滑剂。5.根据权利要求1任一所述的一种带环类轴类锻件一体化净成型方法，其特征在于：所述下模（203）包括开设有空腔（206）的外模（204）和放置于外模（204）内的内模（205），所述内模（205）开设有所述模腔（209），所述内模（205）包括至少两个所述半模（207），所述半模（207）远离模腔（209）一侧与外模（204）的空腔（206）内壁抵接；于S4中，将内...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩顺，王建国，杨超，王春旭，李继保，厉勇，刘东，梁剑雄，黄爱华，张国栋，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：