用于刻划铸锭和将其断开的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种用于刻划铸锭（１００）和将其断开为坯料（１５０）的设备，包括刻划台（１２）和断开台（１４）。所述刻划台（１２）包括在所述铸锭中在期望坯料长度处形成浅的周向凹槽（１０２，１０４）的车床。所述断开台（１６）包括液压机（６４），其冲击所述铸锭的坯料部分（１１０）来将坯料（１５０）在刻划线（１０６）处从所述铸锭断开。所述设备可还包括控制系统，用于使所述方法自动化并且沿所述铸锭长度在不同点处对所述铸锭进行称重，计算所述铸锭的密度，并且使用该信息来确定给定材料重量所需的期望坯料长度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及用于将铸锭断开为进行后续加工的单独坯料的方 法。另一方面，本专利技术涉及用于通过刻划铸锭并且使用压力将其断开 而将铸锭断开为分离坯料的设备。
技术介绍
金属，包括钛、镍和钴的超合金，通常以铸锭形成，以便存储或 运输，并且后面通常通过熔化和铸造铸锭或一部分铸锭来形成期望部 件。铸锭可使用真空熔制或空气中熔制方法形成，所述方法涉及将熔 化的一定量材料注入直立的圆柱状模具中，使所述材料在所述模具中 冷却。当材料在模具中冷却时，由于重力形成密度梯度，其中铸锭靠 近模具底部密度较大，靠近顶部密度较小。而且，由于模具内材料的 不均匀冷却，通常被称为"缩管"的凹部形成在模具顶部。因而，铸 锭通常在成分或结构方面不一致，并且多个铸锭相对于彼此不一致。超合金通常用于航空和医学行业精密部件的形成，例如涡轮叶片 和手术植入物。通常的示例性超合金标有例如Inconel⑧、Mar⑧和 Rene⑧等商标。铸锭通常以直径范围为2"到20，，并且长度达4英尺或 更长出厂。当需要特定量的材料用于期望部件时，铸锭的一部分，通 常称为坯料，从铸锭分离用于进一步加工。坯料的长度由所需材料的 重量确定。超合金密度非常大，通常密度为约0.3磅每立方英寸。已知通过使用研磨刀片或锯条来将坯料从铸锭切下以由铸锭形成坯料。在该方法的一种变型中，研磨刀片将铸锭一侧在期望坯料长度 处开槽，然后向铸锭加压将其在槽口处断开。但是，已经证明，研磨刀片的使用由于两个原因是不受欢迎的。首先，刀片在铸锭中形成等 于刀片厚度的切口，并且损失来自切口的材料。超合金材料的铸锭非 常昂贵，切口损失的材料的累积成本很高。第二，当切割或开槽时， 尤其是如果坯料由具有缩管的铸锭端部形成，来自研磨刀片的污染物 可能嵌入坯料中。这些污染物可不利地影响坯料的质量，因此影响由 坯料形成的成品部件的质量。由将铸锭的 一侧切口产生的另 一个问题 是，产生的断口沿着贯穿铸锭的不确定路径。因此坯料的尺寸可能大 于或小于期望的用于后序加工的尺寸。如果尺寸大，则材料必须去除， 导致进一步浪费。如果小，则必须进行坯料补充，即使没有更多的浪 费，仍导致更长的加工时间。另一种从铸锭形成坯料的已知方法涉及在铁砧上方断开铸锭，其 中铸锭放置在铁砧上以在期望坯料长度处接触铁砧上的尖锐点。尖锐 点用作支点，通过压力使铸锭在所述支点上方断开。用于从铸锭形成 坯料的另一种方法涉及在期望坯料长度处使用人字形件将铸锭开槽， 然后沖击铸锭端部来在槽口处将坯料断开。这些方法都具有坯料上断 开路径不确定的问题，导致坯料具有比用于期望部件所需的多或少的 材料。如果具有太多的材料，则过多的材料通常使用研磨操作从断开 边缘去除，导致材料损失，并且增加污染的风险。需要一种用于形成坯料的有效设备和方法，其使每个铸锭的可使 用材料量最大化，并且减小材料污染的可能性。
技术实现思路
提供了 一种用于刻划铸锭和将其断开为坯料的设备。根据本专利技术， 所述设备包括刻划台和断开台。所述刻划台具有刻划组件，用于在期 望坯料长度处在铸锭中形成周向刻划槽。断开台具有液压机来使铸锭 在刻划槽处断开以形成坯料。所述设备可进一步包括用于自动控制所 述设备的控制系统。所述铸锭设置在所述液压机中的上和下反作用板 之间，其中所述刻划槽部分或全部位于所述下反作用板上方。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种用于刻划铸锭和将其断开为 坯料的方法。所述铸锭在沿所述铸锭长度的至少两点称重。计算铸锭的密度，并且用于确定给定材料重量所需的期望坯料长度。然后在期 望的坯料长度处在铸锭中进行周向刻划。最后，使坯料在刻划处从铸 锭断开。附图说明附图中图l是根据本专利技术的设备的立体图。 图2是图l设备的刻划台的俯视图。图3A是用于与图2的刻划台一起使用的切割工具刀片第一实施例的俯^L图。图3B是图3A中所示的切割工具刀片的侧视图。图3C是具有由图3A和3B的工具形成的刻划槽的铸锭侧视图。图4A是与图2的刻划台一起使用的切割工具刀片第二实施例的俯视图。图4B是图4A中所示的切割工具刀片的侧视图。图4C是具有由图4A和4B的工具形成的刻划槽的铸锭侧视图。图5是图l设备的断开台的正视图。图6是图l设备的断开台局部的剖视图，显示了用于断开的铸锭 的定位。图7是沿图6的线7-7的端视图。图8是具有附加部件的图6的局部的剖视图。图9是沿图8的线9-9的端视图。图10是图8在紧接着坯料从铸锭断开后的视图。图11是修整之前的坯料的侧视图。图12是图l设备的断开台局部的剖视图，显示了用于断开的铸锭 的可替代定位。图13是具有附加部件的图12的局部的剖视图。图14是图13在紧接着坯料从铸锭断开之后的视图。图15是图l设备的断开台局部的剖视图，显示了可替代的撞锤结构。具体实施例方式图1示出根据本专利技术用于将铸锭100刻划和断开为坯料102的设 备IO。设备IO包括刻划台12和断开台14,优选与适当的计算机控制 系统(未显示) 一起同步操作。设备10还可包括用于将铸锭100供到 刻划台12的装料台16，和用于将坯料传送离开断开台14的输送台18。 输送台18可将坯料输送到可选的修整台14，这将在下面讨论。装料台16包括底部20，底部20保持用于盛装所供的铸锭100并 且用于将铸锭100送到刻划台12的支架22。装料台16还包括称重组 件24。称重组件24具有一对设置用于对铸锭两端称重的称。重量信 息(优选以数字形式)被发送到控制系统来计算铸锭的密度，并且该 计算用于确定给定材料重量所需的坯料的长度。每一个坯料所需的材 料重量可输入控制系统中。给定密度和所需重量，控制系统可计算达 到所需重量需要的坯料长度。虽然作为装料台16的一部分示出，但是 称重组件24可选地可以是刻划台12的一部分，或其可以是另一单独 工作台的一部分。另外参照图2，刻划台12主要为包括用于牢固固定铸锭的定位组 件26和用于刻划铸锭的刻划组件28的车床。传送装置30将铸锭从称 重台24输送经过定位组件并且经过刻划组件28。传送装置30支撑在 底部32上，所述底部32还可支撑定位组件26和/或刻划组件28。传 送装置30优选为具有可移动推动臂36的一组线性排列的辊子34，所 述可移动推动臂36用于使铸锭在辊子34上前进。传送装置30可竖直 移动来适应不同直径的铸锭。用于与设备10的优选的铸锭直径范围为 2"到任何实用的上限。定位组件26包括卡盘38，所述卡盘38可在其中铸锭100可不受 阻碍地移动经过刻划台12的打开位置和其中铸锭夹紧在卡盘38中的 闭合位置之间移动。卡盘38可完全旋转做360°运动，并且被驱动来 使夹紧在其中的铸锭旋转。刻划组件28包括具有切割工具42的工具 保持和驱动装置40。工具保持和驱动装置40可在其中切割工具42不 与铸锭接触的分离位置和其中切割工具42与铸锭表面接触的接合位置之间移动。当工具保持和驱动装置40随着铸锭100与卡盘38的旋 转移动到接合位置时，切割工具42将铸锭刻上达预定凹槽深度的凹槽 102。优化凹槽深度来减小切割铸锭时从铸锭损失的材料。不管铸锭的 直径如何，凹槽深度的优选范围为0.06，，到0.500"。凹槽深度可预编程 到设备10的控制系统中。当卡盘38旋转时，从铸锭去除的材料为热 的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由超合金材料的铸锭（１００）形成坯料（１５０）的方法，其特征在于以下步骤：　将所述铸锭（１００）的周围刻划以凹槽（１０２，１０４），　将铸锭（１００）固定在与所述凹槽（１０２，１０４）相邻的上反作用板（５８）和下反作用板（６０）之间，和　远离凹槽（１０２，１０４）冲压所述铸锭（１００）的坯料部分（１１０），直到凹槽中的应力断裂使坯料（１５０）在凹槽（１０２，１０４）处从铸锭（１００）断开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B德克拉克，M霍克，
申请(专利权)人：高级压力机自动装置公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]