一种分离机转鼓毛坯的液态模锻模具及其液态模锻方法，本发明专利技术涉及分离机转鼓的制备领域，涉及分离机转鼓制造用模具，解决了转鼓制造成本和质量问题，实现了无冒口零缺陷制造。该模具包括上模和下模；上模板置于锁模套上,上模密封压板固定于上模板，锁模套固定在上模固定板上；模腔底放置在下模固定板上，下模平台与模腔底同轴放置，下模平台固定在下模固定板上，压头与下模固定板和模腔底同轴间隙配合，右半模套、左半模套分别与右半模芯、左半模芯固定连接，构成右半模组件、左半模组件，且组件置于下模平台的上端面上。使用该模具液态模锻方法包括以下步骤：安装模具、合模、浇注、锁模、加压充持、持压补缩、增压塑变、卸压脱件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分离机转鼓的制备领域，具体涉及分离机转鼓的一种液态模锻模具及其液态模锻方法。
技术介绍
分离机是食品、化工等领域广泛使用的设备，其关键零件是转鼓，转鼓形状像一个带孔的深盆，在转鼓的底部有一个凸台，中央有一个通孔，其外直径一般在280-1000mm，壁厚约50mm，高度一般在150-500mm之间，单件重量在十几千克至几百千克之间。其形状虽然简单，但转鼓是碟式分离机上的关键工作件，其材质多为马氏体类不锈钢或双相不锈钢，要求在转速6500-20000rpm的高转速条件下长期安全可靠地工作，每件转鼓都要进行材料成分、机械性能、硬度、金相组织、超声波探伤及磁粉或着色探伤、外形尺寸及表面质量等项目的检验。因此，转鼓毛坯的质量要求极其严格，一旦存在缩松、气孔等缺陷，就可能在使用中出现安全事故。现有技术中，转鼓毛坯的制备方法主要是离心铸造和固态模锻。离心铸造的工艺特点决定了转鼓壁厚范围内的组织均匀性差，合格率和使用的安全可靠性较低，只能用于小型转鼓和低速分离机的转鼓；固态锻造是目前转鼓的主要生产方法，其质量虽能满足要求，但受材料塑性的限制，中央凸台和底部结构难以锻出，材料浪费严重，材料利用率不足50%;因尺寸较大，需要万吨以上的锻造设备，投资巨大。现有的液态锻造技术中，浇注液面位置在挤压之前，表面形成氧化层，在自上而下的加压充型过程中，这个氧化层被裹在其中，形成环状冷却，影响转鼓体的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服离心铸造应用范围窄、转鼓合格率低和壁厚范围内的组织均匀性差；克服固态锻造转鼓难以锻造、材料利用率低、成本高和锻造设备昂贵；克服液态模锻技术易于形成氧化层。本专利技术解决其技术问题技术方案—种分离机转鼓毛坯的液态模锻模具，该模具包括上模和下模。该模具的上模包括上模固定板、锁模套、上模密封压板、上模板。所述的上模固定板为一平板，其周边均布U形槽，下端面上均布螺纹孔。所述的锁模套中央有一个带台阶的圆孔，锁模套下端的内部为锥度为5-20°的圆台面，上端设一法兰边，其上均布沉孔，沉孔与上模固定板上均布的螺纹孔数量相等，位置相应，上端面设进水管道槽、出水管道槽。所述的上模板上端设一凸台，其上表面均布螺纹孔，下表面与转鼓毛坯的底部外形一致。所述的上模板的凸台，置于锁模套的台阶孔上，上模板的外圆面与锁模套台阶圆孔间隙配合。所述的上模密封压板上均布沉孔，其沉孔与上模板上表面均布螺纹孔数量相等，位置相应，上模密封压板的下部设冷却水腔，水腔的两端设上模冷却水入口、上模冷却水出□。所述的上模密封压板通过螺钉与上模板的螺纹连接，将上模密封压板固定在上模板上，上模密封压板与上模板之间通过第一密封圈密封。所述的锁模套通过螺钉与上模固定板的螺纹连接，将锁模套固定在上模固定板上。所述的下模包括右半模芯、右半模套、第一水平油缸、第二水平油缸、下模平台、下模固定板、模腔底、压头、右半模套、左半模芯。所述的下模固定板为一平板，其中心设一圆孔，周边均布U形槽，上端面均布螺纹孔。所述的模腔底的中心设一圆孔，模腔底的一个端面为模腔底Al面，模腔底中间的环形面为模腔底A2面。所述的下模平台的中心上设一台阶孔，下模平台的高度与模腔底A2面的高度相等，上端面上对称开设右导轨槽、左导轨槽，周边上均布沉孔，沉孔与下模固定板上均布螺纹孔数量相等，位置相应。所述的模腔底同轴放置在下模固定板上。所述的模腔底与下模平台通过下端的凸台定位，并与下模固定板同轴放置，间隙配合。所述的下模平台通过螺钉与下模固定板上均布螺纹孔的连接，将下模平台固定在下模固定板上。所述的压头的一端与毛坯内腔的形状相同，内部设冷却水道、冷却水入口、冷却水出口。所述的压头与下模固定板和模腔底同轴并间隙配合。所述的第一水平油缸和第二水平油缸中心对称固定安装在下模平台上。所述的右半模芯和左半模芯为沿母线剖开的半圆筒形。所述的右半模套和左半模套内侧分别设半环型槽，外侧分别设右半模进水口、右半模出水口、左半模进水口、左半模出水口，右半模套和左半模套上端的外环面为一锥面，其锥度为5-20°，下端面中心位置设一凸台。所述的右半模套、左半模套分别与右半模芯、左半模芯通过螺钉固定连接，构成右半模组件、左半模组件。所述的右半模套与右半模芯通过第二半环密封圈、第三半环密封圈密封，所述的左半模套与左半模芯通过第四半环密封圈、第五半环密封圈密封。所述的右半模组件、左半模组件置于下模平台的上端面上，右半模套下端的凸台置于下模平台上的右导轨槽内。左半模套下端的凸台置于下模平台上的左导轨槽内。所述的右半模套和左半模套内侧的半环型槽和右半模芯、左半模芯的外圆面形成右半模半环形水腔、左半模半环形水腔，两个水腔互不连通。所述的右半模组件、左半模组件，闭合时组件榫接，并分别与第一水平油缸、第二水平油缸的活塞杆连接牢固。所述的上模板、右半模芯、左半模芯、压头用H13或42CrMo或3Cr2W8V制成，所述的右半模芯、左半模芯的壁厚20-80mm。使用上述的分离机转鼓毛坯液态模锻的模具制造分离机转鼓毛坯的液态模锻方法包括以下步骤步骤一安装模具将上模固定在压机的活动横梁上，下模固定在压机的工作台上，压头与液锻机油缸的活塞杆固定连接。步骤二合模启动第一水平油缸、第二水平油缸，推动右半模组件、左半模组件闭合后，静止，开启压机油缸推动压头上升至压头圆柱体的a点距离模腔底Al面为h，h为0-10mm。步骤三浇注将温度为1430_1530°C、体积为1-1. 05倍毛坯体积的钢液直接浇入模腔内。对上模、右半模组件、左半模组件、压头启动冷却。步骤四锁模使上模向下运动，锁模套套在左半模套、右半模套外，将右半模组件、左半模组件紧紧箍住。步骤五加压充填以3-lOOmm/s的速度推动压头向上运动，将钢液充满整个模腔。步骤六持压补缩以压力为10-80MPa，继续推动压头对钢液持续施压，保持压力，直至完全凝固。步骤七增压塑变以压力为85— 200MPa，继续推动压头，保持0_3s。步骤八卸压脱件解除压头的压力，将上模提起，向下抽出压头，第一水平油缸、二水平油缸拉开右半模组件、左半模组件，制得分离机转鼓毛坯。本专利技术与现有技术相比，所具有的有益效果I没有冷隔缺陷。本专利技术采用压头向上推动钢液充满模腔，钢液从中心向外翻出，液面上的氧化层被推至外表面的加工余量范围内，通过切削加工即可去除。2无气孔夹杂缺陷。本专利技术是下加压，钢液中混入的夹杂、气体会逐步上移至顶面的加工余量范围内，通过后续的切削加工可以消除，保证了转鼓内部没有气孔和夹杂。3制造成本低。本专利技术省去了冒口，减小了加工余量，节约材料，降低了制造成本。4设备简单。本专利技术使用了锥形锁模套，第一、二水平油缸只是实现左半模组件、右半模组件的空载抽拉，因此油缸力只需要数吨即可；锁模套的压紧可以采用任何机械装置或液压装置提供，压头的加压可以用液压系统加压，最基本的液锻机就可满足要求。5适用范围广。对于大、中、小不同规格、不同材质的转鼓体，只需更换右半模组件、左半模组件即可，具有广泛的适用性。6模具寿命长。在与钢液接触的左右半模、压头和上模都设置了冷却措施，确保模具使用；并且模具为组合式，一旦出现损坏，可以迅速拆下更换新的配件即可生产。附图说明图1分离机转鼓毛坯的液态模锻模具未合模图。图2分离机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分离机转鼓毛坯的液态模锻模具，该模具包括上模和下模；其特征在于该模具的上模包括：上模固定板（1）、锁模套（2）、上模密封压板（4）、上模板（6）；?所述的上模固定板（1）为一平板，其周边均布U形槽，下端面上均布螺纹孔；?所述的锁模套（2）中央有一个带台阶的圆孔，锁模套（2）下端的内部为锥度为5?20°的圆台面，上端设一法兰边，其上均布沉孔，沉孔与上模固定板（1）上均布的螺纹孔数量相等，位置相应，上端面设进水管道槽（2?1）、出水管道槽（2?2）；?所述的上模板（6）上端设一凸台，其上表面均布螺纹孔，下表面与转鼓毛坯的底部外形一致；?所述的上模板（6）的凸台，置于锁模套（2）的台阶孔上，上模板（6）的外圆面与锁模套（2）台阶圆孔间隙配合；?所述的上模密封压板（4）上均布沉孔，其沉孔与上模板（6）上表面均布螺纹孔数量相等，位置相应，上模密封压板（4）的下部设冷却水腔（5），水腔的两端设上模冷却水入口（4?1）、上模冷却水出口（4?2）；?所述的上模密封压板（4）通过螺钉与上模板（6）的螺纹连接，将上模密封压板（4）固定在上模板（6）上，上模密封压板（4）与上模板（6）之间通过第一密封圈（3?1）密封；?所述的锁模套（2）通过螺钉与上模固定板（1）的螺纹连接，将锁模套（2）固定在上模固定板（1）上；?所述的下模包括：右半模芯（7）、右半模套（8）、第一水平油缸（11?1）、第二水平油缸（11?2）、下模平台（14）、下模固定板（15）、模腔底（16）、压头（19）、右半模套（24）、左半模芯（25）；?所述的下模固定板（15）为一平板，其中心设一圆孔，周边均布U形槽，?上端面均布螺纹孔；?所述的模腔底（16）的中心设一圆孔，模腔底（16）的一个端面为模腔底A1面，模腔底（16）中间的环形面为模腔底A2面；?所述的下模平台（14）的中心上设一台阶孔，其高度与模腔底A2面的高度相等，上端面上对称开设右导轨槽（13?1）、左导轨槽（13?2），周边上均布沉孔，沉孔与下模固定板（15）上均布螺纹孔数量相等，位置相应；?所述的模腔底（16）同轴放置在下模固定板（15）上；?所述的模腔底（16）与下模平台（14）通过下端的凸台定位，并与下模固定板（15）同轴放置，间隙配合；?所述的下模平台（14）通过螺钉与下模固定板（15）上均布螺纹孔的连接，将下模平台（14）固定在下模固定板（15）上；?所述的压头（19）的一端与毛坯内腔的形状相同，内部设冷却水道（18）、冷却水入口（17）、冷却水出口（20）；?所述的压头（19）与下模固定板（15）和模腔底（16）同轴间隙配合；?所述的第一水平油缸（11?1）和第二水平油缸（11?2）中心对称固定安装在下模平台（14）上；?所述的右半模芯（7）和左半模芯（25）为沿母线剖开的半圆筒形；?所述的右半模套（8）和左半模套（24）内侧分别设半环型槽，外侧分别设右半模进水口（12）、右半模出水口（9）、左半模进水口（21）、左半模出水口（23），右半模套（8）和左半模套（24）上端的外环面为一锥面，其锥度为5?20°，下端面中心位置设一凸台；?所述的右半模套（8）、左半模套（24）分别与右半模芯（7）、左半模芯（25）通过螺钉固定连接，构成右半模组件、左半模组件；?所述的右半模套（8）与右半模芯（7）通过第二半环密封圈（3?2）、第三半环密封圈（3?3）密封，所述的左半模套（24）与左半模芯（25）通过第四?半环密封圈（3?4）、第五半环密封圈（3?5）密封；?所述的右半模组件、左半模组件置于下模平台（14）的上端面上，右半模套（8）下端的凸台置于下模平台（14）上的右导轨槽（13?1）内；左半模套（24）下端的凸台置于下模平台（14）上的左导轨槽（13?2）内；?所述的右半模套（8）和左半模套（24）内侧的半环型槽和右半模芯（7）、左半模芯（25）的外圆面形成右半模半环形水腔（10）、左半模半环形水腔（22），两个水腔互不连通；?所述的右半模组件、左半模组件，闭合时组件榫接，并分别与第一水平油缸（11?1）、第二水平油缸（11?2）的活塞杆连接牢固。...
【技术特征摘要】
1.一种分离机转鼓毛坯的液态模锻模具，该模具包括上模和下模；其特征在于该模具的上模包括上模固定板(I)、锁模套(2)、上模密封压板(4)、上模板(6)； 所述的上模固定板(I)为一平板，其周边均布U形槽，下端面上均布螺纹孔； 所述的锁模套(2)中央有一个带台阶的圆孔，锁模套(2)下端的内部为锥度为5-20°的圆台面，上端设一法兰边，其上均布沉孔，沉孔与上模固定板(I)上均布的螺纹孔数量相等，位置相应，上端面设进水管道槽(2-1 )、出水管道槽(2-2); 所述的上模板(6)上端设一凸台，其上表面均布螺纹孔，下表面与转鼓毛坯的底部外形一致； 所述的上模板(6)的凸台，置于锁模套(2)的台阶孔上，上模板(6)的外圆面与锁模套(2)台阶圆孔间隙配合； 所述的上模密封压板(4)上均布沉孔，其沉孔与上模板(6)上表面均布螺纹孔数量相等，位置相应，上模密封压板(4)的下部设冷却水腔(5)，水腔的两端设上模冷却水入口(4-1)、上模冷却水出口(4-2); 所述的上模密封压板(4)通过螺钉与上模板(6)的螺纹连接，将上模密封压板(4)固定在上模板(6)上,上模密封压板(4)与上模板(6)之间通过第一密封圈(3-1)密封； 所述的锁模套(2)通过螺钉与上模固定板(I)的螺纹连接，将锁模套(2)固定在上模固定板(I)上； 所述的下模包括右半模芯(7)、右半模套(8)、第一水平油缸(11-1)、第二水平油缸(11-2)、下模平台(14)、下模固定板(15)、模腔底(16)、压头(19)、右半模套(24)、左半模芯(25)； 所述的下模固定板(15)为一平板，其中心设一圆孔，周边均布U形槽，上端面均布螺纹孔； 所述的模腔底(16)的中心设一圆孔，模腔底(16)的一个端面为模腔底Al面，模腔底(16)中间的环形面为模腔底A2面； 所述的下模平台(14)的中心上设一台阶孔，其高度与模腔底A2面的高度相等，上端面上对称开设右导轨槽(13-1)、左导轨槽(13-2)，周边上均布沉孔，沉孔与下模固定板(15)上均布螺纹孔数量相等，位置相应； 所述的模腔底(16)同轴放置在下模固定板(15)上； 所述的模腔底(16)与下模平台(14)通过下端的凸台定位,并与下模固定板(15)同轴放置，间隙配合； 所述的下模平台(14)通过螺钉与下模固定板(15)上均布螺纹孔的连接，将下模平台(14)固定在下模固定板(15)上； 所述的压头(19)的一端与毛坯内腔的形状相同，内部设冷却水道(18)、冷却水入口(17)、冷却水出口(20)； 所述的压头(19)与下模固定板(15)和模腔底(16)同轴间隙配合； 所述的第一水平油缸(11-1)和第二水平油缸(11-2)中心对称固定安装在下模平台(14)上； 所述的右半模芯(7)和左半模芯(25)为沿母线剖开的半圆筒形； 所述的右半模套(8)和左半模套(24)内侧分别设半环型槽，...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢书明，刘文鑫，鲍培玮，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
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