PDF《大型自由锻造液压机车间工艺设计分析》

基金项目:中机六院课题设计资助项目 作者简介:吕增印,男,工程师 电子信箱:lzyfhy@126.

com 大型自由锻造液压机车间工艺设计分析 吕增印 (机械工业第六设计研究院第一工程所,河南 郑州 450007) 摘要:介绍了自由锻造液压机车间工艺流程及工艺布置,提出了双跨和三跨两种布置方案,并分析了相 应优缺点.另外,详细探讨了设备-设备、设备-厂房、设备-公用之间的相互影响关系.对自由锻造液压 机车间的工艺设计具有较高的参考价值. 关键词: 自由锻造,液压机车间,工艺设计 DOI: 中图分类号:TB49 文献标识码: 文章编号: Shop process design analysis of heavy free forging press Lv Zengyin (No.1 dept., No.6 Institute of Project Planning &

Research of Machinery Industry, Zhengzhou, China) Abstract: The process flow and layout of free forging shop is analyzed, double-span and triple-span layout is given with each advantages and disadvantages. Otherwise, the relations beteween equipments, between equipment and factory, and between equipment and utilities is discussed. It has high value for free forging shop process design. Keywords: free forging, hydraulic press shop, process design 目前,我国已投入运行的 8~160MN 自由锻造液压机

150 多台,但是大多数自由锻造液压机为 早期的水压机,数控化程度低,生产率低下,需要完成 CNC 改造[1] 并配备锻造操作机,尤其要强化 锻造和热处理工业炉的现代化改造. 我国大锻件生产处于 过剩 和 短缺 的双重压力,即一般大锻件供大于求,技术含量和质量要 求高的大锻件,如百万千瓦级火电和核电用汽轮机转子(超临界、超超临界) 、特大支承辊、大型 高温高压厚壁筒体、船用大马力低速柴油机组合曲轴等锻件,我们尚处于生产能力低或不能生产的 状态. 基于此,通过对现有锻造设备及工业炉设备进行升级改造或新建锻造车间,国内企业掀起了投 资高品质大型自由锻件制造的热潮.本文通过对大型快速锻造液压机车间的工艺设计及相关配套设 施的介绍,希望能对相关企业领导人及技术人员带来帮助. 1. 工艺设计 1.1 工艺流程 大型自由锻造液压机车间(以下简称 液压机车间 )的工艺流程相对简单,主要为: 钢锭→加热→锻造(镦粗、拔长)→热处理→取样→(粗车) .液压机车间接收的钢锭分两种:热 钢锭、冷钢锭,装炉方式也分为热装炉、冷装炉两种方式.据统计在热装炉的情况下,1 吨钢锭可 节约天然气(8500kcal/m3 )约60m3 ,采用该种装炉方式已成为锻造行业的发展趋势.锻造的主要工 序为镦粗和拔长,为了反映锻件的变形程度,引入了锻造比(K)的概念,它是工程上常用的变形 参数.典型锻件的锻造比见下表 1:典型锻件的锻比[2] 表1典型锻件的锻比 Table

1 Forging ratio of typical forgings 锻件名称 计算部位 总锻比 K 碳素钢轴 合金钢轴 热轧辊 冷轧辊 船用轴 最大截面 2.0~2.5 2.5~3.0 辊身 2.5~3.0 3.5~5.0 法兰 轴身 >

1.5 ≥3.0 基金项目:中机六院课题设计资助项目 作者简介:吕增印,男,工程师 电子信箱:lzyfhy@126.com 水轮机空心轴 曲轴 模块 汽轮机转子 发电机转子 汽轮机叶轮 涡轮盘 航空用大锻件 法兰 轴身 >

1.5 ≥2.5 曲拐 轴颈 ≥2.0 ≥3.0 最大截面 ≥3.0 轴身 3.5~6.0 轮毂 轮缘 4.0~6.0 6.0~8.0 最大截面 6.0~8.0 大锻件形体尺寸大,缺陷多,内应力大,温度分布不均匀,结晶、相变复杂,内部热扩散及氢 气扩散困难.所以,冷却和热处理方式多,周期长、工艺过程复杂[2] .其热处理方式主要包括锻后 冷却、退火(低温退火、中间退火、完全退火、等温退火等)正火、回火、调质,还有等温冷却及 起伏等温退火等,具体热处理工艺根据不同锻件的要求而定,本文不再详述.热处理后的锻件一般 取样检测物理性能,如果需要还可以完成粗车的工序,为下一道半精加工、精加工做好准备. 2.2 工艺布置 2.2.1 设备选型 液压机车间主要设备为自由锻造液压机和工业炉.液压机的最大压力及其辅助设备由 钢锭的重量、材质决定;