技术特征：
1.大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、根据大直径薄壁球壳类整体模锻件的特点对荒坯进行初步的形状与尺寸设计；在结构形状和其余设计余量不变的情况下，通过增加球壳段的设计余量，设计出一系列球壳段不同余量的荒坯；s2、在成型数值模拟软件上对步骤s1中的一系列球壳段不同余量的荒坯进行模锻成型模拟；获得球壳段设计余量与成型载荷的关系曲线，以及球壳段设计余量与材料利用率的关系曲线；s3、根据球壳段设计余量与成型载荷的关系曲线，找出成型载荷曲线在急剧下降段与低载荷平稳段相交处对应的球壳段设计余量a，并找出成型载荷曲线与设备锻造能力线相交处对应的球壳段设计余量c；根据球壳段设计余量与材料利用率的关系曲线，找出材料利用率曲线开始快速降低时对应的球壳段设计余量b；s4、根据步骤s1中荒坯的初步设计形状和尺寸，在结构形状和其余设计余量不变的情况下，按照如下设计方式完成荒坯的设计：当b＞a＞c时，将球壳段的设计余量设计在a～b之间；当a≥b＞c时，将球壳段的设计余量设计在b～c之间；在其余情况下，将球壳段的设计余量设计为c。2.根据权利要求1所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，步骤s4中，当b＞a＞c时，将球壳段的设计余量设计为a；当a≥b＞c时，将球壳段的设计余量设计为b。3.根据权利要求1所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，步骤s1中，球壳段的设计余量设计在球壳段的外表面。4.根据权利要求1所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，步骤s2中，所述成型数值模拟软件为deform软件。5.根据权利要求1所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，步骤s2中，在相同的模拟边界条件下进行模锻成型模拟。6.根据权利要求5所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，所述模拟边界条件包括锻造温度、摩擦系数和热交换系数。7.根据权利要求1所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，步骤s2中，在对一系列球壳段不同余量的荒坯进行模锻成型模拟时，均在相同的模具型腔中模拟下压恒定高度来得到成型载荷和材料利用率与球壳段设计余量的关系。8.根据权利要求7所述的大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法，其特征在于，所述恒定高度为1-3mm。9.大直径薄壁球壳类整体模锻件的锻造方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的设计方法设计荒坯；然后根据荒坯的设计图制备荒坯；然后对荒坯件进行模锻成型。
技术总结
本发明涉及模锻成型技术领域，提供了一种大直径薄壁球壳类整体模锻件的设计方法；通过成型载荷与材料利用率两个指标来综合分析并确定球壳段的设计余量，可实现大直径薄壁球壳类整体模锻件的精密设计，使锻件成型时在保持较低成型载荷的情况下具有较高的材料利用率，为大直径薄壁球壳类锻件的整体模锻成型奠定基础，使大直径薄壁球壳类锻件的整体模锻成型成为可能。本发明还提供了一种大直径薄壁球壳类整体模锻件的锻造方法，可根据实际生产设备的能力和锻件材料的利用率要求，通过准确设计球壳段的设计余量，从而达到在模锻时兼顾成型载荷与材料利用率的目的。载荷与材料利用率的目的。载荷与材料利用率的目的。
技术研发人员：杨靖雲 李轲 景春红 谢静 张鹏 王周田 周文武 刘德建
受保护的技术使用者：中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/4/1