内椭圆等截面型风电塔架门框锻造方法与流程

本发明涉及风电塔架门框锻造领域，具体的说是一种内椭圆等截面型风电塔架门框锻造方法。

背景技术：

风电塔架门框是风电塔架的重要组成部分，其传统的生产工艺方法多采用“自由锻+火焰切割”或“大平板+火焰切割”。两种工艺方法最大的缺点就是材料浪费严重，生产成本高，尤其是传统的“自由锻+火焰切割”的工艺方法，需要的设备多、人员多、耗时长，生产效率低，产品成形质量差。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种内椭圆等截面型风电塔架门框锻造方法，以节约材料，降低生产成本。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种内椭圆等截面型风电塔架门框锻造方法，包括以下步骤：

计算风电塔架门框的零件内部轮廓周长、辗环内径、辗环外径、辗环高度、锻件重量、下料重量、制坯高度及制坯外径；

根据上述数据确定制坯高度及制坯外径，并使用辗环机得到环件；

将环件放置于下平台上，然后运行压机，使上砧向下运行，进行预压成形；

将环件平放于下平台上，放置模具于环件上；

运行压机将模具冲入环件中；

将环件连同模具一同夹起，进行随模整形，使环件未贴合区域与模具贴合；

取出模具，使用钢制样板对环件进行合格检验。

所述零件内部轮廓周长l0为：

l0＝l1+2l2(1)

其中，l1为零件内部内椭圆周长；l2为零件内部直线段长度。

所述辗环内径id0为：

其中，l0为零件内部轮廓周长，δt为经验余量。

所述辗环外径od0为：

od0＝id0+2(b+2δt)(3)

其中，b为门框壁厚，id0为辗环内径，δt为经验余量。

所述辗环高度h0为：

h0＝h+δt(4)

其中，h为门框高度，δt为经验余量。

所述锻件重量m锻为：

m锻＝h0·(od0²-id0²)·6.61538×10^-6(5)

其中，h0为辗环高度，id0为辗环内径，od0为辗环外径，δt为经验余量。

所述下料重量m下为：

①若m锻≥2900kg，选用冲头，

m下＝(m锻+100)/0.96(6)

②若m锻<2900kg，选用冲头，

m下＝(m锻+50)/0.96(7)

其中，m锻为锻件重量。

所述制坯高度h1为：

h1＝(id0-id1)·λ+h0(8)

其中，h0为辗环高度；id0为辗环内径；id1为制坯内径，既冲头直径；λ为调整系数，为需要人为调节的可变值。

所述制坯外径od1为：

其中，m锻为锻件重量，h1为制坯高度，id1为制坯内径，既冲头直径。

所述模具的轮廓形状为实际门框的内部轮廓向内偏移δt后所得，成形模具的厚度大于或等于环件的高度。

通过使用本发明可有效提高风电塔架门框的生产效率及成形质量，并可节约大量原材料，减少加工过程参与人数，有效降低各环节操作者的劳动强度，节约大量生产成本。

附图说明

图1为成形模具示意图；

图2为预压后模具成形过程示意图；

其中，1为成形模具，2为上砧，3为环件，4为下平台。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

1前期计算

前期计算是整个工艺路线的第一步，也是最重要的一步，只有前期将各参数计算准确才能在之后的生产环节中不至失误。前期主要计算参数包括：零件内部轮廓周长、辗环尺寸(内径、外径、高度)、锻件重量、下料重量及制坯尺寸(高度、外径)，最好在excel表格中进行相应公式编辑。

(1)零件内部轮廓周长l0，计算公式如下：

l0＝l1+2l2(1)

l1为内椭圆周长；l2为直线段长度。

(2)辗环内径id0计算公式如下：

δt为经验余量(对内外径而言为单边余量，对高度而言为双边余量)。

(3)辗环外径od0计算公式如下：

od0＝id0+2(b+2δt)(3)

b为门框壁厚。

(4)辗环高度h0计算公式如下：

h0＝h+δt(4)

h为门框高度。

(5)锻件重量m锻计算公式如下：

m锻＝h0·(od0²-id0²)·6.61538×10^-6(5)

(6)下料重量m下计算公式如下：

①若m锻≥2900kg，选用冲头

m下＝(m锻+100)/0.96(6)

②若m锻<2900kg，选用冲头

m下＝(m锻+50)/0.96(7)

(7)制坯高度h1计算公式如下：

h1＝(id0-id1)·λ+h0(8)

id1为制坯内径，既冲头尺寸；λ为调整系数，λ为可变值，需要调节

(8)制坯外径od1计算公式如下：

2制坯辗环

通过前期计算得到的相关数据，确定制坯辗环尺寸，并使用辗环机，获得如图2所示的环件3。

3预压后模具成形

如图1所示，模具1中的α角度应在20°～30°之间较为合适。

如图2所示，先将环件3放置于下平台4上，然后运行压机，使上砧2向下运行，进行预压成形；再将环件3平放于下平台4上，放置模具1；运行压机将模具1冲入环件3中；最后，利用操作机将环件3连同模具1一同夹起，进行随模整形，使环件3未贴合区域与模具1贴合。取出模具1，使用钢制样板对环件进行检验，合格即可。

通过上述锻造工艺过程，使得风电塔架门框的成形质量及生产效率有了大幅度提高。利用辗环技术，节约了大量原材料，减少了加工过程参与人数，有效降低了各环节操作者的劳动强度，为公司节约了大量生产成本，并最终在实际生产过程中获得了客户认可的风电塔架门框产品。