一种大型盘类锻件的环形辅助锻造工装的制作方法

本发明属于金属材料锻造成形技术领域，涉及一种大型盘类锻件的环形辅助锻造工装。

背景技术：

随着航空、船舶等工业领域的发展，对不锈钢、高温合金、钛合金等材料的大型盘类锻件的需求越来越大，对其低成本成形的需求也越来越迫切。

传统大型盘类锻件的制备往往是一种锻件对应一套模具。但是此类模具质量较大，例如某大型钛合金盘类锻件最大直径超过用于锻造的下模模具最大直径超过质量超过2吨，投入资金巨大，加工时间较长。实际生产与应用的大型盘类锻件形状与尺寸基本相似，对于形状类似、尺寸接近的盘类锻件，如果仍采用一种锻件对应一套模具的生产方式，就会极大地增加生产成本，影响生产进度。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种大型盘类锻件的环形辅助锻造工装。对于形状类似、尺寸接近的盘类锻件，只需加工一个环形辅助锻造工装，就可以利用原有模具进行生产，极大地降低生产成本，显著提高经济效益。

技术方案

为达到以上目的，本发明提供一种大型盘类锻件的环形辅助锻造工装，其特征在于：所述环形辅助锻造工装为环形件，环形件的下端曲面与下模型面弧度一致，使得环形件固定在下模型面上；环形件的上端曲面与最终锻件的下端曲面弧度一致；环形件的截面为上下两条弧线围成的月牙形，其上弧线的弧度大于下弧线的弧度。

进一步的，月牙形的环形件边缘端部进行圆角处理。

本发明的有益成果如下：

1、在锻造新型的圆盘类锻件时，只需加工本发明所述环形辅助锻造工装，就可以利用原有模具，提高旧模具的利用率。

2、本发明所述环形辅助锻造工装相比较旧模具，其尺寸较小，模具投入资金较少，能有效降低生产成本，并且加工简单，可以大幅减少生产准备时间，加快生产进度。

附图说明

图1为环形辅助锻造工装剖视图。

图2为新型盘类锻件示意图。

图3为旧模具剖视图。

图4为环形辅助锻造工装与旧模具装配剖视图。

图5为新型盘类锻件锻后示意图。

图中：1为环形辅助锻造工装，1.1为环形辅助锻造工装上端曲面，1.2为环形辅助锻造工装下端曲面；2为新型盘类锻件，2.1为新型盘类锻件的下端曲面；3为旧模具，3.1、3.2为吊装孔，3.3为下模型面。

具体实施方式

本发明的大型盘类锻件的环形辅助锻造工装，具体实施方式结合说明书附图进行详细说明。

实施例：

旧型锻件为直径高度304mm的钛合金盘类件，现在要锻造直径高度350mm的新型钛合金盘类锻件，两者形状类似，下端曲面形状类似。先将本环形辅助锻造工装(1)设计成直径为高度为146mm的环状，该工装(1)水平方向的边缘厚度5mm，如图1所示。该工装(1)的上端曲面(1.1)与新型钛合金盘类锻件(2)的下端曲面(2.1)弧度一致。该工装(1)的下端曲面(1.2)与旧模具(3)的上端型面(3.3)弧度一致。环形辅助锻造工装采用价格较为便宜的45cr调质钢制作，机加后质量约为61kg，如图1所示。

下模采用已有的旧型钛合金锻件旧模具(3)，其上端面直径为下端面直径为高度为212.5mm，吊装孔轴线高度为100mm，模具材料为5crnimo，质量约为1093kg，如图3所示。在锻造之前，先将环形辅助锻造工装(1)放置在旧模具(3)上，构成新型钛合金锻件的模具，如图4所示。如果针对新型钛合金锻件(2)投入一个模具，则需要重新加工一个上端面直径为下端面直径为高度为212.5mm的模具(3)，其质量约为1156kg。这就导致耗资巨大，并且模具加工时间较长，极大地增加生产成本。将钛合金坯料用电加热炉加热至760℃，保温288min后出炉，放置在由该环形辅助锻造工装(1)与下模(3)构成的新模具里，利用压机锻造，下压速度为10～15mm/s，直至锻造完毕，锻后如图5所示。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种大型盘类锻件的环形辅助锻造工装，其特征在于：所述环形辅助锻造工装为环形件，环形件的下端曲面与下模型面弧度一致，使得环形件固定在下模型面上；环形件的上端曲面与最终锻件的下端曲面弧度一致；环形件的截面为上下两条弧线围成的月牙形，其上弧线的弧度大于下弧线的弧度；环形件边缘端部进行圆角处理。对于形状类似、尺寸接近的盘类锻件，使用本发明所述环形辅助锻造工装，就可以利用原有模具进行锻造成形，提高旧模具的利用率。因该工装尺寸较小，投入资金较少，能有效降低生产成本，并且加工简单，可以大幅减少生产准备时间，加快生产进度。

技术研发人员：孟瑶;张明杰;黄利军;张业勤;李雪飞
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：2017.10.31
技术公布日：2018.05.08