一种大功率风电主轴大法兰快速成型模具的制作方法

本实用新型属于风电主轴锻造技术领域，具体涉及一种大功率风电主轴大法兰快速成型模具。

背景技术：

风电主轴是连接风机叶片和增速齿轮箱的核心部件，是大功率风力发电机的核心部件。常用的风电主轴形状如图1和图2所示，一端为大法兰，另一端是台阶状的轴段，台阶轴段与大法兰相接处为过渡大圆弧。大法兰外径尺寸和台阶轴段外径尺寸落差大，使得风电主轴的锻造难度提高，其中台阶轴段在拔台阶过程中易与大法兰产生偏心且后续无法有效的校正，因此必须加大大法兰外径余量来保证最终成品质量。如何避免大法兰与台阶轴段产生偏心以及减小大法兰的加工余量是风电主轴锻造过程中急需解决的问题。

为此，申请人开发出风电主轴的复合锻压工艺，其中大法兰可通过局部镦粗进行锻造，图3和图4示出了风电主轴的大法兰两步镦粗成型的两套模具，一套为局部镦粗用模(剖视图如图1所示)，用于大法兰的局部镦粗成型；另一套为法兰成型用模(剖视图如图2所示)，用于大法兰下端面的挤压成型。但是使用上述两套模具进行加工存在以下缺陷，第一，在法兰成型过程中需要调换模具，工人工作效率低，劳动强度大；第二，由于法兰成型用模沉头处为清角，镦粗法兰时该处无法挤满，必须通过加大法兰成型用模的法兰型腔尺寸(φA)来保证成品尺寸，导致加工余量的增加，生产成本也随之提高。

技术实现要素：

因此，针对现有技术中风电主轴的大法兰部分锻造需要两套模具，加工余量大，成本高且效率低的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种大功率风电主轴大法兰快速成型模具，法兰成型过程中无需调换模具，不仅可以提高工作效率，而且可有效减少加工余量和成本。

本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具中心设置有一型腔，其特征在于，所述型腔由上部大直径孔、中间锥孔和下部小直径孔组成；中间锥孔和上部大直径孔相接处为过渡圆弧面，上部大直径孔下部直角处设有下沉圆角。

其中，所述上部大直径孔用于风电主轴大法兰的成型，约束法兰外径。而所述中间锥孔和所述下部小直径孔则用于约束台阶轴段。

优选的，其外缘设有凹槽台阶。所述凹槽台阶的设置可方便行车夹钳夹持。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具的型腔各部分进行了结构优化，可实现大功率风电主轴大法兰端的快速成型。

其中，上部大直径孔下部直角处下沉圆角的设计，使得进模镦粗法兰时，可以有效的把料挤满上部大直径孔，进而可以控制法兰背面加工余量，无需如现有的法兰成型用模加大上部大直径孔的尺寸，可大大降低材料成本。

所述中间锥孔和所述过渡圆弧面的设计，可使大法兰和过渡大圆弧一体成型，且可有效防止风电主轴小端与法兰端偏心等问题，法兰成型过程中也无需调换模具。而所述下部小直径孔的设置，使得模具加长，具有加长段，可起到矫正大法兰与轴段偏摆的作用。

另外，所述凹槽台阶的设置可方便行车夹钳夹持。

综上，本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具可实现大功率风电主轴大法兰端的快速成型，可防止风电主轴小端与法兰端偏心等问题，法兰成型过程中也无需调换模具，不仅可以提高工作效率，而且可有效减少加工余量和成本。

附图说明

图1为大功率风电主轴的大法兰端面示意图；

图2为大功率风电主轴的侧面示意图；

图3为现有局部镦粗用模的剖视图；

图4为现有法兰成型用模的剖视图；

图5为本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具的剖视图；

图6为本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具工作示意图；

图7为本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具由夹钳夹持的示意图。

附图标记

上部大直径孔1、中间锥孔2、下部小直径孔3、过渡圆弧面4、下沉圆角5、凹槽台阶6；压机走台11、垫模12、坯料13、压机平板14。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

图5为本实用新型一较佳实施例的大功率风电主轴大法兰快速成型模具的剖视图。其中心设置有一型腔，型腔由上部大直径孔1、中间锥孔2和下部小直径孔3组成；中间锥孔2和上部大直径孔1相接处为过渡圆弧面4，上部大直径孔1下部直角处设有下沉圆角5。其中，上部大直径孔1用于风电主轴大法兰的成型，约束法兰外径。而中间锥孔2和下部小直径孔3则用于约束台阶轴段。其外缘设有凹槽台阶6。

具体进行大功率风电主轴大法兰成型时，如图6所示，先在压机走台11上堆放垫模12和本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具，然后将坯料13放进模中，最后通过压机平板14镦粗使得大法兰初步成型。

其中，本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具的型腔各部分进行了结构优化，可实现大功率风电主轴大法兰端的快速成型。

其中，上部大直径孔1下部直角处下沉圆角5的设计，使得进模镦粗法兰时，可以有效的把料挤满上部大直径孔1，进而可以控制法兰背面加工余量，无需如现有的法兰成型用模加大上部大直径孔的尺寸，可大大降低材料成本。中间锥孔2和过渡圆弧面4的设计，可使大法兰和过渡大圆弧一体成型，且可有效防止风电主轴小端与法兰端偏心等问题，法兰成型过程中也无需调换模具。而下部小直径孔3的设置，使得模具加长，具有加长段，可起到矫正主轴法兰与轴段偏摆的作用。而凹槽台阶6的设置，如图7所示，可方便行车夹钳夹持。

综上，本实用新型的大功率风电主轴大法兰快速成型模具可实现大功率风电主轴大法兰端的快速成型，可防止风电主轴小端与法兰端偏心等问题，法兰成型过程中也无需调换模具，不仅可以提高工作效率，而且可有效减少加工余量和成本。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创新的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。