離心通風(fēng)機(jī)前盤(pán)冷壓成型工藝
摘要:介紹了風(fēng)機(jī)葉輪前盤(pán)冷壓成型制作工藝方法,應(yīng)用該方法制作的風(fēng)機(jī)葉輪能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),能夠保證安裝配合的要求,并節(jié)省了能源,減少了環(huán)境污染,縮短了生產(chǎn)周期。
0 引言
我廠是電站風(fēng)機(jī)專業(yè)生產(chǎn)廠家,所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的6-30型離心式通風(fēng)機(jī)葉輪前盤(pán)為弧、錐組合結(jié)構(gòu)(圖1)。為保證前盤(pán)與葉片結(jié)合面的緊密度以及與集流器出口的配合尺寸,對(duì)葉輪前盤(pán)圓弧型線有嚴(yán)格要求,同時(shí)對(duì)前盤(pán)進(jìn)口直徑也有嚴(yán)格的要求。以往,我廠對(duì)該結(jié)構(gòu)前盤(pán)采用整體熱壓成型工藝,為了降低此類前盤(pán)的制造成本,提高其生產(chǎn)效率及質(zhì)量,減少環(huán)境污染,采用了冷壓成型工藝。通過(guò)一段時(shí)間的使用,發(fā)現(xiàn)此種方法較為適用,不但降低了制造成本,減少環(huán)境污染,還提高了生產(chǎn)效率,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。
1 冷壓成型方案
(1)首先,按前盤(pán)中性層母線展開(kāi)長(zhǎng)以及進(jìn)、出口直徑設(shè)計(jì)壓型毛坯的主體錐。主體錐兩端的內(nèi)徑尺寸分別為前盤(pán)的進(jìn)、出口直徑尺寸減去3mm。主體錐中性層的母線長(zhǎng)為前盤(pán)型線中性層母線展開(kāi)長(zhǎng)。壓型毛坯則為沿主體錐母線方向各向兩端延長(zhǎng)5mm余量的錐體。前盤(pán)成型后進(jìn)口高度以及出口外圓都有5mm的機(jī)加工余量。
(2)利用模具將錐體毛坯各截面圓壓制到前盤(pán)型線對(duì)應(yīng)位置上,在壓制的同時(shí)模具對(duì)各截面圓進(jìn)行了整型。
1.2 模具分析
由于錐體毛坯的兩端直徑分別按前盤(pán)進(jìn)、出口直徑尺寸預(yù)留了一定撐展量,錐體中性層母線與前盤(pán)中性層母線展開(kāi)長(zhǎng)相同。所以該件成型后,只是將錐體相應(yīng)的截面圓壓制到前盤(pán)型線的對(duì)應(yīng)位置上,因此在前盤(pán)各截面圓上不會(huì)產(chǎn)生反彈,但在前盤(pán)高度方向上會(huì)產(chǎn)生一定的回彈量,因此模具型線R和錐面角度需留一定的回彈量。16Mn材料的前盤(pán)R模=R/(1+3.66×10-3×R/t) 、β模=β-0.414R/t其中:R模為與圖1中R對(duì)應(yīng)的上、下模之間的型線;t為前盤(pán)材料的厚度;β模為與圖1中β對(duì)應(yīng)的角度。
另外,為了便于前盤(pán)壓型后的出模以及壓型過(guò)程中的受力均勻,在下模的前盤(pán)進(jìn)口與毛坯小端之間設(shè)計(jì)一段導(dǎo)向段,上端直徑為毛坯小端直徑,大端為前盤(pán)的進(jìn)口加5mm高度加工余量直徑尺寸。為限制前盤(pán)壓制過(guò)程中,毛坯沿受力方向移動(dòng),因此在下模上按前盤(pán)出口尺寸處設(shè)計(jì)了止口臺(tái)階。為便于前盤(pán)壓型后順利出模,在下模外沿設(shè)計(jì)一段50×50缺口,用于前盤(pán)壓型后鍬出前盤(pán)(見(jiàn)圖2)。
2 制作工藝
2.1 模具制造
依據(jù)葉輪前盤(pán)的具體尺寸和模具分析的原則設(shè)計(jì)模具,利用CAD繪圖軟件繪制上、下模圖紙及車加工用樣板。按圖鑄造上、下模毛坯(需加工處單邊留5mm加工余量),在立式車床加工上、下模(加工時(shí)先將進(jìn)口和止口臺(tái)階加工至尺寸,然后按車加工樣板加工上、下模型線)。
2.2 前盤(pán)毛坯制作
(1)首先將前盤(pán)型線中性層母線展開(kāi)測(cè)量長(zhǎng)度,依據(jù)其長(zhǎng)度及前盤(pán)進(jìn)、出口直徑設(shè)計(jì)壓型毛坯的主體錐。主體錐兩端中性層直徑分別為前盤(pán)的進(jìn)、出口尺寸減去5mm。主體錐中性層的母線長(zhǎng)等于前盤(pán)型線中性層母線長(zhǎng)。壓型毛坯為沿主體錐母線方向向兩端分別延長(zhǎng)5mm余量的正錐體。
(2)將壓型毛坯展開(kāi)放樣,數(shù)控下料,卷制錐體,接口處開(kāi)坡口焊接。
(3)焊縫進(jìn)行超聲波探傷。
2.3 冷壓成型
將上/下模合模置于壓力機(jī)工作平臺(tái)上,上模與壓力機(jī)上工作臺(tái)聯(lián)結(jié),下模用壓板固定在下工作臺(tái)上,在下模導(dǎo)向段上均勻涂上一層潤(rùn)滑脂,然后將前盤(pán)毛坯套裝于下模,開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)緩慢下壓,直至模具與工件完全貼合,然后拆卸。
2.4 探傷
成型面進(jìn)行表面探傷,焊縫進(jìn)行超聲波探傷。
2.5 組焊和校正
將壓制好的前盤(pán)組焊于葉輪,注意保證前盤(pán)進(jìn)口與后盤(pán)基準(zhǔn)線的同軸度。
2.6 車削加工
以葉輪后盤(pán)的組焊基準(zhǔn)線為基準(zhǔn)找正,車削加工葉輪外圓、內(nèi)孔及進(jìn)口高度,直至達(dá)到尺寸要求。
3 應(yīng)用效果分析
經(jīng)過(guò)使用發(fā)現(xiàn),冷壓成型工藝制作的外徑為φ1300、材料為16Mn、厚度8mm以下的前盤(pán),組焊成葉輪后,完全能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。可提高前盤(pán)的制作效率。降低了壓型對(duì)環(huán)境的污染,節(jié)省了能源,完全具備推廣應(yīng)用的價(jià)值。
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