權(quán)利要求

1.大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：包括 采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布，第二鑄件體積大于第一鑄件體積，M均為正整數(shù)； M個第二鑄件依次并列排布，兩個第一鑄件均勻分布排列在位于最外側(cè)且相對稱的兩個第二鑄件的外側(cè)； 相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件相互連接； 取若干根預(yù)緊拉桿組件，使每根預(yù)緊拉桿組件貫穿所有第一鑄件和第二鑄件； 對每根預(yù)緊拉桿組件施加預(yù)應(yīng)力使所有相鄰第一鑄件和/或第二鑄件之間緊貼； 完成下橫梁的制造。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件相互連接為采用卡鍵連接且傳遞受力。 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的卡鍵包括第一卡鍵(6)和第二卡鍵(7)，所述第一鑄件和第二鑄件之間采用第一卡鍵(6)連接，相鄰的兩個第二鑄件之間采用第二卡鍵(7)連接。 4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的第一鑄件和第二鑄件均為整體鑄造的條狀多面體，多面體至少包括沿長度方向且相對的兩個面，分別是第一平面和第二平面，相鄰第一鑄件和/或第二鑄件以相鄰的第一平面或第二平面相互緊貼。 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布，取M＝2，且兩個第一鑄件為兩個結(jié)構(gòu)對稱的外梁，2個第二鑄件為兩個結(jié)構(gòu)對稱的內(nèi)梁，每個內(nèi)梁和每個外梁的重量≤450噸。 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的外梁為第一外梁(1)和第二外梁(4)，內(nèi)梁為第一內(nèi)梁(2)和第二內(nèi)梁(3)，兩個外梁和兩個內(nèi)梁按照第一外梁(1)、第一內(nèi)梁(2)、第二內(nèi)梁(3)和第二外梁(4)的順序依次排列。 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的相鄰的兩個內(nèi)梁在相拼接處開設(shè)有中央頂出孔(5)。 8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的預(yù)緊拉桿組件包括第一預(yù)緊拉桿組件(8)和第二預(yù)緊拉桿組件(9)，每根第一預(yù)緊拉桿組件(8)和第二預(yù)緊拉桿組件(9)均垂直于任一第一鑄件和第二鑄件的第一平面或第二平面，并貫穿每個第一鑄件和第二鑄件，所述第二預(yù)緊拉桿組件(9)的預(yù)緊力大于第一預(yù)緊拉桿組件(8)的預(yù)緊力。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的第一預(yù)緊拉桿組件(8)和第二預(yù)緊拉桿組件(9)均包含預(yù)緊拉桿和預(yù)緊螺母，所述每根第一預(yù)緊拉桿組件(8)和第二預(yù)緊拉桿組件(9)的預(yù)緊拉桿穿出第一鑄件或第二鑄件的部分旋擰有預(yù)緊螺母。 10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，其特征是：所述的采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布制造的下橫梁包括頂部的水平承載面，及底部用于安裝頂出裝置的安裝面，所述水平承載面上受力的軸向方向，且與該軸向方向相對的安裝面上設(shè)置有一定寬度的凸起的等強度梁，該等強度梁由每個第一鑄件和每個第二鑄件位于該位置凸起的等強度梁構(gòu)成； 所述每個第一鑄件和每個第二鑄件位于該位置凸起的等強度梁之間采用第二預(yù)緊拉桿組件(9)進行貫穿拉緊，使第一鑄件和/或第二鑄件之間緊貼。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法。

背景技術(shù)

近些年隨著航空航天工業(yè)的快速發(fā)展，大型整體模鍛件一體化成形的需求越來越多，我國大型模鍛壓機的建設(shè)快速增加。在預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)大型模鍛壓機(≥300MN)的設(shè)計過程中，由于下橫梁的制造超過了國內(nèi)外目前制造能力的極限，無法設(shè)計成一個零部件。目前國內(nèi)的鑄鍛件極限制造能力單件不超過500噸，而預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)大型模鍛壓機的下橫梁重量在1700噸左右，無法滿足國內(nèi)預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)大型模鍛壓機(≥300MN)的設(shè)計需求，因此需要采用多件組合設(shè)計的方法進行設(shè)計，來滿足適應(yīng)國內(nèi)預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)大型模鍛壓機(≥300MN)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，尤其是采用幾個零部件預(yù)應(yīng)力組合的方法組成一個大的下橫梁，滿足大型模鍛壓機下橫梁強度和剛度的設(shè)計要求。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，包括

采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布，第二鑄件體積大于第一鑄件體積，M均為正整數(shù)；

M個第二鑄件依次并列排布，兩個第一鑄件均勻分布排列在位于最外側(cè)且相對稱的兩個第二鑄件的外側(cè)；

相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件相互連接；

取若干根預(yù)緊拉桿組件，使每根預(yù)緊拉桿組件貫穿所有第一鑄件和第二鑄件；

對每根預(yù)緊拉桿組件施加預(yù)應(yīng)力使所有相鄰第一鑄件和/或第二鑄件之間緊貼；

完成下橫梁的制造。

進一步地，所述的相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件相互連接為采用卡鍵連接且傳遞受力。

進一步地，所述的卡鍵包括第一卡鍵和第二卡鍵，所述第一鑄件和第二鑄件之間采用第一卡鍵連接，相鄰的兩個第二鑄件之間采用第二卡鍵連接。

進一步地，所述的第一鑄件和第二鑄件均為整體鑄造的條狀多面體，多面體至少包括沿長度方向且相對的兩個面，分別是第一平面和第二平面，相鄰第一鑄件和/或第二鑄件以相鄰的第一平面或第二平面相互緊貼。

進一步地，所述的采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布，取M＝2，且兩個第一鑄件為兩個結(jié)構(gòu)對稱的外梁，2個第二鑄件為兩個結(jié)構(gòu)對稱的內(nèi)梁，每個內(nèi)梁和每個外梁的重量≤450噸。

進一步地，所述的外梁為第一外梁和第二外梁，內(nèi)梁為第一內(nèi)梁和第二內(nèi)梁，兩個外梁和兩個內(nèi)梁按照第一外梁、第一內(nèi)梁、第二內(nèi)梁和第二外梁的順序依次排列。

進一步地，所述的相鄰的兩個內(nèi)梁在相拼接處開設(shè)有供下部頂出裝置穿出的中央頂出孔。

進一步地，所述的預(yù)緊拉桿組件包括第一預(yù)緊拉桿組件和第二預(yù)緊拉桿組件，每根第一預(yù)緊拉桿組件和第二預(yù)緊拉桿組件均垂直于任一第一鑄件和第二鑄件的第一平面或第二平面，并貫穿每個第一鑄件和第二鑄件，所述第二預(yù)緊拉桿組件的預(yù)緊力大于第一預(yù)緊拉桿組件的預(yù)緊力。

進一步地，所述的第一預(yù)緊拉桿組件和第二預(yù)緊拉桿組件均包含預(yù)緊拉桿和預(yù)緊螺母，所述每根第一預(yù)緊拉桿組件和第二預(yù)緊拉桿組件的預(yù)緊拉桿穿出第一鑄件或第二鑄件的部分旋擰有預(yù)緊螺母。

進一步地，所述的采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布制造的下橫梁包括頂部的水平承載面，及底部用于安裝頂出裝置的安裝面，所述水平承載面上受力的軸向方向，且與該軸向方向相對的安裝面上設(shè)置有一定寬度的凸起的等強度梁，該等強度梁由每個第一鑄件和每個第二鑄件位于該位置凸起的等強度梁構(gòu)成；

所述每個第一鑄件和每個第二鑄件位于該位置凸起的等強度梁之間采用第二預(yù)緊拉桿組件進行貫穿拉緊，使第一鑄件和/或第二鑄件之間緊貼。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有點：

采用不同體積的共四個大型鑄件預(yù)應(yīng)力組合的設(shè)計方法，使得每個零部件重量都在國內(nèi)外加工極限的范圍以內(nèi)，解決了大型模鍛壓機下橫梁無法制造的技術(shù)難題；

四個部件之間采用卡鍵連接的方式傳遞受力，使得四個大型鑄件在受力的時候變形協(xié)調(diào)，按照大型模鍛壓機工作臺的排布，設(shè)計中間兩個部件體積更大一些，以利于工作臺的受力；

四個大型鑄件采用多個預(yù)應(yīng)力拉桿橫向連接，使得四個大型鑄件組成一個整體的大型模鍛壓機下橫梁，共同承受模鍛壓力；

中間兩個部件中心處設(shè)計安裝有下部頂出裝置，滿足大型模鍛壓機下部頂出的要求，同時中間兩個部件與下部頂出裝置的連接處進行了局部加強設(shè)計，進一步的增加了整個下橫梁的強度和剛度。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的大型模鍛壓機的下橫梁結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-第一外梁，2-第一內(nèi)梁，3-第二內(nèi)梁，4-第二外梁，5-中央頂出孔，6-第一卡鍵，7-第二卡鍵，8-第一預(yù)緊拉桿組件，9-第二預(yù)緊拉桿組件，10-等強度梁帶。

具體實施方式

下面，將通過幾個具體的實施例對本發(fā)明實施例提供的大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法技術(shù)方案進行詳細介紹說明。

大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法，包括

采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布，第二鑄件體積大于第一鑄件體積，M均為正整數(shù)；

M個第二鑄件依次并列排布，兩個第一鑄件均勻分布排列在位于最外側(cè)且相對稱的兩個第二鑄件的外側(cè)；

相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件相互連接；

取若干根預(yù)緊拉桿組件，使每根預(yù)緊拉桿組件貫穿所有第一鑄件和第二鑄件；

對每根預(yù)緊拉桿組件施加預(yù)應(yīng)力使所有相鄰第一鑄件和/或第二鑄件之間緊貼；

完成下橫梁的制造。

按照上述方法進行制造的大型模鍛壓機的下橫梁，如圖1所示，該下橫梁采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列依次排布，按照大型模鍛壓機工作臺的排布，制造時中間部件體積更大一些，以利于工作臺的受力，本發(fā)明中第二鑄件體積大于第一鑄件體積，因此第二鑄件位于中間依次分布排列，第一鑄件對稱分布在第二鑄件所排列組成結(jié)構(gòu)的兩端，為了確保所有鑄件的變形協(xié)調(diào)，要求相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件之間必須相互連接，連接時采用若干根預(yù)緊拉桿組件橫向連接，使得兩個第一鑄件和M個第二鑄件組成一個整體的大型模鍛壓機下橫梁，從而共同承受模鍛壓力；為了使受力(施加的預(yù)應(yīng)力)均勻，所述的根預(yù)緊拉桿組件則均勻的排布設(shè)置，最終形成如圖1所示的大型模鍛壓機的下橫梁。

參照圖1，所述的相鄰的第一鑄件和/或第二鑄件相互連接為采用卡鍵連接且傳遞受力，從而使得兩個第一鑄件和M個第二鑄件中的每個部件在受力變形過程中受力一致進而變形協(xié)調(diào)，所有的第一鑄件和第二鑄件共同承受大型模鍛壓機的鍛造壓力。

所述的卡鍵包括第一卡鍵6和第二卡鍵7，所述第一鑄件和第二鑄件之間采用第一卡鍵6連接，相鄰的兩個第二鑄件之間采用第二卡鍵7連接；其中第一卡鍵6與第二卡鍵7的結(jié)構(gòu)不同，第一卡鍵安裝于第一鑄件與第二鑄件之間，第二卡鍵位于相鄰第二鑄件之間。因為第一鑄件與第二鑄件結(jié)構(gòu)不同，因此兩個卡鍵結(jié)構(gòu)也不相同，使得四個大型鑄件在受力的時候變形協(xié)調(diào)。

因此本發(fā)明采用幾個零部件預(yù)應(yīng)力組合的方法組成一個大的下橫梁，使得每個零部件重量都在國內(nèi)外加工極限的范圍以內(nèi)，解決了大型模鍛壓機下橫梁無法制造的技術(shù)難題；大型鑄件之間采用鍵連接的方式傳遞受力，使得各鑄件在受力的時候變形協(xié)調(diào)；大型鑄件采用多個預(yù)緊拉桿組件橫向連接，使得大型鑄件組成一個整體的大型模鍛壓機下橫梁，共同承受模鍛壓力。

所述的第一鑄件和第二鑄件均為整體鑄造的條狀多面體，多面體至少包括平行且相對的兩個面，分別是第一平面和第二平面，相鄰第一鑄件和/或第二鑄件以相鄰的第一平面或第二平面相互緊貼，以圖1所示的方向為例，以預(yù)緊拉桿組件所在的面為第一平面，那么相對的面為第二平面，第一個第一鑄件的第二平面與第二個第二鑄件的第一平面緊貼，第二個第二鑄件的第二平面與第三個第二鑄件的第一平面緊貼，以此類推，是所有的第一鑄件和第二鑄件緊貼，可以確保下橫梁的結(jié)構(gòu)緊湊同時便于施加預(yù)應(yīng)力，最后通過預(yù)緊拉桿組件進行施加預(yù)緊力進行拉緊，從而增強整體下橫梁的強度和剛度。

所述的采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布，取M＝2，且2個第一鑄件為兩個結(jié)構(gòu)對稱的外梁，2個第二鑄件為兩個結(jié)構(gòu)對稱的內(nèi)梁，每個內(nèi)梁和每個外梁的重量≤450噸，即四個大型鑄件的重量均不超過國內(nèi)外大型鑄件加工的極限。本發(fā)明中第二鑄件的重量≤430噸，第一鑄件的重量≤320噸，采用該重量的第一鑄件和第二鑄件滿足了大型模鍛壓機的模鍛壓力需求。

所述的外梁為第一外梁1和第二外梁4，內(nèi)梁為第一內(nèi)梁2和第二內(nèi)梁3，兩個外梁和兩個內(nèi)梁按照第一外梁1、第一內(nèi)梁2、第二內(nèi)梁3和第二外梁4的順序依次排列。也就是說兩個結(jié)構(gòu)對稱的第一內(nèi)梁2和第二內(nèi)梁3位于內(nèi)部，第一外梁1和第二外梁4位于外側(cè)，其中從圖1中可以看出第一內(nèi)梁2和第二內(nèi)梁3的上設(shè)置有凹槽，及通孔，整體端部設(shè)置有缺口，這些結(jié)構(gòu)都是為了減輕自身的重量而設(shè)置的，同理第一外梁1和第二外梁4上的凹槽，及通孔也是相同的作用；本發(fā)明采用預(yù)應(yīng)力組合整體的下橫梁按照等強度梁的方法設(shè)計，從而減少下橫梁的整體重量；

所述的相鄰的兩個內(nèi)梁在相拼接處開設(shè)有供下部頂出裝置穿出的中央頂出孔5；所述的中央頂出孔5位于兩個內(nèi)梁在相拼接處的中心處，該中央頂出孔用于頂出裝置穿接，滿足大型模鍛壓機下部頂出的要求。

所述的預(yù)緊拉桿組件包括第一預(yù)緊拉桿組件8和第二預(yù)緊拉桿組件9，每根第一預(yù)緊拉桿組件8和第二預(yù)緊拉桿組件9均垂直于任一第一鑄件和第二鑄件的第一平面或第二平面，并貫穿每個第一鑄件和第二鑄件，所述第二預(yù)緊拉桿組件9的預(yù)緊力大于第一預(yù)緊拉桿組件8的預(yù)緊力，第一預(yù)緊拉桿組件8和/或第二預(yù)緊拉桿組件9均勻分布在鑄件的上沿和下沿的長度方向端面上，采用多個可以有效的增加整體下橫梁的強度和剛度；第一預(yù)緊拉桿組件8和第二預(yù)緊拉桿組件9均包含預(yù)緊拉桿和預(yù)緊螺母，所述每根第一預(yù)緊拉桿組件8和第二預(yù)緊拉桿組件9的預(yù)緊拉桿穿出第一鑄件或第二鑄件的部分旋擰有預(yù)緊螺母，通過預(yù)緊螺母固定拉緊第一鑄件和/或第二鑄件。

所述的采用兩個第一鑄件和M個第二鑄件并列排布制造的下橫梁包括頂部的水平承載面，該水平承載面用于承載大型模鍛壓機的模鍛壓力，及底部用于安裝頂出裝置的安裝面，該面用于與頂出裝置接觸，同時承載反向力，所述水平承載面上受力的軸向方向，且與該軸向方向相對的安裝面上設(shè)置有一定寬度的凸起的等強度梁，該凸起的寬度小于第一鑄件和第二鑄件長度方向的長度，該等強度梁用于增加整體該處位置的承載力，該等強度梁由每個第一鑄件和每個第二鑄件位于該位置凸起的等強度梁構(gòu)成，從而進一步的增加了整體下橫梁的強度和剛度；該等強度梁的位置與頂出裝置接觸，進行局部加強設(shè)計增加整體強度。

也就是說，所有鑄件的底部端面均設(shè)置有一定寬度的凸起的等強度梁，所有的等強度梁在拼接后形成等強度梁帶10，該等強度梁帶10用于與頂出裝置相接觸，所有的第二預(yù)緊拉桿組件9等間距排列分布在等強度梁帶10內(nèi)，且每個第二預(yù)緊拉桿組件9貫穿拉緊所有鑄件，使任意相鄰鑄件緊貼。

要說明的是本發(fā)明中所說的頂出裝置為本領(lǐng)域現(xiàn)有裝置，因此該裝置不屬于本發(fā)明的保護范疇。

所述每個第一鑄件和每個第二鑄件位于該位置凸起的等強度梁之間采用第二預(yù)緊拉桿組件9進行貫穿拉緊，使第一鑄件和/或第二鑄件之間緊貼，突出的等強度梁預(yù)留空間大滿足使用預(yù)緊力大的第二預(yù)緊拉桿組件9，同時采用不用規(guī)格預(yù)緊力的預(yù)緊拉桿使整個下橫梁的強度和剛度增強。

由圖1可以看出本發(fā)明的下橫梁整體上沿均采用多個第一預(yù)緊拉桿組件8進行施加預(yù)緊力進行拉緊，下沿采用中部等強度梁位置采用第二預(yù)緊拉桿組件9進行施加預(yù)緊力進行拉緊，兩端位置采用第一預(yù)緊拉桿組件8進行施加預(yù)緊力進行拉緊，從而保證了整體的下橫梁的強度和剛度。

本發(fā)明的具體制造方法如下：

本發(fā)明采用第一外梁1、第一內(nèi)梁2、第二內(nèi)梁3和第二外梁4的順序依次排列并在一起組成大型模鍛壓機的組合下橫梁，第一預(yù)緊拉桿組件8和第二預(yù)緊拉桿組件9貫穿組合下橫梁并分別施加預(yù)緊力使第一外梁1、第一內(nèi)梁2、第二內(nèi)梁3和第二外梁4緊緊貼合在一起成為一個組合整體下橫梁。

其中每個預(yù)緊拉桿上施加計算好的預(yù)應(yīng)力而使四個部件組成一個有機的整體，共同承受大型模鍛壓機的模鍛壓力。

需要說明的是預(yù)緊拉桿預(yù)應(yīng)力目的是保證下橫梁在工作過程中的整體剛性，直白點說就是保證下橫梁承受工作載荷時，相鄰鑄件之間保持貼緊不開縫。

那么預(yù)應(yīng)力的計算方法是采用有限元模擬，建立下橫梁的力學(xué)模型，分析下橫梁在承受工作載荷時相鄰鑄件之間的位移情況，確保下橫梁在承受工作載荷時相鄰鑄件無相對移動，進一步保證下橫梁的整體剛性。此有限元模擬方法為現(xiàn)有的通用技術(shù)，不在本專利保護范圍內(nèi)。

第一外梁1和第一內(nèi)梁2之間裝有第一卡鍵6，第一內(nèi)梁2和第二內(nèi)梁3之間裝有第二卡鍵7，第二內(nèi)梁3和第二外梁4之間裝有第一卡鍵6，使得四個梁在受力變形過程中受力一致進而變形協(xié)調(diào)。所組合下橫梁中間，即第一內(nèi)梁2和第二內(nèi)梁3中心處，設(shè)計有中央頂出孔5，以便安裝下部頂出裝置。采用第一外梁1、第一內(nèi)梁2、第二內(nèi)梁3和第二外梁4組合在一起，經(jīng)由預(yù)緊拉桿組件預(yù)緊形成一個整體的下橫梁。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細的說明，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化，其都在該技術(shù)的保護范圍內(nèi)。

需要說明，本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

各個實施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應(yīng)當認為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內(nèi)。

大型模鍛壓機的下橫梁預(yù)應(yīng)力組合制造方法.pdf