[发明专利]核电水室整体顶盖的塑性成形工艺及其所用智能锻造压机

权利要求书

1.一种核电水室整体顶盖的塑性成形工艺，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：对锻件进行三维建模并采用有限元分析软件对模型进行塑性变形的数字模拟，得到智能锻造前后锻件的几何尺寸值；

步骤二：使用大型LCD近净成形，得到步骤一所模拟的智能锻造前的锻件尺寸外形；

步骤三：顶部弧面智能塑性成形：将LCD成形的坯料定位在支撑装置上，智能锻造压机启动，主缸垂直向上运动推动坯料与智能锻压机智能主压头接触挤压，智能主压头挤压坯料进行塑性锻造成形，同时旋转工作台带动坯料在水平面内沿主缸的轴心作旋转运动，从而完成水室整体顶盖顶部弧面的塑性锻造成形，在锻造过程中，传感系统直接或间接实时反馈坯料温度、压头挤压力大小和坯料金属流动位移数据给智能锻造压机的控制系统，控制系统根据传感系统反馈的数据控制智能塑性成形液压机施力，同时控制旋转工作台的转动速度来改变压头的施力特征，所述施力特征包括压头压入高温金属坯料形成的分布作用力的分布形态、大小总值、施加方位；

步骤四：圆柱侧面环形智能塑性成形：水室整体顶盖顶部弧面塑性锻造成形完成以后，主缸继续垂直向上运动一定距离，从而推动智能锻造压机的活动横梁、移动工作台、旋转工作台、模具和坯料锻件一起垂直向上运动，与此同时主压头与主缸同步向上运动，主缸运动到位的同时，四个水平机架的支撑液压缸向下运动一定距离，使水平缸到达加工位置，智能辅助压头伸出顶住水室整体顶盖圆柱面侧面的内表面，水平缸顶杆向前运动推动坯料与智能锻压机智能辅助压头接触挤压，智能辅助压头和水平缸顶杆上的模具挤压坯料进行塑性锻造成形，同时旋转工作台带动坯料在水平面内沿主缸的轴心作旋转运动，从而完成水室整体顶盖圆柱侧面的塑性锻造成形，在锻造过程中，传感系统直接或间接实时反馈坯料温度、压头挤压力大小和坯料金属流动位移数据给控制系统，控制系统根据传感系统反馈的数据控制智能塑性成形液压机施力，同时控制旋转工作台的转动速度来改变压头的施力特征，所述施力特征包括压头压入高温金属坯料形成的分布作用力的分布形态、大小总值、施加方位。

2.根据权利要求1所述的核电水室整体顶盖的塑性成形工艺，其特征在于：在步骤三和步骤四中在挤压坯料进行塑性锻造成形的同时对接触部位局部加热。

3.一种应用于权利要求1所述的核电水室整体顶盖的塑性成形工艺中所用的智能锻造压机，其特征在于：包括垂直机架(1)、水平机架(6)、活动横梁(14)、移动工作台(13)、旋转工作台(5)、主工作缸(2)、水平工作缸(7)、支撑缸(8)、智能主压头(3)、智能辅助压头(4)、传感系统和控制系统，所述垂直机架固定安装于地面，主工作缸的缸体固定安装于垂直机架下端梁上，其活塞杆能够纵向伸缩，活动横梁能够沿纵向滑动设于垂直机架内，活动横梁与主工作缸的活塞杆相连接，移动工作台固定安装于活动横梁上，旋转工作台能够绕竖直的轴转动定位于移动工作台上，水平机架纵向能够滑动套设于垂直家家上，支撑缸的缸体与垂直机架固连，支撑缸的活塞杆与水平机架固连，至少一个水平工作缸固定安装于水平机架上，智能主压头纵向能够伸缩固定定位于垂直机架上，至少一个智能辅助压头沿水平方向能够伸缩固定定位垂直机架上，且各个智能辅助压头恰能够与水平机架上各个水平工作缸的活塞杆一一对应，各个传感系统分别安装于智能主压头和智能辅助压头上并能感应到锻件温度、压头对锻件的压力和锻件金属流动位移数据并传信于控制系统，控制系统控制旋转工作台、主工作缸、水平工作缸、支撑缸、智能主压头和智能辅助压头动作。

4.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是：还设有上砧子固定板(10)和上砧子(11)，所述上砧子固定板固定安装于垂直机架上端梁上，上砧子能够沿水平方向滑动安装于上砧子固定板上，智能主压头和智能辅助压头分别固定安装于上砧子上。

5.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是：所述水平工作缸的活塞杆端部固定安装有水平砧子。

6.如权利要求3或5所述的智能锻造压机，其特征是：所述水平工作缸的数量为4个，均匀分布于水平机架上，且各个水平工作缸活塞杆能够与各个智能辅助压头联动保持一一同轴正对的位置状态。

7.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是：所述智能主压头挤压面与工件顶部弧面一致，且棱边分别形成有楔入角。

8.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是：所述垂直机架水平机架均为预应力钢丝缠绕机架。