專利名稱：用于刻劃鑄錠和將其斷開的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于將鑄錠斷開為進行后續(xù)加工的單獨坯料的方 法。另一方面，本發(fā)明涉及用于通過刻劃鑄錠并且使用壓力將其斷開 而將鑄錠斷開為分離坯料的設(shè)備。
背景技術(shù)：
金屬，包括鈦、鎳和鈷的超合金，通常以鑄錠形成，以便存儲或 運輸，并且后面通常通過熔化和鑄造鑄錠或一部分鑄錠來形成期望部 件。鑄錠可使用真空熔制或空氣中熔制方法形成，所述方法涉及將熔 化的一定量材料注入直立的圓柱狀模具中，使所述材料在所述模具中 冷卻。當(dāng)材料在模具中冷卻時，由于重力形成密度梯度，其中鑄錠靠 近模具底部密度較大，靠近頂部密度較小。而且，由于模具內(nèi)材料的 不均勻冷卻，通常被稱為"縮管"的凹部形成在模具頂部。因而，鑄 錠通常在成分或結(jié)構(gòu)方面不一致，并且多個鑄錠相對于彼此不一致。
超合金通常用于航空和醫(yī)學(xué)行業(yè)精密部件的形成，例如渦輪葉片 和手術(shù)植入物。通常的示例性超合金標(biāo)有例如Inconel⑧、Mar⑧和 Rene⑧等商標(biāo)。鑄錠通常以直徑范圍為2"到20，，并且長度達4英尺或 更長出廠。當(dāng)需要特定量的材料用于期望部件時，鑄錠的一部分，通 常稱為坯料，從鑄錠分離用于進一步加工。坯料的長度由所需材料的 重量確定。超合金密度非常大，通常密度為約0.3磅每立方英寸。
已知通過使用研磨刀片或鋸條來將坯料從鑄錠切下以由鑄錠形成
坯料。在該方法的一種變型中，研磨刀片將鑄錠一側(cè)在期望坯料長度 處開槽，然后向鑄錠加壓將其在槽口處斷開。但是，已經(jīng)證明，研磨刀片的使用由于兩個原因是不受歡迎的。首先，刀片在鑄錠中形成等 于刀片厚度的切口，并且損失來自切口的材料。超合金材料的鑄錠非 常昂貴，切口損失的材料的累積成本很高。第二，當(dāng)切割或開槽時， 尤其是如果坯料由具有縮管的鑄錠端部形成，來自研磨刀片的污染物 可能嵌入坯料中。這些污染物可不利地影響坯料的質(zhì)量，因此影響由 坯料形成的成品部件的質(zhì)量。由將鑄錠的 一側(cè)切口產(chǎn)生的另 一個問題 是，產(chǎn)生的斷口沿著貫穿鑄錠的不確定路徑。因此坯料的尺寸可能大 于或小于期望的用于后序加工的尺寸。如果尺寸大，則材料必須去除， 導(dǎo)致進一步浪費。如果小，則必須進行坯料補充，即使沒有更多的浪 費，仍導(dǎo)致更長的加工時間。
另一種從鑄錠形成坯料的已知方法涉及在鐵砧上方斷開鑄錠，其 中鑄錠放置在鐵砧上以在期望坯料長度處接觸鐵砧上的尖銳點。尖銳 點用作支點，通過壓力使鑄錠在所述支點上方斷開。用于從鑄錠形成 坯料的另一種方法涉及在期望坯料長度處使用人字形件將鑄錠開槽， 然后沖擊鑄錠端部來在槽口處將坯料斷開。這些方法都具有坯料上斷 開路徑不確定的問題，導(dǎo)致坯料具有比用于期望部件所需的多或少的 材料。如果具有太多的材料，則過多的材料通常使用研磨操作從斷開 邊緣去除，導(dǎo)致材料損失，并且增加污染的風(fēng)險。
需要一種用于形成坯料的有效設(shè)備和方法，其使每個鑄錠的可使 用材料量最大化，并且減小材料污染的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
提供了 一種用于刻劃鑄錠和將其斷開為坯料的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明， 所述設(shè)備包括刻劃臺和斷開臺。所述刻劃臺具有刻劃組件，用于在期 望坯料長度處在鑄錠中形成周向刻劃槽。斷開臺具有液壓機來使鑄錠 在刻劃槽處斷開以形成坯料。所述設(shè)備可進一步包括用于自動控制所 述設(shè)備的控制系統(tǒng)。所述鑄錠設(shè)置在所述液壓機中的上和下反作用板 之間，其中所述刻劃槽部分或全部位于所述下反作用板上方。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種用于刻劃鑄錠和將其斷開為 坯料的方法。所述鑄錠在沿所述鑄錠長度的至少兩點稱重。計算鑄錠的密度，并且用于確定給定材料重量所需的期望坯料長度。然后在期 望的坯料長度處在鑄錠中進行周向刻劃。最后，使坯料在刻劃處從鑄 錠斷開。


附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的立體圖。 圖2是圖l設(shè)備的刻劃臺的俯視圖。
圖3A是用于與圖2的刻劃臺一起使用的切割工具刀片第一實施
例的俯^L圖。
圖3B是圖3A中所示的切割工具刀片的側(cè)視圖。
圖3C是具有由圖3A和3B的工具形成的刻劃槽的鑄錠側(cè)視圖。
圖4A是與圖2的刻劃臺一起使用的切割工具刀片第二實施例的
俯視圖。
圖4B是圖4A中所示的切割工具刀片的側(cè)視圖。
圖4C是具有由圖4A和4B的工具形成的刻劃槽的鑄錠側(cè)視圖。
圖5是圖l設(shè)備的斷開臺的正視圖。
圖6是圖l設(shè)備的斷開臺局部的剖視圖，顯示了用于斷開的鑄錠 的定位。
圖7是沿圖6的線7-7的端視圖。
圖8是具有附加部件的圖6的局部的剖視圖。圖9是沿圖8的線9-9的端視圖。
圖10是圖8在緊接著坯料從鑄錠斷開后的視圖。
圖11是修整之前的坯料的側(cè)視圖。
圖12是圖l設(shè)備的斷開臺局部的剖視圖，顯示了用于斷開的鑄錠 的可替代定位。
圖13是具有附加部件的圖12的局部的剖視圖。
圖14是圖13在緊接著坯料從鑄錠斷開之后的視圖。
圖15是圖l設(shè)備的斷開臺局部的剖視圖，顯示了可替代的撞錘結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明用于將鑄錠100刻劃和斷開為坯料102的設(shè) 備IO。設(shè)備IO包括刻劃臺12和斷開臺14,優(yōu)選與適當(dāng)?shù)挠嬎銠C控制 系統(tǒng)(未顯示) 一起同步操作。設(shè)備10還可包括用于將鑄錠100供到 刻劃臺12的裝料臺16，和用于將坯料傳送離開斷開臺14的輸送臺18。 輸送臺18可將坯料輸送到可選的修整臺14，這將在下面討論。
裝料臺16包括底部20，底部20保持用于盛裝所供的鑄錠100并 且用于將鑄錠100送到刻劃臺12的支架22。裝料臺16還包括稱重組 件24。稱重組件24具有一對設(shè)置用于對鑄錠兩端稱重的稱。重量信 息(優(yōu)選以數(shù)字形式)被發(fā)送到控制系統(tǒng)來計算鑄錠的密度，并且該 計算用于確定給定材料重量所需的坯料的長度。每一個坯料所需的材 料重量可輸入控制系統(tǒng)中。給定密度和所需重量，控制系統(tǒng)可計算達 到所需重量需要的坯料長度。雖然作為裝料臺16的一部分示出，但是 稱重組件24可選地可以是刻劃臺12的一部分，或其可以是另一單獨 工作臺的一部分。
另外參照圖2，刻劃臺12主要為包括用于牢固固定鑄錠的定位組 件26和用于刻劃鑄錠的刻劃組件28的車床。傳送裝置30將鑄錠從稱 重臺24輸送經(jīng)過定位組件并且經(jīng)過刻劃組件28。傳送裝置30支撐在 底部32上，所述底部32還可支撐定位組件26和/或刻劃組件28。傳 送裝置30優(yōu)選為具有可移動推動臂36的一組線性排列的輥子34，所 述可移動推動臂36用于使鑄錠在輥子34上前進。傳送裝置30可豎直 移動來適應(yīng)不同直徑的鑄錠。用于與設(shè)備10的優(yōu)選的鑄錠直徑范圍為 2"到任何實用的上限。
定位組件26包括卡盤38，所述卡盤38可在其中鑄錠100可不受 阻礙地移動經(jīng)過刻劃臺12的打開位置和其中鑄錠夾緊在卡盤38中的 閉合位置之間移動?？ūP38可完全旋轉(zhuǎn)做360°運動，并且被驅(qū)動來 使夾緊在其中的鑄錠旋轉(zhuǎn)?？虅澖M件28包括具有切割工具42的工具 保持和驅(qū)動裝置40。工具保持和驅(qū)動裝置40可在其中切割工具42不 與鑄錠接觸的分離位置和其中切割工具42與鑄錠表面接觸的接合位置之間移動。當(dāng)工具保持和驅(qū)動裝置40隨著鑄錠100與卡盤38的旋 轉(zhuǎn)移動到接合位置時，切割工具42將鑄錠刻上達預(yù)定凹槽深度的凹槽 102。優(yōu)化凹槽深度來減小切割鑄錠時從鑄錠損失的材料。不管鑄錠的 直徑如何，凹槽深度的優(yōu)選范圍為0.06，，到0.500"。凹槽深度可預(yù)編程 到設(shè)備10的控制系統(tǒng)中。當(dāng)卡盤38旋轉(zhuǎn)時，從鑄錠去除的材料為熱 的且氧化，使其不適于立即回收。如果使切割區(qū)域沒有氧氣，例如， 如果其在工作空間中充滿惰性氣體來代替氧氣，則去除的材料將以可 收集并且容易回收用于以后使用的未污染碎屑的形式脫離。
圖3A和3B中顯示了用于與工具保持和驅(qū)動裝置40 —起使用的 適當(dāng)?shù)那懈罟ぞ?2。切割工具42優(yōu)選為具有用于刻劃鑄錠的四個筆 直側(cè)邊44和四個切割頂點46的菱形。角度a優(yōu)選為55。，以形成相 同角度的凹槽，但是使用其他的切割角度也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。切割 角度a優(yōu)選范圍為35-90。。示例性的切割工具42可從Greenleaf公司 (Saegertown， PA )購買，并且由碳化硅，纖維強化陶瓷材料制成。 圖3C中示出由切割工具42形成的刻劃槽102。
圖4A和4B中顯示了另一種適當(dāng)?shù)那懈罟ぞ?8，所述切割工具 48為具有四個凹入側(cè)邊50和四個切割頂點52的菱形。側(cè)邊50的凹 入形狀在鑄錠中形成彎曲或斜切的凹槽。圖4C中示出由切割工具48 形成的刻劃槽104。當(dāng)斷開使用切割工具48刻劃的鑄錠時，形成的坯 料具有帶圓角邊緣的斷開端，這對于用來熔化后序形成坯料的某些方 法是期望的。已經(jīng)確定，切割工具42， 48的每一個刀刃46， 52可在 變鈍之前進行約10-12次切割，以使每一個切割工具可用于形成最多 40-48次刻劃?？ūP旋轉(zhuǎn)速度和工具保持和驅(qū)動裝置40的運動設(shè)置為 使得可在短時間內(nèi)完成鑄錠的完全刻劃。
控制系統(tǒng)將通常使鑄錠100前進到工具保持和驅(qū)動裝置40下面的 正確位置來在期望坯料長度處形成刻劃槽102, 104。位置檢測器(未 顯示)也可設(shè)置在刻劃臺12上，并且與控制系統(tǒng)通訊來感測何時鑄錠 100正確定位。當(dāng)鑄錠100在工具保持和驅(qū)動裝置40下面的正確位置 中時，卡盤38將移動到閉合位置，并且刻劃組件28將移動到接合位置來形成刻劃槽102， 104。在刻劃槽形成之后，鑄錠將前進到工具保 持和驅(qū)動裝置40下面的正確位置，用于在待形成的另一個坯料期望坯 料長度處形成下一個刻劃槽。繼續(xù)該循環(huán)，直到為多個坯料刻劃整個 鑄錠。
在刻劃操作完成后，鑄錠100前進到斷開臺14?，F(xiàn)在參照圖5， 斷開臺14包括支撐用于將鑄錠100斷開為坯料的液壓機56的構(gòu)架54 和當(dāng)坯料斷開時用于固定鑄錠的支撐組件57。支撐組件57包括上反 作用板58和下反作用板60，其可相對于彼此從其中鑄錠100可無阻 礙地移動經(jīng)過支撐組件的打開位置移動到其中鑄錠固定在上反作用板 58和下反作用板60之間的閉合位置。上反作用板58和下反作用板60 由支撐在構(gòu)架54上的液壓組件62移動。上反作用板58和下反作用板 60由控制系統(tǒng)控制，并且鑄錠100由控制系統(tǒng)前進到用于將坯料從鑄 錠斷開的液壓機56下面的正確位置，如下面所討論，因為控制系統(tǒng)已 經(jīng)計算了待形成坯料的所需長度。而且，控制系統(tǒng)可與構(gòu)架54上的刻 劃檢測器(未顯示)通訊，刻劃檢測器將確定何時刻劃槽102, 104 到達正確位置。刻劃檢測器可以是檢測何時鑄錠100中的刻劃槽102， 104經(jīng)過激光束的傳感器。
液壓機56包括操作撞錘66來豎直運動的液壓組件64。優(yōu)選地， 撞錘66以足夠使最大直徑的鑄錠斷裂的力操作。當(dāng)豎直向下移動時， 在撞錘66—端上的斷開墊68設(shè)置成接觸鑄錠100的遠(yuǎn)離刻劃槽102， 104的遠(yuǎn)端70。待斷開為坯料的鑄錠100的遠(yuǎn)端70 (即鑄錠的未夾緊 端)設(shè)置在可移動的坯料支架78上方。坯料支架78接收從鑄錠斷開 后的坯料，然后通過液壓缸80移動來將坯料從斷開臺14送出。坯料 可送出到輸送臺18，輸送臺18可包括類似于用于刻劃臺12的傳送裝 置30的傳送裝置或其他適當(dāng)?shù)挠糜趯⑴髁纤统鰯嚅_臺14的裝置。
現(xiàn)在看圖6-9，顯示了關(guān)于鑄錠在斷開操作過程中一種可能定位 的詳細(xì)情況。這里，鑄錠100具有刻劃槽102，刻劃槽102包括在凹 槽底部的刻劃線106、在鑄錠的坯料部分IIO(即鑄錠的將變成坯料的 部分)上的前肩108和在刻劃線的相對于前肩的另一側(cè)上的后肩112。下反作用板60以大于鑄錠100半徑的半徑彎曲(見圖7)。其具有在 前邊緣116處終止的上表面114。上反作用板58也以大于鑄錠IOO半 徑的半徑彎曲。其具有接觸表面118和從接觸表面的前拐角122斜切 到上反作用板的前邊緣124的緩減部120。當(dāng)適當(dāng)放置時，鑄錠100 位于上反作用板58和下反作用板60之間，在所述板的凹形彎曲部內(nèi)， 并且被牢固固定在所述板之間，以使反作用板58, 60和鑄錠100之間 的接觸點126， 128直接彼此相對。反作用板58， 60的曲率有助于確 保接觸點126， 128的相對位置。而且，反作用板58， 60的較大的半 徑將有利于任何半徑的鑄錠100，只要其小于反作用板的半徑。 一個 或兩個反作用板可以是彎曲的。而且，可能每一個都不彎曲，只要操 作員可將其準(zhǔn)確定位以使接觸點126， 128彼此相對。
再次看圖6，該實施例中的鑄錠100定位成使下反作用板60的前 邊緣116位于刻劃槽102的前肩108和后肩112之間。下反作用板60 的上表面114在下接觸點126處支撐鑄錠100。明顯的是，后肩112 位于上表面114上在將變成加載點130處。上反作用板58將設(shè)置成使 緩減部120在后肩112上方延伸，其中接觸表面118的前拐角l22布 置在加載點130后，即比加栽點130離后肩112更遠(yuǎn)。撞錘斷開墊68 設(shè)置用于向鑄錠100的遠(yuǎn)端70施加栽荷L。加載點130變成支點，加 載力L圍繞所述支點產(chǎn)生力矩。當(dāng)施加載荷L時，在緩減部120處的 反作用力進一步減小在刻劃槽102后肩112處的應(yīng)變。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這 種定位對于具有較差延展性的鑄錠IOO看來是優(yōu)選的。
現(xiàn)在更仔細(xì)地看圖8和9，將看到，斷開墊68具有相對于鑄錠100 以角度P設(shè)置的寬角度凹槽表面140。寬角度凹槽表面140尺寸制成 使得不管鑄錠的直徑如何都能接觸鑄錠100的上部。選擇角度[5來使 斷開墊68能夠僅在遠(yuǎn)端70處接觸鑄錠100。坯料支架78設(shè)置在鑄錠 IOO下面，以距離D從其稍微間隔開，所述距離D取決于形成鑄錠的 材料類型。距離D對于更具延展性的材料將較大，并且對于較小延展 性的材料將較小。現(xiàn)在也看圖10，撞錘斷開墊68抵靠鑄錠100遠(yuǎn)端 70繼續(xù)向下運動增加載荷L，造成圍繞加栽點130的力矩快速增加。當(dāng)力矩超過鑄錠100的強度時，造成應(yīng)力斷裂基本沿刻劃線106傳播， 將坯料150在斷開面152處從鑄錠100的剩余部分分離。坯料通過重 力作用下落到坯料支架78以進一步加工。
當(dāng)發(fā)生斷裂時，由于大的作用載荷，巨大的震動從加載點130傳 送到下反作用板60。因此，反作用板58， 60并且特別是下反作用板 60優(yōu)選由抗壓抗震的不脆的韌性材料制成。 一種示例性的材料為具有 至少54-56洛氏C石更度的S-7鋼。
通常，坯料150的斷開面152將粗糙不平，具有尖銳點154。在 斷開面152上具有尖銳點154的潛在問題是，當(dāng)坯料后來落入爐缸中 時，尖銳點可能與爐缸表面作用，并且污染坯料，損壞成品的純度。 因此，修整操作可選地在坯料150離開斷開臺14之后進行，以將尖銳 點從斷開面152去除。輸送臺18可將坯料150輸送到修整臺。修整臺 可包括用于任何期望修整工藝的設(shè)備，所述修整工藝將從坯料上的斷 開面152去除或鈍化任何尖銳點。 一種適當(dāng)?shù)男拚に嚍閬碜宰册槝?的針擊，其中鋼或不銹鋼針束重復(fù)撞擊坯料150的斷開面152來鈍化 任何尖銳點。適當(dāng)?shù)男拚に噷?yōu)選避免斷開面污染的可能性。
現(xiàn)在看圖12-14，可看到根據(jù)本發(fā)明用于定位鑄錠100來進行斷 開的另一個實施例。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該實施例對于具有更好延展性的鑄錠 看來是優(yōu)選的。相同的部件標(biāo)有與圖6-11中所示的實施例相同的數(shù)字。 這里，在該實施例中的鑄錠100設(shè)置成使得下反作用板60的前邊緣 116經(jīng)過刻劃槽102的前肩108和后肩112定位。換句話說，刻劃槽 102完全設(shè)置在下反作用板60上方。下反作用板60的上表面114在 下接觸點126處支撐鑄錠100。顯然，下反作用板60的前邊緣116在 將變成加載點140處與坯料部分110相鄰設(shè)置。通常加載點140和前 肩108之間的距離d為約7/8"，但是可接受的范圍可以是從剛大于零 到約一英寸的任何范圍。上反作用板58將設(shè)置成使緩減部120在后肩 112上方延伸，其中接觸表面118的前拐角122布置在加載點140后 面，優(yōu)選布置在刻劃槽102的另一側(cè)上。當(dāng)施加栽荷L時，在緩減部 120處的反作用力進一步減小在加載點140處的應(yīng)變。撞錘斷開墊68設(shè)置用于將載荷施加到鑄錠100的遠(yuǎn)端70。
加載點140變成支點，圍繞所述支點，載荷L產(chǎn)生力矩。圖13 顯示了產(chǎn)生載荷L的撞錘斷開墊68和坯料支架78的定位，圖14顯 示了斷開后各部件的位置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該定位對于具有較高延展性的 鑄錠IOO看來是優(yōu)選的。
形成鑄錠100的材料的延展性還將確定載荷力L施加到坯料部分 IIO上的何處。較低的延展性意味著如前面所示載荷力L將施加在鑄 錠100的遠(yuǎn)端70處。但是較高的延展性可能要求載荷力L施加到遠(yuǎn) 端70內(nèi)側(cè)。圖15顯示了使載荷力L的定位能夠可調(diào)的實施例?？梢?動撞錘斷開墊160布置在液壓機56中，液壓機56平行于鑄錠100縱 軸即沿線A-A側(cè)向移動。以這種方式，控制系統(tǒng)可將撞錘斷開墊160 定位在用于接觸坯料部分上表面上的任何位置。
可看出，根據(jù)本發(fā)明用于刻劃鑄錠并且將其斷開為單個坯料的方 法包括以淺凹槽刻劃鑄錠周圍，然后使鑄錠在刻劃線處斷開。該方法 可使用設(shè)備10實現(xiàn)。 一個或多個鑄錠IOO放置在支架22上。最前面 的鑄錠前進到稱重臺24。期望材料重量的適當(dāng)坯料長度由控制系統(tǒng)根 據(jù)由稱重臺24提供的信息計算。由于稱重臺24具有沿鑄錠長度設(shè)置 在不止一點處的稱，因此可將在不同點處的材料密度考慮在內(nèi)。因而， 單個鑄錠100可分割為不等長度的坯料，但是每一個具有相同的重量。 然后鑄錠100被輸送到傳送裝置30,其使鑄錠前進到刻劃臺12。當(dāng)鑄 錠100正確設(shè)置在刻劃組件28內(nèi)來形成用于第一坯料的刻痕時，卡盤 38將移動到閉合位置?？虅澖M件28然后移動至接合位置，在該接合 位置，切割工具42接觸鑄錠表面來以預(yù)定凹槽深度形成初始刻劃槽 102?？ūP38然后旋轉(zhuǎn)360。來使刻劃槽圍繞鑄錠沿周向延伸。然后切 割工具42從鑄錠移動離開到分離位置，并且卡盤38打開。然后鑄錠 IOO前進等于期望坯料長度的長度，卡盤38在所述位置上閉合，并且 形成第二刻劃槽102。這個過程持續(xù)進行直到已經(jīng)刻劃整個鑄錠100 來形成要從鑄錠斷開的坯料為止。然后鑄錠100由傳送裝置30前進到 斷開組件14。檢測器確定何時鑄錠刻劃線106到達位于用于從鑄錠斷開第一坯料的液壓機56下面的正確位置。當(dāng)鑄錠100相對于液壓機 56處于正確位置中時，夾具58， 60移動到閉合位置。然后液壓機56 致動，由此撞錘斷開墊68支撐鑄錠100的遠(yuǎn)端來斷開坯料150。坯料 150由坯料支架78接收，坯料支架78移動來將坯料從斷開臺14送出。 鑄錠100由夾具58， 60松開，并且前進使得下一個刻劃線106正確設(shè) 置在液壓機56下面。繼續(xù)該循環(huán)，直到整個鑄錠IOO已經(jīng)斷開成坯料 150。在離開斷開組件14后，坯料150可選地被輸送到修整臺來平整 坯料150斷開面152上的任何尖銳點。
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備相對于現(xiàn)有方法和設(shè)備具有幾個優(yōu)點。 首先，使在從鑄錠形成坯料過程中的材料損失最小化?？蓛?yōu)化凹槽深 度來使切割刻劃槽時從鑄錠切割的材料量最小化。而且，由于車床用 于刻劃鑄錠，從鑄錠切割的材料以碎屑離開，所述碎屑可收集和回收 以用于以后使用。而且，減小了坯料污染的風(fēng)險。通過使用由例如碳 化硅纖維強化陶f:等硬材料制成的切割工具來形成淺凹槽，幾乎沒有 微粒從切割工具轉(zhuǎn)移到鑄錠。而且，所述設(shè)備特別有效。所述設(shè)備完 全自動化，并且因而節(jié)約時間和操作成本。所述設(shè)備可調(diào)節(jié)來適應(yīng)不 同直徑的鑄錠。
雖然以上結(jié)合一些其特定實施例對本發(fā)明進行了具體描述，但是 應(yīng)可理解，這只是示例性的，而不是限制性的，并且所附權(quán)利要求的 范圍應(yīng)解釋為與現(xiàn)有技術(shù)允許的一樣寬。例如，撞錘斷開墊68不必具 有凹槽或傾斜，而是可設(shè)置來接觸坯料部分110上的任何位置。但是 顯然，撞錘斷開墊接觸坯料部分110處距離刻劃槽102， 104越遠(yuǎn)，關(guān) 于加栽點130的力矩越大。
權(quán)利要求
1. 一種由超合金材料的鑄錠(100)形成坯料(150)的方法，其特征在于以下步驟將所述鑄錠(100)的周圍刻劃以凹槽(102，104)，將鑄錠(100)固定在與所述凹槽(102，104)相鄰的上反作用板(58)和下反作用板(60)之間，和遠(yuǎn)離凹槽(102，104)沖壓所述鑄錠(100)的坯料部分(110)，直到凹槽中的應(yīng)力斷裂使坯料(150)在凹槽(102，104)處從鑄錠(100)斷開。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，凹槽(102)由前肩(108) 和后肩(112)之間的刻劃線(106)形成，并且下反作用板(60)具 有前邊緣(U6)，其特征還在于，在固定步驟中，前邊緣(116)定位 在前肩(108)和后肩(112)之間來形成加載點(130)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述凹槽(102)由前肩 (108)和后肩(112)之間的刻劃線(106)，并且下反作用板(60)具有前邊緣(116)，其特征還在于，在固定步驟中，前邊緣(116)與 所述下反作用板(60)相鄰定位來形成加載點(140)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的方法，其中，所述上反作用 板(58 )具有在前拐角(122 )和前邊緣(124 )之間延伸的緩減部(120 )， 其特征還在于，所述前拐角(122)遠(yuǎn)離所述凹槽(102， 104)定位。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征還在于修整所 述坯料(150)上斷開面(152)來減小所述斷開面上的尖銳點(154) 的步驟。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述修整步驟包括針擊所 述斷開面(152)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中任一項所述的方法，其中，所述鑄錠(IOO) 的所述坯料部分(110)在沖壓步驟中在遠(yuǎn)端(7)處被沖壓。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的方法，其特征還在于確定所述坯料部分(110)長度的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述確定步驟包括輸入期 望坯料(150)的預(yù)定重量，在多于一點處對所述鑄錠(100)進行稱 重，以確定其長度上的密度，并且計算形成所述預(yù)定重量的坯料(150) 所需要的坯料部分(110)的長度。
10. —種用于由超合金材料的圓柱狀鑄錠(100 )形成坯料(150 ) 的設(shè)備，其特征在于用于在所述鑄錠(100)中形成周向刻劃槽(102， 104)的刻劃臺(14)和用于使所述鑄錠(100)的坯料部分(110)在 所述刻劃槽(102， 104)處斷開以形成所述坯料(150)的斷開臺(16)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其特征還在于，通過稱重組件 (24)來計算所述坯料部分(110)的長度。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10-11中任一項所述的設(shè)備，其中，所述刻劃 臺(14)為車床。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一項所述的設(shè)備，其特征還在于能 夠以35和90度之間的角度形成刻劃槽(102， 104)的切割工具(42， 48)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項所述的設(shè)備，其中，所述斷開 臺(16 )包括支撐組件(57 )，所述支撐組件(57 )包括上反作用板(58 ) 和下反作用板(60),所述上反作用板(58)和下反作用板(60)能相 對于彼此可從其中所述鑄錠(100 )能不受阻礙地移動經(jīng)過所述支撐組 件(57)的打開位置移動到其中所述鑄錠固定在所述上反作用板(58) 和下反作用板(60)之間的閉合位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述上反作用板(58) 具有在前拐角(122)和前邊緣(124)之間延伸的緩減部(120),其 中在所述閉合位置中，所述前拐角(122)遠(yuǎn)離所述凹槽(102， 104) 定位。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14-15中任一項所述的設(shè)備，其中，所述凹槽 (102)由在前肩(108)和后肩(112)之間的刻劃線(106)形成，并且所述下反作用板(60)具有前邊緣(116)，其中在所述閉合位置中，所述前邊緣(116)位于所述前肩(108)和后肩(112)之間來形 成加載點(130)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14-15中任一項所述的設(shè)備，其中，所述凹槽 (102)由在前肩(108)和后肩(112)之間的刻劃線(106)形成，并且所述下反作用板(60)具有前邊緣(116)，其中在所述閉合位置 中，所述前肩(108)與所述下反作用板(60)相鄰定位來形成加載點 (140)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項所述的設(shè)備，其中，所述上反 作用板(58)和下反作用板(60)中的至少一個是彎曲的。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，彎曲的曲率半徑大于所 述鑄錠(100)的半徑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10-19中任一項所述的設(shè)備，其中，所述斷開 臺(16)包括用于壓靠著所述坯料部分(110)的撞錘斷開墊(68)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述撞錘斷開墊(68) 具有相對于所述鑄錠(100)成角度設(shè)置的寬角度凹槽面(140)，以接 觸所述鑄錠的遠(yuǎn)端(70)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于刻劃鑄錠(100)和將其斷開為坯料(150)的設(shè)備，包括刻劃臺(12)和斷開臺(14)。所述刻劃臺(12)包括在所述鑄錠中在期望坯料長度處形成淺的周向凹槽(102，104)的車床。所述斷開臺(16)包括液壓機(64)，其沖擊所述鑄錠的坯料部分(110)來將坯料(150)在刻劃線(106)處從所述鑄錠斷開。所述設(shè)備可還包括控制系統(tǒng)，用于使所述方法自動化并且沿所述鑄錠長度在不同點處對所述鑄錠進行稱重，計算所述鑄錠的密度，并且使用該信息來確定給定材料重量所需的期望坯料長度。
文檔編號B23D21/00GK101421066SQ200780013656
公開日2009年4月29日 申請日期2007年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月20日
發(fā)明者B·德克拉克, M·霍克 申請人:高級壓力機自動裝置公司