本发明涉及锻造制造，尤其是一种内外台阶圈类锻造装置及锻造方法。
背景技术：
1、在风电领域异形圈类产品中，内外台阶异形圈类锻件的结构为外圆和内孔均带有台阶，形状较为复杂，如风电主轴，由于该类锻件直径大、高度小，前期对于此类锻件只能采用整体包覆工艺生产，之后的外圆和内孔台阶形状需要依靠机械加工来实现，但依靠机械加工的方式加工后续的台阶形状，会导致产品加工余量大，造成原材料浪费严重，生产效率低，生产周期长的问题。此外，采用机械加工这种生产方式加工台阶形状，会对产品纤维的连续性造成破坏，从而降低了产品的机械性能，最终影响产品质量稳定和使用寿命。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种内外台阶圈类锻造装置及锻造方法，针对异形圈类锻件，设计对应的锻模和冲头，以解决现有技术生产内外台阶圈类锻件需由机械加工成型，导致锻件纤维流线遭到破坏，机械性能不好等问题的同时降低原材料消耗。
2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
3、第一方案，一种内外台阶圈类锻造装置，包括内模、外模和冲头，内模外圆与外模的下部内孔间隙配合，内模内侧为中心内孔，中心内孔的尺寸与异形圈类锻件的小内孔尺寸适配，中心内孔与内模外圆之间的内模顶面上形成台阶内孔，用于形成异形圈类锻件的台阶外圆；外模为内孔带台阶圈类形状；冲头由下部圆柱和中部圆弧结构组成，下部圆柱和中部圆弧结构的连接处用于形成异形圈类锻件的内部台阶。
4、作为进一步的实现方式，所述冲头的形状与异形圈类锻件的内侧形状相同。
5、作为进一步的实现方式，所述下部圆柱底端的尺寸与内模的中心内孔的尺寸适配。
6、作为进一步的实现方式，所述下部圆柱为带斜度的圆柱形状。
7、作为进一步的实现方式，所述外模从下到上依次为下部内孔、中部内孔和上部内孔，中部内孔带有斜度，尺寸与异形圈类锻件外圆小台阶毛坯成品直径尺寸适配。
8、作为进一步的实现方式，所述外模的上部内孔尺寸与异形圈类锻件外圆大直径毛坯成品直径尺寸适配，上部内孔和中部内孔之间形成台阶结构。
9、作为进一步的实现方式，所述外模的中部内孔的斜度为2-3°。
10、作为进一步的实现方式，各台阶处做倒角和圆角处理。
11、作为进一步的实现方式，还包括窄砧，用于旋压坯料，形成圆坯台阶外圆和第二圆坯外圆。
12、第二方面，一种内外台阶圈类锻造方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的内外台阶圈类锻造装置，包括如下步骤：
13、将钢锭锻至带孔圆坯，圆坯内孔大小与冲头下部圆柱和内模中心内孔直径一致，圆坯的第一圆坯外圆小于外模中部内孔直径；用窄砧对圆坯顶端面旋压，形成圆坯台阶外圆和第二圆坯外圆；将坯料倒置放入锻模内，圆坯台阶外圆与内模的台阶内孔配合，第二圆坯外圆与外模的中部内孔底端位置配合，用冲头冲入坯料，冲头的下部圆柱伸入圆坯内孔，冲头向下移动并通过中部圆弧结构对坯料进行涨孔和扩孔，促使坯料内孔与冲头贴合，外圆充满锻模内孔型腔，使坯料下端面与内模上端面贴合，最后脱掉冲头，脱出坯料。
14、上述本发明的有益效果如下：
15、1.本发明针对异形圈类锻件，设计对应的锻模和冲头，以解决现有技术生产内外台阶圈类锻件需由机械加工成型，导致锻件纤维流线遭到破坏，机械性能不好等问题的同时降低原材料消耗。
16、2.本发明利用窄砧先对圆形坯料进行旋压，形成圆坯台阶外圆和第二圆坯外圆，以便于后续冲头冲入圆坯内孔时，坯料能更好的充满锻模型腔。
17、3.本发明的锻造装置结构简单，材料易得，易于制造，操作方便，可以有效提高生产效率，降低生产成本。
1.一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，包括内模、外模和冲头，内模外圆与外模的下部内孔间隙配合，内模内侧为中心内孔，中心内孔的尺寸与异形圈类锻件的小内孔尺寸适配，中心内孔与内模外圆之间的内模顶面上形成台阶内孔，用于形成异形圈类锻件的台阶外圆；外模为内孔带台阶圈类形状；冲头由下部圆柱和中部圆弧结构组成，下部圆柱和中部圆弧结构的连接处用于形成异形圈类锻件的内部台阶。
2.根据权利要求1所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，所述冲头的形状与异形圈类锻件的内侧形状相同。
3.根据权利要求2所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，所述下部圆柱底端的尺寸与内模的中心内孔的尺寸适配。
4.根据权利要求3所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，所述下部圆柱为带斜度的圆柱形状。
5.根据权利要求1所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，所述外模从下到上依次为下部内孔、中部内孔和上部内孔，中部内孔带有斜度，尺寸与异形圈类锻件外圆小台阶毛坯成品直径尺寸适配。
6.根据权利要求5所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，所述外模的上部内孔尺寸与异形圈类锻件外圆大直径毛坯成品直径尺寸适配，上部内孔和中部内孔之间形成台阶结构。
7.根据权利要求5任一所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，所述外模的中部内孔的斜度为2-3°。
8.根据权利要求1-6任一所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，各台阶处做倒角和圆角处理。
9.根据权利要求1所述的一种内外台阶圈类锻造装置，其特征在于，还包括窄砧，用于旋压坯料，形成圆坯台阶外圆和第二圆坯外圆。
10.一种内外台阶圈类锻造方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一所述的内外台阶圈类锻造装置，包括如下步骤：
