CN108500189A

CN108500189A - 一种带直边锥形筒体锻件的成型模具及锻件锻造方法

Info

Publication number: CN108500189A
Application number: CN201810186523.8A
Authority: CN
Inventors: 赵毅; 高锦张; 顾仲
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-09-07

Abstract

本发明提供一种带直边锥形筒体锻件的成型模具及锻件锻造方法，该成型模具由上模板(1)、定位销(2)、紧固螺栓(3)、上垫板(4)、锥筒锻件(5)、专用凹模(6)、凹模固定支座(7)、下垫板(8)、下模板(9)、顶杆(10)、顶块(11)、专用凸模(12)组成；该锻件成型方法为：将钢锭将热到一定温度，然后进行开坯锻造，制得毛坯。将钢锭加热至1150℃左右，进行拔长和镦粗两工序，使其加工成一定尺寸。回炉加热锻件1150℃左右保温1小时，然后再进行拔长和镦粗操作，当坯料镦粗至一定尺寸时，然后使用定直径冲头对其进行冲孔和扩孔操作。回炉加热坯料至1150℃左右，保温规定时间，插入芯棒进行芯轴拔长操作。借助专用模具组合进行挤压成形。该方法，成形工序少，操作简单，可以成形不同规格的锥形筒体锻件，适用范围广。

Description

一种带直边锥形筒体锻件的成型模具及锻件锻造方法

技术领域

本发明是一种带直边锥形筒体锻件锻造方法及成型模具组合，属于锻造技术制造领域。

背景技术

现有技术生产带直边锥形筒体锻件的方法主要采用自由锻造制成，其主要锻造工序为：

第一火：钢锭压钳把，倒棱，去除水冒口；

第二火：镦粗、拔长、下料；

第三火：拔长滚圆、镦粗；

第四火：拔长滚圆、镦粗、冲孔、扩孔；

第五火：芯轴拔长成品长度，再经芯轴拔长成形阶梯坯料；

第六火：进行马架扩孔成形筒体锥度；

第七火：使用专用整形模具成形锥筒两端直边，并整形成锻件图尺寸。

传统工艺方法有如下缺点：

1.锻造火次多，生产周期长，生产效率低，材料利用率低，浪费原材料；

2.锥筒锥度的成形方法没有科学的设计依据，主要依赖于生产经验锻造成形；

3.锻件内部质量不稳定，机械性能较差。

4.完全采用自由锻造方法只能生产锻造性能较好的钢种，对于有色金属材质的锥筒成形不适用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种带直边锥形筒体锻件的成型模具及锻件锻造方法。该方法成形工序少，操作简单，可以成形不同规格的锥形筒体锻件，不仅局限于钢材质的锥筒成形，还适用于有色金属材质的锥筒成形，适用范围广。此外，还可以改善传统方法中锻造火次多，生产效率低，资源耗费大、产品机械性能不稳定等缺点。

技术方案：本发明提供一种带直边锥形筒体锻件的成型模具，该成型模具由上模板、定位销、紧固螺栓、上垫板、锥筒锻件、专用凹模、凹模固定支座、下垫板、下模板、顶杆、顶块、专用凸模组成；其中，在下模板的上方设有下垫板，在下垫板的上方设有凹模固定支座，在凹模固定支座中的凹槽中设有专用凹模，在凹模固定支座的中部位置设有顶块，在顶块的下部设有顶杆；在上模板的下部设有上垫板，在上垫板的下部设有专用凸模，其中上模板、上垫板、专用凸模由定位销、紧固螺栓进行定位和固定；工作时，顶块的上部与专用凸模的下部相接触。

其中：

所述的专用凹模和专用凸模与锻件接触的轮廓形状与成品锻件外形轮廓相同。

所述的凹模固定支座采用分块拼接式结构，便于灵活调节不同规格的凸凹模之间的间隙，成形不同厚度的锥形筒体锻件；

所述的由顶杆位于顶块的下部，顶杆穿过凹模固定支座、下垫板、下模板，并与凹模固定支座、下垫板、下模板滑动配合组成的弹性卸料装置，在成形结束时，将锻件向上顶出一定高度，便于操作机取出锻件。

本发明的带直边锥形筒体锻件的成型模具的锻件锻造方法包括以下步骤：

第一火：将钢锭加热到1100℃-1200℃，进行保温，然后进行压钳把、倒棱、去除水冒口的开坯锻造操作；

第二火：将钢锭回炉加热至1100℃-1200℃，按保温，进行镦粗、拔长、下坯料；

第三火：回炉加热所述的坯料至1100℃-1200℃，保温，进行拔长、滚圆、镦粗操作，然后进行冲孔、扩孔至设定尺寸；

第四火：回炉加热第三火扩孔后的坯料至1100℃-1200℃，保温，插入芯棒进行芯轴拔长操作，使其坯料长度达到成品尺寸的78％-82％；

第五火：回炉加热第四火拔长操作后的坯料至1100℃-1200℃，按进行保温，然后采用所述的带直边锥形筒体锻件的成型模具进行挤压成形。

其中，

所述的第二火中，下料的量比传统锻造工艺方法设计的量少10％-25％。

第四火中，芯轴拔长操作中，只需控制芯轴拔长完成后的坯料长度为成品锻件长度的70-90％即可。

凸凹模之间的间隙是可调的，用于成形大径不大于2000mm，厚度不大于100mm的中小型带直边锥形筒体锻件。

所述的保温时间为1小时-5小时。

该种成形方法和模具组合可以用于挤压成形钢、铝合金等材质的锥筒。

带直边锥形筒体锻件挤压成形专用模具的工作原理：依据目标产品的尺寸厚度信息，调整凹模固定支座的位置，将与成品配套的凹模固定于凹模支座中。然后，将冲孔、扩孔完成后的坯料放入凹模内，最后，在压机的操作下将凸模下压，当凸模与顶块相接触时，带直变锥筒成形完成。借助模具辅助挤压成形，生产效率高，且挤压成形可以使坯料内部应力状态呈现三向压应力状态，有利于改善内部缺陷，提高产品机械性能。

有益效果：本发明的积极效果是：操作简单，可以成形不同规格的锥形筒体锻件，而且不仅局限于钢材质的锥筒成形，还适用于有色金属材质的锥筒成形，适用范围广；借助模具辅助挤压成形，生产效率高，且挤压成形可以使坯料内部应力状态呈现三向压应力状态，有利于改善内部缺陷，提高产品机械性能。此外，还适用该方法时，下料可以比传统方法减少10-25％的原材料，节约原材料；进行芯轴拔长操作时，只需将其坯料长度拔长至成品尺寸的70-90％左右即可，简化操作。

附图说明

图1为带直边锥形筒体锻件示意图。

图2为借助专用成型模具组合成形带直边锥形筒体锻件的操作流程示意图。

图3为带直边锥形筒体锻件成型模具组合。

图中有：上模板1、定位销2、紧固螺栓3、上垫板4、锥筒锻件5、专用凹模6、凹模固定支座7、下垫板8、下模板9、顶杆10、顶块11、专用凸模12。

具体实施方式

本发明的一种带直边锥形筒体锻件的成型模具由上模板1、定位销2、紧固螺栓3、上垫板4、锥筒锻件5、专用凹模6、凹模固定支座7、下垫板8、下模板9、顶杆10、顶块11、专用凸模12组成；其中，在下模板9的上方设有下垫板8，在下垫板8的上方设有凹模固定支座7，在凹模固定支座7中的凹槽中设有专用凹模6，在凹模固定支座7的中部位置设有顶块11，在顶块11的下部设有顶杆10；在上模板1的下部设有上垫板4，在上垫板4的下部设有专用凸模12，其中上模板1、上垫板4、专用凸模12由定位销2、紧固螺栓3进行定位和固定；工作时，顶块11的上部与专用凸模12的下部相接触。其中，专用凹模6和专用凸模12与锻件接触的轮廓特征和成品锻件外形轮廓相同；凹模固定支座7采用分块拼接式结构，便于灵活调节不同规格的凸凹模之间的间隙，成形不同厚度的锥形筒体锻件；由顶杆10和顶块11组成的弹性卸料装置，在成形结束时，可以将锻件向上顶出一定高度，便于操作机取出锻件。

带直边锥形筒体锻件挤压成形专用模具的工作原理为依据目标产品的尺寸厚度信息，调整凹模固定支座的位置，将与成品配套的凹模固定于凹模支座中。然后，将冲孔、扩孔完成后的坯料放入凹模内，最后，在压机的操作下将凸模下压，当凸模与顶块相接触时，带直变锥筒成形完成。借助模具辅助挤压成形，生产效率高，且挤压成形可以使坯料内部应力状态呈现三向压应力状态，有利于改善内部缺陷，提高锻件机械性能。

本发明提供了带直边锥形筒体锻件锻造方法有如下几步骤：

第一火：将钢锭将热到1150℃左右，依据规定的时间进行保温，然后进行压钳把、倒棱、去除水冒口等开坯锻造操作；

第二火：将钢锭回炉加热至1150℃左右，按规定时间保温，进行镦粗、拔长、下料；

第三火：回炉加热坯料1150℃左右，保温规定时间，进行拔长、滚圆、镦粗操作，然后进行冲孔、扩孔至一定尺寸。

第四火：回炉加热坯料至1150℃左右，保温规定时间，插入芯棒进行芯轴拔长操作，使其坯料长度达到成品尺寸的80％左右；

第五火：回炉加热第四火拔长操作后的坯料至1100℃-1200℃，进行保温，然后采用所述的带直边锥形筒体锻件的成型模具进行挤压成形。

Claims

1.一种带直边锥形筒体锻件的成型模具，其特征在于该成型模具由上模板(1)、定位销(2)、紧固螺栓(3)、上垫板(4)、锥筒锻件(5)、专用凹模(6)、凹模固定支座(7)、下垫板(8)、下模板(9)、顶杆(10)、顶块(11)、专用凸模(12)组成；其中，在下模板(9)的上方设有下垫板(8)，在下垫板(8)的上方设有凹模固定支座(7)，在凹模固定支座(7)中的凹槽中设有专用凹模(6)，在凹模固定支座(7)的中部位置设有顶块(11)，在顶块(11)的下部设有顶杆(10)；在上模板(1)的下部设有上垫板(4)，在上垫板(4)的下部设有专用凸模(12)，其中上模板(1)、上垫板(4)、专用凸模(12)由定位销(2)、紧固螺栓(3)进行定位和固定；工作时，顶块(11)的上部与专用凸模(12)的下部相接触。

2.根据权利要求1所述的带直边锥形筒体锻件的成型模具，其特征在于：所述的专用凹模(6)和专用凸模(12)与锻件接触的轮廓形状与成品锻件外形轮廓相同。

3.根据权利要求1所述的带直边锥形筒体锻件的成型模具，其特征在于：所述的凹模固定支座(7)采用分块拼接式结构，便于灵活调节不同规格的凸凹模之间的间隙，成形不同厚度的锥形筒体锻件。

4.根据权利要求1所述的带直边锥形筒体锻件的成型模具，其特征在于：所述的由顶杆(10)位于顶块(11)的下部，顶杆(10)穿过凹模固定支座(7)、下垫板(8)、下模板(9)，并与凹模固定支座(7)、下垫板(8)、下模板(9)滑动配合组成的弹性卸料装置，在成形结束时，将锻件向上顶出一定高度，便于操作机取出锻件。

5.一种采用权利要求1所述的带直边锥形筒体锻件的成型模具的锻件锻造方法，其特征是该锻件锻造方法包括以下步骤：

第二火：将钢锭回炉加热至1100℃-1200℃，保温，进行镦粗、拔长、下坯料；

6.根据权利要求5所述的锻件锻造方法，其特征在于所述的第二火中，下料的量比传统锻造工艺方法设计的量少10％-25％。

7.根据权利要求5所述的所述的锻件锻造方法，其特征在于第四火中，芯轴拔长操作中，只需控制芯轴拔长完成后的坯料长度为成品锻件长度的70-90％即可。

8.根据权利要求5所述的所述的锻件锻造方法，其特征在于所述的保温，其时间为1小时-5小时。