一种复合塑性成形的模具制造技术

本发明专利技术属于锻造技术领域，具体涉及一种复合塑性成形的模具，其中热锻模包括纵向型锁扣、成形制坯模膛、压扁制坯平台、终锻模膛和T型倒置压肩模膛5个主要组成部分；热冲压模包括凸模和凹模两个主要组成部分。本发明专利技术所需设备为吨位相对较小的30kN模锻锤，热锻模结构简单、紧凑，可靠性高，变形力小，提高锻模使用寿命至少3.8～10倍；热冲压模结构简单、紧凑，操作简单、安全，可靠性高，热冲压力小，效率高，使用寿命更高。本发明专利技术充分发扬了热锻模和热冲压模的优点，有效解决了在现有吨位相对较小的30kN模锻锤条件下打击能量不足、变形力大以及模锻效率低和锻模使用寿命低等难题。

A compound plastic forming die

【技术实现步骤摘要】
一种复合塑性成形的模具
本专利技术属于锻造
，具体涉及一种齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺及其热锻模和热冲压模。
技术介绍
以在模锻锤设备上模锻齿弧为例，现有模锻工艺过程主要有2种：一种是坯料加热→模锻(弯曲和终锻)→切边(在3150kN或6300kN切边压力机上切边)，优缺点是：工艺过程较简单，但模锻成形困难，变形力过大，效率低(弯曲和终锻总打击次数至少为13～15锤次/件)，锻模使用寿命不足3000件/套，所需模块尺寸大，所需模锻锤设备吨位为50kN、70kN(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)，不能在设备吨位相对较小的30kN模锻锤(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)上模锻成形；另一种是坯料加热→模锻(弯曲、预锻和终锻)→切边(在3150kN或6300kN切边压力机上切边)，优缺点是：模锻成形容易，变形力较小，效率较低(弯曲、预锻和终锻总打击次数至少为10～12锤次/件)，锻模使用寿命不足8000件/套，所需模块尺寸更大，所需模锻锤设备吨位为70kN、100kN(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)，更不能在设备吨位相对较小的30kN模锻锤(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)上模锻成形。从以上可以看出：现有齿弧热模锻成形的缺点特别明显，尤其是变形力大、应选择较大设备吨位的50kN、70kN或70kN、100kN模锻锤(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)以及模锻效率低和锻模使用寿命较低，能否在设备吨位相对较小的30kN模锻锤(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)上实现模锻成形、同时又有效降低变形力、提高模锻效率和锻模使用寿命则更具有挑战性意义。专利
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：提供一种热锻模和热冲压模，该热锻模和热冲压模是分别针对齿弧第一次热模锻成形和第二次热冲压成形而设计的，有效解决了在现有吨位相对较小的30kN模锻锤(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)条件下打击能量不足、变形力大以及模锻效率低和锻模使用寿命低等难题，最终可获得形状与尺寸一致性好的齿弧模锻件。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种复合塑性成形的模具，其包括热锻模和热冲压模；热锻模用于齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺中的热模锻成形，获得未全部达到最终形状与尺寸要求的齿弧半成品模锻件；热冲压模用于齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺中的热冲压成形，最终彻底达到齿弧模锻件的形状与尺寸要求。其中：所述热锻模包括纵向型锁扣1、成形制坯模膛2、压扁制坯平台3、终锻模膛4和T型倒置压肩模膛5；所述纵向型锁扣1纵向排列，位于热锻模的左侧和右侧；所述成形制坯模膛2纵向排列，位于左侧纵向型锁扣1之上；所述压扁制坯平台3纵向排列，位于左侧纵向型锁扣1与终锻模膛4之间的中左侧；所述终锻模膛4纵向排列，位于中左侧的压扁制坯平台3与右侧纵向型锁扣1之间的中右侧；T型倒置压肩模膛5纵向排列，位于右侧纵向型锁扣1之上。其中：所述的纵向型锁扣1用于控制锻模的导向，同时还兼用于容纳成形制坯模膛和T型倒置压肩模膛；所述的成形制坯模膛2用于成形制坯，制坯后的形状和尺寸与成形制坯热模锻件图的形状与尺寸相对应，上模模膛容积大于相对应终锻模膛容积的10％，下模模膛容积大于相对应终锻模膛容积的5％。其中：所述的压扁制坯平台3用于压扁制坯，为上下平面结构，其上平面为上模左侧飞边槽仓部上平面、下平面为下模左侧飞边槽底平面，左右有效宽度为上模左侧飞边槽仓部的加长宽度为80mm，压扁厚度与成形制坯的窄端平均宽度相匹配；所述的终锻模膛4用于齿弧半成品热模锻成形，其形状和尺寸与齿弧半成品热模锻件图的形状与尺寸相对应。其中：所述的T型倒置压肩模膛5用于在最终热冲压成形之前的T型倒置压肩，压肩后的形状和尺寸与压肩热模锻件图的形状与尺寸相对应；压肩斜度为0°，压肩过渡圆角半径为R8mm。其中：所述热冲压模包括凸模6和凹模7；所述的凸模6位于热冲压模的上部，用于热冲压弯曲齿弧热模锻件上部最终成形；凹模7位于凸模6的下部，用于容纳冲压弯曲后的齿弧半成品模锻件。其中：所述的凸模6包括凸模凹腔6a和压肩凸台6b，通过上部燕尾被固定在3150kN切边压力机上工作平台上，用于热冲压弯曲齿弧热模锻件上部最终成形；凸模6选材为热模具钢5CrMnMo，热处理硬度为41～47HRC。其中：所述的凸模凹腔6a底部弯曲直径比所对应的压肩热模锻件大1.0mm，凹腔深度比所对应的弯曲热模件高度大1.5mm，以弥补热弯曲后的回弹量；凹腔宽度比所对应的半成品热锻件厚度大6mm，凹腔底部定位倾斜角度与所对应的压肩热模锻件图相同，凹腔底部工作部分表面粗糙度为Ra＝1.6μm，左、右侧皆为竖直平面；所述的压肩凸台6b底部的压肩斜度与所对应的压肩热模锻件图的模锻斜度相同，底部弯曲直径与所对应的压肩热模锻件相同，底端部过渡圆角半径比弯曲热模件图所对应的圆角半径小3mm，左、右侧皆为竖直平面。其中：所述的凹模7包括定位凹腔7a、弯曲凹腔7b和卸料凹腔7c，用于热冲压弯曲齿弧热模锻件下部最终成形和容纳齿弧成品模锻件，通过夹紧螺栓被固定在3150kN切边压力机的下工作平台上；凹模7选材为热模具钢5CrMnMo，热处理硬度为41～47HRC。其中：所述的定位凹腔7a用于齿弧半成品热模锻件在弯曲前的两端部定位，前端深度和后端深度与所对应的压肩热模锻件图厚度相同，定位凹腔7a底部斜度与所对应的半成品热锻模件图的斜度相同；所述的弯曲凹腔7b用于热冲压弯曲成形和容纳齿弧成品模锻件，底部弯曲圆角半径比弯曲热模件图所对应的圆角半径大1.0mm，底部倾斜角度为7°，表面粗糙度为Ra＝1.6μm；所述的卸料凹腔7c用于卸除齿弧成品热模锻件，宽度比弯曲后的热锻模件宽度单边大30mm，卸料凹腔7c的深度比弯曲凹腔7b小30mm。(三)有益效果(1)本专利技术的一种复合塑性成形的模具，充分发扬了热锻模和热冲压模的优点，有效解决了在现有吨位相对较小的30kN模锻锤(或与之吨位相当的其它类型模锻设备)条件下打击能量不足、变形力大以及模锻效率低和锻模使用寿命低等难题，可获得形状与尺寸一致性好的齿弧模锻件。(2)本专利技术的一种复合塑性成形的模具，热锻模结构简单、紧凑，可靠性高，变形力小(终锻重击次数少为3～4锤次/件)，提高锻模使用寿命至少3.8～10倍(使用寿命至少3万件/套)；热冲压模结构简单、紧凑，操作简单、安全，可靠性高，热冲压力小(热冲压次数为1次/件)，效率高，使用寿命更高(使用寿命至少7万件/套)。(3)本专利技术的一种复合塑性成形的模具，也可为其它类似形状与尺寸模锻件成形提供了有力的参考依据。附图说明图1a为本专利技术中涉及的实施例齿弧模锻件主视图示意图；图1b为图1a的A-A剖视图；图2a为本专利技术的齿弧半成品热锻模(含上模和下模)装配图主视图示意图；图2b为图2a的俯视图(拆除图2a中的上模)示意图；图中，1-纵向型锁扣、2-成形制坯模膛、3-压扁制坯平台、4-终锻模膛、5-T型倒置压肩模膛；图3a为本专利技术中涉及的齿弧半成品热模锻件成形制坯主视图示意图；图3b为图3a的俯视图示意图；图4a为本专利技术中涉及的齿弧半成品热锻件主视图示意图；图4b为图4a的俯视图；图5a为本专利技术中涉及的齿弧半成品热模锻件压肩成形主视图示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合塑性成形的模具，其特征在于：包括热锻模和热冲压模；热锻模用于齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺中的热模锻成形，获得未全部达到最终形状与尺寸要求的齿弧半成品模锻件；热冲压模用于齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺中的热冲压成形，最终彻底达到齿弧模锻件的形状与尺寸要求。

【技术特征摘要】
1.一种复合塑性成形的模具，其特征在于：包括热锻模和热冲压模；热锻模用于齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺中的热模锻成形，获得未全部达到最终形状与尺寸要求的齿弧半成品模锻件；热冲压模用于齿弧热模锻和热冲压复合塑性成形工艺中的热冲压成形，最终彻底达到齿弧模锻件的形状与尺寸要求。2.根据权利要求1所述的复合塑性成形的模具，其特征在于：所述热锻模包括纵向型锁扣(1)、成形制坯模膛(2)、压扁制坯平台(3)、终锻模膛(4)和T型倒置压肩模膛(5)；所述纵向型锁扣(1)纵向排列，位于热锻模的左侧和右侧；所述成形制坯模膛(2)纵向排列，位于左侧纵向型锁扣(1)之上；所述压扁制坯平台(3)纵向排列，位于左侧纵向型锁扣(1)与终锻模膛(4)之间的中左侧；所述终锻模膛(4)纵向排列，位于中左侧的压扁制坯平台(3)与右侧纵向型锁扣(1)之间的中右侧；T型倒置压肩模膛(5)纵向排列，位于右侧纵向型锁扣(1)之上。3.根据权利要求2所述的复合塑性成形的模具，其特征在于：所述的纵向型锁扣(1)用于控制锻模的导向，同时还兼用于容纳成形制坯模膛和T型倒置压肩模膛；所述的成形制坯模膛(2)用于成形制坯，制坯后的形状和尺寸与成形制坯热模锻件图的形状与尺寸相对应，上模模膛容积大于相对应终锻模膛容积的10％，下模模膛容积大于相对应终锻模膛容积的5％。4.根据权利要求3所述的复合塑性成形的模具，其特征在于：所述的压扁制坯平台(3)用于压扁制坯，为上下平面结构，其上平面为上模左侧飞边槽仓部上平面、下平面为下模左侧飞边槽底平面，左右有效宽度为上模左侧飞边槽仓部的加长宽度为80mm，压扁厚度与成形制坯的窄端平均宽度相匹配；所述的终锻模膛(4)用于齿弧半成品热模锻成形，其形状和尺寸与齿弧半成品热模锻件图的形状与尺寸相对应。5.根据权利要求4所述的复合塑性成形的模具，其特征在于：所述的T型倒置压肩模膛(5)用于在最终热冲压成形之前的T型倒置压肩，压肩后的形状和尺寸与压肩热模锻件图的形状与尺寸相对应；压肩斜度为0°，压肩过渡圆角半径为R8mm。6.根据权利要求5所述的复合塑性成形的模具，其特征在于：所述热冲压模包括凸模(6)和凹模(7)；所述的凸模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志广，张雪冬，秦新锋，王俭，殷彬栋，
申请(专利权)人：国营第六一六厂，
类型：发明
国别省市：山西,14