外径中部带法兰的杯类零件锻造方法技术

技术编号:4760034 阅读:222 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了外径中部带法兰的杯类零件锻造方法,它包括有如下步骤:镦锻:将圆柱体的预锻件的外径进行镦锻,圆柱体中部的外径变粗,使圆柱体的形状变为鼓形的预锻坯。冲孔:将锻造好的预锻坯放置在模腔内,利用模具的锻模芯棒压向预锻坯,使预锻坯的中部被挤压出一个杯孔,使预锻坯形成一杯体。压法兰:将杯体放进模腔里,锻模芯棒置于杯孔内,上模往下压,杯体产生形变,最终形成外径中部带法兰的杯类件。本发明专利技术具有锻造方法好、成本低等性能,解决了杯体内产生夹缝的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种杯类的锻件方法,特别涉及的是外径中部带法兰的杯类零件锻造 方法。
技术介绍
杯类锻件是常见的锻件,由于可大量节省原材料、减少加工工序,杯类零件在生产 中大量采用。杯类锻件常见的几种形式如下纯杯类锻件、口部带法兰的杯类锻件和底部带法 兰的杯类锻件。上述的三种方式见图6、7、8所示。其中纯杯类锻件的工艺很简单,坯件在 模具中进行反挤压即可完成。口部带法兰的杯类锻件也比较简单,首先进行锻造法兰,最后 进行反挤压筒部,即可完成。底部带法兰的杯类锻件同样比较简单,首先进行反挤压筒部, 之后再进行锻造法兰。但是有些中间带法兰杯类锻件,如图9所示。此类锻件通常只能依靠加大局部加 工余量,用上述口部带法兰的杯类锻件或底部带法兰的杯类锻件的工艺锻造,之后再利用 机加工,将多余的材料车去,如图9、10所示。又或者只有将中间法兰与杯体分开制成分体, 然后组装,这样做成本大大增加、费时、费力。还有一种是有人利用直接锻造的方法来锻造中间带法兰杯类锻件。即是下 料一直接锻造,如图12、13、14、15所示。但是这样锻造会出现下面的不良现象。如图14、15所示,锻件在K部,产生了夹缝。这里分析产生夹缝的原因由于材料需要入模腔并定位,料坯的直径只能选择与锻件外径相同的直径。这样, 在(模具提供的)外力P的作用下,成形初期必然产生反挤压变形,金属向上方向流动。如 下图12所示。当材料被反挤压向上流动至口部材料接触上模时,上模F力阻止了材料继续上行 流动,根据金属变形最小阻力定律,金属改变流动方向,超外径方向流动。如图13所示。随着模具继续往下压,金属坯底部的材料不断地被反挤压后,先向上流动,再遇到 模具的阻力后改变方向,向外径方向流动,K区的金属受到向外流动的金属的牵引,如图14 所示。这时,随着大量金属向外径方向流动,由于固态金属是连续体,向外径方向流动的 金属材料,会牵拉着与之相邻的材料一起向外径方向流动。在材料在K区,形成一个“负压” 区,材料受到的不再是来自模具的压应力,而是受到相邻金属变形时产生的牵引式拉应力。 从而导致K区产生夹缝,折叠。如图15。从上面分析可以看到,采取这种方法锻造,金属材料会产生流向的转折,或者叫金 属流动方向的改变。这种转折,导致金属变形量增大,变形量增大会导致材料变形硬化。材 料硬化增加,导致变形功需求增加,最终导致变形需要的力增大,模具受力加剧,寿命降低。 这种锻造方法的分模面,如图16所示。再有,由于变形力加大,为了减少变形力,增加模具寿命,模具上影响金属流动的一些结构,如拐角就必须做成圆弧过渡以避免模具开裂,这样就需要将锻件结构简化,增加 加工余量。为了机械加工去除加在圆弧面上的余料,还需给圆弧面的相邻面加加工余量,以 保证加工时不产生结合面不顺的弊端。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术中的不足而提供锻造方法好、成本低的外径中部带 法兰的杯类零件锻造方法。为了解决上述存在的技术问题,本专利技术采用下列技术方案,其特征在于包括有如下步骤一、镦锻将 圆柱体的预锻件的外径进行镦锻,圆柱体中部的外径变粗,使圆柱体的形状变为鼓形的预 锻坯。二、冲孔将锻造好的预锻坯放置在模腔内,利用模具的锻模芯棒压向预锻坯,使预锻 坯的中部被挤压出一个杯孔,使预锻坯形成一杯体。三、压法兰将杯体放进模腔里,锻模芯 棒置于杯孔内,上模往下压,杯体产生形变,最终形成外径中部带法兰的杯类件。如上所述的,其特征在于所述第三步骤还可 分为三个小步一、终锻前期杯体的金属受到来自模具的压力f,产生镦粗变形。二、终锻 中期随着杯体的变形量逐渐加剧,模具加载在杯体上的方向朝着模具心部的压力Π逐渐 加大,而杯体心部的金属受到压应力无法向外部流动,杯体外径部位的金属在Π压力作用 下,金属流向产品法兰的部位。二、终锻后期随着流动到法兰部位的金属越来越多,使之形 成法兰,最终在模具中形成产品所要求的形状和尺寸。如上所述的,其特征在于所述预锻件的外径 大于终锻件的外径。如上所述的,其特征在于所述预锻件的高度 与最大直径比< 2.2。如上所述的,其特征在于在冲压出杯体的工 序中,冲压时其内径高度比设计的高度要> l_2mm。本专利技术与现有技术相比有如下优点本专利技术采用完全压应力环境的两序锻造工艺,先利用模具将预锻坯进行反挤压, 使之形成杯体;之后再进行终锻,使之成型。由于杯体在终锻过程中外径材料在压应力作用 下变形的,故在K区不会产生负压区,从而不会产生夹缝。由于采用两序锻造工艺,故其减少了机加余量,免除了分开加工组装等工序,大大 降低了成本。再有采用两序锻造,使得模具在锻压过程中所受压力减小,从而提高了模具寿命。最后终锻过程中,外径材料在压应力作用下变形,形成法兰,解决了长期以来此类 锻压产品所出现的夹缝等质量缺陷。附图说明图1是本专利技术预锻坯的剖视图;图2是预锻坯被挤压成杯体的剖视图;图3是终锻前期的剖视图4是终锻中期的剖视图;图5是终锻后期的剖视图;图6是本专利技术冲压杯体的模具剖视图;图7是现有技术纯杯类锻件的剖视图;图8是现有技术口部带法兰的杯类锻件的剖视图;图9是现有技术底部带法兰的杯类锻件的剖视图;图10是现有技术中部带法兰的杯类锻件的剖视图;图11是现有技术加大局部加工余量来制造中部带法兰的杯类锻件的剖视图之 图12是现有技术加大局部加工余量来制造中部带法兰的杯类锻件的剖视图之图13是现有技术 1接锻造中部带法i:竺的杯类锻件的剖视图之一;图14是现有技术 1接锻造中部带法i:竺的杯类锻件的剖视图之二;图15是现有技术 1接锻造中部带法i:竺的杯类锻件的剖视图之三;图16是现有技术 1接锻造中部带法i:竺的杯类锻件的剖视图之四;图17是现有技术 1接锻造中部带法i:竺的杯类锻件分模面的剖视图图18是预锻坯的立体图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述,其包括有如下步骤1、镦锻将圆柱体的 预锻件的外径进行镦锻,使圆柱体中部的外径变粗,形成中间法兰所需要的材料,圆柱体中 部变粗后形成使预锻坯1,使预锻坯的形状呈鼓形。在锻造预锻坯过程中,一般预锻件的外 径一定要大于终锻件的外径,如图1所示。2、冲孔将锻造好的预锻坯放置在模腔内,利用模具的锻模芯棒压5向预锻坯,使 之挤压成杯形状,预锻坯受到模具给予的压力,产生塑性变形,使被挤压的金属流向四周上 方外围,最终使预锻坯的中部被挤压出一个杯孔2,使预锻坯形成一杯体3。此步骤中材料 的受力状态金属受到模具给予的压力P,产生塑性变形,塑性变形产生金属流动,形成杯 体。如示图2所示。3、压法兰将杯体放进模腔里,杯体的底部至于下模面,杯体的上部至于上模面, 锻模芯棒置于杯孔内,此时上模往下压,模腔内突出的部分先与杯体接触,使与模腔接触的 杯体部分产生塑性变形,上模继续往下压,最终使杯体的周面上、下边缘处的金属在压应力 作用下变形,使杯体外径有一部分被镦锻变形,使之形成法兰4,最终形成外径中部带法兰 的杯类件。如示图3、4、5所示。上述第3步骤还可分为3个小步一、终锻前期杯体金属受到来自模具的压力f, 产生镦粗变形,如图3所示。二、终锻中期随着杯体的变形量逐渐加剧,模具加载在杯体上的方向朝着模具心 部的压力Π逐渐加大,而心部的金属受到压应力无法向外部流动,外径部位金属本文档来自技高网
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【技术保护点】
外径中部带法兰的杯类零件锻造方法,其特征在于包括有如下步骤:一、镦锻:将圆柱体的预锻件的外径进行镦锻,圆柱体中部的外径变粗,使圆柱体的形状变为鼓形的预锻坯;二、冲孔:将锻造好的预锻坯放置在模腔内,利用模具的锻模芯棒压向预锻坯,使预锻坯的中部被挤压出一个杯孔,使预锻坯形成一杯体;三、压法兰:将杯体放进模腔里,锻模芯棒置于杯孔内,上模往下压,杯体产生形变,最终形成外径中部带法兰的杯类件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:许忠仓何坚
申请(专利权)人:中山市三丰金属锻造有限公司
类型:发明
国别省市:44

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