闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，该装置包括至少3根顶杆和底座，所述模锻的下锻模中设有通孔，所述顶杆的下端固定在所述底座上并且其上端穿过下锻模的通孔与模具型腔内的大型异形结构锻件的不同底面接触，所述下锻模通孔的数量与顶杆的数量相等，所述顶杆由上端具有弹性的柔性段和下端具有刚性的刚性段构成，在采用所述顶杆顶出所述锻件时，每根顶杆的柔性段达到弹性极限时的压缩量相等。该装置能使锻件脱模过程变得较为平稳和不易受损，极大改善锻件脱模质量。主要应用于飞机大型结构件等锻件的锻后脱模。

Flexible demoulding device for closed die forging large special-shaped structure forging

The invention discloses a demoulding device of flexible closed die forging of large special-shaped structure, which comprises at least 3 top bar and a base, under the forging die is provided with a through hole, the lower end of the special-shaped structure large forgings top rod is fixed on the base and the upper end passes through the through hole and die the die cavity under different bottom surface contact, the lower die hole number and an equal number of push rod, the push rod is composed of rigid segments with elastic flexible upper part and the lower end has a rigid structure, with the top out of the forging, the flexible section of each the push rod at the elastic limit is equal to the amount of compression. The device can make the demoulding process of the forging more stable and less damaged, and greatly improve the quality of the demoulding of the forgings. Mainly used in aircraft, large structural parts and other forgings after forging demoulding.

【技术实现步骤摘要】
闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置
本专利技术涉及一种锻件脱模装置，特别是涉及了一种闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置。
技术介绍
在等温锻、热模锻等闭式模锻金属材料成形工艺中，金属材料在模具中受外力作用产生流动充满模具型腔成形为锻件，而金属在流动过程中与模具型腔表面产生摩擦，并且形成新的表面，如果润滑不佳锻件常常和模具紧紧地粘在一起，锻件脱模时需要脱模装置才能把锻件从模具型腔中顶出。现有技术中，对于形状不规则的大型异形结构锻件如大型飞机结构件，在进行闭式模锻后采用的脱模装置的顶杆是由刚性材料制造的，锻件脱模过程中需要采用至少3根以上的刚性顶杆顶出锻件。脱模时，当某一根顶杆的顶出力大于锻件在这一根顶杆的部位与模具型腔的摩擦阻力时，锻件的该部位将首先发生松动并产生一定位移，由于顶杆是刚性的，顶杆与锻件之间将产生一定间隙，此时这一根顶杆对锻件的顶出力将瞬间消失变为零；同时，脱模装置并未停止运行，并在不断施加力顶出锻件，新施加的力及刚刚那一根顶杆消失的顶出力将瞬间加载到其它一根或几根顶杆上，造成其它一根或几根顶杆的受力是非连续、脉冲式增加的，并逐根出现与刚刚那一根顶杆相类似的情况，此过程将随机出现和不断进行，直到最后一根顶杆把锻件顶松动；而此时脱模装置施力顶出过程仍在进行，所有顶杆将产生位移，很快，其中某一根顶杆将会重新与锻件接触，锻件与这一根顶杆接触的部位将再次受到顶出力的作用，而此时该部位的摩擦阻力已远远小于未松动前的摩擦阻力，一增一减造成顶出力与摩擦阻力的严重反差和不匹配，顶杆将再次与锻件扩大分离，其它与锻件重新接触的顶杆也会逐根出现与这根顶杆类似的情况，照此过程反复下去直到锻件被顶出模具型腔。由此可知，采用刚性顶杆顶出锻件时，随着顶出力的不断增加，某些部位会先松动、脱离后重新再受力，后松动的部位会受到间隙或脉冲式叠加力的作用，造成锻件整体受力不均衡；而且重新受力后的锻件部位的顶出力与摩擦阻力不能很好地匹配，再受模具型腔深度、接触面积大小、润滑程度、材料强度等因素的影响，使锻件脱模过程不平稳，容易造成锻件变形、翘曲、局部压塌，甚至撕裂等现象发生。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，通过在该装置的顶杆上端增设具有弹性的柔性段并且每根顶杆的柔性段达到弹性极限时的压缩量相等，使锻件脱模过程变得较为平稳，不易受损。为解决上述技术问题，本专利技术所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，包括至少3根顶杆和底座，所述模锻的下锻模中设有通孔，所述顶杆的下端固定在所述底座上并且其上端穿过下锻模的通孔与模具型腔内的大型异形结构锻件的不同底面接触，所述下锻模通孔的数量与顶杆的数量相等，其特征在于，所述顶杆由上端具有弹性的柔性段和下端具有刚性的刚性段构成，在采用所述顶杆顶出所述锻件时，每根顶杆的柔性段达到弹性极限时的压缩量相等。作为优选方案，所述顶杆的数量为3～10根，最好为5根，直径为20mm～80mm；所述顶杆柔性段长度为30mm～100mm，所述顶杆刚性段长度和柔性段长度的比值ξ≥1。作为该装置的第一种优选结构，所述每根顶杆通过柔性段的顶面直接与大型异形结构锻件的不同底面接触，每根顶杆的横截面积相等；每根顶杆柔性段的弹性模量、长度及刚性段的长度满足以下条件：每根顶杆柔性段的弹性模量相等；每根顶杆柔性段的长度相等；每根顶杆刚性段的长度，每根顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离同时满足：H11+h11＝H12+h12＝H13+h13＝……，式中，H11、H12、H13……分别为每根顶杆刚性段的长度；h11、h12、h13……分别为每根顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离。作为该装置的第二种优选结构，在所述顶杆柔性段和大型异形结构锻件之间设置有圆柱形镶块，每根顶杆通过柔性段顶面上的镶块直接与大型异形结构锻件的不同底面接触，每个镶块的横截面积相等，每根顶杆的横截面积相等；每根顶杆柔性段的弹性模量和长度及刚性段的长度，以及镶块的厚度满足以下条件：每根顶杆柔性段的弹性模量相等；每根顶杆柔性段的长度相等；每根顶杆刚性段的长度相等；每个镶块的厚度，每个镶块的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离同时满足：δ1+h21＝δ2+h22＝δ3+h23＝……，式中，δ1、δ2、δ3……分别为每个镶块的厚度；h21、h22、h23……分别为每个镶块的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离。作为该装置的第三种优选结构，所述每根顶杆通过柔性段的顶面直接与大型异形结构锻件的不同底面接触，所述各个顶杆之间的横截面积不相等，但单根顶杆的横截面积相等，不同顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面不一样；不同顶杆的柔性段与刚性段的长度，不同顶杆柔性段的弹性模量满足以下条件：不同顶杆柔性段的长度相等；不同顶杆刚性段的长度，不同顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离同时满足：H31+h31＝H32+h32＝H33+h33＝……，式中，H31、H32、H33……分别为不同顶杆刚性段的长度；h31、h32、h33……分别为不同顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离；不同顶杆柔性段的弹性模量应满足：式中，E1、E2、E3……分别为不同顶杆柔性段的弹性模量；S1、S2、S3……分别为不同顶杆的横截面积。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，其顶杆由上端具有弹性的柔性段和下端具有刚性的刚性段构成。在采用所述顶杆顶出所述锻件时，每根顶杆的柔性段首先达到弹性极限并且压缩量相等，此时顶杆理论上处于刚性状态；当某一根顶杆的顶出力大于锻件在这一根顶杆的部位与模具型腔的摩擦阻力时，锻件的该部位将首先发生松动并产生一定位移，而与该部位接触的顶杆的柔性段由于之前被弹性压缩必将随着锻件该部位的松动而弹性伸长使顶杆始终与锻件保持接触而不会产生间隙，顶出力将随压缩量的变化而减小但不会消失为零；同时，脱模装置并未停止运行，并在不断施加力顶出锻件，新施加的力及刚刚那一根顶杆减少的顶出力将逐渐加载到其它一根或几根顶杆上；同样，由于顶杆柔性段的弹性作用，其它一根或几根顶杆也会逐渐出现与刚刚那一根顶杆相同的情况而不会脱离锻件，其它一根或几根顶杆的受力不会出现非连续、脉冲式增加的情况，此过程将随机出现和不断进行；随着顶出力的增加，当顶杆的总顶出力大于锻件的总摩擦阻力时，锻件将整体发生松动，锻件与模具型腔表面的接触面积将逐渐减小，摩擦阻力也随之减小，顶出力与摩擦阻力将得到很好的匹配，使作用在锻件上的顶出力和摩擦阻力趋于平衡，锻件在整体受力较为均匀的情况下被顶出模具型腔，最终实现锻件脱模取出时各部位的平稳移动；避免了采用刚性脱模时顶杆受力是非连续、脉冲式增加和顶出力与摩擦阻力不匹配，以及锻件受力不均衡，锻件取出时容易受模具型腔深度、接触面积大小、润滑程度、材料强度等不利因素的影响，使锻件脱模过程不平稳，容易造成锻件变形、翘曲、局部压塌，甚至撕裂等现象的发生，从而使锻件脱模过程变得较为平稳和不易受损，锻件脱模过程和脱模质量得到了极大改善。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，包括至少3根顶杆和底座，所述模锻的下锻模中设有通孔，所述顶杆的下端固定在所述底座上并且其上端穿过下锻模的通孔与模具型腔内的大型异形结构锻件的不同底面接触，所述下锻模通孔的数量与顶杆的数量相等，其特征在于，所述顶杆由上端具有弹性的柔性段和下端具有刚性的刚性段构成，在采用所述顶杆顶出所述锻件时，每根顶杆的柔性段达到弹性极限时的压缩量相等。

【技术特征摘要】
1.一种闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，包括至少3根顶杆和底座，所述模锻的下锻模中设有通孔，所述顶杆的下端固定在所述底座上并且其上端穿过下锻模的通孔与模具型腔内的大型异形结构锻件的不同底面接触，所述下锻模通孔的数量与顶杆的数量相等，其特征在于，所述顶杆由上端具有弹性的柔性段和下端具有刚性的刚性段构成，在采用所述顶杆顶出所述锻件时，每根顶杆的柔性段达到弹性极限时的压缩量相等。2.根据权利要求1所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，其特征在于，所述顶杆的数量为3～10根。3.根据权利要求2所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，其特征在于，所述顶杆的数量为5根。4.根据权利要求1所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，其特征在于，所述顶杆的直径为20mm～80mm，所述顶杆柔性段长度为30mm～100mm，所述顶杆刚性段长度和柔性段长度的比值ξ≥1。5.根据权利要求1～4中任一项所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模装置，其特征在于，所述每根顶杆通过柔性段的顶面直接与大型异形结构锻件的不同底面接触，每根顶杆的横截面积相等；每根顶杆柔性段的弹性模量、长度及刚性段的长度满足以下条件：每根顶杆柔性段的弹性模量相等；每根顶杆柔性段的长度相等；每根顶杆刚性段的长度，每根顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离同时满足：H11+h11＝H12+h12＝H13+h13＝……，式中，H11、H12、H13……分别为每根顶杆刚性段的长度；h11、h12、h13……分别为每根顶杆柔性段的顶面与大型异形结构锻件的不同底面的接触面到分模面的距离。6.根据权利要求1～4中任一项所述闭式模锻大型异形结构锻件的柔性脱模...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩，
申请(专利权)人：吴浩，
类型：发明
国别省市：贵州,52