超长高速钢刀具毛坯镦粗模具制造技术

一种超长高速钢刀具毛坯镦粗模具，包括：模具壳体和镦粗机构，其中：模具壳体内设有模腔，待锻件设置在模腔内，镦粗机构一端设置在模具壳体顶部、另一端设置在模具壳体底部，镦粗机构两端分别与设置在模腔内的待锻件的顶面和底面相抵；所述的模腔内设有与待锻件同轴的扇形块，扇形块与模腔内壁之间设置有支撑套，扇形块的内壁与待锻件表面相抵，支撑套内侧表面与扇形块外壁相抵、外侧表面与模腔内壁相抵；所述扇形块中上端面到镦粗机构上端和下端面到镦粗机构下端的距离相同。本实用新型专利技术能够使超长高速钢刀具毛坯在长度方向上均匀变形，提高成形刀具的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
超长高速钢刀具毛坯镦粗模具
本技术涉及的是一种金属切削刀具制造领域的技术，具体是一种超长高速钢刀具毛坯镦粗模具。
技术介绍
一般数控机床使用的刀具大都为长杆型，如端铣刀、钻头、丝锥等，其高径比≥3。若采用镦粗变形，则毛坯易弯曲；若采用拔长变形，因本身是长杆型，拔长后，难以镦粗恢复。故尚无有效的方案提高长杆型高速钢刀具的性能，增加其工作寿命。
技术实现思路
本技术针对现有技术结构复杂，且只能镦粗直杆，无法适用于两端带法兰锻件等复杂结构的缺陷，提出了一种超长高速钢刀具毛坯镦粗模具，能够使超长高速钢刀具毛坯在长度方向上均匀变形，提高成形刀具的工作寿命1倍以上。本技术是通过以下技术方案实现的：本技术包括：模具壳体和镦粗机构，其中：模具壳体内设有模腔，待锻件设置在模腔内，镦粗机构一端设置在模具壳体顶部、另一端设置在模具壳体底部，镦粗机构两端分别与设置在模腔内的待锻件的顶面和底面相抵并沿待锻件轴向移动。所述的模腔内设有与待锻件同轴的扇形块，扇形块与模腔内壁之间设置有支撑套，扇形块的内壁与待锻件表面相抵，支撑套内侧表面与扇形块外壁相抵、外侧表面与模腔内壁相抵；所述扇形块中上端面到镦粗机构上端和下端面到镦粗机构下端的距离相同。所述的模腔在模具壳体顶部开口并固定有顶盖，顶盖以及模具壳体底部设有与模腔连通的同轴轴孔。所述的镦粗机构包括凸模和基座，其中：凸模与顶盖上的轴孔间隙配合且为纵向滑动设置，基座与模具壳体底部的轴孔间隙配合且为纵向滑动设置；所述的凸模和基座均设有法兰面，分别与顶盖上表面和模具壳体下表面通过压缩弹簧连接。所述的扇形块由若干截锥体组成，所述截锥体的锥角为β，高度为H，内孔直径为d0、与待锻件直径保持一致；所述的锥角β满足：β＝(1.2～1.5)β′，sinβ′-f2cosβ′＝2Q/qH+2f1+f2，其中：Q为支撑套3的重量，f1为支撑套3与模具壳体1之间的摩擦系数，f2为支撑套3与扇形块2之间的摩擦系数，q为支撑载荷分布强度，单位为kN/M。技术效果与现有技术相比，本技术采用材质为W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2或W9Cr4V的高速钢制造超长高速钢刀具，能够保证待锻件在长度方向上均匀变形到60％，提高成形刀具的工作寿命，约为原来的1.5～2倍。附图说明图1为本技术中超长高速钢刀具毛坯受力变形示意图；图2为本技术的模具结构示意图；图中：模具壳体1、扇形块2、支撑套3、顶盖4、凸模5、待锻件6、基座7、压缩弹簧8、模腔9。具体实施方式如图2所示，本实施例包括：模具壳体1和镦粗机构，其中：模具壳体1内设有模腔9，待锻件6设置在模腔9内，镦粗机构一端设置在模具壳体1顶部、另一端设置在模具壳体1底部，镦粗机构两端分别与设置在模腔9内的待锻件6的顶面和底面相抵并沿待锻件6轴向进行移动；所述的模腔9优选为圆柱形空腔，模腔9内设有与待锻件6同轴的扇形块2，扇形块2与模腔9内壁之间设置有支撑套3，扇形块2内壁与待锻件6表面相抵，支撑套3内侧表面与扇形块2外壁相抵、外侧表面与模腔9内壁相抵。所述的模腔9在模具壳体1顶部开口并固定有顶盖4，顶盖4以及模具壳体1底部设有与模腔9连通的同轴轴孔。所述的镦粗机构包括凸模5和基座7，其中：凸模5与顶盖4上的轴孔间隙配合且为纵向滑动设置，基座7与模具壳体1底部的轴孔间隙配合且为纵向滑动设置。所述扇形块2中上端面到凸模5的距离和下端面到基座7的距离相同，均为I1；初始状态未镦粗时l1≤2.5d0，保证待锻件6凸出于扇形块2的部分在进行镦粗工序时不发生弯曲。所述的凸模5和基座7均设有法兰面，分别与顶盖4上表面和模具壳体1下表面通过压缩弹簧8连接，使待锻件6在整个工序中从扇形块2两端凸出的长度始终保持一致。所述的扇形块2上小下大，扇形块2底面与模腔9底面始终相抵。所述的扇形块2由若干截锥体组成，所述截锥体的锥角为β，高度为H，内孔直径为d0、与待锻件6直径保持一致；所述的锥角β满足：β＝(1.2～1.5)β′，sinβ′-f2cosβ′＝2Q/qH+2f1+f2，其中：Q为支撑套3的重量，f1为支撑套3与模具壳体1之间的摩擦系数，f2为支撑套3与扇形块2之间的摩擦系数，q为支撑载荷分布强度，单位为kN/M。在压缩毛坯时，为了实现同轴应力状态条件，重要的是选择模具最佳锥角β，使毛坯表面接触应力最小。鉴此，为了近似估计β角的计算值β′，把作用到模具零件上所有动力偶看作平衡的。为了计算β′角，由套3自动向上位移得到等式：sinβ′—f2cosβ′＝2Q/qH+2f1+f2，故可用上式计算出β′，由此设计的β角值按下式确定：β＝(1.2～1.5)β′如图1和图2所示，本实施例在工作时，将固定有待锻件6的模具壳体1通过基座7固定在压力机工作台上，盖上顶盖4，并装上凸模5，保证凸模5、待锻件6和基座7同轴；沿轴向在凸模5上施加压力P，待锻件6受到压缩径向尺寸增大，带动扇形块2沿着模腔9底面径向移动，支撑套3沿扇形块2外表面和模腔9内壁向上移动，并给予待锻件6以反作用力q，确保镦粗过程中待锻件6不会出现纵向弯曲；为了减小上述过程中模具中运动零件密切接触面间的摩擦力，可以使用润滑油润滑接触面。本实施例中初始状态待锻件6的直径为16.5mm、长度为275mm，径长比d0/l0＝0.06，镦粗后最大相对变形ε＝5d0/l0＝0.3；根据拉伸试验数据，比较本实施例镦粗超长锻件与镦粗短锻件的流动曲线σ＝σ(e)，两者的流动曲线差别极限在5％范围内；即采用本实施例进行超长高速钢刀具毛坯的镦粗，在线性应力状态条件下，具有足够高的精度。上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本专利技术原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本专利技术的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本专利技术之约束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超长高速钢刀具毛坯镦粗模具，其特征在于，包括：模具壳体和镦粗机构，其中：模具壳体内设有模腔，待锻件设置在模腔内，镦粗机构一端设置在模具壳体顶部、另一端设置在模具壳体底部，镦粗机构两端分别与设置在模腔内的待锻件的顶面和底面相抵并沿待锻件轴向移动；所述的模腔内设有与待锻件同轴的扇形块，扇形块与模腔内壁之间设置有支撑套，扇形块的内壁与待锻件表面相抵，支撑套内侧表面与扇形块外壁相抵、外侧表面与模腔内壁相抵；所述扇形块中上端面到镦粗机构上端和下端面到镦粗机构下端的距离相同。

【技术特征摘要】
1.一种超长高速钢刀具毛坯镦粗模具，其特征在于，包括：模具壳体和镦粗机构，其中：模具壳体内设有模腔，待锻件设置在模腔内，镦粗机构一端设置在模具壳体顶部、另一端设置在模具壳体底部，镦粗机构两端分别与设置在模腔内的待锻件的顶面和底面相抵并沿待锻件轴向移动；所述的模腔内设有与待锻件同轴的扇形块，扇形块与模腔内壁之间设置有支撑套，扇形块的内壁与待锻件表面相抵，支撑套内侧表面与扇形块外壁相抵、外侧表面与模腔内壁相抵；所述扇形块中上端面到镦粗机构上端和下端面到镦粗机构下端的距离相同。2.根据权利要求1所述的超长高速钢刀具毛坯镦粗模具，其特征是，所述的模腔在模具壳体顶部开口并固定有顶盖，顶盖以及模具壳体底部设有与模腔连通的同轴轴孔。3.根据权利要求2所述的超长高速钢刀具毛坯镦粗模具，其特征是，所述的镦粗机构包括凸模和基座，其中：凸模与顶盖上的轴孔间隙配合且为纵向滑动设置，基座与模具壳体底部的轴孔间隙配合且为纵向滑动设置；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：严瑞侃，徐逸，李明柱，
申请(专利权)人：浙江申吉钛业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33