用于局部模锻两端异形连杆的模具及用法制造技术

本发明专利技术涉及一种用于局部模锻两端异形连杆的模具及用法，有两组型腔形状与两端异形连杆两端外形一致的半模，型腔下端有与杆部形状一致段，两个半模组成成形两端的模具；外模圈套在其外锁合为一体；半模底部有伸入推拉头的开合推拉槽，推拉头安在油缸活塞杆前端；开模挡块装入开合推拉槽内，落入推拉头的内孔内，开模挡块转轴固定在半模上。用法是，两个半模打开，两端异形连杆热端向上，吊装入半模中间；推拉头推动两个半模合模；套外模圈箍住。压机驱动冲头压入半模内的已加热端，成形该端得半成品。一起吊出，脱模吊出半成品；更换模具，成型另一端。本发明专利技术能分别成型两端；锻件形状规则；模具结构简单，半模开合方便，稳定可靠；脱模简单自如。

Die and usage for local die forging of special-shaped connecting rod at both ends

The present invention relates to a die and its usage for forging special-shaped connecting rods at both ends in a local die. There are two sets of half-dies whose cavity shape is the same as that at both ends of the special-shaped connecting rod. The lower end of the cavity has the same section as the shape of the rod, and the two half-dies form the moulds at both ends of the forming process. The outer die ring is locked into one outside; the bottom of the half-die has an open-close push-pull groove extending into the push-pull head, and the push-pull head is installed in the oil The front end of the plug rod; the opening block is loaded into the opening and closing push-pull groove and falls into the inner hole of the push-pull head, and the rotating shaft of the opening block is fixed on the half die. The usage is that two half-dies are opened, the hot ends of the special-shaped connecting rods at both ends are hoisted upward and placed in the middle of the half-dies, the push-pull heads are used to push the two half-dies together, and the outer die rings are clamped. The press drives the punch to press into the heated end of the semi-die, and the semi-finished product is formed. The semi-finished products are lifted out together, and the mould is replaced to form the other end. The invention can form two ends separately; the shape of forgings is regular; the die structure is simple, the half die is convenient to open and close, stable and reliable; and the demoulding is simple and free.

【技术实现步骤摘要】
用于局部模锻两端异形连杆的模具及用法
本专利技术属于大锻件模锻成形
，具体涉及一种用于局部模锻两端异形连杆的模具及用法。
技术介绍
两端异形连杆，例如船用柴油机连杆，是船舶发动机中的重要零件，两端分别与活塞杆、曲轴(曲柄)连接，起到将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞上的力传递给曲轴，实现运动和能的传递。连杆在工作中受到来自活塞的循环拉压，以及转化运动时产生的横向、纵向惯性力，所承受的应力状态复杂。因此，要求连杆既要具有较高的强度和抗疲劳性能，又要具有足够的刚性和韧性。大型船用柴油机连杆两端，外形复杂，重量及尺寸规格大，2t-6t，长度2m-3m。现有技术为自由锻+机械加工的方式生产，自由锻方式生产的现毛坯11(见图10)，图中实线是毛坯外形，双点划线为连杆零件外形。现有技术存在以下几个突出问题：1、在自由锻方式下，连杆锻件厚端外球面、薄端锥面，自由锻无法精准锻出，只能锻成方台阶，经后续机械加工去除材料，得到外形尺寸，毛坯需要大量工艺辅料，次工艺辅料是自由锻锻造方式下必需的工艺辅料，无法克服，故造成原材料的巨大浪费，也造成了大量的机加工工时浪费；船用柴油机连杆两端的内凹面，自由锻无法锻出，自由锻只能全部锻成实心，后续机加工去除材料，得到内凹面；2、船用柴油机连杆外形复杂，而自由锻精度本身较低，因此通常需要预留40-50mm机加工余量，造成机加工工时的浪费。3、自由锻生产船用柴油机连杆毛坯，机械加工去除材料成形两端外形和内凹面，切断了金属纤维，破坏了锻造组织的连续性，削弱了锻造船用柴油机连杆的内部质量优势，对船用柴油机连杆的质量和寿命不利。对于小型连杆，如汽车发动机连杆(重量1kg～2kg)，通常在模锻压力机上，全模锻成形，即，坯料放入上下模具内，模锻出整个连杆，精度高，效率高。两端异形连杆采用与小连杆相似的全模锻不可实现，原因在于：1.船用柴油机连杆重量高达数吨，全模锻所需的力非常巨大，预计需要数十万吨压力；2.薄端和厚端厚度尺寸、形状相差很大，成形力不对称，全模锻时产生严重偏载。两端异形连杆采用全模锻，在设备方面和技术方面均都不具有可行性。综上，研究开发一种用于局部模锻两端异形连杆的模具，分别局部模锻成形连杆两端，具有非常重要的现实意义、价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现状，旨在提供一种能够实现局部模锻成形连杆异形两端，预留的加工余量小，半模开合方便，脱模简单易行的用于局部模锻两端异形连杆的模具及用法。本专利技术目的的实现方式为，用于局部模锻两端异形连杆的模具，有两组半模，半模的型腔形状与两端异形连杆两端外形一致，形状下端设有一段与两端异形连杆杆部尺寸一致的重合段，每组的两个半模组成两端异形连杆局部两端分别成型的模具；两个半模由套在其外的外模圈固定锁合为一体；半模及外模圈置于支撑平台上；半模的底部设有伸入推拉头的开合推拉槽，所述推拉头安在油缸活塞杆前端；推拉头有落入开模挡块的内孔；开合推拉槽槽壁开有转轴安装槽，开模挡块装入转轴安装槽内，开模挡块两端有转轴，转轴通过固定板固定在半模上；模锻冲头的形状和尺寸与两端异形连杆的两端形状和尺寸一致，冲头安装在压机的动梁上。局部模锻两端异形连杆模具模锻的用法，具体步骤如下：1)将两端异形连杆坯料的一端，在坯料局部加热炉或可变容隧道式连杆加热炉中加热至锻造温度；2)油缸活塞杆带动推拉头回程，勾住开模挡块进而拉动半模在支撑平台上滑动，使两个半模打开；将经步骤1)加热的一端向上，吊装入打开的半模中间；油缸活塞杆带动推拉头推动两个半模相向而行，直至分型面贴合，完成合模；将外模圈吊入，套在半模外面，箍住半模，使两个半模牢固地合为一体；3)压机动梁下压，带动冲头压入半模内的已加热端，成形加热端的内凹面，同时成形加热端的过渡面及外形，得两端异形连杆半成品；4)步骤3)加热端成型后，外模圈与两个半模处于抱死状态；将外模圈连同半模、两端异形连杆半成品一起吊起来，在外模圈底部与支撑平台之间放置脱模垫块；压机带动冲头再次下压，迫使外模圈与半模分离；5)压机动梁升起，移开外模圈；推拉头向后回程，勾住开模挡块，将两个半模拉开，吊出两端异形连杆半成品；6)更换模具，重复上述过程，完成两端异形连杆半成品另一端的局部模锻，进而完成两端异形连杆的模锻。本专利技术的突出优点如下：1、能够实现局部模锻成形两端异形连杆的一端，大幅降低连杆原材料消耗；2、半模的型腔与两端异形连杆一端的外形一致，模锻后得到的锻件形状规则，预留的加工余量小，节约成本，且结构简单；3、半模上设置有专门控制半模开合的推拉槽，以及开模挡块，半模开合方便；4、两个半模与外模圈采用锥面配合，模锻成形时摩擦自锁，稳定可靠，脱模时利用锥度，脱模简单易行。附图说明图1是用于局部模锻两端异形连杆的模具结构示意图，图2是半模结构示意图，图3是半模推拉槽部分结构示意图，图4是开模挡块结构示意图，图5是半模组件示意图，图6是半模与推拉头位置及运动关系图，图7是半模分开状态吊入坯料过程状态图图8是脱模原理示意图，图9是船用柴油机连杆形状图，图10是现有技术自由锻连杆锻件图。具体实施方式下面参照附图详述本专利技术。参照图1、2，用于局部模锻两端异形连杆的模具，有两组半模，半模1的型腔形状与两端异形连杆两端外形一致，型腔下端设有一段与两端异形连杆杆部形状一致段，用于定位，与两端异形连杆杆部形状一致段长度＞30mm。每组的两个半模1在分型面102出贴合组成两端异形连杆两端分别成型的模具，两个半模由套在其外的外模圈2固定锁合为一体，用于局部模锻成形两端异形连杆两端的外形。半模外表面为下大上小的圆锥面；半模外锥面、外模圈内锥面，锥度一致，锥度＞1°。半模的底面两侧的承载面103用于将半模放置在支撑平台7上，并能在支撑平台上实现开合。参照图3、4、5、6，半模1的底部设有模具伸入推拉头的开合推拉槽104，所述推拉头安在油缸活塞杆前端。推拉头伸入开合推拉槽104内，与开模挡块配合，推动半模的合模和分开。推拉头有落入开模挡块5的内孔，开模挡块5落入推拉头6的内孔。开合推拉槽104槽壁开有转轴安装槽105，开模挡块5装入转轴安装槽105内，开模挡块两端有转轴502，转轴通过固定板9固定在半模上。安装后，开模挡块5成为一个具有单向摆动的挡块，在推拉头的作用下，沿转轴可在90°范围内向半模分型面方向摆动。模锻冲头的形状和尺寸与两端异形连杆的两端形状和尺寸一致，冲头安装在压机的动梁上，提供连杆局部模锻成形所需的力。油缸活塞杆将推拉头6向前推进时，开模挡块5向前摆动，推拉头6与推拉槽的前端平面接触，进而可推动半模1合模，推拉头6向后回程，勾住开模挡块5，进而拉动半模1开模。局部模锻两端异形连杆模具模锻的用法是：具体步骤如下：1)将两端异形连杆坯料10(见图9)的一端，在坯料局部加热炉或可变容隧道式连杆加热炉中加热至锻造温度；2)油缸活塞杆带动推拉头6回程，勾住开模挡块进而拉动半模在支撑平台上滑动，使两个半模打开(见图7)；将经步骤1)加热的一端向上，吊装入打开的半模中间；油缸活塞杆带动推拉头6推动两个半模相向而行，直至分型面102贴合，完成合模；将外模圈2吊入，套在半模1外面，箍住半模，使两个半模牢固地合为一体；3)压机动梁下压，带动冲头3压入半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于局部模锻两端异形连杆的模具，其特征在于：有两组半模，半模的型腔形状与两端异形连杆两端外形一致，型腔下端有与两端异形连杆杆部形状一致段，每组的两个半模组成两端异形连杆局部两端分别成型的模具；两个半模由套在其外的外模圈固定锁合为一体；半模及外模圈置于支撑平台上；半模的底部设有伸入推拉头的开合推拉槽，所述推拉头安在油缸活塞杆前端；推拉头有落入开模挡块的内孔；开合推拉槽槽壁开有转轴安装槽，开模挡块装入转轴安装槽内，开模挡块两端有转轴，转轴通过固定板固定在半模上；模锻冲头的形状和尺寸与两端异形连杆的两端形状和尺寸一致，冲头安装在压机的动梁上。

【技术特征摘要】
1.用于局部模锻两端异形连杆的模具，其特征在于：有两组半模，半模的型腔形状与两端异形连杆两端外形一致，型腔下端有与两端异形连杆杆部形状一致段，每组的两个半模组成两端异形连杆局部两端分别成型的模具；两个半模由套在其外的外模圈固定锁合为一体；半模及外模圈置于支撑平台上；半模的底部设有伸入推拉头的开合推拉槽，所述推拉头安在油缸活塞杆前端；推拉头有落入开模挡块的内孔；开合推拉槽槽壁开有转轴安装槽，开模挡块装入转轴安装槽内，开模挡块两端有转轴，转轴通过固定板固定在半模上；模锻冲头的形状和尺寸与两端异形连杆的两端形状和尺寸一致，冲头安装在压机的动梁上。2.根据权利要求1所述的用于局部模锻两端异形连杆的模具，其特征在于：半模外表面为下大上小的圆锥面；半模外锥面、外模圈内锥面，锥度一致，锥度＞1°。3.根据权利要求1所述的用于局部模锻两端异形连杆的模具，其特征在于：与两端异形连杆杆部形状一致段长度＞30mm。4.局部模锻两端异形连杆模具的用法，其特征在于：具体步骤如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志勇，熊武，黄永强，陈飞，张承峰，陈国遂，刘长安，邹泉，潘小飞，林晨，刘振新，刘峰，
申请(专利权)人：武汉重工铸锻有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42