一种大型盲孔锻件锻造模具及锻造方法技术

本发明专利技术提供一种大型盲孔锻件锻造模具及锻造方法，属于锻件锻造技术领域，所述锻造模具包括上模具和下模具，其中，所述上模具包括冲杆和冲头，所述冲杆和所述冲头可拆卸连接，所述冲杆一端的端部为半球形，所述冲头为半球壳形，所述冲头用于套设在所述冲杆一端的端部，所述下模具为顶部开口的圆筒状结构。本发明专利技术提供的大型盲孔锻件锻造模具能够实现大型盲孔锻件的反挤压模锻成形工艺，并且避免了在模锻成形过程中冲头与坯料抱死的问题，有利于实现大型盲孔锻件的工业化生产。实现大型盲孔锻件的工业化生产。实现大型盲孔锻件的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种大型盲孔锻件锻造模具及锻造方法


[0001]本专利技术涉及锻件锻造
，具体而言，涉及一种大型盲孔锻件锻造模具及锻造方法。

技术介绍

[0002]超大型核废料罐是用于核电站运行过程中储存及运输核废料的容器设备，其主体为盲孔锻件，并通过盲板螺栓把合的方式进行密封，其中，主体部分所用到的盲孔锻件的直径超过2米，壁厚度较大，长度接近6米，重量接近80t，并且由于其服役工况及性质决定了对盲孔锻件的要求极高。
[0003]现有技术中，用于核废料罐体制造的超大型盲孔锻件主要通过自由锻方式进行制造，锻件材料的利用率低，且自由锻的操作较为困难，由于在盲孔件芯棒拔长过程中，所用到的芯棒不能像空心件一样在拔长过程中进行水冷，因此极易造成芯棒弯曲，导致拔长后无法脱模。此外，超大型盲孔锻件的最终加工量大，制造效率较低，更为重要的是由于盲孔锻件的长度超长，不能保证所有位置在最后一次锻造均能够经受较大的变形量，难以保证锻件的晶粒度均匀性，锻件余量大部分被机加工去除，也容易造成锻造流线的切断，导致以自由锻方式制造的锻件质量稳定性差。
[0004]模锻成形方法能够保证锻件各位置的变形量从而有效细化晶粒，也能有效减小锻件各位置的机加工余量，且锻件各位置在成形过程中均处于压应力状态，确保了各处性能的均匀性，能够抑制锻件成形过程中锻造裂纹产生。近年来超大净空超重吨位液压机的快速发展，也为核废料罐模锻成形提供了保证。但是由于核废料罐中盲孔锻件的尺寸较大，冲程超长，冲型后冲头与坯料的接触面积大，采用模锻成形方法容易导致冲型后冲头与坯料抱死。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的问题是如何提供一种大型盲孔锻件锻造模具，能够通过模锻成形的方式锻造大型盲孔锻件，且不存在冲头与坯料抱死的问题。
[0006]为解决上述问题中的至少一个方面，本专利技术提供一种大型盲孔锻件锻造模具，包括上模具和下模具，其中，所述上模具包括冲杆和冲头，所述冲杆和所述冲头可拆卸连接，所述冲杆一端的端部为半球形，所述冲头为半球壳形，所述冲头用于套设在所述冲杆一端的端部，所述下模具为顶部开口的圆筒状结构。
[0007]优选的，所述下模具包括内筒和外筒，所述内筒为顶部开口的圆筒状结构，所述外筒为两端开口的圆筒状结构，且所述内筒的外壁和所述外筒的内壁存在反斜度，所述内筒和所述外筒用于形成扣合结构。
[0008]优选地，所述内筒由多个部分组合而成。
[0009]优选的，所述内筒的底部设置有顶出孔，所述顶出孔内设置有与所述顶出孔形状相匹配的封堵块，所述封堵块与顶出装置连接。
[0010]优选的，所述冲头端部的内壁与所述冲杆端部的外壁之间存在间隙，且所述冲杆和所述冲头通过第一横销连接。
[0011]优选的，所述冲杆与压机可拆卸连接。
[0012]本专利技术通过上模具和下模具能够实现大型盲孔锻件的模锻成形过程，通过两者配合能够使用反挤压工艺进行大型盲孔锻件的成形，保证锻件各位置的变形量，减小锻件中各个位置的机加工余量，并确保各处性能的均匀性；对于大型盲孔锻件，由于盲孔的直径和深度均较大，使用普通模具冲孔时，由于冲杆与锻件内部接触面积较大，容易产生抱死问题，本专利技术通过使上模具中冲杆和冲头可拆卸连接，减少了抱死问题的发生，且冲杆的端部为半球形，冲头为半球壳形，通过将冲头套设在冲杆端部能够使头部的直径大于杆部的直径，从而减少冲型过程中冲杆和坯料的接触面积，进而减小摩擦力，一方面降低冲型难度，另一方面冲型完成后冲杆和冲头能够分离，能够顺利从坯料中取出冲杆，避免出现冲头与坯料抱死而导致的冲杆和冲头无法从坯料中取出的问题，半球壳形的球头留在大型盲孔锻件内部也能够减小对盲孔的影响，便于进一步处理；即，本专利技术提供的大型盲孔锻件锻造模具能够实现大型盲孔锻件的反挤压模锻成形工艺，并且避免了在模锻成形过程中冲头与坯料抱死的问题，有利于实现大型盲孔锻件的工业化生产。
[0013]另外，本专利技术还提供一种大型盲孔锻件锻造方法，采用如上所述的大型盲孔锻造模具进行锻造，包括以下步骤：
[0014]步骤S1、将坯料加热，将加热后的所述坯料放入所述下模具内，将所述下模具移动至上模具下方；
[0015]步骤S2、将所述上模具下压，使冲杆和冲头压入所述坯料内，在下压过程中，所述冲杆和所述冲头分离；
[0016]步骤S3、提升所述上模具，使所述冲杆上升，所述冲头留在所述坯料内，完成大型盲孔锻件的模锻成形。
[0017]优选的，所述步骤S1中，所述坯料的顶端和底端均设置有倒角。
[0018]优选地，当所述坯料的顶端和底端均设置有倒角时，所述步骤S1包括：
[0019]将所述坯料加热，将加热后的所述坯料放入所述下模具内，对所述坯料进行镦粗，使所述坯料完全进入所述下模具内，将所述下模具移动至所述上模具下方。优选的，在所述步骤S1之前，还包括：
[0020]对所述坯料进行压钳口，切水口，然后进行多次镦粗和拔长。
[0021]本专利技术提供的大型盲孔锻件锻造方法相对于现有技术的有益效果，与大型盲孔锻件锻造模具相同，在此不再赘述。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例中上模具的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例中下模具的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例中冲杆和冲头连接结构示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例中下模具与下横梁连接结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例中冲型完成后冲杆与冲头分离结构示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例中具有倒角坯料结构示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例中具有倒角坯料放入下模具中的示意图；
[0029]图8为本专利技术实施例中具有倒角坯料变形后的结构示意图；
[0030]图9为本专利技术实施例中将坯料放入下模具中的状态示意图；
[0031]图10为本专利技术实施例中将上模具和下模具对中的状态示意图；
[0032]图11为本专利技术实施例中冲杆和冲头对坯料进行冲型的状态示意图；
[0033]图12为本专利技术实施例中通过顶出装置将坯料顶起的状态示意图；
[0034]图13为本专利技术实施例中将法兰盘、冲杆、冲头和坯料整体取出的状态示意图；
[0035]图14为本专利技术实施例中圆柱形坯料模锻成形后应变分布云图；
[0036]图15为本专利技术实施例中具有倒角坯料模锻成形后的应变分布云图。
[0037]附图标记说明：
[0038]1、上模具；11、冲杆；12、冲头；121、第一横销；13、法兰盘；2、下模具；21、内筒；211、顶出孔；212、封堵块；213、顶出装置；22、外筒；3、压板；4、下横梁；5、坯料。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本专利技术的具体实施例做详细的说明。
[0040]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例中的特征可以相互组合。同时，要说明的是，本专利技术的说明书本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型盲孔锻件锻造模具，其特征在于，包括上模具(1)和下模具(2)，其中，所述上模具(1)包括冲杆(11)和冲头(12)，所述冲杆(11)和所述冲头(12)可拆卸连接，所述冲杆(11)一端的端部为半球形，所述冲头(12)为半球壳形，所述冲头(12)用于套设在所述冲杆(11)一端的端部，所述下模具(2)为顶部开口的圆筒状结构。2.根据权利要求1所述的大型盲孔锻件锻造模具，其特征在于，所述下模具(2)包括内筒(21)和外筒(22)，所述内筒(21)为顶部开口的圆筒状结构，所述外筒(22)为两端开口的圆筒状结构，且所述内筒(21)的外壁和所述外筒(22)的内壁存在反斜度，所述内筒(21)和所述外筒(22)用于形成扣合结构。3.根据权利要求2所述的大型盲孔锻件锻造模具，其特征在于，所述内筒(21)由多个部分组合而成。4.根据权利要求2所述的大型盲孔锻件锻造模具，其特征在于，所述内筒(21)的底部设置有顶出孔(211)，所述顶出孔(211)内设置有与所述顶出孔(211)形状相匹配的封堵块(212)，所述封堵块(212)与顶出装置(213)连接。5.根据权利要求1所述的大型盲孔锻件锻造模具，其特征在于，所述冲头(12)端部的内壁与所述冲杆(11)端部的外壁之间存在间隙，且所述冲杆(11)和所述冲头(12)通过第一横销(121)连接。6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩，刘颖，刘凯泉，赵德利，王宝忠，温瑞洁，杜东旭，
申请(专利权)人：天津重型装备工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：