控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于锻造领域，涉及控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法及装置。该方法包括：获取下模的斜面导入段长度H1、下模的有效工作段长度H2；有效工作段为直壁工作段减去上模的斜面导入段；依据异形锁扣在锻件成型过程中，根部所承受的剪切力和直壁工作段所承受的锻件产生的极限错移力，设置异型锁扣的长度和宽度。和宽度。和宽度。

【技术实现步骤摘要】
控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法及装置


[0001]本专利技术属于锻造领域，涉及控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法及装置。

技术介绍

[0002]当前锻件成型正朝着近净成形的方向发展，但在锻件成型过程中，由于受模具加工、设备误差以及锻件结构综合影响，在各类锻件中普遍存在上下模之间往往会产生向某一方向的错移量，精锻件的外形设计余量选择受锻件错移量的影响较大，尤其是带有侧向力的结构类锻件，上下模具间存在有规律性的错移，随着模具的使用，错移往往会进一步加重，易引起锻件成形质量下降甚至报废。对于回转类锻件存在不确定性的偏移，对于结构类锻件，存在偏移及偏转，通过情况下采用导柱导向或依靠设备精度，对于有侧向力的锻件结构，其导柱、模具寿命通常较短。闭式模锻(无毛边模锻)通常用于生产小净余量的精锻件，但这种方法，特别是对模具加工要求较高，模具的表面要求、精度要求较高，锻件毛边分布不均匀时，锻件成型风险加大，且竖向毛刺加剧脱模困难，对生产的连续性以及模具的寿命影响较大。

技术实现思路
：
[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提出控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法及装置，可以有效减小锻件错移量，同时可以解决闭式模锻模具安装及使用过程中易发生损伤的问题，并缓解脱模困难，通过控制飞边均匀性，提升生产的连续性，延长模具寿命。
[0004]技术方案：
[0005]一种可控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法，包括：
[0006]获取下模的斜面导入段长度H1、下模的有效工作段长度H2；有效工作段为直壁工作段减去上模的斜面导入段；
[0007]依据异形锁扣在锻件成型过程中，根部所承受的剪切力和直壁工作段所承受的锻件产生的极限错移力，设置异型锁扣的长度和宽度。
[0008]异型锁扣的长度和宽度的对应关系：
[0009][0010]其中，l3为锁扣的长度，为模具长度的1/4
‑
1/6；B为锁扣的宽度，不少于模具宽度的1/4
‑
1/6；K为安全系数，取1.3
‑
2；F
max
为锻件成型过程中的最大侧向力；σb为在模具材料的屈服强度。
[0011]F
max
的获取方法包括：
[0012]对锻件成型过程进行数值模拟，得到锻件作用于模具的最大侧向力。
[0013]F
max
的获取方法包括：
[0014]对锻件成型过程的锻件进行受力分析，得到锻件作用于模具的最大侧向力。
[0015]其中，F
max
＝F.sinα.cosα
[0016]F为锻件成型过程所需的最大压力，α为受力方向与水平方向的夹角。
[0017]侧向力指向的异形锁扣设计的长度和宽度均大于侧向力反向指向的异形锁扣的长度和宽度。
[0018]一种可控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计装置，包括：
[0019]获取单元，用于获取下模的斜面导入段长度H1、下模的有效工作段长度H2；有效工作段为直壁工作段减去上模的斜面导入段；
[0020]设置单元，用于依据异形锁扣在锻件成型过程中，根部所承受的剪切力和直壁工作段所承受的锻件产生的极限错移力，设置异型锁扣的长度和宽度。
[0021]异型锁扣的长度和宽度的对应关系：
[0022][0023]其中，l3为锁扣的长度，为模具长度的1/4
‑
1/6；B为锁扣的宽度，不少于模具宽度的1/4
‑
1/6；K为安全系数，取1.3
‑
2；F
max
为锻件成型过程中的最大侧向力；σb为在模具材料的屈服强度。
[0024]有益效果：本专利技术通过模具外形尺寸、锻件结构特征与外形尺寸，以及变形过程中可能产生的极限错移力，设计获取异型锁扣的具体参数；一方面通过控制上下模具的间隙，防止上下模之间发生相对错对和转动，有效控制锻件产生的错移量，达到锻件要求错移量的要求；另一方面通过异型锁扣结构，可以抵消锻件成型过程中来自于错移方向的错移力，提供结构及强度计算方法，防止因异型锁扣结构强度不足而产生的模具损伤或寿命降低。
附图说明
[0025]图1为控制锻件错移的锻模异型锁扣结构的结构示意图。
[0026]图2为异型锁扣截面示意图。
[0027]图3为力学分析图。
具体实施方式
[0028]根据锻件结构及尺寸，模具外形尺寸，锻造成型所需的最大压力，先进行侧向力的计算，可利用数值模拟软件获得，锻件作用于模具的最大侧向力，也可对锻件受力进行受力分析，计算成型过程可能产生的最大侧向力；
[0029]对图3所示某斜面锻件进行受力分析，成型所需的压力为F，经两次力的分解，其最大侧向力与成型压力的关系为：
[0030]F
max
＝F.sinα.cosα；
[0031]F为垂直于水平面的成型所需最大压力，α为受力方向与水平方向的夹角，此时F
max
为锻件作用于模具的最大侧向力。
[0032]如图1
‑
3所示，异型锁扣在锻件成型过程中，需提供足够的强度用于锻件成型，其中包括锁扣根部应可承受极限侧向力对锁扣根部的极限剪切应力，工作面也应满足锻件成型过程过极限侧应力。
[0033]首先进行异型锁扣根部，即异型锁扣横截面受到的极限剪切应力计算。异型锁扣
工作面的横截面应可承担变形过程中的最大剪切应力：
[0034]则有
[0035]σ
b
为在模具材料的屈服强度；
[0036]K为安全系数,取1.3
‑
2；
[0037]l3为承受侧受力一面的锁扣长度；
[0038]则：
[0039]其次，还应对变形过程中，异型锁扣的工作面受到的侧向力进行计算。则应满足：
[0040][0041]则：
[0042]H2为模具的直壁工作段，H1为模具的斜面导入段；
[0043]依据模具设计安全准则，最薄弱处也应满足强度要求，异型锁扣处的L3应满足根部横截面以及工作面两个方向的强度，则：
[0044][0045]除上述要求外，异型锁扣的长度L3和宽度B关系，还应符合下述条件：
[0046]其中l3为异型锁扣的长边，通常为模具长边的1/4
‑
1/6；
[0047]B为锁扣的短边，不少于模具短边的1/4
‑
1/6；
[0048]K为安全系数,取1.3
‑
2；
[0049]根据锻件成型过程中侧向力的需求，在迎向侧向力的一侧，可选择较大的安全系数，用以提高模具寿命；在侧向力的反向一侧，异型锁扣主要起到确保成型的作用，不承担主要侧向力的作力，其尺寸可选择较小系数。
[0050]举例：
[0051]本专利技术应用的某典型锻件截面如图3所示，锻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控制锻件错移的锻模异型锁扣结构尺寸设计方法，其特征在于，包括：获取下模的斜面导入段长度H1、下模的有效工作段长度H2；有效工作段为直壁工作段减去上模的斜面导入段；依据异形锁扣在锻件成型过程中，根部所承受的剪切力和直壁工作段所承受的锻件产生的极限错移力，设置异型锁扣的长度和宽度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，异型锁扣的长度和宽度的对应关系：其中，l3为锁扣的长度，为模具长度的1/4
‑
1/6；B为锁扣的宽度，不少于模具宽度的1/4
‑
1/6；K为安全系数，取1.3
‑
2；F
max
为锻件成型过程中的最大侧向力；σb为在模具材料的屈服强度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，F
max
的获取方法包括：对锻件成型过程进行数值模拟，得到锻件作用于模具的最大侧向力。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，F
max
的获取方法包括：对锻件成型过程的锻件进行受力分析，得到锻件作用于模具的最大侧向力。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：唐军，翟江波，舒睿昶，黄蓓，张国伟，
申请(专利权)人：陕西宏远航空锻造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：