【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锻造加工，具体涉及一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具及锻造方法。
技术介绍
1、随着我国国防科技的不断发展，新一代航空装备的研制与列装已逐步成为现实，其中以钛合金为主材的各类重要锻件，为了满足新型装备的严苛的服役要求，锻件的结构愈发朝向大型化、复杂化、一体化方向发展，其中超细长、曲线轮廓、突变截面等特点尤为突出。
2、此类锻件以模锻工艺成型时往往存在以下问题：第一，模锻前的中间坯形状与材料分配不合理，导致模锻时材料充型不均匀，部分区域飞边过多，而部分区域又存在“缺肉”现象。第二，中间坯外型复杂，加之无特定工装协助，使得成型质量受工人的技术水平影响大，无法保证不同班次制坯的一致性，特别对于圆弧面、斜面等结构，在实际生产中易锻造成台阶状，进而出现折叠、裂纹、啃伤等缺陷，增加了制坯周期与排伤量，影响了产品合格率。第三，由于锻件产品具有纵向曲面结构，导致坯料模锻成型时难以平稳的放入模膛之中，不仅增大定位难度，而且模锻初期坯料易发生左右摆动和前后窜动现象，增加了工作的危险性、成型的不可控性，以及模具和设备损耗。因此采用传统工艺进行上述锻件制造时其锻造质量较差。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具及锻造方法，旨在解决现有技术中存在的成型质量差的缺陷。
2、本申请通过以下技术方案实现上述目的：
3、一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，包括平底模组，所述平底模组包括两个平底砧，各所述平底砧底部设置有
4、镦粗桶，所述镦粗桶上设置有镦粗型腔；
5、上模，所述上模上设置有，所述第一模锻腔和第一弯曲腔；
6、下模，所述下模上设置有第二模锻腔和第二弯曲腔；所述第一模锻腔与所述第二模锻腔拼接成用于中间坯模锻成型的模锻型腔；相对于水平面，所述第一模锻腔与所述第二模锻型均倾斜设置；所述第一弯曲腔与所述第二弯曲腔拼接成用于弯曲中间坯的弯曲型腔。
7、可选的，第一模锻腔和所述第二模锻腔的一端均设置有阻尼沟；所述阻尼沟沿所述第一模锻腔或所述第二模锻腔的宽度方向设置。
8、可选的，第一模锻腔和第二模锻腔的倾斜角均为2-4°。
9、可选的，下模上设置有若干与所述第二模锻腔连通的顶杆孔，所述顶杆孔内滑动设置有顶杆；所述第二模锻腔的一端还设置有与中间坯适配的凸台成型腔。
10、相应的，本申请还公开了基于上述锻造模具的锻造方法，包括以下步骤：
11、准备毛坯，并对所述毛坯进行预处理；
12、通过平底模组和镦粗桶对毛坯的一侧进行压扁镦粗；
13、对压扁镦粗后的毛坯进行轴向拔长和校直修正，形成粗坯；
14、在所述粗坯上设置分段压痕，根据分段压痕和设计外型分别对粗坯各区域进行拔长造型，形成中间坯；
15、通过第一弯曲腔和第二弯曲腔对所述中间坯进行热压弯曲造型，形成非对称结构；
16、加热弯曲后的中间坯，通过第一模锻腔和第二模锻腔对上述中间坯胚进行模锻成型。
17、可选的，通过平底模组和镦粗桶对毛坯的一侧进行压扁镦粗，包括以下步骤：
18、将平底模组和镦粗桶分别安装于锻压机的相应工位；
19、对毛坯进行热处理；
20、确定毛坯的一端为头部，通过平底模组将头部压扁；
21、将压扁后的毛坯转移到镦粗桶内，锻压头部，直至头部高度达到设计尺寸；
22、取出镦粗后的毛坯，锻压调整头部的鼓肚，直至头部宽度和厚度达到设计尺寸。
23、可选的，对压扁镦粗后的毛坯进行轴向拔长和校直修正，形成粗坯，包括以下步骤：
24、水平放置压扁镦粗后的毛坯；
25、锻压拔长所述毛坯的未压扁镦粗端，直至设计长度；
26、锻压修正所述毛坯的拔长端，直至将所述毛坯的拔长端校直；
27、竖直设置毛坯，锻压所述毛坯头部，消除鼓肚；
28、通过平底模组修正头部外型；
29、检测所述毛坯的外型参数。
30、可选的，锻压拔长所述毛坯的未压扁镦粗端的过程中，单次锻压变形量不超过被锻压区厚度的10%，单次锻压的送进量与下压量的比值为1-1.5；所述锻压修正所述毛坯的拔长端的过程中，单次下压量不超过10mm，单次进给量为180-220mm。
31、可选的，根据设计尺寸在所述粗坯上设置分段压痕，根据分段压痕和设计外型分别对粗坯各区域进行拔长造型，形成中间坯，包括以下步骤：
32、水平放置所述粗坯，锻压所述粗坯的各棱边；
33、根据设计尺寸在所述粗坯上绘制压痕线；
34、通过三角压辊在各所述压痕线处锻压分段压痕；
35、对两侧均有分段压痕的拔长区域，采用螺旋翻转法进行送进锻压，直至达到设计长度；
36、对单侧设有分段压痕的拔长区域，沿端头向分段压痕方向送进，采用单面压缩法进行锻压，直至达到设计长度。
37、可选的，采用单面压缩法进行锻压的过程中，单次锻压变形量不超过被锻压区厚度的15%，单次锻压的送进量与下压量的比值为1.5-2；采用螺旋翻转法进行送进锻压的过程中，单次锻压变形量不超过被锻压区厚度的7%，单次锻压的送进量与下压量的比值为1-1.5。
38、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
39、本申请所述的锻造模具包括平底模组，所述平底模组包括两个平底砧，各所述平底砧底部设置有平底面，平底面两侧均平滑连接有造型斜面；所述锻造模组还包括镦粗桶、上模和下模，在所述上模上设置有第一模锻腔和第一弯曲腔，在下模上设置有第二模锻腔和第二弯曲腔；所述第一模锻腔与所述第二模锻腔拼接成用于中间坯模锻成型的模锻型腔；相对于水平面，所述第一模锻腔与所述第二模锻型均倾斜设置；所述第一弯曲腔与所述第二弯曲腔拼接成用于弯曲中间坯的弯曲型腔；
40、相应的本申请还公开了基于上述模具的锻造方法，首先对经过预处理的毛坯的一端进行压扁和镦粗，以形成头部造型，随后将未变形的一端进行轴向拔长和校直修正，再根据具体的造型设计进行分料和拉拔造成，以制成中间坯；最后通过弯曲型腔的热压形成非对称结构，通过模锻型腔的热压模锻实现曲面分模；
41、现有技术中，曲面分模、非对称的锻件在制造过程中，往往先根据锻件的整体外型进行自由锻造型，最后再进行模锻加工；但是由于曲面分模和非对称锻件的结构异常复杂，且对称性差，因此自由锻制造过程中对于工人的经验要求非常高，并且在模锻过程中，常常出现部分区域缺肉、部分区域飞边过多的缺陷；除此之外，由于异常复杂的外型，加之自由锻没有模具的约束，因此自由锻后的中间坯的一致性较差，进而造成锻件产品成型质量波动大，严重影响了锻件的合格率；
42、同时由于自由锻的造型误差，极易导致坯料难以平稳的放入模膛之中，不仅增大定位难度，而且模锻初期坯料易发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，包括平底模组，所述平底模组包括两个平底砧(1)，各所述平底砧(1)底部设置有平底面(101)，平底面(101)两侧均平滑连接有造型斜面(102)；
2.根据权利要求1所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，所述第一模锻腔(301)和所述第二模锻腔(401)的一端均设置有阻尼沟(5)；所述阻尼沟(5)沿所述第一模锻腔(301)或所述第二模锻腔(401)的宽度方向设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，所述第一模锻腔(301)和第二模锻腔(401)的倾斜角均为2-4°。
4.根据权利要求1所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，所述下模(4)上设置有若干与所述第二模锻腔(401)连通的顶杆孔(6)，所述顶杆孔(6)内滑动设置有顶杆(7)；所述第二模锻腔(401)的一端还设置有与中间坯适配的凸台成型腔(8)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具的锻造方法，其特征在
6.根据权利要求5所述的锻造方法，其特征在于，所述通过平底模组和镦粗桶对毛坯的一侧进行压扁镦粗，包括以下步骤：
7.根据权利要求5所述的锻造方法，其特征在于，所述对压扁镦粗后的毛坯进行轴向拔长和校直修正，形成粗坯，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的锻造方法，其特征在于，所述拔长所述毛坯的未压扁镦粗端的过程中，单次锻压变形量不超过被锻压区厚度的10％，单次锻压的送进量与下压量的比值为1-1.5；所述锻压修正所述毛坯的拔长端的过程中，单次下压量不超过10mm，单次进给量为180-220mm。
9.根据权利要求5所述的锻造方法，其特征在于，所述根据设计尺寸在所述粗坯上设置分段压痕，根据分段压痕和设计外型分别对粗坯各区域进行拔长造型，形成中间坯，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的锻造方法，其特征在于，所述采用单面压缩法进行锻压的过程中，单次锻压变形量不超过被锻压区厚度的15％，单次锻压的送进量与下压量的比值为1.5-2；采用螺旋翻转法进行送进锻压的过程中，单次锻压变形量不超过被锻压区厚度的7％，单次锻压的送进量与下压量的比值为1-1.5。
...【技术特征摘要】
1.一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，包括平底模组，所述平底模组包括两个平底砧(1)，各所述平底砧(1)底部设置有平底面(101)，平底面(101)两侧均平滑连接有造型斜面(102)；
2.根据权利要求1所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，所述第一模锻腔(301)和所述第二模锻腔(401)的一端均设置有阻尼沟(5)；所述阻尼沟(5)沿所述第一模锻腔(301)或所述第二模锻腔(401)的宽度方向设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，所述第一模锻腔(301)和第二模锻腔(401)的倾斜角均为2-4°。
4.根据权利要求1所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具，其特征在于，所述下模(4)上设置有若干与所述第二模锻腔(401)连通的顶杆孔(6)，所述顶杆孔(6)内滑动设置有顶杆(7)；所述第二模锻腔(401)的一端还设置有与中间坯适配的凸台成型腔(8)。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种用于非对称、曲面分模锻件的锻造模具的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：张泽磊，魏明刚，栗文强，尹才洪，闵武，吴代建，王泽忠，罗恒军，
申请(专利权)人：四川工程职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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