7A04铝合金机匣体类零件多向模锻模具制造技术

７Ａ０４铝合金机匣体类零件的多向模锻模具，属于金属材料塑性成形模具，目的在于有效克服现有开式模锻工艺和等温模锻工艺中多向模锻模具存在的问题。本实用新型专利技术的多向模锻模具，包括对称的上、下半凹模，预锻凸模、终锻凸模、预锻凸模固定板、终锻凸模固定板以及由上、下模座组成的模架。上半凹模与下半凹模具有凸形截面，水平对称分模结构，预锻凸模与终锻凸模具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边。本实用新型专利技术模具结构简单，制造、安装和使用方便，工作可靠；可大大减少锻件同模膛的摩擦阻力，提高锻件表面质量，显著提高模具寿命。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术属于金属材料塑性成形模具，特别涉及用于生产枪械 7A04铝合金机匣体类零件的多向模锻模具。
技术介绍
7A04铝合金比强度和比刚度高，但塑性差，塑性变形流动阻力大， 且速度敏感性强。目前，国内军工系统对于7A04铝合金机匣体类零件， 传统的方法是采用模锻锤上开式模锻工艺生产，其工艺流程为下料+加 热+制坯^预锻^加热+终锻^切边。其工艺存在的主要问题是，飞边 金属损耗大，机加工余量和锻件公差大，材料利用率仅为41.4%，因锤模 锻速度高(5000 6000mm/s)，常因速度敏感性强而引起锻件表面裂纹。 刘川林、曹洋、黄美平等机匣等温成形工艺数值模拟(制造技术与实 践，2004 (4)， 35 38)采用DEFORM3D软件对机匣等温成形工艺进行 了数值模拟，模拟结果表明可以采用等温模锻工艺来成形LC4 (7A04) 铝合金机匣锻件，最大成形力为4700KN,模锻时假设上模压下速度为 6mm/s，而不是实际的等温模锻成形速度。徐铁汉7A04铝合金机匣工 艺研究与应用(制造技术与实践，2005 (5)， 31~34)叙述了 7A04铝合 金机匣等温成形工艺的研究与应用情况，7A04铝合金锻造温度为420°C， 采用垂直分模剖分式镶块模具结构，模具加热温度为40(TC,在5000KN 油压机上模锻成形；还说明了采用传统工艺生产的普通锻件重1.45Kg， 用料2.415Kg，而等温成形锻件重l.OOKg，用料1.65 1.75Kg，其材料利 用率为58.8%。但该文未说明等温成形的实际成形速度。刘润广、刘芳、 道淳志等，在7075铝合金防扭臂下接头等温体积成形工艺的研究(锻压技术，1999， 24 (5): 6 9)提出的等温模锻成形工艺用于等温锻造的 压力机的变形速度为0.05~0.5 mm/s，生产效率极低。现有的等温模锻成 形工艺是将模具和毛坯(经过制坯的毛坯)保持在恒定的高温(t=420°C) 时模锻成形，其优点是可一次成形出形状复杂的锻件，所需模锻力小， 锻件材料利用率比普通模锻大为提高，但因用于等温锻造的压力机的变 形速度为0.05 0.5 mm/s生产效率极低，且模具一直处于高温状态(40(TC )导致使用寿命低。迄今为止，除夏巨谌、胡国安等人发表的机匣体多向模锻热力耦 合数值模拟(锻压技术，2007， 32 (3): 12~15)涉及本技术技术 外，未见国内外有相同技术的研究与应用报道；机匣体多向模锻热力耦 合数值模拟工艺采用一次模锻成形，只适合于加工形状简单、变形均 匀的机匣体类零件。
技术实现思路
本技术提供一种7A04铝合金机匣体类零件多向模锻模具，目的 在于有效克服现有开式模锻工艺和等温模锻工艺中多向模锻模具存在的 问题。本技术的一种7A04铝合金机匣体类零件多向模锻模具，包括对 称的上、下半凹模，预锻凸模、终锻凸模、预锻凸模固定板、终锻凸模 固定板以及模架，模架由上、下模座组成，分别用于固走上半凹模以及 下半凹模，其特征在于上半凹模与下半凹模具有凸形截面，为水平对称分模结构；所述预 锻凸模与终锻凸模具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边；上、 下半凹模对应预锻凸模部位没有用于成形锻件两侧凸台的型槽，上、下 半凹模对应终锻凸模部位具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；预锻凸模对应于锻件大头端的凸模高度比终锻凸模的凸模高度少8 9mm，预锻凸 模其他部位凸模高度比终锻凸模的凸模高度多2 3mm;终锻凸模与上、 下半凹模所构成的终锻模膛的形状及尺寸与预先设计的机匣体终锻热锻 件形状及尺寸完全相同。所述的多向模锻模具，其特征在于所述上半凹模对应预锻凸模和终锻凸模前后两端均设有3° 5°的拔 模斜面，下半凹模和下模座对应预锻件和终锻件大小两端设置有顶出孔; 所述上半凹模和下半凹模均设置有导正销和导正孔； 上半凹模与上模座之间、下半凹模与下模座之间设置有定位承力键。本技术用于7A04铝合金机匣体类零件多向模锻工艺时，顺序包 括下料、加热、制坯、再加热、多向模锻步骤，所述多向模锻步骤过程 为(1) 用多向模锻模具对加热的7A04铝合金辊锻毛坯多向预锻成形， 将毛坯放入多向模锻模具的预锻模膛，毛坯温度为43(TC 45(TC，所述 模具上、下半凹模的温度为200°C 220°C;相对于预先设计的终锻件， 所得预锻件内凹槽槽深在大头端未到位，锻件两侧凸台未成形；(2) 再用多向模锻模具对预锻成形的模锻件实现多向终锻成形，将 预锻件翻转180。放入多向模锻模具的终锻模膛内，预锻件温度》35(TC， 模具上、下半凹模的温度为200°C 220°C，得到无飞边的机匣体模锻件。本技术可有效克服现有两种模锻工艺存在的问题。将凹模设计 成上半凹模与下半凹模水平对称分模结构，预锻模膛与终锻模膛分布在 上、下两半凹模模块纵向对称线的两边，多向预锻和多向终锻时，锻件 均处于强烈的三向压应力状态，本技术与模锻锤上开式模锻相比，其不同之处与优点是本技术预锻和终锻在一次加热后完成，且不 需切边工序；预锻和终锻时锻件均为多向模锻方式成形，变形金属处于 强烈的三向压应力状态，因而其塑性成形性能大为提高，加上在多向模 锻液压机上模锻，其成形速度为30mm/S，比锤上模锻成形速度5~6m/s (5000 6000mm/s)低得多，不存在速度过高而出现的速度敏感性强导致 表面产生裂纹的现象发生；锻件无飞边金属损耗，且余量和公差小，锻 件重量为0.98Kg，用料1.15~1.20Kg，锻件材料利用率平均达85%，比开 式模锻提高50%以上。本技术与等温模锻相比，其不同之处与优点是等温模锻是在 毛坯与模具均恒定的高温(t:42(TC )下，凸模以极为缓慢的速度(0.3mm/s) 下直接终锻成形。本技术是毛坯在短时高温(t=430°C 450°C)而模 具一般为20(TC 22(TC时以30mm/s的速度先预锻后终锻成形，因而其成 形速度显著提高，进而生产效率也显著提高；模具寿命高；锻件材料利 用率提高26%，且锻件的抗拉强度(7b更高。本技术模具结构简单，制造、安装和使用方便，工作可靠；工 艺流程合理，工艺参数与性能稳定；辊锻毛坯加热至43(TC 45(TC，通过 以反挤压为变形特征的多向预锻成形，然后通过以镦挤变形为特征的多 向终锻成形，两道工序锻件均处于强烈的三向压力状态下成形，显著提 高了7A04铝合金的塑性成形性能；终锻是在较低温度下成形，有利于改 善锻件内部金相组织和力学性能，并使表面更加光洁；将模具设计成多 向分模结构实现多向模锻成形，可大大减少模锻成形和锻件顶出过程中 锻件同模膛表面的接触摩擦阻力，进一步提高锻件表面质量，并显著提 高模具使用寿命。附图说明图l某型号机匣体辊锻毛坯示意图；图2某型号机匣体锻件成品三维示意图； 图3本技术多向模锻模具示意图； 图4本技术上半凹模仰视图； 图5本技术上半凹模左视图； 图6本技术预锻凸模仰视图； 图7本技术终锻凸模仰视图。具体实施方式图1为某型号机匣体辊锻毛坯示意图。图2为某型号机匣体锻件成品三维示意图，图中终锻件大头端19， 终锻件小头端20。如图3 图7所示，本技术多向模锻模具包括对称的上半凹模3、 下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种７Ａ０４铝合金机匣体类零件多向模锻模具，包括对称的上、下半凹模，预锻凸模、终锻凸模、预锻凸模固定板、终锻凸模固定板以及模架，模架由上、下模座组成，分别用于固定上半凹模以及下半凹模，其特征在于：　上半凹模与下半凹模具有凸形截面，为水平对称分模结构；所述预锻凸模与终锻凸模具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边；上、下半凹模对应预锻凸模部位没有用于成形锻件两侧凸台的型槽，上、下半凹模对应终锻凸模部位具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；预锻凸模对应于锻件大头端的凸模高度比终锻凸模的凸模高度少８～９ｍｍ，预锻凸模其他部位凸模高度比终锻凸模的凸模高度多２～３ｍｍ；终锻凸模与上、下半凹模所构成的终锻模膛的形状及尺寸与预先设计的机匣体终锻热锻件形状及尺寸完全相同。

【技术特征摘要】
1.一种7A04铝合金机匣体类零件多向模锻模具，包括对称的上、下半凹模，预锻凸模、终锻凸模、预锻凸模固定板、终锻凸模固定板以及模架，模架由上、下模座组成，分别用于固定上半凹模以及下半凹模，其特征在于上半凹模与下半凹模具有凸形截面，为水平对称分模结构；所述预锻凸模与终锻凸模具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边；上、下半凹模对应预锻凸模部位没有用于成形锻件两侧凸台的型槽，上、下半凹模对应终锻凸模部位具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；预锻凸模对应于锻件大头端的凸模高度比...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏巨谌，胡国安，王新云，邓磊，冀东生，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：83[]