專利名稱：基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬模鍛技術(shù)領(lǐng)域的裝置及其方法，具體是一種基于擴(kuò) 大塑性變形區(qū)鍛造分模。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的開(kāi)式模鍛工藝中，鍛模模膛周邊都設(shè)有飛邊槽，它能夠容納多余 金屬，同時(shí)對(duì)上下模打靠時(shí)起到緩沖作用，另外飛邊槽還能夠阻止金屬外流，迫 使金屬充滿模膛。鍛造模具的設(shè)計(jì)，在保證鍛件所需的形狀及尺寸的同時(shí)，還要 滿足零件在使用過(guò)程中提出的性能要求。金屬在鍛造時(shí)的體積變形過(guò)程劇烈化和 高強(qiáng)度模鍛材料的使用導(dǎo)致模鍛力大大增加。由此，降低了模具壽命，給自動(dòng)化 生產(chǎn)線帶來(lái)困難，同時(shí)也需要大功率鍛壓設(shè)備。因此，在體積模鍛中，減少作用 在模具上的力從而提高模具壽命，成為迫在眉睫的任務(wù)。
塑性變形力的規(guī)范按照最小阻力定律確定。這就導(dǎo)致了幾種結(jié)果，對(duì)于自由 變形，最短的垂線，最小的周長(zhǎng)，等阻力線。為了使金屬充滿最難變形部分模膛， 從最小阻力定律得出塑性變形區(qū)域擴(kuò)大原理，能夠使用如下形式變形減小了變 形力，確保模膛完全充滿，必須采取在終鍛時(shí)擴(kuò)大塑性變形區(qū)的模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)措 施。換言之，如果能夠使用幾個(gè)結(jié)構(gòu)方案的模具，為了減小變形力，應(yīng)該選擇使 變形區(qū)最大限度接近模具難充滿位置。顯而易見(jiàn)，模具結(jié)構(gòu)形狀的變化引起毛坯 應(yīng)力狀態(tài)的改變，從而，充滿模膛所必須的力也發(fā)生了變化。在終鍛模膛中塑性 變形的重要特點(diǎn)——它的不均勻性和局部性。與之相關(guān)聯(lián)的，在模鍛時(shí)，金屬自 由流動(dòng)有幾個(gè)階段金屬充滿型腔禾B擠入飛邊槽。金屬向B那個(gè)方向流動(dòng)取決于最 小阻力定律。金屬流向如果從最小阻力方向改變到其它任何方向，則在這個(gè)方向 上停止充滿模膛并形成剛性區(qū)。
經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請(qǐng)?zhí)?00826060326.3，授權(quán)公告號(hào) CN20217050Y，記載了 "一種模鍛工藝技術(shù)領(lǐng)域的模鍛用飛邊槽結(jié)構(gòu)"，包括 飛邊槽內(nèi)圈、飛邊槽外圈和飛邊槽頂面，其中飛邊槽內(nèi)圈和飛邊槽外圈為具有傾 角的斜面，飛邊槽頂面上設(shè)有若干螺紋孔。但是該技術(shù)通過(guò)改變飛邊槽的結(jié)構(gòu)來(lái)改善金屬對(duì)模膛的充填，但由于模鍛過(guò)程中的變形力無(wú)法降低，使得模具的使用 壽命縮短，同時(shí)半閉式模鍛中所產(chǎn)生的鍛件縱向毛刺將對(duì)模鍛后的鍛件質(zhì)量產(chǎn)生 巨大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分 模，降低了金屬鍛造次品率，有效減少了毛坯的直徑，提高了模具壽命、節(jié)約了 金屬并極大地增加了生產(chǎn)率。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括上模部分、下模部分、導(dǎo) 柱和定位套筒，其中兩個(gè)定位套筒固定設(shè)置于上模部分，兩個(gè)導(dǎo)柱固定設(shè)置于 下模部分上對(duì)應(yīng)定位套筒的位置。
所述的上模部分包括上套圈、上鐓粗臺(tái)、上模、上主板和上墊板，其中 上鐓粗臺(tái)固定設(shè)置于上套圈內(nèi)側(cè)，上套圈通過(guò)上墊板固定于上主板內(nèi)，定位套筒 固定設(shè)置于上鐓粗臺(tái)的外沿，上模嵌套于上套圈的中央。
所述的下模部分包括下套圈、下鐓粗臺(tái)、下模、下主板和下墊板，其中 下鐓粗臺(tái)固定設(shè)置于下套圈內(nèi)側(cè)，下套圈通過(guò)下墊板固定于下主板內(nèi)，兩個(gè)導(dǎo)柱 固定設(shè)置于下鐓粗臺(tái)的外沿并與定位套筒的位置相對(duì)應(yīng)，下模嵌套于下套圈的中 央。
所述的上套圈和上墊板之間以及下套圈和下墊板之間設(shè)有鍵塊。 所述的上套圈的中部設(shè)有截面為帽形的上模型槽，對(duì)應(yīng)下套圈的中部設(shè)有截 面為杯形的下模型槽。
所述的上模上設(shè)有截面為帽形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的飛邊槽，該飛邊槽的橋部高度h,
為1.25ho^hi》ho，其中ho為3 4rmn。
本發(fā)明以擴(kuò)大塑性變形區(qū)原理為基礎(chǔ)，合理地改變分模面位置，能夠保證在 減小變形力的條件下金屬充滿模膛，通過(guò)運(yùn)用鍛件階梯式表面擴(kuò)大塑性變形區(qū)并 迫使金屬充滿模膛，提高金屬利用率并降低次品率。


圖l為本發(fā)明模具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為飛邊槽位置示意其中a為實(shí)施例示意圖；b為常規(guī)對(duì)比例示意圖。
具體實(shí)施例方式
4下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實(shí)施例。
如圖1所示，本實(shí)施例包括上模部分1、下模部分2、導(dǎo)柱3和定位套筒4， 其中兩個(gè)定位套筒4固定設(shè)置于上模部分1，兩個(gè)導(dǎo)柱3固定設(shè)置于下模部分 2上對(duì)應(yīng)定位套筒4的位置。
所述的上模部分1包括上套圈5、上鐓粗臺(tái)6、上模7、上主板8和上墊板 9，其中上鐓粗臺(tái)6固定設(shè)置于上套圈5內(nèi)側(cè)，上套圈5通過(guò)上墊板9固定于 上主板8內(nèi)，定位套筒4固定設(shè)置于上鐓粗臺(tái)6的外沿，上模7嵌套于上套圈5 的中央。
所述的下模部分2包括下套圈IO、下鐓粗臺(tái)ll、下模12、下主板13和下 墊板14，其中下鐓粗臺(tái)11固定設(shè)置于下套圈10內(nèi)側(cè)，下套圈10通過(guò)下墊板 14固定于下主板13內(nèi)，兩個(gè)導(dǎo)柱3固定設(shè)置于下鐓粗臺(tái)11的外沿并與定位套 筒4的位置相對(duì)應(yīng)，下模12嵌于下套圈IO的中央。
所述的上模7和下模12由鍵15緊固于上套圈5和下套圈10之間，上套圈5 和下套圈10又由鍵塊16將其分別緊固于上墊板9和下墊板14上。
所述的上套圈5和上墊板9之間以及下套圈10和下墊板14之間均設(shè)有楔鐵 17固緊。
如圖2a所示，所述的上套圈5的中部設(shè)有截面為帽形的上模型槽18，對(duì)應(yīng) 下套圈10的中部設(shè)有截面為杯形的下模型槽19。
本實(shí)施例在25MN熱模鍛壓力機(jī)上模鍛，如圖2a所示，本實(shí)施例所述的上 模7上設(shè)有截面為帽形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的飛邊槽20，為現(xiàn)有技術(shù)的鍛造模具示意圖。
本實(shí)施例中的飛邊槽20的橋部高度hfl.lho，其中ho為3.5mm;
現(xiàn)有技術(shù)中金屬填充高度hb為二16mm，金屬填充深度HH= 13mm;經(jīng)改進(jìn) 后本實(shí)施例在模鍛過(guò)程中金屬未充填高度H,《1/3Hb，金屬未填充深度H2《 1/3HH。本實(shí)施例經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)減少了多余金屬流出模膛的阻力，也就降低了模 鍛力。
經(jīng)過(guò)實(shí)際工作測(cè)定，其效果可達(dá)到降低模鍛力30%以上，鍛件的廢品率減少 50%，模具壽命提高60 80%。
權(quán)利要求
1、一種基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，包括上模部分、下模部分、導(dǎo)柱和定位套筒，其中兩個(gè)定位套筒固定設(shè)置于上模部分，兩個(gè)導(dǎo)柱固定設(shè)置于下模部分上對(duì)應(yīng)定位套筒的位置，其特征在于所述的上模部分包括上套圈、上鐓粗臺(tái)、上模、上主板和上墊板，其中上鐓粗臺(tái)固定設(shè)置于上套圈內(nèi)側(cè)，上套圈通過(guò)上墊板固定于上主板內(nèi)，定位套筒固定設(shè)置于上鐓粗臺(tái)的外沿，上模嵌于上套圈的中央；所述的下模部分包括下套圈、下鐓粗臺(tái)、下模、下主板和下墊板，其中下鐓粗臺(tái)固定設(shè)置于下套圈內(nèi)側(cè)，下套圈通過(guò)下墊板固定于下主板內(nèi)，兩個(gè)導(dǎo)柱固定設(shè)置于下鐓粗臺(tái)的外沿并與定位套筒的位置相對(duì)應(yīng)，下模嵌于下套圈的中央。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，其特征是，所述 的上套圈和上墊板之間以及下套圈和下墊板之間設(shè)有鍵塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，其特征是，所述 的上套圈的中部設(shè)有截面為帽形的上模型槽，對(duì)應(yīng)下套圈的中部設(shè)有截面為杯形 的下模型槽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，其特征是，所述 的上模上設(shè)有截面為帽形的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的飛邊槽，該飛邊槽的橋部高度h,為1.25ho 》ln》ho，其中ho取值范圍3~4mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，其特征是，所述 的上模和下模由鍵緊固于上套圈和下套圈之間，上套圈和下套圈則由鍵塊將其分 別緊固于上墊板和下墊板上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，其特征是，所述 的上套圈和上墊板之間以及下套圈和下墊板之間均設(shè)有楔鐵。
全文摘要
一種金屬模鍛技術(shù)領(lǐng)域的基于擴(kuò)大塑性變形區(qū)鍛造分模，包括上模部分、下模部分、導(dǎo)柱和定位套筒，其中兩個(gè)定位套筒固定設(shè)置于上模部分，兩個(gè)導(dǎo)柱固定設(shè)置于下模部分上對(duì)應(yīng)定位套筒的位置。本發(fā)明以擴(kuò)大塑性變形區(qū)原理為基礎(chǔ)，合理地改變分模面位置，能夠保證在減小變形力的條件下金屬充滿模膛，通過(guò)運(yùn)用鍛件階梯式表面擴(kuò)大塑性變形區(qū)并迫使金屬充滿模膛，提高金屬利用率、降低次品率并減小金屬在模膛中的變形力從而提高模具壽命。
文檔編號(hào)B21J13/02GK101633030SQ20091005669
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者張海英, 王以華, 霆 舒 申請(qǐng)人:上海保捷汽車(chē)零部件鍛壓有限公司