專利名稱：一種提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透性的胎模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型長(zhǎng)軸類鍛件制坯的工模具，具體是一種提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透
性的胎模。
背景技術(shù)：
大型軸類鍛件在重型鍛件生產(chǎn)中為數(shù)最多，工作量最大，尤其是其中的汽輪機(jī)轉(zhuǎn) 子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、軋輥、主軸等。這類鍛件一般來(lái)說(shuō)都是機(jī)器上的關(guān)鍵零件，質(zhì)量要求十分嚴(yán) 格，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，技術(shù)難度大，因此，如何在提高質(zhì)量的前提下，能夠較快、較省的生產(chǎn)軸 類鍛件，就成為鍛造工程技術(shù)領(lǐng)域極為關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。 目前，大型長(zhǎng)軸類鍛件常用的鍛造工藝有JTS法、直接拔長(zhǎng)法和鐓粗_拔長(zhǎng)復(fù)合 法。這些工藝方法可以在平砧間進(jìn)行拔長(zhǎng)成形，型砧內(nèi)拔長(zhǎng)成形，也可以在芯軸上拔長(zhǎng)成 形，其中所采用的型砧以上下V型砧和上平下V型砧應(yīng)用最為廣泛。但是對(duì)于大型長(zhǎng)軸類 鍛件來(lái)說(shuō)，由于鍛件尺寸很大，不論采用哪種型砧，也不論采用哪種工藝方案，都不可避免 的存在一些瓶頸之處，如選用短粗型鋼錠采用直接拔長(zhǎng)法雖能成形，很難達(dá)到要求的鍛比； 而采用鐓粗-拔長(zhǎng)復(fù)合工藝時(shí)，鐓粗又受到設(shè)備噸位的限制，所以成形鍛件的尺寸受到限 制，進(jìn)而在鍛比小于3的正常鐓粗、拔長(zhǎng)鍛造過(guò)程中，材料心部的一些缺陷無(wú)法消除，如縮 孔、疏松、夾雜、偏析與晶粒粗大等組織缺陷，從而使棒坯心部的機(jī)械性能較差，并往往成為 裂紋的發(fā)源地，造成鍛件報(bào)廢；JTS法是常說(shuō)的表面降溫鍛造法，它雖然能在不大的鍛比條 件下達(dá)到鍛透的目的，但是在提高材料內(nèi)部質(zhì)量、提高材料利用率、降低能源消耗方面仍有 待進(jìn)一步提高。 目前，理論研究針對(duì)制坯現(xiàn)象中的一些問(wèn)題，提出了一種新的工藝，即扭-壓復(fù)合 加載變形，它是在成形中沿坯料高度方向施加壓力的同時(shí)，沿著坯料橫截面方向施加扭矩， 并通過(guò)控制工件與工具之間的接觸摩擦，將其有害的作用加以利用，與鐓粗變形相比，扭壓 變形可以減小變形力，并且工件壓下量越大，變形力降低幅度越大，而其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以 改善坯料變形的不均勻性。但是目前的設(shè)備在鍛壓坯料的時(shí)候，無(wú)法施加扭轉(zhuǎn)變形，為此哈 爾濱工業(yè)大學(xué)在研究壓扭加載變形時(shí)，通過(guò)自主研發(fā)自制了一套試驗(yàn)裝置，它是利用100T 材料實(shí)驗(yàn)機(jī)作為主動(dòng)機(jī)械來(lái)解決相關(guān)技術(shù)難題的，經(jīng)過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)扭壓變形確實(shí)可以降低 變形力，并且可以改善變形的不均勻性，為理論研究提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù)。對(duì)于這種變形方式， 由于現(xiàn)有的鍛壓設(shè)備都無(wú)法直接滿足扭轉(zhuǎn)變形的需要，因此相關(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐較少，參考文 獻(xiàn)也較少。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的坯料鍛透性和設(shè)備噸位之間的矛盾，本發(fā)明提出了一種 提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透性的胎模。 本發(fā)明包括上模和下模，并且在上模和下模相對(duì)應(yīng)的表面上，沿模具的長(zhǎng)度方向 的中心有半個(gè)型腔，當(dāng)上模和下模的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔。上模和下?？酆虾笮纬傻哪＞咝颓话ㄕ螀^(qū)、變形區(qū)和定位區(qū)，其中整形區(qū)和定位區(qū)分別位于模具型 腔的兩端，其橫截面為圓形。變形區(qū)位于模具中部，其橫截面為橢圓形；整形區(qū)和變形區(qū)的 長(zhǎng)度相同。變形區(qū)的橢圓短半軸與整形區(qū)的型腔內(nèi)徑相同；在確定變形區(qū)的橫截面時(shí)，首先 按照與定位區(qū)的型腔截面面積相等的原則確定出該變形區(qū)橢圓的輪廓面積，再根據(jù)橢圓的 短半軸與整形區(qū)的型腔內(nèi)徑的關(guān)系，由橢圓的面積公式計(jì)算出變形區(qū)橢圓的長(zhǎng)半軸。變形 區(qū)等分為多個(gè)截面，每個(gè)截面上的型腔輪廓均為橢圓。變形區(qū)與定位區(qū)相鄰一端為進(jìn)口端， 變形區(qū)與整形區(qū)A相鄰一端為出口端；變形區(qū)進(jìn)口端截面與出口端截面之間的橢圓繞模 具型腔中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓，進(jìn)口端的橢圓輪廓扭轉(zhuǎn)量最大， 并且從變形區(qū)出口端第二個(gè)截面起，每個(gè)截面相對(duì)于前一個(gè)相鄰的截面遞增扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn) 角度按照扭轉(zhuǎn)的截面數(shù)將最大扭角等分；變形區(qū)進(jìn)口端橢圓輪廓的最大扭轉(zhuǎn)量為10° 60° 。 所述定位區(qū)的長(zhǎng)度兩倍于變形區(qū)的長(zhǎng)度。變形區(qū)的每個(gè)截面上的橢圓輪廓均光滑 過(guò)渡，并且圓形截面與橢圓形截面之間亦光滑過(guò)渡。 本發(fā)明根據(jù)扭壓變形理論提出了一種橢圓鐓粗、扭轉(zhuǎn)與拔長(zhǎng)相結(jié)合的復(fù)合塑性變 形模具。使用本發(fā)明在對(duì)坯料進(jìn)行成形時(shí)，由于模具變形區(qū)的橢圓截面繞模具型腔的中心 線扭轉(zhuǎn)，從而使坯料扭壓變形中產(chǎn)生扭矩，使變形金屬受到一剪切力的作用，根據(jù)屈服準(zhǔn) 則，此時(shí)變形體進(jìn)入塑性狀態(tài)所需的軸向壓應(yīng)力就小于屈服應(yīng)力，從而使變形過(guò)程中的變 形力降低，并且扭矩越大，效果越明顯。另外在扭壓成形中通過(guò)控制工件與工具之間的接觸 摩擦及工件內(nèi)部的剪切變形程度，將摩擦的有害作用加以利用，從而使工件在相同的鍛造 比下，變形量更大，并且工件內(nèi)部變形均勻，金屬纖維流線合理，有效地提高了工件內(nèi)部的 質(zhì)量，從而克服了坯料鍛透性和設(shè)備噸位之間的矛盾。 本發(fā)明在常規(guī)的鍛壓設(shè)備上即可實(shí)現(xiàn)棒坯的壓扭復(fù)合塑性變形，無(wú)需設(shè)備改造， 通用性強(qiáng)；調(diào)整變形區(qū)的橢圓扭轉(zhuǎn)角度，以及橢圓長(zhǎng)短軸之比可以控制棒坯在鍛造過(guò)程中 的截面變形量。


附圖1是模具結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是模具右視圖； 附圖3是模具a截面的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4是模具b截面的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5是模具c截面的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6是模具d截面的結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖7是模具e截面的結(jié)構(gòu)示意圖。 A.整形區(qū)B.變形區(qū)C.定位區(qū)1.整形區(qū)輪廓2.定位區(qū)輪廓3.變形區(qū)出口端 4.變形區(qū)進(jìn)口端5.b截面6.c截面7.d截面8.上模9.下模
具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 本實(shí)施例是用于一種長(zhǎng)軸鍛件制坯的胎模。本實(shí)施例包括外形均為矩形的上模8
4和下模9 ;上模8和下模9的結(jié)構(gòu)相同、方向相反。在上模8和下模9相對(duì)應(yīng)的表面上，沿模 具的長(zhǎng)度方向的中心有半個(gè)型腔，當(dāng)上模和下模的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔。
上模8和下模9扣合后形成的模具型腔包括整形區(qū)A、變形區(qū)B和定位區(qū)C，其中整 形區(qū)A和定位區(qū)C分別位于模具型腔的兩端。定位區(qū)C的長(zhǎng)度兩倍于變形區(qū)B的長(zhǎng)度，整 形區(qū)A和變形區(qū)B的長(zhǎng)度相同。本實(shí)施例中，上模和下模的尺寸分別為長(zhǎng)400mm，寬200mm 和高100mm ;定位區(qū)長(zhǎng)200mm，整形區(qū)長(zhǎng)100mm，變形區(qū)長(zhǎng)100mm。變形區(qū)B的橫截面為橢圓 形，該橢圓的短半軸與整形區(qū)型腔內(nèi)徑相同；在確定變形區(qū)B的橫截面時(shí)，首先按照與定位 區(qū)型腔截面面積相等的原則確定出該變形區(qū)B橢圓的輪廓面積，再根據(jù)橢圓的短半軸與整 形區(qū)型腔內(nèi)徑，由橢圓的面積公式計(jì)算出橢圓的長(zhǎng)半軸；定位區(qū)C的圓形輪廓直徑為98mm， 整形區(qū)A的圓形輪廓直徑為80mm;變形區(qū)B橢圓的長(zhǎng)半軸與短半軸之比為60 : 40。
變形區(qū)B與定位區(qū)C相鄰一端為進(jìn)口端，與整形區(qū)A相鄰一端為出口端。
如附圖3 附圖7所示，將變形區(qū)B等分為5個(gè)截面，每個(gè)截面上的型腔輪廓均為 橢圓。變形區(qū)進(jìn)口端截面與出口端截面之間橢圓繞模具型腔中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面 為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓，進(jìn)口端為扭轉(zhuǎn)量IO。的橢圓輪廓，并且從變形區(qū)出口端第二個(gè)截面 算起，每個(gè)截面相對(duì)于前一個(gè)相鄰的截面進(jìn)行遞增扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)角度按照扭轉(zhuǎn)的截面數(shù)將 最大扭角等分。本實(shí)施例中，變形區(qū)的5個(gè)截面在繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)時(shí)，自變形區(qū)出 口端第二個(gè)截面起，在每個(gè)截面上的扭轉(zhuǎn)量以2. 5°遞增，形成了變形區(qū)型腔的五個(gè)橢圓輪 廓，其中，第一個(gè)輪廓為無(wú)扭轉(zhuǎn)的變形區(qū)出口端截面3，第二個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為10°的變形 區(qū)進(jìn)口端截面4，第三個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為2. 5°的變形區(qū)的b截面5，第四個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為 5°的c截面6，第五個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為7.5°的d截面7。 變形區(qū)的每個(gè)截面上的橢圓輪廓均光滑過(guò)渡，而圓形截面與橢圓形截面之間也光 滑過(guò)渡。 實(shí)施例二 本實(shí)施例是用于一種長(zhǎng)軸鍛件制坯的胎模。本實(shí)施例包括外形均為矩形的上模8 和下模9 ;上模8和下模9的結(jié)構(gòu)相同、方向相反。在上模8和下模9相對(duì)應(yīng)的表面上，沿模 具的長(zhǎng)度方向的中心有半個(gè)型腔，當(dāng)上模和下模的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔。
上模8和下模9扣合后形成的模具型腔包括整形區(qū)A、變形區(qū)B和定位區(qū)C，其中整 形區(qū)A和定位區(qū)C分別位于模具型腔的兩端。定位區(qū)C的長(zhǎng)度兩倍于變形區(qū)B的長(zhǎng)度，而整 形區(qū)A和變形區(qū)B的長(zhǎng)度相同。本實(shí)施例中，上模和下模的尺寸分別為長(zhǎng)400mm，寬200mm 和高100mm ;定位區(qū)長(zhǎng)200mm，整形區(qū)長(zhǎng)100mm，變形區(qū)長(zhǎng)100mm。變形區(qū)B的橫截面為橢圓 形，該橢圓的短半軸與整形區(qū)型腔內(nèi)徑相同；在確定變形區(qū)B的橫截面時(shí)，首先按照與定位 區(qū)型腔截面面積相等的原則確定出該變形區(qū)B橢圓的輪廓面積，再根據(jù)橢圓的短半軸與整 形區(qū)型腔內(nèi)徑，由橢圓的面積公式計(jì)算出橢圓的長(zhǎng)半軸；定位區(qū)C的圓形輪廓直徑為98mm， 整形區(qū)A的圓形輪廓直徑為70mm;變形區(qū)B橢圓的長(zhǎng)半軸與短半軸之比為68.6 : 35。
變形區(qū)B與定位區(qū)C相鄰一端為進(jìn)口端，與整形區(qū)A相鄰一端為出口端。
將變形區(qū)B等分為6個(gè)截面，每個(gè)截面上型腔輪廓均為橢圓。變形區(qū)進(jìn)口端截面 與出口端截面之間橢圓繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓， 進(jìn)口端為扭轉(zhuǎn)量30°的橢圓輪廓，并且從變形區(qū)出口端第二個(gè)截面算起，每個(gè)截面相對(duì)于 前一個(gè)相鄰的截面進(jìn)行遞增扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)角度按照扭轉(zhuǎn)的截面數(shù)將最大扭角等分。本實(shí)施
5例中，變形區(qū)的6個(gè)截面在繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)時(shí)，自變形區(qū)出口端第二個(gè)截面起，在
每個(gè)截面上的扭轉(zhuǎn)量以6。遞增，形成了變形區(qū)型腔的六個(gè)橢圓輪廓，其中，第一個(gè)輪廓為
無(wú)扭轉(zhuǎn)的變形區(qū)出口端截面，第二個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為30°的變形區(qū)進(jìn)口端截面，第三個(gè)輪
廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為6。的截面，第四個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為12°的截面，第五個(gè)輪廓
為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為18。的截面，第六個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為24。的截面。 變形區(qū)的每個(gè)截面上的橢圓輪廓均光滑過(guò)渡，而圓形截面與橢圓形截面之間也光
滑過(guò)渡。 實(shí)施例三 本實(shí)施例是用于一種長(zhǎng)軸鍛件制坯的胎模。本實(shí)施例包括外形均為矩形的上模8 和下模9 ;上模8和下模9的結(jié)構(gòu)相同、方向相反。在上模8和下模9相對(duì)應(yīng)的表面上，沿模 具的長(zhǎng)度方向的中心有半個(gè)型腔，當(dāng)上模和下模的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔。
上模8和下模9扣合后形成的模具型腔包括整形區(qū)A、變形區(qū)B和定位區(qū)C，其中 整形區(qū)A和定位區(qū)C分別位于模具型腔的兩端。定位區(qū)C的長(zhǎng)度兩倍于變形區(qū)B的長(zhǎng)度， 而整形區(qū)A和變形區(qū)B的長(zhǎng)度相同。本實(shí)施例中，上模和下模的尺寸分別為長(zhǎng)400mm，寬 200mm和高100mm ;定位區(qū)長(zhǎng)200mm，整形區(qū)長(zhǎng)100mm，變形區(qū)長(zhǎng)100mm。變形區(qū)B的橫截面為 橢圓形，該橢圓的短半軸與整形區(qū)型腔內(nèi)徑相同；在確定變形區(qū)B的橫截面時(shí)，首先按照與 定位區(qū)型腔截面面積相等的原則確定出該變形區(qū)B橢圓的輪廓面積，再根據(jù)橢圓的短半軸 與整形區(qū)型腔內(nèi)徑，由橢圓的面積公式計(jì)算出橢圓的長(zhǎng)半軸；定位區(qū)C的圓形輪廓直徑為 98mm，整形區(qū)A的圓形輪廓直徑為60mm;變形區(qū)B橢圓的長(zhǎng)半軸與短半軸之比為80 : 30。
變形區(qū)B與定位區(qū)C相鄰一端為進(jìn)口端，與整形區(qū)A相鄰一端為出口端。
將變形區(qū)B等分為7個(gè)截面，每個(gè)截面上的型腔輪廓均為橢圓。變形區(qū)進(jìn)口端截 面與出口端截面之間橢圓繞模具型腔中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓， 進(jìn)口端為扭轉(zhuǎn)量45。的橢圓輪廓，并且從變形區(qū)出口端第二個(gè)截面算起，每個(gè)截面相對(duì)于 前一個(gè)相鄰的截面進(jìn)行遞增扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)角度按照扭轉(zhuǎn)的截面數(shù)將最大扭角等分。本實(shí)施 例中，變形區(qū)的7個(gè)截面在繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)時(shí)，自變形區(qū)出口端第二個(gè)截面起，在 每個(gè)截面上的扭轉(zhuǎn)量以7.5。遞增，形成了變形區(qū)型腔的七個(gè)橢圓輪廓，其中，第一個(gè)輪廓 為無(wú)扭轉(zhuǎn)的變形區(qū)出口端截面，第二個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為45。的變形區(qū)進(jìn)口端截面，第三個(gè) 輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為7.5。的截面，第四個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為15°的截面，第五個(gè) 輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為22.5。的截面，第六個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為30。的截面，第七個(gè) 輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為37.5。的截面。 變形區(qū)的每個(gè)截面上的橢圓輪廓均光滑過(guò)渡，而圓形截面與橢圓形截面之間也光 滑過(guò)渡。 實(shí)施例四 本實(shí)施例是用于一種長(zhǎng)軸鍛件制坯的胎模。本實(shí)施例包括外形均為矩形的上模8 和下模9 ;上模8和下模9的結(jié)構(gòu)相同、方向相反。在上模8和下模9相對(duì)應(yīng)的表面上，沿模 具的長(zhǎng)度方向的中心有半個(gè)型腔，當(dāng)上模和下模的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔。
上模8和下模9扣合后形成的模具型腔包括整形區(qū)A、變形區(qū)B和定位區(qū)C，其中 整形區(qū)A和定位區(qū)C分別位于模具型腔的兩端。定位區(qū)C的長(zhǎng)度兩倍于變形區(qū)B的長(zhǎng)度， 而整形區(qū)A和變形區(qū)B的長(zhǎng)度相同。本實(shí)施例中，上模和下模的尺寸分別為長(zhǎng)400mm，寬200mm和高100mm ;定位區(qū)長(zhǎng)200mm，整形區(qū)長(zhǎng)100mm，變形區(qū)長(zhǎng)lOOmm。變形區(qū)B的橫截面為 橢圓形，該橢圓的短半軸與整形區(qū)型腔內(nèi)徑相同；在確定變形區(qū)B的橫截面時(shí)，首先按照與 定位區(qū)型腔截面面積相等的原則確定出該變形區(qū)B橢圓的輪廓面積，再根據(jù)橢圓的短半軸 與整形區(qū)型腔內(nèi)徑，由橢圓的面積公式計(jì)算出橢圓的長(zhǎng)半軸；定位區(qū)C的圓形輪廓直徑為 98mm，整形區(qū)A的圓形輪廓直徑為50mm ;變形區(qū)B橢圓的長(zhǎng)半軸與短半軸之比為96 : 25。
變形區(qū)B與定位區(qū)C相鄰一端為進(jìn)口端，與整形區(qū)A相鄰一端為出口端。
將變形區(qū)B等分為8個(gè)截面，每個(gè)截面上的型腔輪廓均為橢圓。變形區(qū)進(jìn)口端截面 與出口端截面之間橢圓繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓， 進(jìn)口端為扭轉(zhuǎn)量60。的橢圓輪廓，并且從變形區(qū)出口端第二個(gè)截面算起，每個(gè)截面相對(duì)于 前一個(gè)相鄰的截面進(jìn)行遞增扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)角度按照扭轉(zhuǎn)的截面數(shù)將最大扭角等分。本實(shí)施 例中，變形區(qū)的8個(gè)截面在繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)時(shí)，自變形區(qū)出口端第二個(gè)截面起，在 每個(gè)截面上的扭轉(zhuǎn)量以8.57。遞增，形成了變形區(qū)型腔的八個(gè)橢圓輪廓，其中，第一個(gè)輪廓 為無(wú)扭轉(zhuǎn)的變形區(qū)出口端截面，第二個(gè)輪廓為扭轉(zhuǎn)量為60。的變形區(qū)進(jìn)口端截面，第三個(gè) 輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為8.57。的截面，第四個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為17. 14°的截面，第 五個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為25.71°的截面，第六個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為34.28。的截 面，第七個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為42. 85°的截面，第八個(gè)輪廓為變形區(qū)扭轉(zhuǎn)量為51. 42° 的截面。 變形區(qū)的每個(gè)截面上的橢圓輪廓均光滑過(guò)渡，而圓形截面與橢圓形截面之間也光 滑過(guò)渡。
權(quán)利要求
一種提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透性的胎模，其特征在于a.所述的胎模包括上模(8)和下模(9)；在上模(8)和下模(9)相對(duì)應(yīng)的表面上，沿模具的長(zhǎng)度方向的中心有半個(gè)型腔，當(dāng)上模(8)和下模(9)的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔；b.上模(8)和下模(9)扣合后形成的模具型腔包括整形區(qū)A、變形區(qū)B和定位區(qū)C，其中整形區(qū)A和定位區(qū)C分別位于模具型腔的兩端，其橫截面為圓形；變形區(qū)B位于模具中部，其橫截面為橢圓形；整形區(qū)A和變形區(qū)B的長(zhǎng)度相同。c.變形區(qū)B的橢圓短半軸與整形區(qū)A的型腔內(nèi)徑相同；在確定變形區(qū)B的橫截面時(shí)，首先按照與定位區(qū)C的型腔截面面積相等的原則確定出該變形區(qū)B橢圓的輪廓面積，再根據(jù)橢圓的短半軸與整形區(qū)A的型腔內(nèi)徑的關(guān)系，由橢圓的面積公式計(jì)算出變形區(qū)B橢圓的長(zhǎng)半軸；d.變形區(qū)B等分為多個(gè)截面，每個(gè)截面上的型腔輪廓均為橢圓；變形區(qū)B與定位區(qū)C相鄰一端為進(jìn)口端，變形區(qū)B與整形區(qū)A相鄰一端為出口端；變形區(qū)B進(jìn)口端截面與出口端截面之間的橢圓繞模具型腔中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓，進(jìn)口端的橢圓輪廓扭轉(zhuǎn)量最大，并且從變形區(qū)出口端第二個(gè)截面起，每個(gè)截面相對(duì)于前一個(gè)相鄰的截面遞增扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)角度按照扭轉(zhuǎn)的截面數(shù)將最大扭角等分；變形區(qū)B進(jìn)口端橢圓輪廓的最大扭轉(zhuǎn)量為10°～60°。
2. 如權(quán)利要求1所述一種提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透性的胎模，其特征在于，定位區(qū)C的 長(zhǎng)度兩倍于變形區(qū)B的長(zhǎng)度。
3. 如權(quán)利要求1所述一種提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透性的胎模，其特征在于，變形區(qū)B每 個(gè)截面上的橢圓輪廓均光滑過(guò)渡，并且圓形截面與橢圓形截面之間亦光滑過(guò)渡。
全文摘要
一種提高長(zhǎng)軸類鍛件制坯鍛透性的胎模，包括上模和下模；上模和下模的型腔扣合后形成了變截面的模具型腔。模具型腔包括整形區(qū)、變形區(qū)和定位區(qū)，其中整形區(qū)和定位區(qū)分別位于模具型腔兩端，其橫截面為圓形；變形區(qū)位于模具型腔中部，其橫截面為多個(gè)等分的橢圓形截面；變形區(qū)與定位區(qū)相鄰一端為進(jìn)口端，與整形區(qū)相鄰一端為出口端；變形區(qū)進(jìn)口端截面與出口端截面之間橢圓繞模具型腔的中心線扭轉(zhuǎn)，其中出口端截面為無(wú)扭轉(zhuǎn)的橢圓輪廓，進(jìn)口端的橢圓輪廓扭轉(zhuǎn)量最大，其最大扭轉(zhuǎn)量為10°～60°；變形區(qū)的橢圓長(zhǎng)短半軸可根據(jù)實(shí)際模型大小計(jì)算得出。本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用中，在提高坯料內(nèi)部質(zhì)量的同時(shí)，使變形力也同時(shí)得到了降低，克服了坯料鍛透性和設(shè)備噸位之間的矛盾。
文檔編號(hào)B21J13/02GK101773974SQ201010118940
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者張鵬, 李付國(guó) 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)