本發(fā)明涉及機械領域，具體而言，涉及一種鍛造用凹面砧及鍛造裝置。

背景技術：

從世界工業(yè)的發(fā)展情況看，電力、冶金、化工等行業(yè)對大型鍛件的需求越來越強烈，大型鍛件的重量不斷增加，其性能和質量的要求不斷提高。鍛壓行業(yè)在國民經(jīng)濟中有著舉足輕重的地位，是裝備制造業(yè)，特別是機械設備、汽車、船舶以及軍工、航空航天工業(yè)中不可或缺的重要基礎。

大型鍛件通常用于制造機械設備中的重要零件，其負荷繁重，工況復雜，為確保運轉安全可靠，必須對其內(nèi)在質量的要求。另一方面由于鋼錠重量尺寸的增大，鍛件的質量標準又在始終提高。

平砧就是常用的一種鍛造工具，在中小型鍛錘和壓機上運用較多。用傳統(tǒng)的鐓粗、拔長變形工藝來打碎鋼錠內(nèi)部的鑄造組織、修復內(nèi)部的冶金缺陷已不能滿足鍛件的品德懇求。拔長、鐓粗是大型鍛件鍛造中應用最廣泛的兩個工步，拔長與鐓粗比較，因為坯料變形部分的體積小，變形量大，應力高。現(xiàn)有的凹面砧制造出的鍛件大面積的凹陷問題，后序處理費用高昂。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鍛造用凹面砧及鍛造裝置，其旨在改善現(xiàn)有的平砧制造出的鍛件大面積的凹陷；后序處理費用高昂、甚至鍛件無法使用帶來經(jīng)濟損失的問題。

本發(fā)明提供一種技術方案：

一種鍛造用凹面砧，其具有凹面且定義有與凹面相對的基準平面，凹面與基準平面之間的距離從凹面的中心向兩端逐漸同步減少。且凹面與基準平面之間的最大距離與最小距離的差值為3.5mm-6.5mm。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述凹面與基準平面之間的最大距離與最小距離的差值為4.5mm-5mm。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述鍛造用凹面砧還包括與基準平面平行的底面。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述鍛造用凹面砧還包括從底面凸出設置的凸出部，凸出部從底面的中心向兩端逐漸同步延伸。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述凹面延伸至鍛造用凹面砧相對的兩側邊緣。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述凹面相對兩端的距離為1800mm-2000mm。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述凹面為平滑的曲面。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述凹面具有平面區(qū)域，平面區(qū)域與基準平面之間的距離恒定。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述鍛造用凹面砧的材質為5CrNiMo或5CrMnMo。

一種鍛造裝置，其包括上述鍛造用凹面砧。

本發(fā)明實施例提供的鍛造用凹面砧及鍛造裝置的有益效果是：通過對鍛造用凹面砧結構的改進，消除鍛件在鍛造過程中的彈性形變、體積力的影響。凹面位置及形狀的設計降低鍛造用凹面砧在各個方向材質和厚度上的不均勻性，從而減小由鍛造用凹面砧對鍛件的影響，解決鍛件的缺陷，提高鍛件的冶金質量。利用鍛造用凹面砧進行鍛件的鍛造，可簡化鍛件的鍛造工藝以及后續(xù)處理流程，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的鍛造用凹面砧的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例二提供的鍛造用凹面砧的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例三提供的鍛造用凹面砧的第一視角的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例三提供的鍛造用凹面砧的第二視角的結構示意圖。

圖標：100-鍛造用凹面砧；200-鍛造用凹面砧；300-鍛造用凹面砧；101-第一方向；102-第二方向；103-第三方向；104-邊線；110-基準平面；111-凹面；120-底面；201-第一平面；202-第二平面；301-平面區(qū)域；310-凸出部。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系，或者是本領域技術人員慣常理解的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例一

圖1為本發(fā)明實施例一提供的鍛造用凹面砧100的結構示意圖。請參閱圖1，本實施例提供了用于鍛造大鍛件的鍛造用凹面砧100，鍛造用凹面砧100具有凹面111、底面120且定義有基準平面110，基準平面110與凹面111相對設置。

本實施例中，鍛造用凹面砧100整體大致呈長方體結構。鍛造用凹面砧100沿第一方向101延伸，且在第一方向101上具有長度a，鍛造用凹面砧100沿第二方向102具有形成于凹面111和底面120之間的厚度，沿第三方向103上具有寬度。

凹面111是在第二方向102上凹陷的表面，其與基準平面110之間的距離從凹面111的中心向第一方向101的兩端逐漸同步減少。上述的同步減少具體體現(xiàn)在，凹面111與基準平面110之間的距離在鍛造用凹面砧100沿第一方向101的中點處(長度a的中點)最大。進一步地，在第一方向101上，凹面111在鍛造用凹面砧100沿第一方向101的中點的兩側具有相同距離的位置處，凹面111與基準平面110之間的距離相同。

換言之，在第一方向101上，凹面111以通過長度a的中心且沿第二方向102延伸的面為對稱面對稱布置，使得鍛件在鍛造過程中與鍛造用凹面砧100接觸的部位不會出現(xiàn)凹陷或突出。

凹面111與基準平面110之間的最大距離與最小距離的差值為3.5mm-6.5mm。即在第二方向102上，相對于基準平面110，凹面111具有的最大深度為3.5mm-6.5mm。在本發(fā)明的其他較佳的實施例中，相對于基準平面110，凹面111具有的最大深度為4.5mm-5mm。優(yōu)選地，本實施例中，最大深度b為5mm。深度b的設定以克服原材料的彈性形變、體積力的影響為限，以消除鍛造用凹面砧100在各個方向的不均質和厚度上的不均勻等影響因素。

本實施例中，凹面111為一個光滑的曲面，且凹面111沿第一方向101相對的兩側的邊線104處于基準平面110上，凹面111沿第三方向103且位于同一直線的點與基準平面110之間的距離相同。凹面111沿第一方向101延伸至鍛造用凹面砧100相對的兩側邊緣，即鍛造用凹面砧100在第一方向101的相對兩側的邊線104與基準平面110之間的距離為零。

在本發(fā)明其他實施例中，根據(jù)所需要鍛造的鍛件的尺寸，鍛造用凹面砧100相對第一方向101的兩側的邊線104也可以不與基準平面110共面，即鍛造用凹面砧100在第一方向101的相對兩側的邊線104與基準平面110之間的距離相等但不為零。

請再次參閱圖1，在本實施例中，鍛造用凹面砧100的底面120為一平面，且底面120與基準平面110平行。在本發(fā)明的其他實施例中，底面120也可以為曲面，或者在底面120上設置增大摩擦的凸起或者凹槽。

需要說明的是，在本發(fā)明中，鍛造用凹面砧100在第一方向101的長度與在第三方向103上的寬度不相互限制，且鍛造用凹面砧100在第二方向102上的厚度也不受第一方向101的長度的限制。

凹面111相對兩端的長度a(兩側的邊線104之間的距離)例如可以為1180mm-1230mm，進一步地，在本發(fā)明其他實施例中，長度a可以為1850mm-1950mm。鍛造用凹面砧100的長度a為1800mm-2000mm時，凹面111與基準平面110之間的最大距離與最小距離的差值b為3.5mm-6.5mm。鍛造用凹面砧100在第一方向101上的長度a與凹面111與基準平面110之間的最大距離與最小距離的差值b的比值范圍優(yōu)選為1800：6.5-2000：3.5，以消除鍛件在鍛造過程平砧工作面受熱膨脹產(chǎn)生的應力。

在本實施例中，鍛造用凹面砧100的材質為5CrNiMo鋼。5CrNiMo鋼具有良好的韌性、強度和高耐磨性，屬熱作模具鋼。它在室溫和500℃～600℃時的力學性能幾乎相同。在加熱到500℃時，仍能保持住HB300左右的硬度。由于鋼中含有鉬，因而對回火脆性并不敏感。從600℃緩慢冷卻下來以后，沖擊韌性僅稍有降低。

鍛造用凹面砧100的主要優(yōu)點是：鍛造用凹面砧100具有凹面111。凹面111與基準平面110之間的距離從中心向兩端逐漸同步減少的設置，以消除在鍛造過程中材料的彈性形變、體積力的影響，避免了鍛造用凹面砧100在熱場作用下應力的改變對最終鍛造出的鍛件具有凹陷的缺陷，從而降低了生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟損失。利用具有本實施例提供的鍛造用凹面砧100的鍛造裝置鍛造出的鍛件同板厚度的偏差小于3mm，且鍛件的工作面平整光滑。

實施例二

圖2為本發(fā)明實施例二提供的鍛造用凹面砧200的的結構示意圖。請參閱圖2，本實施例提供的鍛造用凹面砧200與實施例一提供的鍛造用凹面砧100的主要區(qū)別在于凹面111。

在本實施例中，鍛造用凹面砧200還具有第一平面201、第二平面202。凹面111沿第一方向101延伸，且凹面111的兩側邊的邊線104分別與第一平面201、第二平面202相重合。

在本實施例中，第一平面201與第二平面202皆處于一個平面，且均與基準平面110共面。在本發(fā)明的其他實施例中，可以根據(jù)鍛件的尺寸、形狀而改變第一平面201與第二平面202相互之間的相對位置關系，例如第一平面201與第二平面202相互平行布置，但均不與基準平面110共面，或者第一平面201與第二平面202以銳角或鈍角的方式布置等。優(yōu)選地，在本實施例中，第一平面201與第二平面202沿第一方向101的長度相等，同理，在本發(fā)明的其他實施例中，第一平面201與第二平面202沿第一方向101的長度也可以不相等。

在本實施例中，鍛造用凹面砧200沿第一方向101的長度a為1850mm-1950mm，凹面111沿第一方向101相對兩端的距離小于長度a，且第一平面201與第二平面202沿第一方向101的長度相等且均為5mm。凹面111與基準平面110之間的最大距離與最小距離的差值為4.5mm-5mm，即在第二方向102上，相對于基準平面110，凹面111具有的最大深度b為4.5mm-5mm。

在制造鍛造用凹面砧200時，通過銑光、磨光之后得到的凹面111光滑的曲面。需要說明的是，在本發(fā)明中所述的光滑的曲面僅僅是從宏觀的角度的描述，在微觀概念里，凹面111的表面可能是階梯狀或者凹凸不平的。

在本實施例中鍛造用凹面砧200的材質也可以為5CrMnMo鋼。5CrMnMo鋼是熱作模具鋼，除淬透性，耐熱疲勞性稍差外，5CrMnMo鋼具有與5CrNiMo鋼類似的性能，適于制作要求具有較高強度和高耐磨性的各種類型鍛模，可獲得較高的強度與耐熱疲勞強度、一定的硬度與耐磨性、良好的韌性鋼與導熱性。

鍛造用凹面砧200的主要優(yōu)點是：鍛造用凹面砧200能夠消除在鍛造過程中材料的彈性形變、體積力的影響，避免了鍛造用凹面砧200在熱場作用下應力的改變對最終鍛造出的鍛件具有凹陷的缺陷。降低了生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟損失。鍛造用凹面砧200鍛造加工的鍛件能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整。利用具有本實施例提供的鍛造用凹面砧200的鍛造裝置鍛造出的鍛件同板厚度的偏差小于3mm。

實施例三

圖3為本發(fā)明實施例三提供的鍛造用凹面砧300的第一視角的結構示意圖。請參閱圖3，本實施例提供的鍛造用凹面砧300與實施例一提供的鍛造用凹面砧100的一個區(qū)別在于凹面111。在本實施例中，凹面111還具有平面區(qū)域301，平面區(qū)域301與基準平面110相對平行設置。平面區(qū)域301與基準平面110之間的距離恒定，且該距離與凹面111與基準平面110之間的最大距離相等。即在第二方向102上，相對于基準平面110，凹面111具有的最大深度b等于平面區(qū)域301與基準平面110之間的距離。

圖4為本實施例三提供的鍛造用凹面砧300的第二視角的結構示意圖。請參閱圖4，平面區(qū)域301關于鍛造用凹面砧300沿第一方向101的中心位置對稱設置。即平面區(qū)域301為關于鍛造用凹面砧300第一方向101的中心對稱的正方形平面、或者長方形平面。

參閱圖3、圖4，本實施例提供的鍛造用凹面砧300與實施例一提供的鍛造用凹面砧100的區(qū)別點還在于：鍛造用凹面砧300還包括凸出部310，凸出部310與鍛造用凹面砧300的底面120連接。

在利用鍛造用凹面砧300鍛造過程中，凸出部310起到支撐作用，同時還可承載和部分地抵消鍛壓過程中沿第二方向102的鍛壓作用力，減小鍛造用凹面砧300的形變量，增大其使用壽命。

凸出部310從底面120的中心沿第一方向101向兩端逐漸同步延伸。在本實施例中，凸出部310的形狀為梯臺。在本發(fā)明的其他實施例中，凸出部310也可以為圓柱型、多棱柱形或者其他不規(guī)則的形狀。凸出部310也可以為支撐框架等。

需要說明的是鍛造用凹面砧300的外周面的形狀不受限制，可以為平面、曲面、或者設置有凸起等。

優(yōu)選地，在其他實施例中，鍛造用凹面砧300的側面可以設置一個或者多個起吊孔(圖未示)，起吊裝置與起吊孔連接起吊鍛造用凹面砧300，方便鍛造用凹面砧300的移動或者安裝。

需要說明的是，鍛造用凹面砧300的內(nèi)部焊層或者結構可以為多種方式，例如，靠近凹面111的內(nèi)層沿第二方向102自上而下層層設置堆焊層(圖未示)。在本發(fā)明的其他實施例中，堆焊層也可以依次排開、網(wǎng)狀交叉布置等其他堆積方式設置。堆焊層增加工作面的塑性，在鍛造過程中，鍛造用凹面砧300外周可能會產(chǎn)生局部的塑性變形，堆焊層增加鍛造用凹面砧300的塑性，延長其使用年限。

利用具有本實施例提供的鍛造用凹面砧300的鍛造裝置鍛造出的鍛件同板厚度的偏差小于3mm。

本發(fā)明提供的鍛造用凹面砧100、鍛造用凹面砧200、鍛造用凹面砧300及鍛造裝置的主要優(yōu)點在于：通過對的結構的改進，消除鍛件在鍛造過程中的彈性形變、體積力的影響。凹面111位置及形狀的設計降低原材料在各個方向材質不均和材質厚度上的不均勻對最終鍛件的影響，從而解決鍛件的缺陷問題，提高鍛件的冶金質量。利用鍛造用凹面砧100、鍛造用凹面砧200、鍛造用凹面砧300進行鍛件的鍛造，可簡化鍛件的鍛造工藝以及后續(xù)處理流程，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。