本實(shí)用新型涉及鍛造模具及工藝領(lǐng)域，具體涉及一種可鍛造異形工件的鍛造用的模具及鍛造工藝。

背景技術(shù)：

鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，在機(jī)械設(shè)備中負(fù)載高、工作條件較差的重要零件，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛造工藝加工得到。

支重輪是挖掘機(jī)或者推土機(jī)中與履帶配合的一種輪子，它的主要作用是支撐著工程機(jī)械的整機(jī)重量，驅(qū)動(dòng)履帶隨著輪子前進(jìn)，支重輪中，支重輪側(cè)蓋的性能對(duì)支重輪有重要影響，支重輪側(cè)蓋的結(jié)構(gòu)已為公知，如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN201210336162.3公開(kāi)一種支重輪端蓋，包括端蓋主體，所述端蓋主體的外側(cè)表面中部有一設(shè)置中心孔的凸臺(tái)，所述凸臺(tái)下部設(shè)置橫向的連接座，所述連接座兩側(cè)外緣處分別開(kāi)設(shè)螺栓孔；此外，所述中心孔連通至所述端蓋的另一側(cè)，且所述中心孔的外壁與所述端蓋主體之間形成環(huán)形凹槽。所述端蓋為支重輪的外端蓋，所述中心孔為臺(tái)階孔。所述端蓋為支重輪的內(nèi)端蓋，所述凸臺(tái)開(kāi)設(shè)有穿過(guò)所述中心孔孔壁的中心通孔，且所述連接座與形成由所述中心孔延展出的弧形槽體座部分。

為了保證支重輪具有足夠的強(qiáng)度，一般通過(guò)精鍛的方式加工支重輪。在支重輪鍛造工藝中，模具是不可或缺的重要加工設(shè)備，如中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利CN201320470552.X公開(kāi)一種支重輪鍛造模具，包括上模、下模、左模、右模和頂桿，所述上模、下模、左模、右模形成一與支重輪相適配的型腔，上模底部設(shè)有用于沖壓出支重輪工作油腔的上凸塊、下模頂部設(shè)有與上凸塊相對(duì)應(yīng)的下凸塊，所述頂桿貫穿于上凸塊和/或下凸塊內(nèi)。所述上凸塊的 高度大于下凸塊的高度。所述頂桿貫穿于下凸塊內(nèi)。這種模具較常見(jiàn)，可鍛造支重輪。如前所述，支重輪側(cè)蓋的性能對(duì)整個(gè)支重輪的性能具有顯著影響，若能通過(guò)鍛造來(lái)加工支重輪側(cè)蓋是最好不過(guò)的，但是前述模具和市場(chǎng)上其他的模具的結(jié)構(gòu)大致相同，也只能鍛造一些形狀較簡(jiǎn)單的工件，都無(wú)法鍛造支重輪側(cè)蓋，主要原因在于支重輪側(cè)蓋的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尤其在上部和下部都具有向周邊凸出的邊緣或棱角等異形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致即使利用前述模具鍛造支重輪側(cè)蓋后也會(huì)卡在模具內(nèi)，很難將支重輪側(cè)蓋順暢取出，工藝的復(fù)雜和成本的考慮，使得支重輪側(cè)蓋只能退而求其次采用其他工藝。然而類(lèi)似支重輪側(cè)蓋一樣的異形工件眾多，若能改變支重輪側(cè)蓋等異形工件無(wú)法順暢高效鍛造的現(xiàn)狀，將會(huì)給工業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)巨大利益。

鑒于此，本案發(fā)明人對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行深入研究，遂有本案產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可高效鍛造支重輪側(cè)蓋等異形工件，并可將異形工件順暢取出的鍛造用的模具，結(jié)構(gòu)新穎合理，成本低，實(shí)用性強(qiáng)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用這樣的技術(shù)方案：

一種鍛造用的模具，包括處于上方的上模和處于下方的下模；所述下模包括外模座，和活動(dòng)處于外模座內(nèi)并具有工件成型腔的內(nèi)模，所述外模座具有容置所述內(nèi)模的容置腔；所述內(nèi)模包括至少兩個(gè)在水平方向相拼合構(gòu)成工件成型腔的內(nèi)模單體；所述內(nèi)模單體的外側(cè)面為由上至下逐漸向內(nèi)傾斜的外斜面，所述容置腔的內(nèi)側(cè)面具有與各所述內(nèi)模單體的外斜面相匹配的內(nèi)斜面；所述內(nèi)模的底端配設(shè)有將內(nèi)模向上頂起并使各內(nèi)模單體張開(kāi)的開(kāi)模裝置。

上述開(kāi)模裝置為由下向上對(duì)應(yīng)上述內(nèi)模底端抵頂?shù)捻敆U，上述外模座具有活動(dòng)容置所述頂桿的通孔；上述內(nèi)模單體底端與所述頂桿頂端具有至少一個(gè)接觸支點(diǎn)，以所述接觸支點(diǎn)為支點(diǎn)，所述內(nèi)模單體處于所述接觸支 點(diǎn)外側(cè)部分的力矩，大于處于接觸支點(diǎn)內(nèi)側(cè)部分的力矩。

上述內(nèi)模的底端面包括處于外圍的錐面部分，和處于中心處的水平面部分；上述容置腔的內(nèi)側(cè)底壁形成有與所述錐面部分相匹配內(nèi)錐面；上述頂桿頂端抵頂于所述水平面部分，且所述水平面部分在水平面上的投影落入所述頂桿的頂端面范圍內(nèi)。

上述頂桿的上端形成有卡于上述通孔上端的闊頭部。

上述闊頭部為上寬下窄的倒錐形，上述容置腔在上述通孔處形成有匹配容置所述闊頭部的錐形槽。

上述錐形槽向上延伸有直孔段，所述直孔段的深度與上述頂桿頂端邊緣至上述錐面部分的豎向距離相等。

上述內(nèi)模包括兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或四個(gè)以上的均勻分布的上述內(nèi)模單體。

上述外斜面的傾斜角度為5-45°；上述錐面部分與水平面的夾角為15-45°。

采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的鍛造用的模具，突破傳統(tǒng)模具的構(gòu)造形式，在鍛造工件時(shí)，首先使內(nèi)模處于外模座外部，將各內(nèi)模單體打開(kāi)，將工件粗坯放入各內(nèi)模單體拼合后形成工件成型腔的空間處；然后將各內(nèi)模單體拼合在一起，將工件粗坯容置在工件成型腔內(nèi)；再將內(nèi)模沿內(nèi)斜面匹配置于容置腔內(nèi)；然后使上模下壓對(duì)工件粗坯進(jìn)行鍛造制成初成型工件；然后利用開(kāi)模裝置對(duì)內(nèi)模向上抵頂，內(nèi)模帶著初成型工件上升，隨著內(nèi)模逐漸上升，內(nèi)模與容置腔的內(nèi)斜面逐漸產(chǎn)生間隙，且間隙逐漸增大，各內(nèi)模單體逐漸張開(kāi)，當(dāng)內(nèi)模上升到一定高度后，各內(nèi)模單體達(dá)到要求的張開(kāi)程度；然后將初成型工件取出?？朔鹘y(tǒng)模具因不能順暢取出帶凸邊等異形工件而無(wú)法鍛造帶凸邊等異形工件的缺陷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的鍛造用的模具，其可高效鍛造異形工件，并可將異形工件順暢取出，結(jié)構(gòu)新穎合理，成本低，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的開(kāi)模狀態(tài)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-上模

2-下模 21-外模座

211-容置腔 2111-內(nèi)斜面

2112-內(nèi)錐面 2113-錐形槽

2114-直孔段 212-通孔

22-內(nèi)模 221-內(nèi)模單體

2211-外斜面 2212-錐面部分

2213-水平面部分 23-工件成型腔

3-開(kāi)模裝置 31-闊頭部

4-接觸支點(diǎn) 5-初成型工件。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述。

本實(shí)用新型的一種鍛造用的模具，如圖1和2所示，包括處于上方的上模1和處于下方的下模2。

下模2包括外模座21，和活動(dòng)處于外模座21內(nèi)并具有工件成型腔23的內(nèi)模22，外模座21具有容置內(nèi)模22的容置腔211；內(nèi)模22包括至少兩個(gè)在水平方向相拼合構(gòu)成工件成型腔23的內(nèi)模單體221；內(nèi)模單體221的外側(cè)面為由上至下逐漸向內(nèi)傾斜的外斜面2211，容置腔211的內(nèi)側(cè)面具有與各內(nèi)模單體221的外斜面2211相匹配的內(nèi)斜面2111；內(nèi)模22的底端配設(shè)有將內(nèi)模22向上頂起并使各內(nèi)模單體221張開(kāi)的開(kāi)模裝置3。本實(shí)用新型在鍛造工件時(shí)，首先使內(nèi)模22處于外模座21外部，將各內(nèi)模單體221 打開(kāi)，將工件粗坯放入各內(nèi)模單體221拼合后形成工件成型腔23的空間處；然后將各內(nèi)模單體221拼合在一起，將工件粗坯容置在工件成型腔23內(nèi)；再將內(nèi)模22沿內(nèi)斜面2111匹配置于容置腔211內(nèi)；然后使上模1下壓對(duì)工件粗坯進(jìn)行鍛造制成初成型工件5；然后利用開(kāi)模裝置3對(duì)內(nèi)模22向上抵頂，內(nèi)模22帶著初成型工件5上升，隨著內(nèi)模22逐漸上升，內(nèi)模22與容置腔211的內(nèi)斜面2111逐漸產(chǎn)生間隙，且間隙逐漸增大，各內(nèi)模單體221逐漸張開(kāi)，當(dāng)內(nèi)模22上升到一定高度后，各內(nèi)模單體221達(dá)到要求的張開(kāi)程度；然后將初成型工件5取出。克服傳統(tǒng)模具因不能順暢取出帶凸邊等異形工件而無(wú)法鍛造帶凸邊等異形工件的缺陷。

為了具體實(shí)現(xiàn)開(kāi)模裝置3的結(jié)構(gòu)及其開(kāi)模原理，優(yōu)選地，開(kāi)模裝置3為由下向上對(duì)應(yīng)內(nèi)模22底端抵頂?shù)捻敆U，外模座21具有活動(dòng)容置頂桿形式的開(kāi)模裝置3的通孔212；內(nèi)模單體221底端與頂桿形式的開(kāi)模裝置3的頂端具有至少一個(gè)接觸支點(diǎn)4，以接觸支點(diǎn)4為支點(diǎn)，內(nèi)模單體221處于接觸支點(diǎn)4外側(cè)部分的力矩，大于處于接觸支點(diǎn)4內(nèi)側(cè)部分的力矩。如此，在實(shí)際工作過(guò)程中，利用頂桿形式的開(kāi)模裝置3沿著通孔212向上對(duì)內(nèi)模22進(jìn)行抵頂，內(nèi)模22帶著初成型工件5上升，隨著內(nèi)模22逐漸上升，內(nèi)模22與容置腔211的內(nèi)斜面2111逐漸產(chǎn)生間隙，且間隙逐漸增大，各內(nèi)模單體221依靠接觸支點(diǎn)4作為支點(diǎn)，在較大的上述外側(cè)部分的力矩作用下向外逐漸張開(kāi)，當(dāng)內(nèi)模22上升到一定高度后，各內(nèi)模單體221達(dá)到要求的張開(kāi)程度，然后將初成型工件5取出。

優(yōu)選地，內(nèi)模22的底端面包括處于外圍的錐面部分2212，和處于中心處的水平面部分2213，頂桿形式的開(kāi)模裝置3的頂端抵頂于水平面部分2213；容置腔211的內(nèi)側(cè)底壁形成有與錐面部分2212相匹配內(nèi)錐面2112；且水平面部分2213在水平面上的投影落入頂桿形式的開(kāi)模裝置3的頂端面范圍內(nèi)。錐面部分2212與相應(yīng)的水平面部分2213的連接處即為接觸支點(diǎn)4，初始時(shí)，頂桿形式的開(kāi)模裝置3依靠其頂端面與平面部分2213的平穩(wěn)接觸 對(duì)內(nèi)模22進(jìn)行支撐，在進(jìn)行開(kāi)模時(shí)，利用頂桿形式的開(kāi)模裝置3對(duì)內(nèi)模22向上抵頂，內(nèi)模22帶著初成型工件5上升，隨著內(nèi)模22逐漸上升，內(nèi)模22與容置腔211的內(nèi)斜面2111逐漸產(chǎn)生間隙，且間隙逐漸增大，各內(nèi)模單體221依靠接觸支點(diǎn)(錐面部分2212與相應(yīng)的水平面部分2213的連接處)4作為支點(diǎn)，在較大的上述外側(cè)部分的力矩作用下向外逐漸張開(kāi)，當(dāng)內(nèi)模22上升到一定高度后，各內(nèi)模單體221達(dá)到要求的張開(kāi)程度。容置腔211的內(nèi)側(cè)底部形成有與錐面部分2212相匹配的內(nèi)錐面2112，使內(nèi)模22與容置腔211具有自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)作用，而保證內(nèi)模22的精確定位。

優(yōu)選地，頂桿形式的開(kāi)模裝置3的上端形成有卡于通孔212上端的闊頭部31。頂桿形式的開(kāi)模裝置3可利用此闊頭部31卡于通孔212的上端，實(shí)現(xiàn)與外模座21的連接，并可實(shí)現(xiàn)頂桿形式的開(kāi)模裝置3的定位。

優(yōu)選地，闊頭部31為上寬下窄的倒錐形，容置腔211在通孔212處形成有匹配容置闊頭部31的錐形槽2113。闊頭部31與錐形槽2113相匹配，利用相配合的錐面進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)頂桿形式的開(kāi)模裝置3的精確定位，保證頂桿形式的開(kāi)模裝置3對(duì)內(nèi)模22的精確抵頂和開(kāi)模操作。

優(yōu)選地，錐形槽2113向上延伸有直孔段2114，直孔段2114的深度與頂桿形式的開(kāi)模裝置3的頂端邊緣至錐面部分2212的豎向距離相等。即當(dāng)內(nèi)模22匹配容置在容置腔211中后，錐面部分2212與內(nèi)錐面2112相配合，錐面部分2212的下部和水平面部分2213會(huì)沉入直孔段2114內(nèi)，錐面部分2212卡于直孔段2114的上邊緣，水平面部分2213恰好與闊頭部31的頂端面相接處，整個(gè)結(jié)構(gòu)配合緊湊且精確，開(kāi)模動(dòng)作順暢。

優(yōu)選地，內(nèi)模22包括兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或四個(gè)以上的均勻分布的內(nèi)模單體221。即各內(nèi)模單體221均為相同形狀相同尺寸。只要便于鍛造操作，且能實(shí)現(xiàn)高效開(kāi)模，內(nèi)模單體221的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)。

為了保證內(nèi)模22與容置腔211的配合，以及各內(nèi)模單體221的高效張開(kāi)，優(yōu)選地，外斜面2211的傾斜角度為5-45°，即內(nèi)斜面2211的傾斜角 度也為5-45°，具體可為5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°或45°；錐面部分2212與水平面的夾角為15-45°，即內(nèi)錐面2112與水平面的夾角也為15-45°，具體可為15°、20°、25°、30°、35°、40°或45°。

一種鍛造工藝，包括如下步驟：

(1)初始時(shí)，使內(nèi)模22處于外模座21外部，將各內(nèi)模單體221打開(kāi)，將工件粗坯放入各內(nèi)模單體221拼合后形成工件成型腔23的空間處；

(2)將各內(nèi)模單體221拼合在一起，將上述工件粗坯容置在工件成型腔23內(nèi)；

(3)將內(nèi)模22沿內(nèi)斜面2111匹配置于容置腔211內(nèi)；

(4)使上模1下壓對(duì)上述工件粗坯進(jìn)行鍛造制成初成型工件5；

(5)利用頂桿形式的開(kāi)模裝置3對(duì)內(nèi)模22向上抵頂，內(nèi)模22帶著初成型工件5上升，隨著內(nèi)模22逐漸上升，內(nèi)模22與容置腔211的內(nèi)斜面2111逐漸產(chǎn)生間隙，且間隙逐漸增大，各內(nèi)模單體221依靠接觸支點(diǎn)4作為支點(diǎn)，在較大的上述外側(cè)部分的力矩作用下向外逐漸張開(kāi)，當(dāng)內(nèi)模22上升到一定高度后，各內(nèi)模單體221達(dá)到要求的張開(kāi)程度；

(6)將初成型工件5取出。

根據(jù)實(shí)際工件要求，優(yōu)選地，在上述步驟(6)中，還需對(duì)初成型工件5進(jìn)行沖孔加工制成成品工件；而且在進(jìn)行上述步驟(1)之前還要進(jìn)行如下步驟：

S1：將圓鋼按照預(yù)定尺寸切割成圓鋼坯；

S2：在1000-1200℃下對(duì)上述圓鋼坯進(jìn)行初次加熱，具體可用中頻感應(yīng)加熱器(圖中未示出)對(duì)上述圓鋼坯進(jìn)行加熱，具體溫度可為1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1200℃，為了保證沖壓效果和圓鋼坯的強(qiáng)度，優(yōu)選為1050℃、1100℃或1150℃；

S3：對(duì)初次加熱后的上述圓鋼坯進(jìn)行預(yù)鍛加壓制成上述工件粗坯。

本實(shí)用新型的鍛造用的模具，外斜面的傾斜角度，及錐面部分與水平面的夾角的度數(shù)可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；內(nèi)模單體的具體形狀、尺寸、數(shù)量等可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；闊頭部的具體形狀、尺寸等均可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；通孔和頂桿的具體尺寸、形狀，及二者的具體配合關(guān)系可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；頂桿優(yōu)選配設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置的具體形式可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；內(nèi)模底端的形式也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；接觸支點(diǎn)是為描述方便而定義，實(shí)際接觸處可為點(diǎn)、線或面的接觸形式；開(kāi)模裝置優(yōu)選為頂桿形式，也可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)外模座優(yōu)選為下寬上窄的穩(wěn)定形式，其具體形狀可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；上模的具體形式可根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)；上模的沖頭和工件成型腔的具體形式可根據(jù)實(shí)際要加工的工件進(jìn)行調(diào)整和設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型的產(chǎn)品形式并非限于本案圖示和實(shí)施例，任何人對(duì)其進(jìn)行類(lèi)似思路的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專(zhuān)利范疇。