工字型接頭轉(zhuǎn)動模具及其成形工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種機械加工領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種工字型接頭轉(zhuǎn)動模具及其 成形工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 工字型接頭是一種非標異形接頭，中間桿部有臺階，兩端頭部形狀不同，由于其形 狀的復(fù)雜性，通常采用鑄造工藝進行制造。但是，通過鑄造工藝生產(chǎn)出的接頭零件，其質(zhì)量 的影響因素復(fù)雜，易形成氣孔、縮孔與砂眼等鑄造缺陷；由于鑄造組織，其力學性能相對較 差，影響構(gòu)件的連接強度。
[0003] 經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN101444816,公開（公告）日 2009. 06. 03,公開了一種工字型零件的鍛造工藝方法，該技術(shù)將圓柱形坯料鍛成長方型坯 料，按照鍛件重量，用帶鋸切割下料，用胎模鍛出工字型結(jié)構(gòu)零件的頭部及頭部與桿部的過 渡處，同時將所說的坯料進行分配，再用摔模鍛出桿部，將所說的鍛件放進精整模具并夾 緊，豎起模具鍛打，保證內(nèi)檔兩平面的平整，再放平模具鍛打。與整體模鍛相比，該方法鍛 造的工字型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)檔的兩平面可以達到平行度及平面度的嚴格要求，不再進行機械加 工。但是，該方法涉及的工字型鍛件，桿部與頭部差異不大且對稱，成形較為簡單；而且所用 胎膜鍛只適用于中、小批量生產(chǎn)。
[0004] 進一步檢索發(fā)現(xiàn)，鄧玉山、姚曉靜在"關(guān)于工字型截面鍛件模鍛工步的分析"（《模 具技術(shù)》1990年01期）中提出：在預(yù)鍛中采取橢圓形模腔，使金屬自由變形并形成飛邊，終 鍛時可避免渦流和穿肋缺陷，提高鍛件表面及內(nèi)部質(zhì)量。但是，飛邊需要后續(xù)進行熱切；若 飛邊尺寸過大，材料利用率低。
[0005] 對于復(fù)雜形狀的工字型鍛件，特別是形狀尺寸差異較大的，如果采用熱模鍛工藝， 會沿鍛件截面產(chǎn)生很大的飛邊，材料浪費嚴重；由于兩端形狀復(fù)雜，容易導致充不滿，預(yù)鍛 設(shè)計困難。如果采用胎模鍛工藝，工序長且不宜組織大批量生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種工字型接頭轉(zhuǎn)動模具及其成形工 藝，避免了常規(guī)多工序鍛造工件需要從前一工序模具中取出，并放入后一工序模具中重新 定位的問題，成倍提高了生產(chǎn)效率，降低單件成本，實現(xiàn)了該類零件的批量連續(xù)生產(chǎn)，且成 形過程中壓力機的重心不會改變。能夠有效增加模具跟壓力機的壽命。
[0007] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0008] 本發(fā)明涉及一種工字型接頭轉(zhuǎn)動模具，包括：環(huán)形均布于圓形模架上的擠壓凸模、 鐓粗凸模和終鍛凸模以及與圓形模架同心轉(zhuǎn)動設(shè)置的凹模組件，其中：三個凸模共用一套 凹模組件。
[0009] 所述的凹模組件包括：上凹模、帶有推桿的下凹模以及斜滑塊，其中：上凹模、下 凹模以及斜滑塊閉合時形成圓柱形模腔。
[0010] 所述的上凹模和斜滑塊為斜滑塊側(cè)抽芯機構(gòu)，斜滑塊的外側(cè)壁為傾斜且滿足P < arctanf，其中：p為斜滑塊外側(cè)壁傾斜角；h2為斜滑塊高度；d4為工件下端最大長度。
[0011] 所述的推桿共四個，分別活動設(shè)置于下凹模中，該推桿的上端與斜滑塊相接觸。 [0012] 所述的擠壓凸模包括：由外而內(nèi)依次套接的擠壓模板、導向機構(gòu)、擠壓套筒和擠壓 凸模，其中：擠壓套筒的頂部與擠壓模板彈性接觸，擠壓凸?；顒釉O(shè)置于擠壓套筒內(nèi)部且頂 部與擠壓模板相連。
[0013] 所述的鐓粗模具結(jié)構(gòu)：由外而內(nèi)依次套接的鐓粗模板、導向機構(gòu)、鐓粗套筒和鐓粗 凸模，其中：鐓粗套筒的頂部與鐓粗模板彈性接觸，鐓粗凸?；顒釉O(shè)置于鐓粗套筒內(nèi)部且頂 部與鐓粗模板相連。
[0014] 所述的彈性接觸通過設(shè)置于擠壓套筒或鐓粗套筒的頂部與擠壓模板或鐓粗模板 之間的彈性元件實現(xiàn)。
[0015] 所述的導向機構(gòu)包括：導筒定位套和導向?qū)?，其中：導筒定位套與擠壓模板或 鐓粗模板固定連接，帶孔圓柱形導向?qū)餐ㄟ^臺階結(jié)構(gòu)套接于導筒定位套內(nèi)部，擠壓套筒 或鐓粗套筒活動設(shè)置于導向?qū)矁?nèi)。
[0016] 所述的終鍛模具結(jié)構(gòu)：上模板以及固定設(shè)置于其上的終鍛凸模。
[0017] 本發(fā)明涉及一種工字型接頭鍛造工藝，包括以下步驟：
[0018] 第一步，下料，采用圓柱體還，坯料直徑小于接頭中間桿部直徑0. 1mm，坯料長度根 據(jù)零件體積計算取得；
[0019] 第二步，下端頭部擠壓：將坯料放入凹模內(nèi)，擠壓凸模對準凹模，凸模向下運動，擠 壓套筒首先與凹模接觸，擠壓凸模繼續(xù)下降，擠壓坯料，使坯料下端頭部逐漸成形，成形后 凸模上升；
[0020] 第三步，桿部鐓粗：獲得接頭上部形狀變形較大，因此通過對上端進行局部鐓粗降 低坯料高度，增加坯料上端直徑；模架順時針旋轉(zhuǎn)120°，墩粗凸模對準凹模，凸模向下運 動，墩粗套筒首先與凹模接觸，墩粗凸模繼續(xù)下降，墩粗坯料，使坯料上端成形，成形后凸模 上升；
[0021] 第四步，終鍛上端頭部：模架順時針旋轉(zhuǎn)120°，終鍛凸模對準凹模，凸模下降使 坯料成形，獲得最終形狀，成形后，凸模上升；成形結(jié)束時，推桿驅(qū)動斜滑塊作斜向運動，在 鍛件被推出的同時，由斜滑塊完成側(cè)向分型，得到復(fù)雜工字型接頭件。
[0022] 本工藝所述潤滑在擠壓工序中使用磷皂化處理，后續(xù)工序中通過補充潤滑劑達到 潤滑要求。
[0023] 本發(fā)明涉及上述工藝制備得到的鋼制工字型接頭，依次包括：頭部、連接部以及平 臺座，其中具體結(jié)構(gòu)不限于下述實施例。 技術(shù)效果
[0024] 與現(xiàn)有鑄造或鍛造工藝相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0025] ①提高了工件質(zhì)量及表面粗糙度，減少了工件缺陷；
[0026] ②提高了工件機械性能，成形工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率高；
[0027] ③通過連續(xù)模具實現(xiàn)，相對縮短了生產(chǎn)線，節(jié)省了單件工時，便于控制單件成本。
[0028] ④該工藝的凸模的設(shè)計能夠防止重心不穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生，成形過程中壓力機的重心 不會改變，能夠有效增加模具跟壓力機的壽命。
【附圖說明】
[0029] 圖1是實施例鍛件圖；
[0030] 圖中：a為鍛件圖主視圖；b為鍛件圖左視圖；c為鍛件圖俯視圖；
[0031] 圖2是工字型零件成形過程；
[0032] 圖3是模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖4是擠壓工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖5是鐓粗工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖6是終鍛工藝及模具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖7為凹模模具結(jié)構(gòu)圖；
[0037] 圖中：a為主視圖；b為俯視圖；
[0038] 圖中：模架1、上擠壓模板2、導筒定位套3、導向?qū)?、彈性元件5、擠壓凸模6、擠 壓套筒7、斜滑塊8、上凹模9、下凹模10、推桿11、終鍛凸模12、上模板13、導筒定位