CN104826919B - 一种用于铝合金锻件的冲孔方法及冲子结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于铝合金锻件的冲孔方法及冲子结构，本发明方法通过将第一冲头、第二冲头的拔模斜度设计为2°～3°，同时将第一冲头小头端倒角R15～R30，由此使合金锻件在受到大变形时，通过大圆角能使金属流动阻力减小，避免毛坯粘结在冲子上的问题发生，另外通过将第一冲头的大头端倒角R2～R5,通过减小金属流动变形，保证金属流动不拉伤内孔。另外通过将第二冲头的大头端直径比第一冲头的大头端直径大20～30mm，并且在第二冲头的大头端与小头端不开设倒角，有效保证了冲孔时坯料内孔凭证、无塌边，从而保证了冲孔后内孔的质量，使内孔不出现夹皮和冲孔台阶，坯料冲孔后可直接热料回炉，提高了生产效率、缩短了生产周期，提高了锻件的力学性能。

Description

一种用于铝合金锻件的冲孔方法及冲子结构
技术领域
本发明涉及锻造领域，尤其涉及一种用于铝合金锻件的冲孔方法及冲子结构。
背景技术
随着我国航天工业、现代国防工业和交通运输业的飞速发展，铝合金锻件的使用量和需求量正逐步增大。在铝合金锻造冲孔过程中，由于铝合金与钢质模具之间的摩擦系数较大，变形时流动性差，且黏附性较大，当进行强烈的大变形时，毛坯往往会黏结在冲子上，容易引起锻件起皮、翘曲等缺陷，另一方面由于冲孔过程为强烈的大变形过程，由于铝合金自身的特点，导致在冲孔过程中铝合金更容易出现大量夹皮，冲孔台阶，如果不及时清理，会导致后续马架扩孔，碾环时工件折伤，易导致成产品报废，同时采用现有的铝合金锻件冲孔方法还会增加锻造火次、延长生产周期、提高生产成本，在增加锻造火次的同时会引起铝合金晶粒粗大、降低成品锻件的力学性能。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种用于铝合金锻件的冲孔方法及冲子结构，利用本发明方法既能保证冲孔后的内孔质量，使内孔不出现夹皮和冲孔台阶，冲孔后可直接热料回炉，提高了生产效率，缩短生产周期，还能提高锻件的力学性能。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于铝合金锻件的冲孔方法，包括以下步骤：
第一冲孔阶段：
第一步：利用第一冲子的小头端对坯料进行第一次冲孔并冲出盲孔；
第二步：翻转坯料，然后通过第一冲子的大头端对所述坯料进行第二次冲孔并使所述坯料上形成通孔；
第二冲孔阶段：
第一步：利用第二冲子的大头端对带有通孔的坯料进行第一次冲孔；
第二步：翻转坯料，再次利用第二冲子的大头端对带有通孔的坯料进行第二次冲孔，使所述坯料内形成通孔。
其进一步技术方案在于：
利用所述第一冲子对坯料进行第一次冲孔时需要在所述坯料的内部留有冲孔连皮，所述冲孔连皮的厚度为50mm～70mm；
利用所述第二冲子对坯料进行第一次冲孔时需要在所述坯料的内部留有冲孔连皮，所述冲孔连皮的厚度为30mm～50mm；
在所述第一冲孔阶段及第二冲孔阶段前均需要在第一冲子、第二冲子的外周涂抹润滑剂，所述润滑剂为纳米油性脱模剂；
一种用于铝合金锻件冲孔方法的冲子结构，所述冲子结构包括第一冲子与第二冲子，在所述第一冲子及第二冲子的两端分别形成小头端和大头端，所述第一冲子及第二冲子的小头端与大头端之间形成拔模斜角α，所述拔模斜角α的角度范围为2°～3°，在所述第一冲子的小头端处沿圆周方向开有第一圆倒角，所述第一圆倒角为R15～R30；在所述第一冲子的大头端处沿圆周方向开有第二圆倒角，所述第二圆倒角为R2～R5。
其进一步技术方案在于：
所述第一冲子及第二冲子的小头端直径均小于大头端直径；
所述第二冲子的大头端直径至少比第一冲子的大头端直径大20～30mm；
在所述第二冲子的大头端及小头端处、沿圆周方向未开设倒角。
本发明的有益效果如下：
本发明方法通过将第一冲头、第二冲头的拔模斜度设计为2°～3°，同时将第一冲头小头端倒角R15～R30，由此使合金锻件在受到大变形时，通过大圆角能使金属流动阻力减小，避免毛坯粘结在冲子上的问题发生，另外通过将第一冲头的大头端倒角R2～R5,通过减小金属流动变形，保证金属流动不拉伤内孔。另外通过将第二冲头的大头端直径比第一冲头的大头端直径大20～30mm，并且在第二冲头的大头端与小头端不开设倒角，有效保证了冲孔时坯料内孔凭证、无塌边，从而保证了冲孔后内孔的质量，使内孔不出现夹皮和冲孔台阶，坯料冲孔后可直接热料回炉，提高了生产效率、缩短了生产周期，提高了锻件的力学性能。
附图说明
图1为本发明中第一冲子的结构示意图。
图2为本发明中第二冲子的结构示意图。
图3为本发明中利用第一冲子的小头端进行第一次冲孔时的示意图。
图4为本发明中利用第一冲子的小头端进行第一次冲孔并留冲孔连皮的示意图。
图5为本发明中利用第一冲子的大头端进行第二次冲孔时的示意图Ⅰ。
图6为本发明中利用第一冲子的大头端进行第二次冲孔的示意图Ⅱ。
图7为本发明中利用第二冲子的大头端进行第一次冲孔时的示意图。
图8为本发明中利用第二冲子的大头端进行第一次冲孔并留冲孔连皮的示意图。
图9为本发明中利用第二冲子的大头端进行第二次冲孔时的示意图Ⅰ。
图10为本发明中利用第一冲子的大头端进行第二次冲孔的示意图Ⅱ。
其中：1、第一冲子；2、第二冲子；3、坯料；4、冲孔连皮。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
一种用于铝合金锻件冲孔方法的冲子结构，如图1、图2所示，该冲子结构包括第一冲子1与第二冲子2，在第一冲子1及第二冲子2的两端分别形成小头端和大头端，第一冲子1及第二冲子2的小头端与大头端之间形成拔模斜角α，拔模斜角α的角度范围为2°～3°，在第一冲子1的小头端处沿圆周方向开有第一圆倒角11，第一圆倒角11为R15～R30；在第一冲子1的大头端处沿圆周方向开有第二圆倒角12，第二圆倒角12为R2～R5。上述第一冲子1及第二冲子2的小头端直径均小于大头端直径。上述第二冲子2的大头端直径至少比第一冲子1的大头端直径大20～30mm。在第二冲子2的大头端及小头端处、沿圆周方向未开设倒角。
实施例1：
一种用于铝合金锻件的冲孔方法，由第一冲孔阶段及第二冲孔阶段组成，所述第一冲孔阶段的具体步骤如下：
如图1所示，第一步：坯料3在改锻后的尺寸为Φ570*170mm（直径*高度）如图3、图4所示，利用第一冲子1的小头端对坯料3进行第一次冲孔并冲出盲孔，第一冲子1在坯料3内的冲孔深度为120mm，所述第一冲子1的小头端直径为Φ220、大头端直径为Φ230，利用所述第一冲子1对坯料3的A面进行第一次冲孔时需要在所述坯料3的内部留有冲孔连皮，所述冲孔连皮的厚度为50mm，上述盲孔的底端直径为Φ220。
第二步：如图3、图4所示，翻转坯料3，使坯料3的A面位于下端，然后通过第一冲子1的大头端（Φ230）对所述坯料3进行第二次冲孔并使所述坯料3上形成Φ230的通孔。
第二冲孔阶段：
第一步：如图7、图8选取第二冲子2继续冲压，坯料3的A面位于下端，第二冲子的大头端直径为Φ250，利用第二冲子2的大头端对带有通孔的坯料3进行第一次冲孔，该第一次冲孔时需要在坯料3的内部留有深度为30mm的冲孔连皮4，该次冲孔的深度为140mm。
第二步：如图9、图10所示，翻转坯料3，使坯料3的A面朝上，然后再次利用第二冲子2的大头端（Φ250）对带有通孔的坯料3进行第二次冲孔，使所述坯料3内形成直径为Φ250的通孔。
在上述第一冲孔阶段与第二冲孔阶段之前、均需要对第一冲子1、第二冲子2的外周涂抹润滑剂，润滑剂为纳米油性脱模剂，该润滑剂与水的配比比例为1：6或1：10。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种用于铝合金锻件的冲孔方法，其特征在于包括以下步骤：
第一冲孔阶段：
第一步：利用第一冲子的小头端对坯料进行第一次冲孔并冲出盲孔；
第二步：翻转坯料，然后通过第一冲子的大头端对所述坯料进行第二次冲孔并使所述坯料上形成通孔；
第二冲孔阶段：
第一步：利用第二冲子的大头端对带有通孔的坯料进行第一次冲孔；
第二步：翻转坯料，再次利用第二冲子的大头端对带有通孔的坯料进行第二次冲孔，使所述坯料内形成通孔。
2.如权利要求1所述的一种用于铝合金锻件的冲孔方法，其特征在于：利用所述第一冲子对坯料进行第一次冲孔时需要在所述坯料的内部留有冲孔连皮，所述冲孔连皮的厚度为50mm～70mm。
3.如权利要求1所述的一种用于铝合金锻件的冲孔方法，其特征在于：利用所述第二冲子对坯料进行第一次冲孔时需要在所述坯料的内部留有冲孔连皮，所述冲孔连皮的厚度为30mm～50mm。
4.如权利要求1所述的一种用于铝合金锻件的冲孔方法，其特征在于：在所述第一冲孔阶段及第二冲孔阶段前均需要在第一冲子、第二冲子的外周涂抹润滑剂，所述润滑剂为纳米油性脱模剂。
5.一种用于权利要求1所述铝合金锻件的冲孔方法的冲子结构，其特征在于：所述冲子结构包括第一冲子（1）与第二冲子（2），在所述第一冲子（1）及第二冲子（2）的两端分别形成小头端和大头端，所述第一冲子（1）及第二冲子（2）的小头端与大头端之间形成拔模斜角α，所述拔模斜角α的角度范围为2°～3°，在所述第一冲子（1）的小头端处沿圆周方向开有第一圆倒角（11），所述第一圆倒角（11）为R15～R30；在所述第一冲子（1）的大头端处沿圆周方向开有第二圆倒角（12），所述第二圆倒角（12）为R2～R5。
6.如权利要求5所述铝合金锻件的冲孔方法的冲子结构，其特征在于：所述第一冲子（1）及第二冲子（2）的小头端直径均小于大头端直径。
7.如权利要求5所述铝合金锻件的冲孔方法的冲子结构，其特征在于：所述第二冲子（2）的大头端直径至少比第一冲子（1）的大头端直径大20～30mm。
8.如权利要求5所述铝合金锻件的冲孔方法的冲子结构，其特征在于：在所述第二冲子（2）的大头端及小头端处、沿圆周方向未开设倒角。
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