CN111230022B - 一种提高原料利用率的法兰锻模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高原料利用率的法兰锻模，属于锻造模具领域，其包括上模和下模，所述上模朝向下的端面开设有第一模腔凹槽，所述下模朝上的端面开设有第二模腔凹槽，所述上模和下模合模时所述第一模腔凹槽和第二模腔凹槽形成与法兰外形相同的模腔，所述上模竖直滑动连接有上型芯，所述下模竖直滑动连接有下型芯，所述上模和下模合模时所述上型芯和下型芯之间留有间隙，锻模还有包括驱动上型芯和下型芯同向滑移的驱动结构，每次上模和下模合模一次所述驱动结构驱动上型芯和下型芯同向移动相同的距离。本发明具有减少废料的产生，提高原料的利用率的效果。

Description

一种提高原料利用率的法兰锻模

技术领域

本发明涉及锻造模具技术领域，更具体地说，它涉及一种提高原料利用率的法兰锻模。

背景技术

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。法兰又叫法兰盘或突缘,是用于将管状相互连接的零件。法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。法兰在工作过程中将承担较大的拉应力和压应力，所以对于这类法兰的结构强度有较高的要求。法兰常常利用模锻成型。

目前，常用于法兰锻造中的模锻包括上模和下模，上模和下模均开设模腔凹槽，所述模腔凹槽内均固定连接有型芯，上模和下模合模时，两个模腔凹槽组成和法兰外形相同，并且两个型芯不接触，避免合模时，因两个型芯撞击而损坏。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：因为两个型芯不接触，所以模锻成型后的法兰中心孔位置留下连皮，需要后续冲孔工步将连皮冲落，从而导致了原料利用率的降低，原材料的浪费。

为了提高原料利用率，一般会在锻造之前进行镦粗，然后在冲孔，冲孔的产生的中心孔比成品的法兰的中心孔直径小，所以减小中心连皮的重量，最后会用碾环扩孔，如果直接使用常见的法兰锻模锻造法兰时，因为两个型芯不接触，所以坯料材料在模具的挤压下流入两个型芯之间的间隙处，重新形成连皮，所以这种方式不适用于模锻。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种提高原料利用率的法兰锻模，达到减少废料的产生，提高原料的利用率的目的。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种提高原料利用率的法兰锻模，包括上模和下模，所述上模朝向下的端面开设有第一模腔凹槽，所述下模朝上的端面开设有第二模腔凹槽，所述上模和下模合模时所述第一模腔凹槽和第二模腔凹槽形成与法兰外形相同的模腔，所述上模竖直滑动连接有上型芯，所述下模竖直滑动连接有下型芯，所述上模和下模合模时所述上型芯和下型芯之间留有间隙，锻模还包括驱动上型芯和下型芯同向滑移的驱动结构，每次上模和下模合模一次，所述驱动结构驱动上型芯和下型芯同向移动相同的距离。

通过采用上述技术方案，在模锻前，然后对工件进行冲孔，冲孔的产生的中心孔比成品的法兰的中心孔直径小，所以减小中心连皮的重量，然后将坯料放置于上述锻模中进行锻造。每次上模和下模合模一次，驱动结构驱动上型芯和下型芯同向移动相同的距离，使上型芯和下型芯之间的间隙在对坯料加压的过程中始终在移动，从而减小坯料的材料流动至上型芯和下型芯之间的间隙处，避免了连皮的产生，减少废料的产生，提高原料的利用率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动结构包括固定连接于上模的第一驱动电机和固定连接于下模的第二驱动电机，所述第一驱动电机驱动上型芯轴向滑移，所述第二驱动电机驱动下型芯轴向滑移。

通过采用上述技术方案，利用第一、第二驱动电机作为动力源，更加方便驱动上型芯和下型芯的轴向滑移，使锻模使用更加方便。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一驱动电机和第二驱动电机均为抗振电机。

通过采用上述技术方案，减小模锻时锻模的振动对第一驱动电机和第二驱动电机的影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上型芯上端同轴固定连接有第一螺杆，所述上模转动连接有与第一螺杆螺纹连接的第一蜗轮，所述上模转动连接有与第一蜗轮啮合的第一蜗杆，所述第一驱动电机驱动第一蜗杆转动。

通过采用上述技术方案，利用蜗轮蜗杆机构，减小第一驱动电机的工作负载。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述下型芯下端同轴固定连接有第二螺杆，所述下模转动连接有与第二螺杆螺纹连接的第二蜗轮，所述下模转动连接有与第二蜗轮啮合的第二蜗杆，所述第二驱动电机驱动第二蜗杆转动。

通过采用上述技术方案，利用蜗轮蜗杆机构，减小第二驱动电机的工作负载。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一螺杆和第二螺杆侧壁均沿其长度方向开设有限位槽，所述上模和下模均固定连接有限位块，所述限位块置于限位槽内。

通过采用上述技术方案，利用限位块限制第一螺杆和第二螺杆自转，确保第一、第二蜗轮转动可以驱动第一螺杆和第二螺杆轴向滑移。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一驱动电机和第二驱动电机电连接用同一限位开关电连接，所述限位开关固定连接于上模，所述下模固定连接有抵触板，当所述限位开关触发时所述第一驱动电机和第二驱动电机工作。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述上型芯下端和下型芯上端为球面。

通过采用上述技术方案，球面便于将坯料上的材料向两侧移动，并且减小上型芯和下型芯滑移过程中其受到的阻力。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

其一，每次上模和下模合模一次，驱动结构驱动上型芯和下型芯同向移动相同的距离，使上型芯和下型芯之间的间隙在对坯料加压的过程中始终在移动，从而减小坯料的材料流动至上型芯和下型芯之间的间隙处，避免了连皮的产生，减少废料的产生，提高原料的利用率；

其二，上型芯上端同轴固定连接有与上模螺纹连接的第一螺杆，下型芯下端同轴固定连接有与下模螺纹连接的第二螺杆，转动第一螺杆和第二螺杆驱动上型芯和下型芯轴向移动，利用螺纹连接结构为上型芯和下型芯提供更加稳定的推动力；

其三，当上模和下模合模时，第一驱动电机和第二驱动电机启动，驱动上型芯和下型芯滑移，实现自动控制第一驱动电机和第二驱动电机的启停，方便模具的操作。

附图说明

图1为本实施例结构的剖面图；

图2为本实施例用于展示第一驱动电机的剖面图；

图3为图1的A部放大图。

附图标记：100、上模；101、第一模腔凹槽；102、上型芯；200、下模；201、第二模腔凹槽；202、下型芯；300、驱动结构；301、第一螺杆；302、第一蜗轮；303、第一蜗杆；304、第一驱动电机；305、第二螺杆；306、第二蜗轮；307、第二蜗杆；308、第二驱动电机；309、抵触板；310、限位槽；311、限位块；312、液压缸；313、缸体；314、活塞；315、有杆腔；316、无杆腔；317、连通管；318、电磁开关阀；319、限位开关；320、活塞杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：如图1所示，为本发明公开的一种提高原料利用率的法兰锻模，包括上模100和下模200。上模100朝向下的端面开设有第一模腔凹槽101，下模200朝上的端面开设有第二模腔凹槽201，上模100和下模200合模时，第一模腔凹槽101和第二模腔凹槽201形成与法兰外形相同的模腔。

如图1所示，上模100位于第一模腔凹槽101中心位置竖直滑动连接有上型芯102，下模200位于第二模腔凹槽201中心位置竖直滑动连接有下型芯202。上型芯102和下型芯202均为圆柱形并且两者呈同轴设置。上型芯102下端和下型芯202上端为球面。上模100和下模200合模，上型芯102和下型芯202之间留有间隙。

如图1所示，锻模还包括驱动上型芯102和下型芯202同向滑移的驱动结构300，每次上模100和下模200合模一次，驱动结构300驱动上型芯102和下型芯202同向移动相同的距离。在模锻前，先对工件进行冲孔，冲孔的产生的中心孔比成品的法兰的中心孔直径小，所以减小中心连皮的重量，然后将坯料放置于锻模中进行锻造。每次上模100和下模200合模一次，驱动结构300驱动上型芯102和下型芯202同向移动相同的距离，使上型芯102和下型芯202之间的间隙在对坯料加压的过程中始终在移动，从而减小坯料的材料流动至上型芯102和下型芯202之间的间隙处，避免了连皮的产生，减少废料的产生，提高原料的利用率。

如图1和图2所示，驱动结构300包括第一螺杆301，第一螺杆301同轴固定连接于上型芯102上端。上模100转动连接有与第一螺杆301螺纹连接的第一蜗轮302，第一蜗轮302上下两端通过平面轴承转动连接于上模100。上模100转动连接有与第一蜗轮302啮合第一蜗杆303，上模100固定连接有第一驱动电机304，第一驱动电机304的主轴通过联轴器与第一蜗杆303同轴固定连接。第一驱动电机304驱动第一蜗杆303转动，第一蜗杆303转动带动第一蜗轮302转动，第一蜗轮302转动带动第一螺杆301竖直滑移，从而带动上型芯102竖直滑移。

如图1和图2所示，驱动结构300还包括第二螺杆305，第二螺杆305同轴固定连接于下型芯202下端。下模200转动连接有与第二螺杆305螺纹连接的第二蜗轮306，第二蜗轮306上下两端通过平面轴承转动连接于下模200。下模200转动连接有与第二蜗轮306啮合第二蜗杆307，下模200固定连接有第二驱动电机308，第二驱动电机308的主轴通过联轴器与第二蜗杆307同轴固定连接。第二驱动电机308驱动第二蜗杆307转动，第二蜗杆307转动带动第二蜗轮306转动，第二蜗轮306转动带动第二螺杆305竖直滑移，从而带动下型芯202竖直滑移。

如图1和图2所示，第一驱动电机304和第二驱动电机308电连接用同一限位开关319，限位开关319固定连接于上模100，下模200固定连接有抵触板309，当限位开关319触发时，第一驱动电机304和第二驱动电机308工作。当上模100和下模200合模时，第一驱动电机304和第二驱动电机308启动，驱动上型芯102和下型芯202滑移，实现自动控制第一驱动电机304和第二驱动电机308的启停，方便模具的操作。

如图1和图2所示，第一螺杆301和第二螺杆305侧壁均沿其长度方向开设有限位槽310，上模100和下模200均固定连接有限位块311，限位块311置于限位槽310内。利用限位块311限制第一螺杆301和第二螺杆305自转，确保第一蜗轮302和第二蜗轮306转动可以驱动第一螺杆301和第二螺杆305轴向滑移。

如图3所示，上模100和下模200均固定连接有一液压缸312，另一端抵触于第一螺杆301或第二螺杆305。液压缸312包括缸体313，缸体313抵触于上模100或下模200。缸体313内轴向滑动连接有活塞314，活塞314将缸体313内的空间分割成有杆腔315和无杆腔316。活塞314同轴固定连接有活塞杆320，缸体313固定连接有连通管317，连通管317将无杆腔316和有杆腔315连通，连通管317上固定连接有可以将其启闭的电磁开关阀318。电磁开关阀318与限位开关319电连接，当限位开关319触发时，电磁开关阀318开启，使有杆腔315和无杆腔316连通，避免液压缸312的阻碍上型芯102和下型芯202的滑移。当限位开关319不触发时，电磁开关阀318关闭，有杆腔315和无杆腔316不连通，从而限制上型芯102和下型芯202的移动。

本实施例的具体工作原理：在模锻前，先对工件进行冲孔，冲孔的产生的中心孔比成品的法兰的中心孔直径小，所以减小中心连皮的重量，然后将坯料放置于上述锻模中进行锻造。上模100和下模200合模，当限位开关319触发时，第一驱动电机304和第二驱动电机308工作。当上模100和下模200合模时，第一驱动电机304和第二驱动电机308启动，驱动上型芯102和下型芯202滑移，使上型芯102和下型芯202之间的间隙在对坯料加压的过程中始终在移动，从而减小坯料的材料流动至上型芯102和下型芯202之间的间隙处，避免了连皮的产生。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种提高原料利用率的法兰锻模，包括上模（100）和下模（200），所述上模（100）朝向下的端面开设有第一模腔凹槽（101），所述下模（200）朝上的端面开设有第二模腔凹槽（201），所述上模（100）和下模（200）合模时所述第一模腔凹槽（101）和第二模腔凹槽（201）形成与法兰外形相同的模腔，其特征在于：所述上模（100）竖直滑动连接有上型芯（102），所述下模（200）竖直滑动连接有下型芯（202），所述上模（100）和下模（200）合模时所述上型芯（102）和下型芯（202）之间留有间隙，锻模还包括驱动上型芯（102）和下型芯（202）同向滑移的驱动结构（300），每次上模（100）和下模（200）合模一次，所述驱动结构（300）驱动上型芯（102）和下型芯（202）同向移动相同的距离。

2.根据权利要求1所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述驱动结构（300）包括固定连接于上模（100）的第一驱动电机（304）和固定连接于下模（200）的第二驱动电机（308），所述第一驱动电机（304）驱动上型芯（102）轴向滑移，所述第二驱动电机（308）驱动下型芯（202）轴向滑移。

3.根据权利要求2所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述第一驱动电机（304）和第二驱动电机（308）均为抗振电机。

4.根据权利要求3所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述上型芯（102）上端同轴固定连接有第一螺杆（301），所述上模（100）转动连接有与第一螺杆（301）螺纹连接的第一蜗轮（302），所述上模（100）转动连接有与第一蜗轮（302）啮合的第一蜗杆（303），所述第一驱动电机（304）驱动第一蜗杆（303）转动。

5.根据权利要求4所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述下型芯（202）下端同轴固定连接有第二螺杆（305），所述下模（200）转动连接有与第二螺杆（305）螺纹连接的第二蜗轮（306），所述下模（200）转动连接有与第二蜗轮（306）啮合的第二蜗杆（307），所述第二驱动电机（308）驱动第二蜗杆（307）转动。

6.根据权利要求5所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述第一螺杆（301）和第二螺杆（305）侧壁均沿其长度方向开设有限位槽（310），所述上模（100）和下模（200）均固定连接有限位块（311），所述限位块（311）置于限位槽（310）内。

7.根据权利要求6所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述第一驱动电机（304）和第二驱动电机（308）用同一限位开关（319）电连接，所述限位开关（319）固定连接于上模（100），所述下模（200）固定连接有抵触板（309），当所述限位开关（319）触发时所述第一驱动电机（304）和第二驱动电机（308）工作。

8.根据权利要求7所述的一种提高原料利用率的法兰锻模，其特征在于：所述上型芯（102）下端和下型芯（202）上端为球面。

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