CN111745107A - 一种异型喷油器体的闭塞锻造装置及其锻造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，包括上模和坯料成型下模，下模包括下模套，下模套的内部设有底座，底座的上端设有与下模套内侧面滑动连接的滑动模，底座的下端设有可顶出滑动模的活动性顶出杆，滑动模分别由相对设置的左半模和右半模组成，通过左半模与右半模斜向滑动实现型腔的合成，并在自锁角的作用下，保持半模的空间位置稳定而不需要额外的机构维持，顶出时锻件可从底座型孔和半模型腔中同时脱模，实现喷油器体的一步闭塞锻造成形，简化了锻造工艺和模具结构，减少了模具零件，分型面平整无台阶面，锻造时不存在偏载现象且成形力更低，本发明还提供了一种异型喷油器体的闭塞锻造工艺，包括上述锻造装置。

Description

一种异型喷油器体的闭塞锻造装置及其锻造工艺

技术领域

本发明涉及喷油器体锻造技术领域，尤其涉及一种异型喷油器体的闭塞锻造装置及其锻造工艺。

背景技术

喷油器体是内燃机燃油喷射系统将燃油雾化并分布在燃烧室内与空气混合的部件，形状多是不对称的异型结构，闭塞锻造是指在封闭的型腔内将金属挤压充满型腔，从而得到无飞边的近净尺寸精锻件的锻造技术。

现有的喷油器体生产上采用浮动模架式闭塞锻造工艺，需要使用特殊的浮动模架，且分型面为台阶面，并且上、下模合模力需要由额外的弹性装置提供，并保证其力量大于合模力而小于锻机的下压力，整体结构复杂，可靠性低，并且由于喷油器体外形不对称，因而上下分模使得锻造时会产生偏载，顶杆容易受偏载而弯折损坏。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的喷油器体生产上采用浮动模架式闭塞锻造工艺，需要使用特殊的浮动模架，且分型面为台阶面，并且上、下模合模力需要由额外的弹性装置提供，并保证其力量大于合模力而小于锻机的下压力，整体结构复杂，可靠性低，并且由于喷油器体外形不对称，因而上下分模使得锻造时会产生偏载，顶杆容易受偏载而弯折损坏的缺点，而提出的一种异型喷油器体的闭塞锻造装置及工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，包括上模、坯料及成型下模，所述成型下模下模包括下模套，所述下模套的内部设有底座，所述底座的上端设有与所述下模套内侧面滑动连接的滑动模，所述底座的下端设有可顶出所述滑动模的活动性顶出杆，所述滑动模分别由相对设置的左半模和右半模组成，左半模、右半模合模并与底座组合形成成型腔，坯料通过所述上模的挤压向下运动填充入成型腔。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述左半模与右半模的外侧面与所述下模套的连接面垂直方向呈7.5°至8.5°的斜面，所述斜面上设有滑轨，所述左半模与右半模的外侧面上还设有与所述滑轨匹配滑动的导轨；

作为上述技术方案的进一步描述：

所述左半模与右半模的外侧面与所述下模套的连接面垂直方向呈8.0°的斜面；

作为上述技术方案的进一步描述：

所述上模整体呈“T”型状，挤压所述坯料的一端为直径与所述成型腔直径相匹配的圆柱形压头；

作为上述技术方案的进一步描述：

所述所述顶出杆沿底座的中轴线对称设置有两组，且顶出杆与左半模、右半模分别用可动性连接。

一种异型喷油器体的闭塞锻造工艺，包括如上述任一一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，主要工艺包括6个步骤：步骤1：坯料经过精确锯切下料后预热、喷润滑剂、再次加热到温后，准备放入成型下模；

步骤2：左半模、右半模合模并与底座组合形成完整的成型腔；

步骤3：将坯料放入步骤2中成型下模中，上模将坯料沿成型腔上方进行下压对坯料进行锻造成形；

步骤4：上模下压到位，坯料充满成型腔完成成形，成为锻件；

步骤5：成形结束，上模上行与成型下模脱离；

步骤6：底座的下端设有的顶出杆向上运动，推动左半模、右半模分别沿导轨斜向滑动，左半模、右半模带动锻件上行从底座型孔中脱模，同时锻件也从左半模、右半模中脱模，完成一次闭塞锻造过程。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，通过左半模与右半模斜向滑动实现型腔的合成，并在自锁角的作用下，保持半模的空间位置稳定而不需要额外的机构维持，顶出时可从底座型孔和半模型腔中同时脱模，实现喷油器体的一步闭塞锻造成形，简化了锻造工艺和模具结构，减少了模具零件，分型面平整无台阶面，锻造时不存在偏载现象且成形力更低，提高了模具运行的可靠性和寿命，易于实现机械化和自动化，并且简化了模具结构，无偏载且可靠性高，可自动锁模，成形力小，节能。

附图说明

图1为本发明中模具初始位置示意图；

图2为本发明中半模型腔示意图；

图3为本发明中合模位置示意图；

图4为本发明中开模顶出位置示意图。

图例说明：

1、上模；2、左半模；3、右半模；4、下模套；5、底座；6、顶出杆；7、锻件；8、成型腔；9、成型下模；10、滑动模；11、坯料。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-4，实施案例一

一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，包括上模1和坯料11成型成型下模9，成型下模9包括下模套4，下模套4的内部设有底座5，底座5的上端设有与下模套4内侧面滑动连接的滑动模10，底座5的下端设有可顶出滑动模10的活动性顶出杆6，滑动模10分别由相对设置的左半模2和右半模3组成，左半模2、右半模3合模并与底座5组合形成成型腔8，坯料11通过上模1的挤压向下运动填充入成型腔8，成型腔8整体呈圆柱孔状，通过左右设置的左半模2、右半模3可以将坯料11变形产生的抗力在模具型腔内自行抵消，而上模1的成形力只作用在压头上，不会产生偏载，也不会对机床和模具造成损害。

进一步的，左半模2与右半模3的外侧面与下模套4的连接面垂直方向呈7.5°至8.5°的斜面，斜面上设有滑轨，左半模2与右半模3的外侧面上还设有与滑轨匹配滑动的导轨，左半模2与右半模3的外侧面与下模套4的连接面垂直方向的斜面优选为8°，且8°的角度小于自锁角度，左半模2、右半模3在自锁角作用下始终保持位置稳定，并与上模1配合使坯料11充填到最终位置，形成锻件7。

进一步的，左半模2、右半模3与下模套4的内侧面紧贴，且左半模2、右半模3相对的平面是垂直分型面，分型面平整无台阶面，左半模2、右半模3在自身重力作用下沿着下模套4的内壁斜面向下斜向滑动并最终与底座5接触完成合模，等待下一次坯料11装填，完成一次闭塞锻造的过程。

进一步的，下模套4内侧面与垂直方向呈8°的斜面，且下模套4的内侧面加工有导轨，左半模2、右半模3的滑轨可沿着下模套4的导轨平行于斜面滑动，左半模2与右半模3可保证自动锁模，无需额外闭模力，并且锻件7会随着左半模2与右半模3向上运动而自动出件，无需额外顶出。

进一步的，所述上模1整体呈“T”型状，挤压所述坯料11的一端为直径与所述成型腔8直径相匹配的圆柱形压头。

进一步的，顶出杆6沿底座5的中轴线对称设置有两组，且顶出杆6与左半模2、右半模3分别用可动性连接，顶出杆6向上方顶出左半模2与右半模3，左半模2与右半模3沿下模套4的8°斜面滑动，一边向上运动一边向两侧运动，同时带动锻件7向上方运动从底座5型孔中脱出并同时从左半模2与右半模3中脱出，最终完成从底座5的型孔和左半模2、右半模3中脱模的过程。

实施案例二

一种异型喷油器体的闭塞锻造工艺，

包括上述任一一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，主要工艺包括6个步骤：

步骤1：坯料11经过精确锯切下料后预热、喷润滑剂、再次加热到温后，准备放入成型下模9；

步骤2：左半模2、右半模3合模并与底座5组合形成完整的成型腔8；

步骤3：将坯料11放入步骤2中成型下模9中，上模1将坯料11沿成型腔8上方进行下压对坯料11进行锻造成形；

步骤4：上模1下压到位，坯料11充满成型腔8完成成形，成为锻件7；

步骤5：成形结束，上模1上行与成型下模9脱离；

步骤6：底座5的下端设有的顶出杆6向上运动，推动左半模2、右半模3分别沿导轨斜向滑动，左半模2、右半模3带动锻件7上行从底座5型孔中脱模，同时锻件7也从左半模2、右半模3中脱模，完成一次闭塞锻造过程。

工作原理：喷油器体闭塞锻时要形成一个封闭的与喷油器体形状相对应的型腔，而封闭型腔的形成可以是上下对接的形式，也可以是左右对接的形式。目前的工艺使用的就是上下对接的形式，这种形式的结构其分模面必须做成台阶面，这给设计和制造造成了麻烦，而型腔设计成左右分模的形式则可以避免这种麻烦，两个半模相接触的表面上分别加工出喷油器体的形状，分模面是整个平面，结构简单、对称而制造方便，上下对接的型腔在成形时喷油器体侧面突出的部分必须受到上模的外力压迫而成形，由于两侧突出部不对称，这个力将造成偏载使模具整体向一侧倾斜，这既不利于锻造时机床的受力，也会对模具的结构造成损伤，而左右对接的形式则可以完全避免这种负面影响，喷油器体突出部成形时的约束力来自模具的内应力，将在模具型腔内自行抵消，而上模的成形力只作用在压头上，不会产生偏载，也不会对机床和模具造成损害，左右分模时左半模2、右半模3将沿着下模套4的导轨斜向滑动，向上纵向运动的同时也会向外横向运动，回程合模时沿着导轨向下运动，同时左半模2、右半模3向中间靠拢贴死，形成封闭的成型腔8，只留有上方的圆孔以作为放置坯料11和容纳上模1进入时使用，锻造时上模1推挤坯料11的上端向下运动，坯料11的下端则保持静止不动，促使坯料11中部变形充填型腔，坯料11充填时会横向挤压左半模2与右半模3，有迫使其向外膨胀分离的趋势，此时左半模2与右半模3的外侧与相接触的下模套4的内侧壁紧密接触，且接触面与垂直方向的角度是8°，这个角度小于钢与钢之间的自锁角，将保证两个半模由于横向膨胀力沿8°斜向的滑动分力与膨胀力产生的沿8°斜向的反向摩擦力抵消，在摩擦力作用下，左半模2与右半模3将始终保持原位不动，因此不需要额外机构就能自动锁模，从而保障模具在闭塞锻过程中空间位置的稳定，在锻造完成后顶出时，上模1先上行脱离成型下模9型腔，而后锻压机顶出机构带动顶出杆6将左半模2与右半模3沿8°斜面向上方顶出，由于锻件7底部有一部分位于底座5的型腔孔中，左半模2与右半模3开模顶出时向上方移动的同时也向两边运动，而底座5的型孔限制锻件7只能位于中间位置，这样锻件7将不会嵌在任何一个半模中随之向一侧移动，而是必然从半模上脱开。同时由于半模上移时模具型腔与锻件7的突出部干涉，将带着锻件7从底座5型孔中向上运动，从而使锻件7在顶出时一边从底座5型孔中上移，一边从半模成型腔8中脱离，直到半模与锻件7突出部的干涉结束，这时左半模2与右半模3向两边移动的距离超过的锻件7突出部宽度的一半，实现了自动脱模，就这样完成了本发明的工作原理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，包括上模(1)、坯料(11)及成型下模(9)，其特征在于，所述成型下模(9)包括下模套(4)，所述下模套(4)的内部设有底座(5)，所述底座(5)的上端设有与所述下模套(4)内侧面滑动连接的滑动模(10)，所述底座(5)的下端设有可顶出所述滑动模(10)的活动性顶出杆(6)，所述滑动模(10)分别由相对设置的左半模(2)和右半模(3)组成，所述左半模(2)、右半模(3)合模并与所述底座(5)组合形成成型腔(8)，所述坯料(11)通过所述上模(1)的挤压向下运动填充入所述成型腔(8)。

2.根据权利要求1所述的一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，其特征在于：所述左半模(2)与右半模(3)的外侧面与所述下模套(4)的连接面垂直方向呈7.5°至8.5°的斜面，所述斜面上设有滑轨，所述左半模(2)与右半模(3)的外侧面上还设有与所述滑轨匹配滑动的导轨。

3.根据权利要求2所述的一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，其特征在于：所述左半模(2)与右半模(3)的外侧面与所述下模套(4)的连接面垂直方向呈8.0°的斜面。

4.根据权利要求1所述的一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，其特征在于：所述上模(1)整体呈“T”型状，挤压所述坯料(11)的一端为直径与所述成型腔(8)直径相匹配的圆柱形压头。

5.根据权利要求1所述的一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，其特征在于：所述顶出杆(6)沿底座(5)的中轴线对称设置有两组。

6.一种异型喷油器体的闭塞锻造工艺，其特征在于：包括如权利要求1-6任一所述的一种异型喷油器体的闭塞锻造装置，主要工艺包括6个步骤：

步骤1：坯料(11)经过精确锯切下料后预热、喷润滑剂、再次加热到温后，准备放入成型下模(9)；

步骤2：左半模(2)、右半模(3)合模并与底座(5)组合形成完整的成型腔(8)；

步骤3：将坯料(11)放入步骤2中成型下模(9)中，上模(1)将坯料(11)沿成型腔(8)上方型孔进行下压对坯料(11)进行锻造成形；

步骤4：上模(1)下压到位，坯料(11)充满成型腔(8)完成成形，成为锻件(7)；

步骤5：成形结束，上模(1)上行与成型下模(9)脱离；

步骤6：底座(5)的下端设有的顶出杆(6)向上运动，推动左半模(2)、右半模(3)分别沿导轨斜向滑动，左半模(2)、右半模(3)带动锻件(7)上行从底座(5)型孔中脱模，同时锻件(7)也从左半模(2)、右半模(3)中脱模，完成一次闭塞锻造过程。

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