CN114292993B - 一种用于消除锻件残余应力的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于消除锻件残余应力的装置，包括上模、下模以及位于所述上模和所述下模之间的冲头和若干镶块，所述下模设有若干供所述镶块放入的容纳腔，所述镶块可相对于所述容纳腔摆动以压紧所述锻件的内壁；所述冲头上设有抵接面，所述冲头在移动过程中可推动所述镶块朝向背离所述冲头的方向移动；所述上模和所述下模均设有压紧面，用于压紧所述锻件的端面。本发明所提供的用于消除锻件残余应力的装置，利用所述冲头和所述镶块的配合，实现对所述锻件拉压结合作用的效果，使所述锻件局部受拉、局部受压，可以有效消除锻件残余应力，同时减少受压面积，可大幅降低压机载荷。

Description

一种用于消除锻件残余应力的装置

技术领域

本发明涉及锻件加工领域，特别是涉及一种用于消除锻件残余应力的装置。

背景技术

锻件在淬火后，内应力较大，会导致后续机加工变形甚至开裂。现有技术中，大型模锻件多使用模冷压法消除残余应力，即采用模具直接施加压力的方式，来消除模锻件的残余应力。

然而，现有技术中的方法，由于锻件的受压面积大，导致压机的载荷大，对于设备的要求高，成本高；并且，对于部分锻件而言，由于形状结构限制，使用模冷压法消除残余应力的效果不佳，锻件后续机加工变形量大。导致现有的工艺方法在环形锻件、多边形锻件、框形锻件等锻件的残余应力消除时，效果不佳，或者容易出现压机载荷过大的问题。

因此，如何有效消除锻件的残余应力，降低压机载荷，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于消除锻件残余应力的装置，用于有效消除锻件的残余应力，降低压机载荷，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于消除锻件残余应力的装置，包括上模、下模以及位于所述上模和所述下模之间的冲头和若干镶块，所述下模设有若干供所述镶块放入的容纳腔，所述镶块可相对于所述容纳腔摆动以压紧所述锻件的内壁；所述冲头上设有抵接面，所述冲头在移动过程中可推动所述镶块朝向背离所述冲头的方向移动；所述上模和所述下模均设有压紧面，用于压紧所述锻件的端面。

优选的，所述镶块的底部设有凸台轴，所述下模的容纳腔侧壁上设有限位槽，所述凸台轴可滑入所述限位槽内。

优选的，所述镶块的左右两侧均设有凸台轴，所述容纳腔的两侧壁上均设有限位槽；所述镶块的两个凸台轴的连线垂直于所述镶块的摆动方向。

优选的，所述下模内还设有供冲头插入的中孔，所述中孔位于各所述容纳腔的中间位置。

优选的，所述冲头的抵接面呈圆弧状，且所述抵接面的横截面直径自下而上依次增加。

优选的，所述镶块的上部设有受力面，所述冲头的抵接面可与所述镶块的受力面接触；所述受力面的形状与所述抵接面形状相符。

优选的，所述冲头的顶部与所述上模可拆卸连接。

优选的，所述冲头和所述镶块均为模具钢加工而成。

优选的，所述上膜内设有供锻件进入的腔体，所述腔体内设有台阶，所述台阶表面构成所述上模的压紧面；所述台阶上设有凸起部和凹陷部，所述凸起部与所述锻件的边角位置对应，所述凹陷部位于相邻两个所述凸起部之间。

优选的，所述台阶呈方形，所述凸起部的个数为四个，分别位于所述台阶的四个边角位置，所述凹陷部位于所述台阶的四边中部。

本发明所提供的用于消除锻件残余应力的装置，包括上模、下模以及位于所述上模和所述下模之间的冲头和若干镶块，所述下模设有若干供所述镶块放入的容纳腔，所述镶块可相对于所述容纳腔摆动以压紧所述锻件的内壁；所述冲头上设有抵接面，所述冲头在移动过程中可推动所述镶块朝向背离所述冲头的方向移动；所述上模和所述下模均设有压紧面，用于压紧所述锻件的端面。本发明所提供的用于消除锻件残余应力的装置，利用所述冲头和所述镶块的配合，实现对所述锻件拉压结合作用的效果，使所述锻件局部受拉、局部受压，可以有效消除锻件残余应力，同时减少受压面积，可大幅降低压机载荷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的用于消除锻件残余应力的装置一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的装置中上模的结构示意图；

图3为本发明所提供的装置中下模的结构示意图；

图4为本发明所提供的装置中冲头的结构示意图；

图5为本发明所提供的装置中镶块的结构示意图；

其中：上模-1、凸起部-1-1、凹陷部-1-2、下模-2、容纳腔-2-1、限位槽-2-2、冲头-3、镶块-4、凸台轴-4-1、锻件-5。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于消除锻件残余应力的装置，用于有效消除锻件的残余应力，降低压机载荷，降低成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明所提供的用于消除锻件残余应力的装置一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的装置中上模的结构示意图；图3为本发明所提供的装置中下模的结构示意图；图4为本发明所提供的装置中冲头的结构示意图；图5为本发明所提供的装置中镶块的结构示意图。

在该实施方式中，用于消除锻件5残余应力的装置包括上模1、下模2以及位于上模1和下模2之间的冲头3和若干镶块4。

具体的，下模2设有若干供镶块4放入的容纳腔2-1，镶块4可相对于容纳腔2-1摆动，锻件5位于镶块4的外侧，当镶块4的顶部向外侧摆动时，镶块4的顶部外侧会压紧锻件5的内壁，具体的，镶块4对锻件5的作用位置优选为边角处，当对锻件5的边角位置向外侧施加力时，锻件5的四周中部会起到拉伸效果，以消除应力；进一步，如图1和图4所示，冲头3上设有抵接面，冲头3在移动过程中可推动镶块4朝向背离冲头3的方向移动，即冲头3为胀型冲头3，利用冲头3本身的界面尺寸变化，实现对镶块4的推动作用；更进一步，上模1和下模2均设有压紧面，用于压紧锻件5的端面，即锻件5的端面可以受到上模1和下模2的压力，以消除残余应力。

优选的，冲头3靠近上模1的位置，其界面尺寸由下而上逐渐减小，并且，上模1的中部设有安装孔，安装孔的形状与冲头3的顶部形状相符，方便上模1对冲头3施压，并且，方便冲头3取出。即安装在上模1以及下模2的顶杆位置，可以使用顶出装置脱模，有效防止锻件5卡模。

本发明所提供的用于消除锻件5残余应力的装置，利用冲头3和镶块4的配合，实现对锻件5拉压结合作用的效果，使锻件5局部受拉、局部受压，可以有效消除锻件5残余应力，同时减少受压面积，可大幅降低压机载荷。

在上述各实施方式的基础上，镶块4的底部设有凸台轴4-1，下模2的容纳腔2-1侧壁上设有限位槽2-2，凸台轴4-1可滑入限位槽2-2内，限位槽2-2起到供凸台轴4-1转动的目的。

在上述各实施方式的基础上，镶块4的左右两侧均设有凸台轴4-1，容纳腔2-1的两侧壁上均设有限位槽2-2，以提高稳定性；镶块4的两个凸台轴4-1的连线垂直于镶块4的摆动方向。如此设置，两个凸台轴4-1可以构成支撑镶块4的转轴，方便镶块4转动，容纳腔2-1和限位槽2-2的尺寸，不止需要满足镶块4放入，而且应当具有供镶块4摆动的空间。

在上述各实施方式的基础上，下模2内还设有供冲头3插入的中孔，中孔位于各容纳腔2-1的中间位置，冲头3的底部插入中孔。

在上述各实施方式的基础上，冲头3的抵接面呈圆弧状，且抵接面的横截面直径自下而上依次增加，即冲头3的抵接面位置呈胀型结构。具体的，冲头3的抵接面

在上述各实施方式的基础上，镶块4的上部设有受力面，冲头3的抵接面可与镶块4的受力面接触；受力面的形状与抵接面形状相符。具体的，冲头3的抵接面可以呈圆锥状，或者圆台状，能够起到将镶块4逐渐推动外侧的结构均可。

这里需要说明的是，镶块4单独设置，互不干扰，沿冲头3的周向均匀或者按需求排列，下模2的容纳腔2-1个数不少于镶块4的个数。

在上述各实施方式的基础上，冲头3的顶部与上模1可拆卸连接。

在上述各实施方式的基础上，冲头3和镶块4均为模具钢加工而成。

在上述各实施方式的基础上，上膜内设有供锻件5进入的腔体，腔体内设有台阶，台阶表面构成上模1的压紧面；台阶上设有凸起部1-1和凹陷部1-2，凸起部1-1与锻件5的边角位置对应，凹陷部1-2位于相邻两个凸起部1-1之间。

优选的，台阶呈方形，凸起部1-1的个数为四个，分别位于台阶的四个边角位置，凹陷部1-2位于台阶的四边中部。当然，上模1的压紧面形状的设置，以及凸起部1-1的位置和数量，可以根据锻件5的形状进行设定，不局限于本实施例所给出的方式，例如凸起部1-1的个数也可以为3个或5个。

该装置应用于铝合金材料加工技术领域，根据锻件5外形，设计一套冷变形模具，包含冷变形上模1的数量1个、冷变形下模2的数量1个、冲头3的数量1个、镶块4的数量若干。

具体的，在安装时，应当先将各镶块4放入对应的容纳腔2-1内，并将凸台轴4-1置于限位槽2-2内，将冲头3放入各镶块4中间，然后将锻件5放置在各镶块4的外侧，冷变形上模1下行，带动冲头3下移，带动镶块4摆动，同时镶块4外侧往外扩张，使锻件5局部受拉发生变形；冷变形上模1继续下移与锻件5接触，使锻件5局部受压发生变形。该装置使用模内拉压结合消除残余应力的方式，使锻件5局部受拉，局部受压，可以有效消除锻件5残余应力，且减少受压面积，可大幅降低压机载荷，可有效解决现有技术中在环形锻件5、多边形锻件5、框形锻件5等残余应力消除效果不佳和压机载荷过大的问题。

以上对本发明所提供的用于消除锻件残余应力的装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于消除锻件(5)残余应力的装置，其特征在于，包括上模(1)、下模(2)以及位于所述上模(1)和所述下模(2)之间的冲头(3)和若干镶块(4)，所述下模(2)设有若干供所述镶块(4)放入的容纳腔(2-1)，所述镶块(4)能够相对于所述容纳腔(2-1)摆动以压紧所述锻件(5)的内壁；所述冲头(3)上设有抵接面，所述冲头(3)在移动过程中能够推动所述镶块(4)朝向背离所述冲头(3)的方向移动；所述上模(1)和所述下模(2)均设有压紧面，用于压紧所述锻件(5)的端面；

所述镶块(4)的左右两侧均设有凸台轴(4-1)，所述下模(2)的容纳腔(2-1)的两侧壁上均设有限位槽(2-2)；所述镶块(4)的两个凸台轴(4-1)的连线垂直于所述镶块(4)的摆动方向，所述凸台轴(4-1)能够滑入所述限位槽(2-2)内；

所述上模(1)内设有供锻件(5)进入的腔体，所述腔体内设有台阶，所述台阶表面构成所述上模(1)的压紧面；所述台阶上设有凸起部(1-1)和凹陷部(1-2)，所述凸起部(1-1)与所述锻件(5)的边角位置对应，所述凹陷部(1-2)位于相邻两个所述凸起部(1-1)之间；

所述下模(2)内还设有供冲头(3)插入的中孔，所述中孔位于各所述容纳腔(2-1)的中间位置；所述冲头(3)的抵接面呈圆弧状，且所述抵接面的横截面直径自下而上依次增加；

两个所述凸台轴(4-1)构成支撑所述镶块(4)的转轴，方便所述镶块(4)转动，所述容纳腔(2-1)和所述限位槽(2-2)的尺寸满足所述镶块(4)放入，并具有供所述镶块(4)摆动的空间。

2.根据权利要求1所述的用于消除锻件(5)残余应力的装置，其特征在于，所述镶块(4)的上部设有受力面，所述冲头(3)的抵接面能够与所述镶块(4)的受力面接触；所述受力面的形状与所述抵接面形状相符。

3.根据权利要求1所述的用于消除锻件(5)残余应力的装置，其特征在于，所述冲头(3)的顶部与所述上模(1)可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的用于消除锻件(5)残余应力的装置，其特征在于，所述冲头(3)和所述镶块(4)均为模具钢加工而成。

5.根据权利要求1所述的用于消除锻件(5)残余应力的装置，其特征在于，所述台阶呈方形，所述凸起部(1-1)的个数为四个，分别位于所述台阶的四个边角位置，所述凹陷部(1-2)位于所述台阶的四边中部。