CN114393165A - 带耳异形封头随形成形锻制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带耳异形封头随形成形锻制装置，包括下模、上模、成型压环，所述下模上设有与封头锻件小端形状对应的通孔，通孔上部设有与封头锻件主体外侧轮廓对应的型腔，型腔上部设有与封头耳部形状对应的台阶形环腔；所述通孔内置有垫环，垫环内设有导向柱，导向柱能够向上伸出下模；所述上模的内侧能与导向柱上部配合，上模下部与封头锻件内侧形状对应；所述成型压环能分别与上模和台阶形环腔配合。采用本发明，使得带耳异形封头成形速度快，产品流线连续，加工余量小，材料利用率和生产效率高；通过压锻成型，使产品材料流线与封头轮廓相同，加工去除余量后仍能保持连续状态。
Description
技术领域
本发明涉及封头锻造技术领域；具体涉及一种带耳异形封头随形成形锻制装置。
背景技术
带耳异形封头，如附图1所示，其大端及小端至少之一含有直边段，封头主体可呈球形、椭圆形、碟形任一种，大端带有环形凸起状的耳部。产品截面变化大，形状复杂，其在航空航天及核电等领域应用广泛，在使用过程中承受高压，拉应力很大。基于该使用环境，这类压力容器构件需要采用锻件，才能满足使用要求。但由于该零件的形状复杂，自由锻造成形难度大，目前常规的制造方法一般是：将产品整体锻制为一规则环形锻件，然后再进行机械加工至最终要求尺寸。这种方法带来的问题是：(1)加工余量大，产品流线不连续，质量不稳定；(2)材料利用率低，生产效率低，制造成本高。因此需寻求一种新的成形方案，使产品能够快速成形，保持组织的连续性，以提高产品质量和材料利用率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种带耳异形封头随形成形的锻制装置与方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的带耳异形封头随形成形锻制装置，包括下模、上模、成型压环，所述下模上设有与封头锻件小端形状对应的通孔，通孔上部设有与封头锻件主体外侧轮廓对应的型腔，型腔上部设有与封头耳部形状对应的台阶形环腔；所述通孔内置有垫环，垫环内设有导向柱，导向柱能够向上伸出下模；所述上模的内侧能与导向柱上部配合，上模下部与封头锻件内侧形状对应；所述成型压环能分别与上模和台阶形环腔配合。
所述导向柱上设有变径段，变径段为下端较大的圆台形。
所述变径段的下端与垫环上端齐平。
所述变径段的上端与上模处于最低位置时的下端齐平。
所述导向柱上端设有倒角。
所述上模当处于最低位置时，上模上端与导向柱上端齐平。
所述成型压环下端内侧设有环形槽，该环形槽的宽度与封头锻件的大端厚度相同。
所述成型压环当处于最低位置时，成型压环上端与导向柱上端齐平。
所述通孔与型腔之间设有圆角过渡面。
所述型腔与台阶形环腔之间设有圆角过渡面。
本发明的有益效果在于：
采用本发明，使得带耳异形封头成形速度快，产品流线连续，加工余量小，材料利用率和生产效率高；通过压锻成型，使产品材料流线与封头轮廓相同，加工去除余量后仍能保持连续状态，产品质量稳定；且材料利用率提高了30％以上，大大降低了制造成本。
附图说明
图1是本发明的带耳异形封头的结构示意图。
图2是本发明的封头锻件示意图。
图3是本发明的封头坯料的结构示意图。
图4是本发明的装置锻造准备的结构示意图。
图5是本发明的装置锻造后的结构示意图。
图中：1-封头产品；2-封头锻件；3-下模；4-垫环；5-封头坯料；6-导向柱；7-上模；8-成型压环；9-通孔；10-型腔；11-台阶形环腔；12-变径段。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
参见图4～5：
本发明提供了一种带耳异形封头随形成形锻制装置，包括下模3、上模7、成型压环8，所述下模3上设有与封头锻件2小端形状对应的通孔9，通孔9上部设有与封头锻件2主体外侧轮廓对应的型腔10，型腔10上部设有与封头耳部形状对应的台阶形环腔11；所述通孔9内置有垫环4，垫环4内设有导向柱6，导向柱6能够向上伸出下模3；所述上模7的内侧能与导向柱6上部配合，上模7下部与封头锻件2内侧形状对应；所述成型压环8能分别与上模7和台阶形环腔11配合。
原理：先采用常规自由锻方式出坯，将封头坯料5锻造成如图3所示的规则环状；再将封头坯料5在始锻温度下加热、保温，出炉后将封头坯料5对中放入下模3，导向柱6插入封头坯料5中孔；将上模7下压，使封头坯料5外侧与垫环4上端至型腔10之间的壁面贴合，封头主体部分的厚度压到封头锻件2所需厚度，成形封头底部；再将成形压环对中套在上模7上，将成形压环下压进入台阶形环腔11，台阶形环腔11填充满即可制得带耳异形封头锻件2。最后根据使用具体状况，通过机加工去除余量即可制得带耳异形封头产品1。
采用本发明，使得带耳异形封头成形速度快，产品流线连续，加工余量小，材料利用率和生产效率高；通过压锻成型，使产品材料流线与封头轮廓相同，加工去除余量后仍能保持连续状态，产品质量稳定；且材料利用率提高了30％以上，大大降低了制造成本。
所述导向柱6上设有变径段12，变径段12为下端较大的圆台形。减小脱模应力，方便脱模，防止脱模机械力增加封头变形量。
所述变径段12的下端与垫环4上端齐平。充分减小脱模应力。
所述变径段12的上端与上模7处于最低位置时的下端齐平。
所述导向柱6上端设有倒角。方便对中装配，操作简单。
所述上模7当处于最低位置时，上模7上端与导向柱6上端齐平。上模7下压过程中，只需压至与导向柱6齐平，即可压出封头锻件2厚度，容易控制封头厚度，操作方便。
所述成型压环8下端内侧设有环形槽，该环形槽的宽度与封头锻件2的大端厚度相同。便于加工出封头直边段，且耳部位置和厚度更准确，减小加工余量。
所述成型压环8当处于最低位置时，成型压环8上端与导向柱6上端齐平。成型压环8下压过程中，只需压至与导向柱6齐平，即可压出耳部厚度，容易控制，操作方便。
所述通孔9与型腔10之间设有圆角过渡面。防止应力集中。
所述型腔10与台阶形环腔11之间设有圆角过渡面。
Claims (10)
1.一种带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：包括下模(3)、上模(7)、成型压环(8)，所述下模(3)上设有与封头锻件(2)小端形状对应的通孔(9)，通孔(9)上部设有与封头锻件(2)主体外侧轮廓对应的型腔(10)，型腔(10)上部设有与封头耳部形状对应的台阶形环腔(11)；所述通孔(9)内置有垫环(4)，垫环(4)内设有导向柱(6)，导向柱(6)能够向上伸出下模(3)；所述上模(7)的内侧能与导向柱(6)上部配合，上模(7)下部与封头锻件(2)内侧形状对应；所述成型压环(8)能分别与上模(7)和台阶形环腔(11)配合。
2.如权利要求1所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述导向柱(6)上设有变径段(12)，变径段(12)为下端较大的圆台形。
3.如权利要求2所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述变径段(12)的下端与垫环(4)上端齐平。
4.如权利要求3所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述变径段(12)的上端与上模(7)处于最低位置时的下端齐平。
5.如权利要求2所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述导向柱(6)上端设有倒角。
6.如权利要求1或4所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述上模(7)当处于最低位置时，上模(7)上端与导向柱(6)上端齐平。
7.如权利要求1所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述成型压环(8)下端内侧设有环形槽，该环形槽的宽度与封头锻件(2)的大端厚度相同。
8.如权利要求1或7所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述成型压环(8)当处于最低位置时，成型压环(8)上端与导向柱(6)上端齐平。
9.如权利要求1所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述通孔(9)与型腔(10)之间设有圆角过渡面。
10.如权利要求9所述的带耳异形封头随形成形锻制装置，其特征在于：所述型腔(10)与台阶形环腔(11)之间设有圆角过渡面。
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