CN117862397A - 一种截齿齿靴锻压模具 - Google Patents

Abstract

本发明属于锻压模具，具体是指一种截齿齿靴锻压模具，包括上凹模、下凹模、上镦模、下镦模和下挤胀凸模，上凹模和下凹模闭合形成模腔，下镦模包括模架、径向推块和固定底座，径向推块包括第一径向推块和第二径向推块，径向推块能够沿镦模径向扩张和收缩，在锻压过程中直接提供径向力，使金属向伞头移动，用于填充伞头的金属更接近伞头，而冲孔连皮位置更接近尾部的截齿齿靴锻压模具。

Description

一种截齿齿靴锻压模具

技术领域

本发明属于锻压模具，具体是指一种截齿齿靴锻压模具。

背景技术

齿靴是在采矿设备上与截齿配套的零件，目前通过锻造成型的方式批量生产，由于齿靴伞头形状较为复杂，一般采取多步模锻工艺。

现有技术（公开号：CN102398146B）公开了一种截齿齿靴锻造工艺，其通过坯料冲孔-粗镦预成型大端-正挤成型大端，其主要优点在于，第二阶段预成型大端预先完成了金属分配，降低了最终大端成型所需的挤压力，《精密成形工程》2022年2月出版的第14卷第2期中，闫中原等人还提出了使用闭塞式锻造将齿靴一次反挤成型的方法，坯料始锻温度为900度时，结合其展示的四个成型阶段坯料的充填示意图和冲头载荷图，可以看出其第三至第四阶段伞头和尾部成型时，上下冲头载荷急剧上升，而其解决这一问题的手段为提高始锻温度，其得出始锻温度为1000度时，最大等效应力达到最小值，但是始锻温度难以精确控制，且提高始锻温度又可能导致锻件过烧。

即现有的多步齿靴锻造工艺中模具压力小、始锻温度低，但需要多个模具多次锻造，而一次反挤成型虽然步骤少，但是上下冲头载荷大、始锻温度难以精确控制。

发明内容

齿套本质上为空心柱形零部件，其成型后的形状类似阶梯轴，因此其锻造工艺与阶梯轴、法兰盘套管等类似，为增加毛坯材料利用率，主要使用闭式锻造；

两步成型的闭式模锻中，第一步是冲孔、预成型大端并初步拔长，其主要目的是预先在伞头部位分配足够多的金属，以降低第二步成型时，伞头所需的成型力；

一次成型闭式锻造中，齿套的伞头和尾部在成型时，凸模承受的应力较大，下凸模应力大原因主要有两点：一是伞头没有足够的金属；二是下凸模与坯料接触后，表面张力导致坯料与下凸模之间留有间隙。

上下冲头的作用力局限于冲孔连皮两侧，伞头最终成型时空间小，阻力大；

尾部形状较为简单，最终成型时，上凸模应力大的原因主要是：冲孔连皮位置与尾部空间距离远；为使伞端充型完整，在没有额外成型力的情况下，只能使冲孔连皮位置尽量靠近伞头，以平衡伞头和尾部的成型力；

综上可以得出结论，一次成型和二次成型的最大的区别在于：用于填充伞头的金属所在位置的设计；

因此，本发明旨在提供一种锻压模具，使得用于填充伞头的金属更靠近伞头部位，同时冲孔连皮位置更靠近尾部，以优化成型力。

本发明提出了一种一次成型的齿套闭式锻造模具，包括上凹模、下凹模、上镦模、下镦模和下挤胀凸模；

所述上凹模和下凹模闭合形成模腔；

所述下镦模包括模架、径向推块和固定底座；

所述径向推块包括第一径向推块和第二径向推块；

进一步地，所述模架与固定底座之间固定连接，所述径向推块滑动设置在模架内；

所述下挤胀凸模包括挤涨块和挤涨轴；

当所述下镦模和下挤胀凸模靠近所述上镦模，且所述下镦模和下挤胀凸模同步运动时，所述第一径向推块的外侧填充金属；

当所述下镦模和下挤胀凸模靠近所述上镦模，且所述下镦模与下挤胀凸模相对轴向移动时，所述第一径向推块与第二径向推块之间相对径向移动；

具体的，第一径向推块向外扩张，第二径向推块向内收缩，第一径向推块外部的金属被挤压，金属向第二径向推块外侧移动；

进一步地，所述下镦模和下挤胀凸模在给进过程中多次交替运动；

进一步地，所述挤涨块和挤涨轴之间固定连接；

进一步地，所述径向推块靠近挤涨块的一侧为斜面，所述径向推块与斜面相对的一面为弧面，所述径向推块的斜面上还设有T形滑块。

进一步地，所述挤涨块包括上台体和下台体，所述上台体和下台体均为正四棱台，所述上台体和下台体的每个侧面上都设有T形滑槽，上台体和下台体之间相邻侧面上的所述T形滑槽位置对称。

进一步地，所述模架上设有四个支撑杆，所述支撑杆的外侧面为同心弧面，所述模架上位于两个支撑杆之间的外侧面为弧面，模架上每两个支撑杆之间的外侧面与支撑杆的外侧面半径相同但圆心不同。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

（1）下镦模在锻压时能够使金属填充到第一径向推块的侧面，靠近伞头模腔；

（2）第一径向推块能够沿镦模径向扩张，在锻压过程中直接提供径向力，使金属向伞头移动，同时第二径向推块沿镦模径向收缩，为金属的运动提供空间；

（3）在锻压过程中提前将金属向伞头模腔运送，降低伞头成型所需的成型力，从而使冲孔连皮能够更加靠近齿套尾部，同时也降低了尾部成型所需的成型力。

附图说明

图1为截齿齿套锻压模具的整体结构示意图；

图2为齿套锻压第一阶段的模具状态示意图；

图3为齿套锻压第二阶段的模具状态示意图；

图4为齿套锻压第三阶段的模具状态示意图；

图5为齿套锻压第四阶段的模具状态示意图；

图6为下镦模、下挤胀凸模的结构示意图；

图7为模架的结构示意图；

图8为挤涨块、径向推块的结构示意图；

图9为挤涨块的结构示意图；

图10为径向推块的结构示意图。

其中，1、上凹模；2、下凹模；3、上镦模；4、下镦模；401、模架；4011、支撑杆；402、径向推块；4021、第一径向推块；4022、第二径向推块；4023、T形滑块；403、固定底座；5、下挤胀凸模；501、挤涨块；5011、上台体；5012、下台体；5013、T形滑槽；502、挤涨轴；6、模腔。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下描述为模具结构和截齿齿套锻压过程中模具动作的说明；

模具结构如图1所示，为实现一次锻造成型，采用闭式模锻；

下凹模2为定模，当坯料放入后，上凹模1靠近下凹模2，模腔闭合；

请参照图2，锻压开始，上镦模3给进，下镦模4和下挤胀凸模5也同步给进，坯料在模腔6内被塑形，初步填充模腔6；

锻压进行到第二阶段时，如图3所示，上镦模3继续给进，下镦模4和下挤胀凸模5也继续同步给进，第二径向推块4022部分进入模腔，第一径向推块4021外侧空间填充金属；

锻压进行到第三阶段时，请参照图3和图4，上镦模3、下镦模4继续给进，下挤胀凸模5保持不动；

模架401、固定底座403和径向推块402被锻床下镦台顶升，径向推块402随模架401上升的过程中，所述径向推块402内侧面上的T形滑块4023在挤涨块501的T形滑槽5013滑动；

第一径向推块4021向外扩张，多个第一径向推块4021轴向运动，直至多个第一径向推块4021的外弧面同心，第二径向推块4022向内收缩，第一径向推块4021外部的金属被挤压，金属向第二径向推块4022外侧移动；

即此时第一径向推块4021外侧的金属向第二径向推块4022外侧移动，第二径向推块4022外侧即为伞头所需成型力最大的部分；

第一径向推块4021的外弧面同心后，下镦模4和上镦模3停止给进，下挤胀凸模5重新给进，直至第二径向推块4022的外弧面同心，第二径向推块4022完成对外侧金属的整型；

在此阶段中，需要重复上镦模3、下镦模4给进，同时下挤胀凸模5停止-下挤胀凸模5给进，同时上镦模3、下镦模4停止；

需要注意的是，在上述描述的基础上，本领域技术人员根据模具和零件形状不同，通过简单的变换，得到的上述锻压过程中锻模运动次数的不同，应当属于本申请的保护范围；

锻压至第四阶段时，如图5所示，上镦模3和下镦模4的行程达到指定标准，即冲孔连皮的位置和厚度达到设计值，此时，锻件基本成型，只需上镦模3、下镦模4退出，且上凹模1和下凹模2分离，最终冲去连皮，后续经过热处理和车削即可；

图6展示了下镦模、下挤胀凸模的结构；

其中下镦模4包括模架401、径向推块402和固定底座403；

下挤胀凸模包括挤涨块501和挤涨轴502；

如图7所示，模架401上设有四个支撑杆4011，支撑杆4011的外侧面为同心弧面，模架401上位于两个支撑杆4011之间的外侧面为弧面，模架401上每两个支撑杆4011之间的外侧面与支撑杆4011的外侧面半径相同但圆心不同；

模架401与固定底座403连接；

图8展示了挤涨块501、径向推块402的结构和位置关系；

关于挤涨块，请参照图9，挤涨块501包括501包括上台体5011和下台体5012，上台体5011和下台体5012均为正四棱台；

具体的，上台体5011和下台体5012的每个侧面上都设有T形滑槽5013，上台体5011和下台体5012之间相邻侧面上的所述T形滑槽5013位置对称；

关于径向推块，请参照图8和图10；

可以看出第一径向推块4021均位于挤涨块501的上台体5011外侧，第二径向推块4022均位于挤涨块501的下台体5012外侧；

径向推块靠近挤涨块501的一侧为斜面，径向推块与斜面相对的一面为弧面，径向推块的斜面上还设有T形滑块4023；

T形滑块4023位于T形滑槽5013内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种截齿齿靴锻压模具，包括上凹模（1）、下凹模（2）、上镦模（3）、下镦模（4），其特征在于，所述下镦模（4）内还设有下挤胀凸模（5）；

所述下镦模（4）包括模架（401）、径向推块（402）和固定底座（403）；

所述径向推块（402）包括第一径向推块（4021）和第二径向推块（4022）；

所述模架（401）与固定底座（403）之间固定连接，所述径向推块（402）滑动设置在模架（401）内；

所述下挤胀凸模（5）包括挤涨块（501）和挤涨轴（502）；

当所述下镦模（4）和下挤胀凸模（5）靠近所述上镦模（3），且所述下镦模（4）和下挤胀凸模（5）同步运动时，所述第一径向推块（4021）的外侧填充金属；

当所述下镦模（4）和下挤胀凸模（5）靠近所述上镦模（3），且所述下镦模（4）与下挤胀凸模（5）相对轴向移动时，所述第一径向推块（4021）与第二径向推块（4022）之间相对径向移动；

第一径向推块（4021）向外扩张时，第二径向推块（4022）向内收缩，第一径向推块（4021）外部的金属被挤压，金属向第二径向推块（4022）外侧移动；

所述挤涨块（501）和挤涨轴（502）之间固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种截齿齿靴锻压模具，其特征在于，所述下镦模（4）和下挤胀凸模（5）在给进过程中多次交替运动。

3.根据权利要求2所述的一种截齿齿靴锻压模具，其特征在于，所述径向推块靠近挤涨块（501）的一侧为斜面，所述径向推块与斜面相对的一面为弧面，所述径向推块的斜面上还设有T形滑块（4023）。

4.根据权利要求3所述的一种截齿齿靴锻压模具，其特征在于，所述挤涨块（501）包括上台体（5011）和下台体（5012），所述上台体（5011）和下台体（5012）均为正四棱台，所述上台体（5011）和下台体（5012）的每个侧面上都设有T形滑槽（5013），上台体（5011）和下台体（5012）之间相邻侧面上的所述T形滑槽（5013）位置对称。

5.根据权利要求4所述的一种截齿齿靴锻压模具，其特征在于，所述模架（401）上设有四个支撑杆（4011），所述支撑杆（4011）的外侧面为同心弧面，所述模架（401）上位于两个支撑杆（4011）之间的外侧面为弧面，模架（401）上每两个支撑杆（4011）之间的外侧面与支撑杆（4011）的外侧面半径相同但圆心不同。