CN1275720C - 一种预制环形锻件的铸钢坯的模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预制环形锻件的铸钢坯的模具，它属于机械锻造与铸造的技术领域。其发明内容是使铸钢坯能与下模体脱离开，同时使铸钢体的坯体上不产生裂纹或裂缝，并且在铸钢坯的内侧构成一个等腰三角环形斜面体，利用该等腰三角环形斜面体在锻造胎具中精确定位，使环形锻件的生产成本显著降低。本发明的技术要点是：增大出模斜度角并使下模体中台阶的高度为铸钢坯高度的一半，上模体中凸台的形状、尺寸与其凸台对称。

Description

一种预制环形锻件的铸钢坯的模具
技术领域  本发明涉及一种机械锻造与铸造的技术领域，尤其是涉及一种制造其截面为圆形或矩形的环形类锻件的预制件即铸钢坯的专用模具。
背景技术  目前对于其承受荷载大，又有特殊技术要求的截面为圆形或矩形的其几何尺寸与重量都较大的环形类机械零件，均是将自由锻制作的锻件经机加工等工序制作而成，均是先将边长为200-300毫米的热轧方钢加热至锻造温度后用錾切或剁切下料；随后将该坯料二次加热并镦饼、冲孔；再经第三次加热后并扩孔、成形，其锻件是矩形截面时即可成形，其锻件是圆形截面时只能是预成形；对于其截面不仅是圆形并且环形尺寸还较大、重量也较大的锻件来说，必须要进行四次加热才能终锻成形，成为合格锻件。
在这些常规的锻造工序里，有其积极的一面，如金属纤维方向性好，内部组织致密，机械性能将大大提高；但是也有其不足的一面，如：加热火次多，其锻坯烧损多，燃煤消耗多，设备动力消耗多，工人劳动强度大，最终生产成本高。
鉴于以上其不足的一面，人们一直在探讨用浇铸工艺先制作尺寸较大的环形锻件的环形坯料，即铸钢坯，来代替或省去自由锻工艺里的“将方钢加热至锻造温度后，用錾切或剁切下料，二次加热、镦饼、冲孔以及三次加热预成形，四次加热后终锻成形”工序中的部分工序，再用“一次加热并锻造成形(圆形、矩形截面都可以)的工艺就能生产出合格锻件的方法。但是，因其在探讨过程中铸钢坯与模具的下模体卡死在一起不能分开或者是铸钢坯的坯体载面上易产生裂纹或裂缝而形成报废。
发明内容  本发明要解决的技术问题是提供一种预制环形锻件的铸钢坯的模具，其铸钢坯能与下模体分开，同时在坯体上不产生裂纹或裂缝；同时还在坯体的环形内侧表面上构有一个能在随后进行的自由锻终锻成形工艺的胎具上可精确定位的等腰三角环形斜面体，使环形锻件的生产成本大幅度降低。
本发明的技术方案如下：1).增大下模体的环形腔体内台阶的出模斜度即要使用超大值的出模斜度角，并同时使该台阶的高度为铸钢坯高度的一半；
2).增大上模体的下端部其凸台的出模斜度角，并使该凸台的出模斜度角和高度(包括直径)与下模体中环形腔体内的台阶相对称。
在本方案中，具有较大的出模斜度角的台阶、凸台其斜侧表面可失去在浇铸时对铸钢坯的卡挤作用，致使该铸钢坯能自由地收缩同时与下模体(包括上模体)“滑脱”即分开，由于该铸钢坯已能自由收缩，坯体内产生的内应力极小，也就产生不了裂纹或裂缝。在本方案中由于上模体的凸台与下模体的台阶其形状、尺寸(斜度、高度、直径)相对称，所以在该铸钢坯的内侧表面上就必然构成了等腰三角环形斜面体，该等腰三角环形斜面体在自由锻胎具上可精确定位，只用一火加热即可终锻成型，利用该等腰三角环形斜面体也可在轧环机上精确地定位、也是一火就可轧制成型。
下面列出常规自由锻工艺锻造圆环形锻件的吨成本要素与本发明技术方
名称   加热火次   火耗％   煤耗％   冲孔料(kg/件)   锻打时间(％) 锻件重/坯料重 工人/每班 吨成本(元) 备注(使用设备)
  常规工艺   3-4   6   100   5-7   100   1/1.85   8   5085   热轧方坯+自由锻锤
本方案 1 1 30 无 50 1/1.65 6 4140   铸钢坯+自由锻锤
本方案 1 1 30 无 50 1/1.4 3 3440   铸钢坯+轧环机
案：先预制铸钢坯、再进行自由锻(或用轧环机轧制)终锻，其环形类锻件的吨成本要素对应比较的参考表：
本发明的有益效果如下：由于采用上述技术方案，就达到了其铸钢坯能与下模体(上模体)分开，同时达到了在其铸钢坯的坯体上不产生裂纹或裂缝的效果；同时在坯体内侧也构有了一个能在自由锻胎具里精确定位的等腰三角环形斜面体就使得其锻造工艺大大简化，生产成本显著降低，达到了本发明预期的效果。其方法和结构都简单。
附图说明  图1是本发明一种预制环形锻件的铸钢坯的模具结构的主视图。
图2是本发明一种预制环形锻件的铸钢坯的模具结构的俯视图。
具体实施方式  下面结合附图对本发明作进一步描述：
在图1、图2中：环形铸钢坯1  等腰三角环形斜面体2  上模体3  凸台4  台阶5  下模体6  h为台阶的高度  a为台阶的出模斜度角
在附图所示的实施例中，下模体6的环形腔体内设有台阶5，其台阶5的高度为h，h等于环形铸钢坯1的高度的一半，其台阶5的出模斜度角a为15°-78°，以采用a为46°～78°为宜，最好采用60°，该出模斜度角较大可导致其铸钢坯在浇铸时其冷却收缩过程中与下模体以及上模体“滑脱”即分开。在上模体3的下端部设有一个凸台4，其凸台4的几何形状与尺寸均与其台阶5相对称。由于凸台4与台阶5相对称，其台阶5和凸台4上的环形斜表面就使的环形铸钢坯1的内侧表面上构成了一个等腰三角环形斜面体2、就使的该铸钢坯1在自由锻工装胎具上精确地定位，可简单快速地锻打出合格的环形锻件。

Claims (2)

1.一种预制环形锻件的铸钢坯的模具，包括下模体(6)、设置在下模体(6)的环形腔体内的台阶(5)、上模体(3)和设置在上模体(3)的下端部的凸台(4)，并且台阶(5)的高度为环形铸钢坯的高度的一半，并且凸台(4)的结构与台阶(5)的结构对称，其特征是：台阶(5)的出模斜度角为46°～78°。
2.根据权利要求1所述的一种预制环形锻件的铸钢坯的模具，其特征是：台阶(5)的出模斜度角为60°。
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