CN201067785Y - 锻件模锻装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锻件模锻装置，包括，上基座，其中间开有一通孔；上顶杆，设置于上基座通孔中；上连杆，套筒结构，上顶杆穿设于上连杆内；上连杆穿过上基座通孔，与螺母螺纹配合并限位；上模，其轴向开有中心导孔，径向开有槽孔；上模通过穿过中心导孔的上连杆连接于上基座下；上顶杆下端位于槽孔内；上模销轴，连接于上顶杆下端，位于槽孔内能随上顶杆上下移动，其两端伸出于上模两侧；套环，固定于上模销轴；下模，开有供上模、套环及锻件放置的通孔；下基座，开有供锻件放置的通孔。本实用新型加工薄壁轴等温锻件脱模时锻件处于被套环压住的状态而不会粘于上模，达到模锻件脱模方便，缩短脱模时间，提高生产效率，延长模具使用寿命。

Description

锻件模锻装置

技术领域

本实用新型涉及模锻设备，尤其是指钛合金等温锻件的模锻装置。

背景技术

用于特殊用途的钛合金等温锻件，其锻造的基本工艺流程是：(1)进行锻件设计，制作一个与钛合金锻件尺寸、形状匹配的模具；(2)采用等温锻造生产工艺制饼，加工成一定形状的荒坯；(3)采用等温锻造工艺，利用模具将钛合金荒坯压制成合金模锻件；(4)脱模，将成型的合金模锻件从模具内脱出；(5)热处理，机加工。将成型的合金等温锻件加工成零部件。钛合金等温锻件生产过程中，脱模是不可缺少的工序。

参见图1，现有锻件模锻装置，包括上横梁10、上基座20、通过螺母30固定于上基座20的上模40、下模50、下基座70及锻件60。空心薄壁轴锻件属传动系统的关键件。在生产钛合金空心薄壁轴锻件时，大部分金属随着上模作正挤压流动，但也有小部分金属作相反方向流动。在完成压制且金属充满整个型腔时，会产生一些包住模具上模的飞边。采用常规的脱模方式，上模40及基座20随上横梁10回程一步脱模，会遭遇“脱模难即锻件粘上模”的难题：其一方面，锻件包在上模而脱不下来，锻件的冷却方式由原来的快速水冷变成了缓冷，锻件强度性能有很大的下降，影响锻件的产品合格率；另一方面，为了将锻件取出，采用锻件与上模模具一起下行，将锻件再次压进模腔。由于内表面的摩擦力加飞边包住上模的阻力较大，必须将模具都冷却到600℃以下，通过内外模的温差及高温合金与钛合金膨胀系数的差异，增加锻件外壁与内框模之间的阻力，使锻件留在内框模内，让上模顺利脱出。模具寿命也明显缩短。(因为冷却时外表面模具温度比锻件的温度下降得快；另外，高温合金的线膨胀系数大于钛合金线膨胀系数)，而这一过程一般需要不少于40分钟的时间，有时甚至超过1小时，致使模锻的生产效率低下。

管类、轴颈类及有一定高度的盘类模锻件，常会发生脱上模困难的问题。一方面减小高温合金上模与锻件脱模阻力，确保上模顺利脱出，往往采用加大脱模角度的方法来解决，设计的脱模角度高达10°以上；另一方面，增加外框模与锻件之间的阻力，确保上模顺利脱出，往往采用减小外框模脱模角度的方法来解决。通常设计的脱模角度为0°或负数。在实际生产过程中，脱模仍十分困难，产品报废严重，生产效率低下，而且脱模角度越大，相对成品零件模锻件余量越大，机加工零件成材率越低。另外增加外框模与锻件之间的阻力，采用减小外框模脱模角度的方法，设计的脱模角度0°或负数易造成下顶出杆将锻件顶出时阻力增加，从而造成锻件变形，造成锻件报废。

锻造时锻件粘模问题成为空心薄壁轴锻件工艺环节上的瓶颈，阻碍了该类锻件的正常生产。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种锻件模锻装置，在加工薄壁轴等温锻件脱模时锻件处于被套环压住的状态而不会粘于上模，达到模锻件脱模方便，缩短脱模过程所需的时间，提高模锻件的生产效率，延长模具使用寿命；另外，还可以解决冷却速缓慢，影响薄壁轴锻件产品合格率的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，锻件模锻装置，包括，上基座，其中间开有一通孔；上顶杆，设置于上基座通孔中；上连杆，套筒结构，上顶杆穿设于上连杆内；该上连杆穿过上基座通孔，与一螺母螺纹配合并限位；上模，其中间轴向开有一中心导孔，且，其径向开有贯通的槽孔，并与中心导孔相连通；该上模通过穿过中心导孔的上连杆连接于上基座下；穿过上连杆的上顶杆下端位于槽孔内；上模销轴，连接于上顶杆下端，位于槽孔内能随上顶杆上下移动，其两端伸出于上模两侧；套环，其两端固定于上模销轴两端，并套设于上模外；下模，其中间开有一供上模、套环及锻件放置的通孔；下基座，其中间开有一供锻件放置的通孔。

每次模锻结束后，先启动上顶出液压装置，由上顶杆压住上模销轴及套环将锻件压住，使锻件留在下模腔内；然后油压机上横梁回程，带动基座、上模移动；上模移动H/2～Hmm之间(H为上模销轴的最大行程)，卸掉上顶出的油压，再由上横梁回程带动基座、上模、套环、上连杆、上顶杆及上模销轴一齐移动，即可完成薄壁轴锻件的上模脱模工作。最后压机下顶出油缸活塞上升，由下顶杆带动锻件脱模，并用启模机快速取出锻件放入冷却水槽，进行水冷。

本实用新型在脱模时锻件处于被套环压住的状态而不会粘于上模，解决了冷却速度太慢而影响空心薄壁轴锻件的产品质量的问题；使用脱模装置使模锻件脱模方便，缩短脱模过程所需的时间，提高模锻件的生产效率，提高了模具使用寿命。

本实用新型的有益效果，

1、本实用新型使薄壁轴锻件的脱模显得容易，一直存在的管类锻件脱模瓶颈难题得以彻底解决，为批量生产同类产品打下了基础。

2、由于锻件采用脱模装置，脱模时间大幅度减少。采用常规的脱模装置，当内表面的摩擦力加飞边包住上模的阻力大于锻件表面的摩擦力，使该锻件在生产中遇到了“脱模难即锻件粘上模”问题，为了将锻件取出，锻件和上模模具下行，将锻件再次压进模腔，由于内表面的摩擦力加飞边包住上模的阻力相当大，必须要将上模和锻件重新模具都冷却到600℃以下，通过内外模的温差及高温合金与钛合金膨胀系数的差异，增加锻件外壁与内框模和基座之间的阻力，使锻件留在内框模内，让上模顺利脱出。另外模具寿命也明显缩短(因为冷却时外表面模具温度比锻件的温度下降得快；另外，高温合金的线膨胀系数大于钛合金线膨胀系数)，而这一过程一般需要不少于30分钟的时间，有时甚至超过1小时，致使模锻的生产效率低下。本实用新型模锻后每个锻件脱模时间大幅降低，大大提高了生产效率。

3、采用本实用新型生产出的薄壁轴锻件组织性能也有明显改善。

附图说明

图1是现有模锻薄壁轴示意图；

图2是本实用新型一实施例脱模前示意图；

图3是本实用新型一实施例脱模后示意图；

图4a、图4b是本实用新型分步脱模示意图。

具体实施方式

参见图2～图4b，本实用新型的锻件模锻装置，包括，上基座1，其中间开有一通孔101，其与上顶出液压装置上横梁进行连接；上顶杆2，设置于上基座1通孔101中；上连杆3，套筒结构，上顶杆2穿设于上连杆3内；该上连杆3穿过上基座1通孔101，与一螺母4螺纹配合并限位；上模5，其中间轴向开有一中心导孔501，且，其径向开有贯通的槽孔502，并与中心导孔501相连通；该上模5通过穿过中心导孔501的上连杆3连接于上基座1下；穿过上连杆3的上顶杆2下端位于槽孔502内；上模销轴6，连接于上顶杆2下端，位于槽孔502内能随上顶杆2上下移动，其两端伸出于上模5两侧；套环7，其两端固定于上模销轴6两端，并套设于上模5外；下模8，其中间开有一供上模5、套环7及锻件10放置的通孔801；下基座9，其中间开有一供锻件10放置的通孔901。

模锻前，上顶出液压装置完全回程。当坯料放入上模5、下模8的模具型腔后，上模5缓缓下压，以便使顶出套环7复位。

模锻时，最初先给一个较小的锻造压力，使上模5等各个部分的配合面贴合紧密；然后迅速加压至最终压力，使得锻坯在较短时间内挤压成形。

锻件充满后，启动上顶出液压装置，由上顶杆2压住上模销轴6及套环7将锻件10压住，使锻件10留在下模8腔内，上横梁回程方可带动上模5移动。

图4a、图4b中，P1为压力，P2为脱模力。

上模销轴6在上模中的最大行程为Hmm，所以在上顶杆2压住上模销轴6时，控制上模移动≤Hmm，当上模5移动≥H/2mm时，将卸掉上顶出的油压；上横梁回程带动上基座1、上模5、套环7、上连杆3、上顶杆2及上模销轴6一齐移动，即可完成薄壁轴锻件的上模脱模工作。

本实用新型实施后，锻件的脱模时间从原来的锻件粘上模，锻件取不出或者要消耗1小时/件到现在每次脱模时间仅需3-5分钟，脱模变得很方便。一方面提高了生产效率，另一方面提高了模具寿命，再者提高了锻件的性能。另外，通过本实用新型生产出表面光洁、组织性能稳定的TC4钛合金薄壁轴等温锻件。

Claims (1)

1.锻件模锻装置，其特征是，包括，

上基座，其中间开有一通孔；

上顶杆，设置于上基座通孔中；

上连杆，套筒结构，上顶杆穿设于上连杆内；该上连杆穿过上基座通孔，与一螺母螺纹配合并限位；

上模，其中间轴向开有一中心导孔，且，其径向开有贯通的槽孔，并与中心导孔相连通；该上模通过穿过中心导孔的上连杆连接于上基座下；穿过上连杆的上顶杆下端位于槽孔内；

上模销轴，连接于上顶杆下端，位于槽孔内能随上顶杆上下移动，其两端伸出于上模两侧；

套环，其两端固定于上模销轴两端，并套设于上模外；

下模，其中间开有一供上模、套环及锻件放置的通孔；

下基座，其中间开有一供锻件放置的通孔。

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