CN203356510U - 曲轴热锻模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型曲轴热锻模具，包括：上模及下模，在上模与下模之间设有型腔；第一阻力墙，第一阻力墙设置在型腔的一侧；第二阻力墙，第二阻力墙设置在型腔的另外一侧，两个第二阻力墙分别设置在型腔纵向的两端；阻力台阶；第一阻力槽单元，第一阻力槽单元设置在第一阻力墙的两侧；以及第二阻力槽，第二阻力槽设置在两个第二阻力墙之间。本实用新型曲轴热锻模具结合阻力槽及阻力墙，从而很好的使得模具该增加飞边溢出阻力的地方增加飞边溢出阻力，该让材料飞出保护模具的地方让材料飞出。在阻力墙处，结合四平衡块形状的阻力墙很好的将坯料从易充满的连杆径处挤压至不易充满的平衡块处，在阻力槽处，很好的防止了平衡块处的材料横向，纵向溢出，使得平衡块，特别是容易出现塌角的第一、第八平衡块得以充满。

Description

曲轴热锻模具

技术领域

本实用新型属于锻造领域中的模锻，具体涉及一种全新的曲轴热锻模阻力结构，特别是一种曲轴热锻模具。 

背景技术

传统阻力结构基本采用阻力沟结构（图1A）或阻力台阶（图1B），在预锻时，由于需要将1100摄氏度～1250摄氏度左右的红热状态的坯料，靠锻造压力机的压力锻打成预锻模具型腔形状，材料变形量非常大，在常用的上下合模的模具中，由于必须在上模及下模之间留出足够的桥部空隙（一般在精度较高的锻造压力机中采用1.5毫米～2毫米）以防止锻造压力过大和上下模具合模时粘模。但锻打时上下模具之间的桥部间隙使得坯料材料从阻力较小的桥部溢出，而型腔材料不易充满，容易出现坯料不能完全变形充满型腔，特别是较深的型腔，从桥部溢出形成飞边。 

传统桥部的阻力沟如图1A所示，阻力沟结构左右侧高度一致，溢出的坯料会首先进入阻力沟内，在从阻力沟内溢出时，会受到阻力沟外侧的横向阻力，从而延缓材料溢出速度。传统桥部的阻力台阶如图1B所示，桥部外侧会设置一个高0.5毫米～0.7毫米的台阶，溢出材料受到台阶处横向阻力，降低了溢出速度，使材料更易充满型腔。 

但随着目前锻造压力机的吨位越来越大，曲轴的复杂程度和平衡块宽 度越来越大，其模具对应的深度也越来越大，传统阻力沟或者阻力台阶已不能满足目前曲轴锻造的工艺性要求，曲轴锻造的塌角现象也越来越明显。 

我国的专利“一种锻造曲轴的模具”（申请号：200710078286.5）（以下简称：现有技术一）及“一种曲轴锻造模具”（申请号：201020136984.3）（以下简称：现有技术二）曾经公布了一种锻造模具。其宗旨皆为通过在曲轴上下模分模面，平行于模具长度方向设置了桥部的阻力墙，采用凹凸结构的阻力墙，同时在其留有一定的间隙，这样使得飞边溢出时，不仅受到横向的溢出阻力，同时将溢出方向由横向转变为纵向，使得飞边溢出时，同时也受到纵向阻力，很大程度上将坯料保留在型腔内，使得曲轴的材料利用率得以提高。 

但是现有技术一，如图2所示，将曲轴分模面两侧皆平行设置了阻力墙。但阻力墙的溢出阻力非常大，使得整体的锻造压力急剧增大，势必需要增加锻造压力机的吨位，同时使得预锻模具受到较大的磨损，大大降低了模具寿命。同时两侧全部采用阻力墙，会使得飞边的大小急剧增加，不利于整体的锻造工艺性。 

如图3所示，现有技术二也将曲轴分模面两侧平行设置阻力墙，且采用非对称设计，仅在曲轴平衡块侧设置阻力墙，其缺点其一在于阻力墙对称侧采用平坦的桥部，材料在此处溢出毫无阻力，锻打时材料会遵从从阻力较小处溢出的原则，从曲轴的连杆径处溢出；其二，在于其模具第一，第八平衡块侧面处是直接的开放性结构，锻打时材料明显会从第一，第八平衡块侧面溢出，使得其第一，第八平衡块最有可能出现型塌角现象；其三，其曲轴顶杆孔设置于阻力墙内，锻打时，材料溢出前会先充满顶杆处，由于顶杆和顶杆孔中有间隙，而外侧阻力墙阻止了材料的溢出，使得，部 分锻造料会深入顶杆和顶杆孔的间隙中，造成顶杆的磨损和曲轴顶出的困难。当然，现有技术一也有存在相同问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于各种形状的热模锻曲轴锻模，可以有效的节约锻坯直径，从而降低料废，提高材料利用率，降低飞边大小的曲轴热锻模具。 

为解决上述技术问题，本实用新型曲轴热锻模具，包括：上模及下模，在所述上模与所述下模之间设有型腔；第一阻力墙，所述第一阻力墙设置在所述型腔的一侧；第二阻力墙，所述第二阻力墙设置在所述型腔的另外一侧，所述第二阻力墙的数量为两个，两个所述第二阻力墙分别设置在所述型腔纵向的两端；阻力台阶，所述阻力台阶设置在所述第一阻力墙面向所所述型腔的一侧；第一阻力槽单元，所述第一阻力槽单元的数量为两个，所述第一阻力槽单元设置在所述第一阻力墙的两侧；以及第二阻力槽，所述第二阻力槽设置在两个所述第二阻力墙之间。 

优选的，所述第一阻力墙为类矩形，在所述第一阻力墙的两侧面与所述第一阻力墙面向所述型腔的面之间设有三个依次连接的圆角；以及所述第二阻力墙为类矩形，在所述第二阻力墙的两个侧面之间设有三个依次连接的圆角。 

优选的，所述阻力台阶包括：上模阻力台，所述上模阻力台设置在所述上模上，所述上模阻力台面向所述下模凸出；以及下模阻力台，所述下模阻力台设置在所述下模上，所述上模阻力台呈凹陷状；其中所述上模阻力台与所述下模阻力台形成一缓冲段，所述缓冲段的一端与桥部间隙连通， 所述缓冲段的另外一端与所述型腔连通。 

优选的，所述缓冲段包括：连接部，所述连接部为倾斜设计，所述连接部的一端所述桥部间隙连通；以及依次连接的第一延伸部及第二延伸部，所述第一延伸部的一端与所述连接部连通，所述第二延伸部的另外一端与所述型腔连通；其中所述连接部、所述桥部间隙、所述第一延伸部及所述第二延伸部的连接处为倒圆角设置。 

优选的，所述连接部水平长度为4.2毫米，所述连接部与垂直方向的夹角为7度，所述连接部的宽度为4毫米。 

优选的，所述第一延伸部的水平长度为19.2毫米，所述一延伸部的宽度为4毫米。 

优选的，所述第二延伸部宽度为14毫米。 

优选的，所述倒圆角的半径3毫米～5毫米。 

优选的，所述阻力槽包括：第一保护圆角，所述第一保护圆角设置在曲轴第一平衡块与输出端主轴颈的连接处；第二保护圆角，所述第二保护圆角设置在曲轴第四平衡块与法兰端主轴颈的连接处；以及阻力槽本体，所述阻力槽沿着所述型腔延伸至对应于所述保护圆角的位置。 

优选的，所述第一保护圆角的半径30毫米，所述第二保护圆角的半径20毫米～25毫米。 

优选的，所述阻力槽本体与型腔分模面之间的间隙为8毫米～10毫米。 

优选的，所述阻力槽本体包括：阻力沟，所述阻力沟的一侧与所述型腔侧桥部连通；阻力沟外侧桥部，所述阻力沟外侧桥部与所述阻力沟的另外一侧连通；以及阻力沟台阶，所述阻力沟台阶与所述阻力沟外侧桥部的另外一侧连通。 

优选的，所述阻力沟、阻力沟外侧桥部及阻力沟台阶关于分模面对称。 

优选的，所述阻力沟的半径为4毫米。 

优选的，所述阻力沟外侧桥部的宽度为3毫米，所述阻力沟外侧桥部的长度为8毫米。 

优选的，所述阻力沟台阶的宽度为20毫米，所述阻力沟台阶与所述阻力沟外侧桥部的连接面与分模线所在平面的夹角为45度。 

优选的，所述第一阻力墙分为上模第一阻力墙及下模第一阻力墙，其中上模第一阻力墙设置在所述上模上，其中下模第一阻力墙设置在所述下模上，所述上模第一阻力墙及所述下模第一阻力墙的位置相对应；所述第二阻力墙分为上模第二阻力墙及下模第二阻力墙，其中上模第二阻力墙设置在所述上模上，其中下模第二阻力墙设置在所述下模上，所述上模第二阻力墙及所述下模第二阻力墙的位置相对应。 

优选的，所述第一阻力槽分为上模第一阻力槽及下模第一阻力槽，其中上模第一阻力槽设置在所述上模上，其中下模第一阻力槽设置在所述下模上，所述上模第一阻力槽及所述下模第一阻力槽的位置相对应；所述第二阻力槽分为上模第二阻力槽及下模第二阻力槽，其中上模第二阻力槽设置在所述上模上，其中下模第二阻力槽设置在所述下模上，所述上模第二阻力槽及所述下模第二阻力槽的位置相对应。 

本实用新型曲轴热锻模具结合阻力槽及阻力墙，从而很好的使得模具该增加飞边溢出阻力的地方增加飞边溢出阻力，该让材料飞出保护模具的地方让材料飞出。在阻力墙处，结合四平衡块形状的阻力墙很好的将坯料从易充满的连杆径处挤压至不易充满的平衡块处，在阻力槽处，很好的防止了平衡块处的材料横向，纵向溢出，使得平衡块，特别是容易出现塌角 的第一、第八平衡块得以充满。其余常见的桥部结构使得坯料不至于全部压迫在模具内，避免了模具的损坏和锻造压力机的锻造吨位过大。 

附图说明

图1A为现有技术阻力沟结构示意图； 

图1B为现有技术阻力台阶结构示意图； 

图2为现有技术一结构示意图； 

图3为现有技术二结构示意图； 

图4为本实用新型曲轴热锻模具下模结构示意图； 

图5为本实用新型曲轴热锻模具上模结构示意图； 

图6为本实用新型曲轴热锻模具阻力墙截面示意图； 

图7为本实用新型曲轴热锻模具阻力墙截面局部放大图； 

图8为本实用新型曲轴热锻模具阻力槽局部放大图一； 

图9为本实用新型曲轴热锻模具阻力槽局部放大图二； 

图10为本实用新型曲轴热锻模具阻力槽截面示意图。 

本实用新型曲轴热锻模具附图中附图标记说明： 

1-上模               2-下模              3-型腔 

4-下模第一阻力墙     5-下模第二阻力墙    6-上模第一阻力墙 

7-上模第二阻力墙     8-上模阻力台        9-桥部间隙 

10-连接部            11-第一延伸部       12-第二延伸部 

13-下模第一阻力槽    14-下模第二阻力槽   15-上模第一阻力槽 

16-上模第二阻力槽    17-第一保护圆角     18-第二保护圆角 

19-阻力沟            20-阻力沟外侧桥部   21-阻力沟台阶 

22-连接面 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型曲轴热锻模具作进一步详细说明。 

如图4～图10所示，本实用新型曲轴热锻模具，下模2的下模第一阻力墙4和下模第二阻力墙5结构可依照不同曲轴的不同分模面形状进行设计。同时，上模1也包括形状和位置与下模第一阻力墙4和下模第二阻力墙5相对应的上模第一阻力墙6和上模第二阻力墙7。其中下模第一阻力墙4主要用在锻坯材料比较容易飞出部分，比如曲轴的连杆径部分，在离分模面型腔3边界8毫米～10毫米处设置，配合曲轴分模面形状，并采用大圆角过度，从而增加飞出阻力，使锻坯更容易集中至较难充满的平衡块处。特别是目前为了减重，大量采用的四平衡块曲轴中，由于相比常用的八平衡块曲轴，少了第2,3,6,7平衡块，通常锻打时，坯料在上述平衡块处的材料会大量溢出，造成飞边过大等损害锻造工艺性的问题，而如果阻力墙按照其曲轴分模面形状设置，则会大大改善上述位置的材料溢出现象，同时可以将上述位置的坯料挤压至第1,4,5,8平衡块，使其更容易充满。此处的下模第一阻力墙4结构也做了些许改良，其上模1和下模2的横截面，采用阻力台阶结构，材料溢出时，首先受到较小的桥部间隙9的横向阻力，随后由于溢出料由横向溢出随着墙而变为纵向溢出，阻力大大增加，从而尽可能的阻止材料溢出，增加溢出阻力,上模阻力台8部分凸出，高出分模线2毫米～3毫米，下模2凹陷，配合上模1形状，形成一缓冲段。 

缓冲段包括：连接部10，连接部10为倾斜设计，连接部10的一端桥 部间隙9连通；以及依次连接的第一延伸部11及第二延伸部12，第一延伸部11的一端与连接部10连通，第二延伸部12的另外一端与型腔3连通；其中连接部10、桥部间隙9、第一延伸部11及第二延伸部12的连接处为倒圆角设置。连接部10水平长度为4.2毫米、垂直方向的夹角为7度、宽度为4毫米。第一延伸部11的水平长度为19.2毫米，一延伸部的宽度为4毫米。第二延伸部12宽度为14毫米。倒圆角的半径3毫米～5毫米。使得材料溢出两次转弯时受到较大阻力，目的为在阻力墙较大溢出阻力后，不至于过于强迫材料留在桥部及型腔3，造成桥部及模具的磨损。在阻力墙后侧，上模1和下模2分别设置了第二延伸部12作为开放性结构，使得锻造时，如果材料在阻力墙处过于堆积，可以及时的从第二延伸部12处溢出，防止闷模和模具损坏，起到了保险作用。另外在阻力墙处可以看到倒圆角半径皆取的不大为3毫米～5毫米，倒圆角过大，会造成阻力墙的阻力作用大大降低，起不到其原有作用，倒圆角过小，则容易产生飞边毛刺并在后续锻压中压入锻件，还会使得材料溢出不顺畅，损害到模具的寿命。 

如上述下模第一阻力墙4和下模第二阻力墙5结构，其主要用于曲轴分模面的连杆径处，故在其对称面，也需要溢出阻力来防止材料的溢出，曲轴分模面平衡块侧是最需要坯料充入型腔3的，从而由于更容易飞料，致使平衡块不易充满，产生缺料塌角现象，故在上模第一阻力墙6及下模第一阻力墙4的两侧设置了上模第一阻力槽15及下模第一阻力槽13，在上模第二阻力墙7之间及下模第二阻力墙5之间设置的上模第二阻力槽16及下模第二阻力槽14，从而防止第1，8平衡块的材料从模具长度方向溢出。上模1和下模2的阻力槽位置相对应，而且在结构与功能相同。 

以下模第一阻力槽13为例，其中下模第一阻力槽13设置在曲轴的输 出端侧，第一平衡块到输出端第一主轴颈处，在型腔3中设置半径为30毫米的第一保护圆角17，从而使得预锻时，此处留有更多的坯料，以便在终锻时，此处的材料可以充入第一平衡块，使其避免塌角现象，同时，沿第一平衡块侧面，下模第一阻力槽13从平衡块横向外侧延伸到纵向外侧，和型腔3分模面保持8毫米～10毫米间隙，延伸至输出端半径为30毫米的第一保护圆角17处，从而防止材料从第一平衡块纵向外侧溢出。法兰端侧如输出端侧同理，但法兰端侧的在第八平衡块和第五主轴颈的第二保护圆角18可以略小一些，半径为20毫米～25毫米，下模第一阻力槽13也离分模面保持8毫米～10毫米间隙，同时延伸至法兰端第八平衡块纵向侧面以保证材料不从第八平衡块纵向侧面过分溢出。 

下模第一阻力槽13结合了现有模具桥部的阻力沟19和阻力台阶，在原有阻力沟19圆角后部，增加阻力台阶，相比阻力沟19，型腔3侧的桥部厚度为单边2毫米间隙，而阻力沟外侧桥部20厚度为单边1.5毫米间隙，高于阻力沟19圆心0.5毫米～0.7毫米，使得飞出的料在经过半径为4毫米的阻力沟19的阻碍后，能够继续受到阻力台阶的阻碍，从而使得锻造材料能尽可能的留在型腔3内。同时，阻力沟19后部的阻力沟外侧桥部20长度仅保留8毫米，使得材料不至于过于受到单边1.5毫米较小间隙的挤压，避免了产生毛刺的影响曲轴质量的缺陷，在单边1.5毫米间隙的阻力沟外侧桥部20后，是开放性的结构阻力沟台阶21，阻力沟台阶21的连接面22与分模线所在平面的夹角为45度。原理同阻力墙后部的开放性结构第二延伸部12，使得锻造时，如果材料在阻力槽处过于堆积，可以及时的从开放性结构阻力沟台阶21处溢出，防止闷模和模具损坏，起到了保险作用。 

本实用新型曲轴热锻模具结合阻力槽及阻力墙，从而很好的使得模具该增加飞边溢出阻力的地方增加飞边溢出阻力，该让材料飞出保护模具的地方让材料飞出。在阻力墙处，结合四平衡块形状的阻力墙很好的将坯料从易充满的连杆径处挤压至不易充满的平衡块处，在阻力槽处，很好的防止了平衡块处的材料横向，纵向溢出，使得平衡块，特别是容易出现塌角的第一、第八平衡块得以充满。其余常见的桥部结构使得坯料不至于全部压迫在模具内，避免了模具的损坏和锻造压力机的锻造吨位过大。 

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。 

Claims (18)

1.曲轴热锻模具，其特征在于，包括： 

上模及下模，在所述上模与所述下模之间设有型腔； 

第一阻力墙，所述第一阻力墙设置在所述型腔的一侧； 

第二阻力墙，所述第二阻力墙设置在所述型腔的另外一侧，所述第二阻力墙的数量为两个，两个所述第二阻力墙分别设置在所述型腔纵向的两端； 

阻力台阶，所述阻力台阶设置在所述第一阻力墙面向所述型腔的一侧； 

第一阻力槽单元，所述第一阻力槽单元的数量为两个，所述第一阻力槽单元设置在所述第一阻力墙的两侧；以及 

第二阻力槽，所述第二阻力槽设置在两个所述第二阻力墙之间。 

2.根据权利要求1所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一阻力墙为类矩形，在所述第一阻力墙的两侧面与所述第一阻力墙面向所述型腔的面之间设有三个依次连接的圆角；以及 

所述第二阻力墙为类矩形，在所述第二阻力墙的两个侧面之间设有三个依次连接的圆角。 

3.根据权利要求1所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述阻力台阶包括： 

上模阻力台，所述上模阻力台设置在所述上模上，所述上模阻力台面向所述下模凸出；以及 

下模阻力台，所述下模阻力台设置在所述下模上，所述上模阻力台呈凹陷状；其中 

所述上模阻力台与所述下模阻力台形成一缓冲段，所述缓冲段的一端与桥部间隙连通，所述缓冲段的另外一端与所述型腔连通。 

4.根据权利要求3所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述缓冲段包括： 

连接部，所述连接部为倾斜设计，所述连接部的一端所述桥部间隙连通；以及 

依次连接的第一延伸部及第二延伸部，所述第一延伸部的一端与所述连接部连通，所述第二延伸部的另外一端与所述型腔连通；其中 

所述连接部、所述桥部间隙、所述第一延伸部及所述第二延伸部的连接处为倒圆角设置。 

5.根据权利要求4所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述连接部水平长度为4.2毫米，所述连接部与垂直方向的夹角为7度，所述连接部的宽度为4毫米。 

6.根据权利要求4所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一延伸部的水平长度为19.2毫米，所述一延伸部的宽度为4毫米。 

7.根据权利要求4所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第二延伸部宽度为14毫米。 

8.根据权利要求4所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述倒圆角的半径3毫米～5毫米。 

9.根据权利要求1所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一阻力槽单元包括： 

第一保护圆角，所述第一保护圆角设置在曲轴第一平衡块与输出端主轴颈的连接处； 

第二保护圆角，所述第二保护圆角设置在曲轴第四平衡块与法兰端主轴颈的连接处；以及 

第一阻力槽，所述第一阻力槽沿着所述型腔延伸至对应于所述保护圆角的位置。 

10.根据权利要求9所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一保护圆角的半径30毫米，所述第二保护圆角的半径20毫米～25毫米。 

11.根据权利要求9所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一阻力槽及所述第二阻力槽与型腔分模面之间的间隙为8毫米～10毫米。 

12.根据权利要求11所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一阻力槽及所述第二阻力槽包括： 

阻力沟，所述阻力沟的一侧与所述型腔侧桥部连通； 

阻力沟外侧桥部，所述阻力沟外侧桥部与所述阻力沟的另外一侧连通；以及 

阻力沟台阶，所述阻力沟台阶与所述阻力沟外侧桥部的另外一侧连通。 

13.根据权利要求12所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述阻力沟、阻力沟外侧桥部及阻力沟台阶关于分模面对称。 

14.根据权利要求13所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述阻力沟的半径为4毫米。 

15.根据权利要求13所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述阻力沟外侧桥部的宽度为3毫米，所述阻力沟外侧桥部的长度为8毫米。 

16.根据权利要求13所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述阻力沟台阶的宽度为20毫米，所述阻力沟台阶与所述阻力沟外侧桥部的连接面与分模线所在平面的夹角为45度。 

17.根据权利要求1或2所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一阻力墙分为上模第一阻力墙及下模第一阻力墙，其中上模第一阻力墙设置在所述上模上，其中下模第一阻力墙设置在所述下模上，所述上模第一阻力墙及所述下模第一阻力墙的位置相对应； 

所述第二阻力墙分为上模第二阻力墙及下模第二阻力墙，其中上模第二阻力墙设置在所述上模上，其中下模第二阻力墙设置在所述下模上，所述上模第二阻力墙及所述下模第二阻力墙的位置相对应。 

18.根据权利要求9所述的曲轴热锻模具，其特征在于，所述第一阻力槽分为上模第一阻力槽及下模第一阻力槽，其中上模第一阻力槽设置在所述上模上，其中下模第一阻力槽设置在所述下模上，所述上模第一阻力槽及所述下模第一阻力槽的位置相对应； 

所述第二阻力槽分为上模第二阻力槽及下模第二阻力槽，其中上模第二阻力槽设置在所述上模上，其中下模第二阻力槽设置在所述下模上，所述上模第二阻力槽及所述下模第二阻力槽的位置相对应。 

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