CN212884796U - 一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其包括上模以及下模，所述下模上设置有供钢活塞锻件的裙部以及销板成型的型腔，所述上模与下模的合模面具有一定的合模间隙，所述合模间隙具有由内至外且向上倾斜的倾斜段。本申请具有原料利用率高、废料产出率低、模具使用寿命长的效果。

Description

一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具

技术领域

本申请涉及锻造模具的领域，尤其是涉及一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具。

背景技术

锻造模具是在锻造工艺过程中使用的模具，原材料在外力的作用下在锻模中产生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸的零件。其可根据锻造温度的不同分为热锻模、温锻模和冷锻模。

一种经过终锻模具终锻后的发动机钢活塞锻件如图1所示，其包括冠部a、从冠部a向下延伸的裙部b以及从冠部a向下延伸并相邻于裙部b的销板c，销板c、裙部b以及冠部a形成可供活塞杆穿设的连接空腔d，销板c上用于后期加工出销孔以供与活塞杆进行连接。

但是在实际生产过程中，由于发动机钢活塞锻件整体呈碗型设置，使得在冲锻的过程中需要使用较多的原料才可以保证销板与裙部的成型，导致在实际生产过程中废料产出率高，原料利用率低，影响制造成本。

实用新型内容

为了提高原料的利用率，本申请提供一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具。

本申请提供的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具采用如下的技术方案：

一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，包括上模以及下模，所述下模上设置有供钢活塞锻件的裙部以及销板成型的型腔，所述上模与下模的合模面具有一定的合模间隙，所述合模间隙具有由内至外且向上倾斜的倾斜段。

通过采用上述技术方案，合模间隙在本申请的技术方案中充当了飞边槽的作用，使得多余的金属可以在冲压过程中通过合模间隙而向外溢出。但是这种设置与传统的飞边槽的设置方式相比，舍去了设置飞边槽的仓部，可以有效增大金属向外溢出时的阻力。同时，这种向上倾斜的设置，使得金属在经过倾斜段的过程中，相较于水平设置的飞边槽的桥部，阻力更大，进而使得金属可以更多地向型腔中流动。因此通过这种合模间隙的设置方式，使得通过使用较少的金属即可成型钢活塞锻件，实现节约原料、提高原料利用率的目的。

优选的，所述合模间隙还具有连通倾斜段与型腔且呈水平设置的切边段。

通过采用上述技术方案，若不设置切边段，使得经过冲锻后的飞边会整体呈倾斜设置，不方便进行切边，而水平的切边段的设置方便在冲压之后形成水平的飞边，方便后续进行切边的操作。

优选的，所述倾斜段的斜度在60°-80°之间。

通过采用上述技术方案，若倾斜段的斜度小于60°，会使倾斜段对金属流出的阻力较小，但是较大的倾斜段的斜度，会使下模所受的阻力过大，进而有可能会出现下模崩坏或压塌的可能，影响模具的使用寿命。

优选的，所述上模包括上模架以及与上模架连接的上模芯，所述下模包括下模架以及与下模架连接的下模芯，所述下模架具有供下模芯穿设的成型槽，所述下模芯与下模架形成所述型腔；

所述上模芯向下凸出于上模架以形成凸出部，所述下模架上且位于成型槽的周向开设有供凸出部穿设的凹陷槽，所述凸出部穿设于凹陷槽中以形成所述倾斜段。

通过采用上述技术方案，分体设置的上模芯以及下模芯的设置可以降低模具的加工成本，方便进行生产，同时改变了原模具的应力分布，减少模具开裂的风险，提高模具的使用寿命。

优选的，所述下模架由下至上依次设置有相互连通的固定槽、连接槽以及所述成型槽，所述下模芯穿设于连接槽中的部分与连接槽的槽壁相互贴合；

所述固定槽的内径大于连接槽的内径，所述固定槽与所述连接槽呈台阶状设置，且所述下模芯具有穿设于固定槽中的固定部。

通过采用上述技术方案，连接槽与下模芯贴合的设置对型腔的形状进行了限定，而固定槽以及固定部的设置使下模芯以及下模架之间形成了一定的限位结构，提高了下模芯与下模架之间的连接强度，避免在使用过程中下模芯从下模架的上方脱离。

优选的，所述下模上开设有连通型腔与外界的通气通道。

通过采用上述技术方案，由于锻件在成型过程中，锻件会逐渐填充满型腔，导致型腔中原本的空气需要排出，若不构建通气通道，型腔中的空气会被压缩而无法排出，影响模具的使用寿命以及成型后锻件的精度等，通气通道的设置可以有效地将型腔中的空气排出，提高锻件的成型效果。

优选的，定义所述下模芯穿设于连接槽以及成型槽中的部分为模芯部，所述通气通道包括透气槽、第一透气孔以及第二透气孔，所述透气槽设置于固定部的上侧且位于靠近模芯部的一侧并绕模芯部的周向设置，所述第一透气孔设置于所述连接槽与模芯部之间以连通型腔与透气槽，所述第二透气孔贯穿所述固定部并与透气槽连通。

通过采用上述技术方案，透气槽的设置一方面可以在安装下模芯的过程中减小模芯部与固定部的连接处与下模架发生干涉的情况，另一方面也可以提高型腔的透气效果。第一透气孔所设置的位置在冲锻之后也会产生一定的凸起与毛刺，而设置于此处也可以方便进行打磨、去毛刺等加工步骤，减小生产成本。

优选的，所述下模还包括有下顶料机构，所述下顶料机构包括两根第一顶杆、第二顶杆以及同步板，所述下模芯的下侧开设有供同步板穿设且沿竖直方向滑移的滑移槽，所述滑移槽的槽底设置有两个分别供两根第一顶杆贯穿并与型腔连通的下料孔，所述第一顶杆用于与钢活塞锻件的销板抵接以实现对钢活塞锻件的顶出，所述第二顶杆设置于同步板远离第一顶杆的一侧。

通过采用上述技术方案，顶料机构的设置可以对成型后的锻件与型腔进行脱模，方便之后进行下料。在顶出过程中，第一顶杆会与锻件的销板进行接触，而由于锻件的销板的厚度大于裙部的厚度，使得在顶出过程中锻件不容易发生形变。另外，两个第一顶杆的设置也可以将成型后的锻件平稳地顶出，减少顶出过程中锻件歪斜而导致锻件变形的情况的发生

优选的，所述下顶料机构还包括有限制同步板行程的限位块，所述下模芯上且位于滑移槽的槽口设置有至少一个供限位块穿设且与滑移槽连通的安装槽，所述同步板远离滑移槽槽底的一端设置有供限位块穿设且滑移的限位槽。

通过采用上述技术方案，限位块的设置可以对同步板的滑移轨迹进行限制，避免在使用过程中同步板与下模芯脱离而导致同步板以及第一顶杆发生错位。

附图说明

图1是相关技术中汽车发动机钢活塞锻件的结构示意图。

图2是本申请中终锻模具的剖视图。

图3是本申请中下模芯的结构示意图。

图4是本申请中终锻模具的另一个剖视图，

图5是本申请中终锻模具的下模的剖视图。

图6是本申请中下模与下顶料机构的爆炸示意图。

附图标记说明：1、上模；2、下模；3、型腔；4、合模间隙；41、倾斜段；42、切边段；5、上模架；6、上模芯；51、装配槽；52、连接环槽；61、装配部；62、凸出部；7、下模架；8、下模芯；9、下顶料机构；71、固定槽；72、连接槽；73、成型槽；74、凹陷槽；81、固定部；82、模芯部；711、止转抵接面；811、止转限位面；83、透气槽；84、第一透气孔；85、第二透气孔；91、第一顶杆；92、第二顶杆；93、同步板；86、滑移槽；87、下料孔；94、限位块；88、安装槽；95、限位槽；a、冠部；b、裙部；c、销板；d、连接空腔。

具体实施方式

需要注意的是，在本申请中的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等所指示的方向或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，其中，“内”指的是靠近工件的中心处，则“外”即为相较于“内”远离工件的中心处的一侧。其仅仅是为了描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的部分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实用新型的限制。

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具。参照图2，终锻模具包括上模1以及下模2，下模2上设置有供钢活塞锻件的裙部b以及销板c成型的型腔3。上模1与下模2的合模面具有一定的合模间隙4，且合模间隙4具有一段由内至外且向上倾斜的倾斜段41。合模间隙4在本申请的终锻模具中起到了飞边槽的作用，而倾斜段41的设置可以增大金属在飞边槽中流动的阻力，使得金属在经过倾斜段41时的阻力更大，进而可以增大金属向型腔3内流动的趋势。而为了方便后续对飞边进行切除，合模间隙4还具有连通倾斜段41与型腔3且呈水平设置的切边段42。

其中，倾斜段41的斜度在60°-80°之间，在本实施例中，倾斜段41的斜度优选为70°。

具体的，上模1包括上模架5以及与上模架5连接的上模芯6。上模架5的上侧设置有供上模芯6贯穿的装配槽51，上模架5的上侧且位于装配槽51的周向设置有与装配槽51呈台阶状设置的连接环槽52，上模芯6具有穿设于连接环槽52中的装配部61，且上模芯6的上表面与上模架5的上表面平齐。上模芯6向下凸出于上模架5，且上模芯6凸出于上模架5的部分为凸出部62。

下模2包括下模架7、与下模架7连接的下模芯8以及将成型后的锻件顶出的下顶料机构9。下模架7由下至上依次设置有相互连通的固定槽71、连接槽72以及成型槽73，且下模芯8穿设于成型槽73中的部分穿设于钢活塞锻件的连接空腔d中，进而使下模架7的成型槽73与下模芯8配合以形成上述供钢活塞锻件成型的型腔3。

其中，下模架7的上侧且位于成型槽73的周向开设有供凸出部62穿设的凹陷槽74，凸出部62并未与凹陷槽74进行抵接，且凸出部62的外周面与凹陷槽74的内壁相互配合以形成上述合模间隙4的倾斜段41。

下模芯8穿设于连接槽72中的部分与连接槽72的槽壁相互贴合。固定槽71的内径大于连接槽72的内径，且固定槽71与连接槽72呈台阶状设置。进一步的，下模芯8具有穿设于固定槽71中的固定部81，并定义下模芯8穿设于连接槽72以及成型槽73中的部分为模芯部82。通过固定部81穿设于固定槽71中的设置使下模芯8与下模架7之间形成一定的限位结构。

进一步的，参照图2和图3，在本实施例中，固定部81的周向设置有一个止转限位面811，对应的，在下模架7的固定槽71中设置有一个与止转限位面811抵接的止转抵接面711，通过止转限位面811与止转抵接面711的相互抵接来阻碍下模芯的周向转动。

参照图3和图4，而为了保持成型过程中型腔3与外界的连通，保证型腔3内气压的稳定，下模2上开设有连通型腔3与外界的通气通道。通气通道包括透气槽83、第一透气孔84以及第二透气孔85。其中，透气槽83设置于固定部81的上侧且位于靠近模芯部82的一侧并绕模芯部82的周向设置，第二透气孔85贯穿固定部81并与透气槽83相连通。第一透气孔84设置于连接槽72与模芯部82之间的连接处以连通型腔3与透气槽83。

具体的，模芯部82的外周向以及连接槽72的内壁均设置有相对设置的两个半圆柱槽，模芯部82上的半圆柱槽与连接槽72处的半圆柱槽相互配合以形成上述的第一透气孔84。并且需要注意的是，第一透气孔84优选设置于型腔3供裙部b成型的底壁上。

参照图5和图6，下顶料机构9包括两根第一顶杆91、一根第二顶杆92以及同步板93，下模芯8的下侧且位于下模芯8的中心处开设有供同步板93穿设且沿竖直方向滑移的滑移槽86。滑移槽86的槽底设置有两个分别供两根第一顶杆91贯穿并与型腔3连通的下料孔87。其中，下料孔87位于型腔3用于成型钢活塞锻件的销板c部分的底壁上，第一顶杆91用于与钢活塞锻件的销板c抵接来实现对钢活塞锻件的顶出。第二顶杆92设置于同步板93远离第一顶杆91的一侧。通过对第二顶杆92进行驱动，可以带动同步板93实现上下滑移，而同步板93的设置可以稳定地带动两根第一顶杆91进行同步的滑移，进而使得锻件在脱模的过程中更稳定。

进一步的，下顶料机构9还包括有限制同步板93行程的限位块94。下模芯8上且位于滑移槽86的槽口（即位于下模芯8的下侧壁上）设置有至少一个供限位块94穿设且与滑移槽86连通的安装槽88，同步板93远离滑移槽86槽底的一端设置有供限位块94穿设且滑移的限位槽95，通过限位块94穿设于限位槽95中，使得同步板93的行程受到了限位，而无法从下模芯8的下侧壁处与下模芯8进行脱离。

在本实施例中，安装槽88以及限位块94均设置有两个且于下模芯8的下侧壁上呈中心对称设置，另外，限位块94与下模芯8之间通过螺栓固定的方式进行连接。

本申请实施例一种用于生产汽车发动机钢活塞的终锻模具的实施原理为：合模间隙4在本申请的技术方案中充当了飞边槽的作用，使得多余的金属可以在冲压过程中通过合模间隙4而向外溢出。但是这种设置与传统的飞边槽的设置方式相比，舍去了设置飞边槽的仓部，其可以有效增大金属向外溢出时的阻力。同时，这种向上倾斜的设置，使得金属在经过倾斜段41的过程中，相较于水平设置的飞边槽的桥部，阻力更大，进而使得金属可以更多地向型腔3中流动。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：包括上模(1)以及下模(2)，所述下模(2)上设置有供钢活塞锻件的裙部(b)以及销板(c)成型的型腔(3)，所述上模(1)与下模(2)的合模面具有一定的合模间隙(4)，所述合模间隙(4)具有由内至外且向上倾斜的倾斜段(41)。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述合模间隙(4)还具有连通倾斜段(41)与型腔(3)且呈水平设置的切边段(42)。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述倾斜段(41)的斜度在60°-80°之间。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述上模(1)包括上模架(5)以及与上模架(5)连接的上模芯(6)，所述下模(2)包括下模架(7)以及与下模架(7)连接的下模芯(8)，所述下模架(7)具有供下模芯(8)穿设的成型槽(73)，所述下模芯(8)与下模架(7)形成所述型腔(3)；

所述上模芯(6)向下凸出于上模架(5)以形成凸出部(62)，所述下模架(7)上且位于成型槽(73)的周向开设有供凸出部(62)穿设的凹陷槽(74)，所述凸出部(62)穿设于凹陷槽(74)中以形成所述倾斜段(41)。

5.根据权利要求4所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述下模架(7)由下至上依次设置有相互连通的固定槽(71)、连接槽(72)以及所述成型槽(73)，所述下模芯(8)穿设于连接槽(72)中的部分与连接槽(72)的槽壁相互贴合；

所述固定槽(71)的内径大于连接槽(72)的内径，所述固定槽(71)与所述连接槽(72)呈台阶状设置，且所述下模芯(8)具有穿设于固定槽(71)中的固定部(81)。

6.根据权利要求5所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述下模(2)上开设有连通型腔(3)与外界的通气通道。

7.根据权利要求6所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：定义所述下模芯(8)穿设于连接槽(72)以及成型槽(73)中的部分为模芯部(82)，所述通气通道包括透气槽(83)、第一透气孔(84)以及第二透气孔(85)，所述透气槽(83)设置于固定部(81)的上侧且位于靠近模芯部(82)的一侧并绕模芯部(82)的周向设置，所述第一透气孔(84)设置于所述连接槽(72)与模芯部(82)之间以连通型腔(3)与透气槽(83)，所述第二透气孔(85)贯穿所述固定部(81)并与透气槽(83)连通。

8.根据权利要求4所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述下模(2)还包括有下顶料机构(9)，所述下顶料机构(9)包括两根第一顶杆(91)、第二顶杆(92)以及同步板(93)，所述下模芯(8)的下侧开设有供同步板(93)穿设且沿竖直方向滑移的滑移槽(86)，所述滑移槽(86)的槽底设置有两个分别供两根第一顶杆(91)贯穿并与型腔(3)连通的下料孔(87)，所述第一顶杆(91)用于与钢活塞锻件的销板(c)抵接以实现对钢活塞锻件的顶出，所述第二顶杆(92)设置于同步板(93)远离第一顶杆(91)的一侧。

9.根据权利要求8所述的一种用于生产发动机钢活塞的终锻模具，其特征在于：所述下顶料机构(9)还包括有限制同步板(93)行程的限位块(94)，所述下模芯(8)上且位于滑移槽(86)的槽口设置有至少一个供限位块(94)穿设且与滑移槽(86)连通的安装槽(88)，所述同步板(93)远离滑移槽(86)槽底的一端设置有供限位块(94)穿设且滑移的限位槽(95)。

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