CN215090126U - 一种盆状锻件冷压胀形模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种盆状锻件冷压胀形模具，包括胀形下模和冷压上模,所述胀形下模与所述盆状锻件的内腔相匹配，所述胀形下模包括与所述盆状锻件的盆腔相配的第一锥形段和与所述盆底通孔相配的第二锥形段，所述冷压上模设置在倒扣在所述胀形下模上的盆状锻件的顶部，用于对所述盆状锻件施加下向载荷，迫使其径向胀形。该模具仅需一道次压下工艺便可对整个锻件完成胀形，能显著节约时间成本和人工成本，大大提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型属于材料加工技术领域，尤其涉及一种盆状锻件冷压胀形模具。
背景技术
盆状铝合金锻件作为某型号导弹的零件，容易在淬火后产生变形且存在较大残余应力，在机加工时产生严重机加变形，所以需要进行冷变形达到矫形和消除残余应力的目的。当前，国外一般采用预拉伸法有效消减铝合金淬火残余应力，研究表明拉伸量在2％～3％时残余应力大幅降低且机械性能损失最小。但预拉伸法只适合于形状简单的工件，对形状复杂的工件适应性差。且受到拉伸机吨位制约，该方法目前仅能用于尺寸较小的工件，对于形状复杂的盆状铝合金锻件并不适应。
因此，如何为盆状锻件消除残余内应力，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种盆状锻件冷压胀形模具，该模具仅需一道次压下工艺便可对整个锻件完成胀形，能显著节约时间成本和人工成本，大大提高生产效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种盆状锻件冷压胀形模具，该盆状锻件的底部设有盆底通孔，包括胀形下模和冷压上模,所述胀形下模与所述盆状锻件的内腔相匹配，所述胀形下模包括与所述盆状锻件的盆腔相配的第一锥形段和与所述盆底通孔相配的第二锥形段，所述冷压上模设置在倒扣在所述胀形下模上的盆状锻件的顶部，用于对所述盆状锻件施加下向载荷，迫使其径向胀形。
具体的，所述第一锥形段的圆锥面上设有若干环形凹槽。
具体的，还包括上模定位杆，所述胀形下模的顶部中心位置处设有定位沉孔，所述冷压上模中心位置处设有导向通孔，所述上模定位杆匹配安装在所述定位沉孔中，所述上模顺着所述上模定位杆定位安装在盆状锻件的顶部。
具体的，还包括与所述盆底通孔相匹配的定位板，所述定位板的底部设有定位凸台，所述胀形下模的顶部设有定位凹槽，所述盆状锻件倒扣在所述胀形下模上时，所述定位板装配在所述盆底通孔中，所述定位凸台匹配插入所述定位凹槽中。
具体的，所述冷压上模的底部面向所述通孔的位置处设有避让凹槽。
具体的，所述冷压上模为圆形模。
具体的，所述第一锥形段和第二锥形段的锥面斜角相等。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：
本实用新型通过上模压下、下模胀形的配合方式实现对锻件径向胀形，胀形过程中，外加应力与锻件的淬火残余应力相互叠加并重新分布，进而消减锻件的残余应力。此外，由于上下模具之间的相互配合，仅需一道次压下工艺便可对整个锻件完成胀形，能显著节约时间成本和人工成本，大大提高生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的盆状锻件冷压胀形模具装配过程示意图；
其中：1、盆状锻件；2、胀形下模；201、第一锥形段；202、第二锥形段；3、冷压上模；4、环形凹槽；5、上模定位杆；6、定位沉孔；7、导向通孔；8、定位板；9、定位凸台；10、定位凹槽；11、避让凹槽。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参见图1，一种盆状锻件冷压胀形模具，该盆状锻件1的底部设有盆底通孔，该模具包括胀形下模2和冷压上模3，胀形下模2与盆状锻件1的内腔相匹配，胀形下模2包括与盆状锻件1的盆腔相配的第一锥形段201和与盆底通孔相配的第二锥形段202，冷压上模3设置在倒扣在胀形下模2上的盆状锻件1的顶部，用于对盆状锻件1施加下向载荷，迫使其径向胀形。
本实施例通过上模压下、下模胀形的配合方式实现对锻件径向胀形，胀形过程中，外加应力与锻件的淬火残余应力相互叠加并重新分布，进而消减锻件的残余应力。此外，因胀形下模2为阶梯式锥模，冷压胀形时能同时对盆状锻件1的小头端与侧壁产生胀形，因此整个过程仅需一道次压下，显著节约时间成本和人工成本，大大提高生产效率。
参见图1，在一些实施例中，在实际应用中，在第一锥形段201的圆锥面上可以增设若干道环形凹槽4。这样的设计减少了锥面与盆状锻件1侧壁的接触面积，使得冷压胀形过程中摩擦力较小，可以降低对加载设备的吨位要求。
参见图1，需要解释说明的是，该盆状锻件冷压胀形模具还包括上模定位杆5，胀形下模2的顶部中心位置处设有定位沉孔6，冷压上模3中心位置处设有导向通孔7，上模定位杆5匹配安装在定位沉孔6中，上模顺着上模定位杆5定位安装在盆状锻件1的顶部。这样的设计方式，通过在冷压上模3中心处设置一个导向通孔7，装配时与上模定位杆5相互配合，可以防止上模偏心摆放。
参见图1，在一些实施例中，该盆状锻件冷压胀形模具还包括与盆底通孔相匹配的定位板8，定位板8的底部设有定位凸台9，胀形下模2的顶部设有定位凹槽10，盆状锻件1倒扣在胀形下模2上时，定位板8装配在盆底通孔中，定位凸台9匹配插入定位凹槽10中。这样的设计方式，使得装配时可以对锻件进行定位，防止锻件偏心摆放。
参见图1，可以理解的是，在实际设计中，冷压上模3设计成圆形模，在圆形模的底部中心处面向盆底通孔的位置处可以设置避让凹槽11。本实施例通过在冷压上模3底面设置避让凹槽11，可以防止上模压下过程与下模接触碰撞，造成模具损坏。
参见图1，在另一些实施例中，第一锥形段201和第二锥形段202的锥面斜角相等，通过将下模两段锥面的斜角设计为相等，可以确保冷压胀形过程中锻件在全高度上沿径向的胀形量相等。
参见图1，本实施例盆状锻件冷压胀形模具的装配过程如下：
1、水平放置胀形下模2，并将定位板8的底端定位凸台9卡入胀形下模2顶部的定位凹槽10；
2、将固溶淬火后的盆状铝合金锻件沿着定位板8的侧面从上至下放置在胀形下模2上；
3、垂直取下定位板8，并将上模定位杆5插入胀形下模2顶部的定位沉孔6中；
4、将冷压上模3放置在盆状锻件1的顶面，其中，导向通孔7穿过上模定位杆5实现定位，防止摆放偏心；
5、抽出上模定位杆5，并对冷压上模3施加均匀载荷，根据给定的上模压下量使盆形锻件发生胀形。
利用钻孔法测量盆状锻件冷压胀形前后顶面和底面的残余应力，其结果为：冷压胀形前锻件的Mises等效残余应力为205～241MPa；冷压胀形后(上模压下量10mm)锻件的Mises等效残余应力为31～68MPa。故利用本实用新型的冷压胀形模具，对盆状锻件淬火残余应力的消减效果可达到78％。
上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种盆状锻件冷压胀形模具，该盆状锻件(1)的底部设有盆底通孔，其特征在于:包括胀形下模(2)和冷压上模(3)，所述胀形下模(2)与所述盆状锻件(1)的内腔相匹配，所述胀形下模(2)包括与所述盆状锻件(1)的盆腔相配的第一锥形段(201)和与所述盆底通孔相配的第二锥形段(202)，所述冷压上模(3)设置在倒扣在所述胀形下模(2)上的盆状锻件(1)的顶部，用于对所述盆状锻件(1)施加下向载荷，迫使其径向胀形。
2.根据权利要求1所述的盆状锻件冷压胀形模具，其特征在于:所述第一锥形段(201)的圆锥面上设有若干环形凹槽(4)。
3.根据权利要求1或2所述的盆状锻件冷压胀形模具，其特征在于:还包括上模定位杆(5)，所述胀形下模(2)的顶部中心位置处设有定位沉孔(6)，所述冷压上模(3)中心位置处设有导向通孔(7)，所述上模定位杆(5)匹配安装在所述定位沉孔(6)中，所述上模顺着所述上模定位杆(5)定位安装在盆状锻件(1)的顶部。
4.根据权利要求1或2所述的盆状锻件冷压胀形模具，其特征在于:还包括与所述盆底通孔相匹配的定位板(8)，所述定位板(8)的底部设有定位凸台(9)，所述胀形下模(2)的顶部设有定位凹槽(10)，所述盆状锻件(1)倒扣在所述胀形下模(2)上时，所述定位板(8)装配在所述盆底通孔中，所述定位凸台(9)匹配插入所述定位凹槽(10)中。
5.根据权利要求1或2所述的盆状锻件冷压胀形模具，其特征在于:所述冷压上模(3)的底部面向所述盆底通孔的位置处设有避让凹槽(11)。
6.根据权利要求1或2所述的盆状锻件冷压胀形模具，其特征在于:所述冷压上模(3)为圆形模。
7.根据权利要求1或2所述的盆状锻件冷压胀形模具，其特征在于:所述第一锥形段(201)和第二锥形段(202)的锥面斜角相等。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114292993A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种用于消除锻件残余应力的装置 |
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- 2021-03-23 CN CN202120589671.1U patent/CN215090126U/zh active Active
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| CN114292993A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-08 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种用于消除锻件残余应力的装置 |
| CN114292993B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-01-19 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种用于消除锻件残余应力的装置 |
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