CN215279710U - 一种环形自由锻件闭式成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锻造技术领域，涉及一种环形自由锻件闭式成型模具；所述模具包括外胎模和芯轴；所述外胎模为环形，上端出模角为0.8°～1.5°，上端内侧倒角R5～R10，外胎模下端内侧不倒角；所述芯轴为台阶轴，台阶部与外胎模上端间隙配合，台阶下端为直角；外胎模和芯轴的高度尺寸相同，预成型锻件位于芯轴和外胎模之间。本实用新型的外胎膜保证锻件外径尺寸及表面质量，工具芯轴保证锻件内径尺寸及锻件高度尺寸，专用闭式组合模具的配合保证锻件内外径的同轴度要求。

Description

一种环形自由锻件闭式成型模具

技术领域

本实用新型属于锻造技术领域，涉及一种环类锻件自由锻造精密成型方法，特别是对锻件尺寸精度要求较高的小型环类锻件的锻造成型。

背景技术

小型环类锻件一般用于发动机上的密封环等部位，锻造成型方法比较粗糙，一般采用中间冲孔后马架扩孔的工艺方案，锻造出的锻件表面质量不好，且锻件尺寸不规则，锻件精度不高，造成锻造过程浪费原材料。因此，为节约原材料，提高锻造成形效率，我们首先需要提高锻件锻造精度及提升锻后表面质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是：设计一种环形自由锻件闭式成型模具，保证锻件成型的尺寸精度和锻件表面质量，使锻件各部位获得更加均匀的变形。

为解决此技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种环形自由锻件闭式成型模具，包括外胎模和芯轴；

外胎模为环形，上端出模角为0.8°～1.5°，上端内侧倒角R5～R10，外胎模下端内侧不倒角；

芯轴为台阶轴，上端台阶部与外胎模上端间隙配合，台阶下端为直角，芯轴下端外周出模角为1°～2°；

外胎模和芯轴的高度尺寸相同，预成型锻件位于芯轴和外胎模之间。

所述外胎模和芯轴的配合间隙为0.5～1mm，优选地，配合间隙为1mm。

所述外胎模的上端出模角为1.0°。

预成型锻件比成型锻件高度高出5-7mm。

若锻件为铝合金、钛合金、不锈钢以及结构钢，对应模具材料为5CrNiMo，硬度HRC＝38～43。

优选地，芯轴下端外周出模角为2°。

优选地，芯轴为中空结构，目的是减重。

本实用新型的有益效果是：

在常规环件锻造方法的基础上，通过使用闭式组合模具整形的锻造方法，使得环类锻件成形尺寸更为精细，避免了传统镦饼、冲孔、马架扩孔工艺方案锻造时造成的尺寸偏差、喇叭口、壁厚差等成形难题，为难成型锻件及自由锻表面质量提升提供了一种新的成形工装设计思路。

工具外胎膜保证锻件外径尺寸及表面质量，工具芯轴保证锻件内径尺寸及锻件高度尺寸，专用闭式组合模具的配合保证锻件内外径的同轴度要求；

将预成型件放入专用闭式组合模具中对其进行整形，保证锻件内、外径尺寸及高度尺寸公差可达到±2mm，同时，闭式工装可保证锻件规整度及消除前期预成型件表面锤痕；

利用2t自由锻锤生产重量为10Kg～25Kg，锻件高度为40mm～200mm，锻件壁厚为25mm～70mm的环类自由锻件，锻件材料可以是铝合金、钛合金、不锈钢以及结构钢，锻造火次可分1～3火完成。

使用本实用新型的闭式组合模具整形前，应预热模具至150℃～300℃。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施的技术方案，下面将对本实用新型的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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为本实用新型闭式组合模具的外胎模示意图

图2为本实用新型闭式组合模具的芯轴示意图

图3为本实用新型闭式组合模具的生产最终装配示意图；

D为外胎模外径、d.为外胎模内径、H为外胎模高度，d1为芯轴中心通孔直径、h为芯轴的台阶高度，h＝H-锻件高度、锻件外径＝d-D1、D1＝锻件内径＝芯轴小圆外径。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面将详细描述本实用新型实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本实用新型也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例对本实用新型更好的理解。本实用新型不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本实用新型精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。

在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本实用新型造成不必要的模糊。

锻件尺寸：外径为Φ290mm、内径为Φ185mm、高度为54mm；模具尺寸：D为Φ420mm外圆为直臂、d为Φ292mm出模角1°、H为85mm、d1为Φ70mm、h为30mm、D1为Φ183mm出模角2°。

1、某型机用小型环类锻件材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢，锻件外径尺寸为Φ290mm，内径尺寸为Φ185mm，锻件高度尺寸为54mm，因无粗加工工序消除锻件表面缺陷，因此，锻造后尺寸和表面质量要求较高，为了满足锻件尺寸精度，设计闭式组合模具对锻件的成型过程加以改进完善，设计工艺流程为：选取合适规格的锻造用棒材→按锻件尺寸计算并切取工艺规定长度的棒料→镦粗棒料至高度为60mm→中心冲孔Φ80mm得到空心坯料→马架扩孔得到预成型锻件，预成型锻件尺寸为Φ282mm×Φ187mm×60mm。

2、根据锻件尺寸设计闭式组合模具：锻件外径Φ290mm，综合考虑锻件加热膨胀、锻后收缩和预成型件表面不规整度，闭式组合模具外胎模内径设计为Φ292mm，出模角设计为1°，考虑闭式组合模具外胎膜强度，将外胎模外径设计为Φ420mm，高度设计为85mm，锻件内径Φ185mm，综合考虑将闭式组合模具台阶芯轴上部外圆为直臂上部下端面为直角过渡，尺寸为Φ292mm，台阶芯轴下部小圆外径尺寸设计为Φ183mm，出模角设计为2°，锻件高度54mm，综合考虑将闭式组合模具芯轴小圆高度尺寸设计为54.5mm，芯轴大圆外径根据外胎膜内径尺寸确定，芯轴整体高度与外胎模相同。根据芯轴小圆尺寸，考虑芯轴强度和工装整体重量，为锤上操作方便，可在芯轴中心加工通孔以降低工装重量。

3、将闭式组合模具的芯轴先放入预成型件的内孔中，打1锤，再将芯轴和预成型件一起放入外胎膜中锻造整形，直至芯轴完全进入外胎膜，再翻转，在胎膜下放漏盘，上部用小型芯漏出锻件和芯轴。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种环形自由锻件闭式成型模具，其特征在于：所述模具包括外胎模和芯轴；

所述外胎模为环形，上端出模角为0.8°～1.5°，上端内侧倒角R5～R10，外胎模下端内侧不倒角；

所述芯轴为台阶轴，上端的台阶部与外胎模上端间隙配合，台阶下端为直角；芯轴下端外周出模角为1°～2°；

外胎模和芯轴的高度尺寸相同，预成型锻件位于芯轴和外胎模之间。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述外胎模和芯轴的配合间隙为0.5～1mm。

3.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述上端出模角为1.0°。

4.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：预成型锻件比成型锻件高度高出5-7mm。

5.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：锻件为铝合金、钛合金、不锈钢以及结构钢，模具材料为5CrNiMo，硬度HRC＝38～43。

6.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述芯轴为中空结构。

7.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述外胎模和芯轴的配合间隙为1mm。

8.根据权利要求1所述的模具，其特征在于：所述芯轴下端外周出模角为2°。

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