CN219648617U - 一轴闭式锻造组合模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一轴闭式锻造组合模具，以解决现有的锻造模具模块大，不易更换或维修的问题，具体包括包括由上至下依次同轴连接的下镶块、下模筒、下垫块和顶杆支撑块，以及压圈；下镶块中心设有轴向贯穿的第一型腔，所述第一型腔与所述待塑形段及小变形段相匹配；下模筒中心设有轴向贯穿的第二型腔，所述第二型腔与所述成形段相匹配；下垫块中心设有轴向贯穿的第一通孔；顶杆支撑块中心设有轴向贯穿的第二通孔；第二通孔内设有圆柱形顶杆；顶杆的外径分别与第一通孔和第二通孔的孔径间隙配合，使得顶杆能够在第一通孔和第二通孔内上下滑动，以顶出所述一轴；压圈绕所述下镶块和下模筒连接处设置，用于压紧下镶块。

Description

一轴闭式锻造组合模具

技术领域

本实用新型涉及锻造模具，具体涉及一轴闭式锻造组合模具。

背景技术

平锻机属于曲柄压力机类设备，传动机构受力产生的弹性变形随压力增大而增加，锻件长度方向的精度受设备预调闭合尺寸影响。平锻机生产轴类件包括开式锻造法和闭式锻造法。开式锻造方法即使在切除毛边后还会残留轴向毛刺和径向毛刺，后续需要进一步去除毛刺，其工步多，锻件外观质量差。而闭式锻造法成型稳定、锻件质量好、材料利用率高。因此，目前在锻造行业多采用闭式锻造法。

闭式锻造法通常采用和锤一样的螺旋压力机和摩擦压力机；螺旋压力机能在较高的储能点上以较快速度释放能量，带有冲击作用，能够使下方的金属获得的较大的变形能；对位于型槽内的金属轴进行多次打击变形，使其进行大变形工步。由于行程不固定，所以锻件精度不受设备自身弹性变形的影响。摩擦压力机没有固定的下死点，毛坯体积的误差对它没有影响，且带有下顶出器，可实现轴顶出。加之其具有刚性好、调整方便、价格便宜等优点，使其成为较理想的无飞边模锻设备。但是对于轴类锻件，螺旋压力机更适合。因此，我们通常采用螺旋压力机加工一轴。

螺旋压力机加工一轴需要模具，中国专利《一种用于齿轮轴锻造的模具及工艺》，公开号CN104785698B，其中公开了一种齿轮轴锻造模具，该模具仅包括下镶块和下垫块，整个下镶块和整个下垫块均较为笨重，这样不但使得下镶块和下垫块难以更换或维修，而且容易引起轴卡在模腔内并且不易被取出，降低了生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种一轴闭式锻造组合模具，以解决现有的锻造模具模块大，不易更换或维修，而且容易引起轴卡在模腔内并且不易被取出，降低了生产效率的技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一轴闭式锻造组合模具，用于锻造一轴，所述一轴包括依次同轴连接的待塑形段、小变形段和成形段，其特殊之处在于：包括由上至下依次同轴连接的下镶块、下模筒、下垫块和顶杆支撑块，以及压圈；

所述下镶块中心设有轴向贯穿的第一型腔，所述第一型腔与所述待塑形段及小变形段相匹配；

所述下模筒中心设有轴向贯穿的第二型腔，所述第二型腔与所述成形段相匹配；

所述下垫块中心设有轴向贯穿的第一通孔；

所述顶杆支撑块中心设有轴向贯穿的第二通孔；

所述第二通孔内设有圆柱形顶杆；

所述顶杆的外径分别与第一通孔和第二通孔的孔径间隙配合，使得顶杆能够在第一通孔和第二通孔内上下滑动，以顶出所述一轴；

所述压圈绕所述下镶块和下模筒连接处设置，用于压紧下镶块。

进一步地，所述第二型腔包括由上至下依次设置的第一圆锥腔、圆柱腔和第二圆锥腔；

所述第一圆锥腔大口向上，其小口内径与圆柱腔内径相等；

所述第二圆锥腔大口向下，其小口内径与圆柱腔内径相等。

进一步地，所述第一圆锥腔的锥度范围为0.5°～2°；

所述第二圆锥腔的锥度范围为0.5°～1.5°。

进一步地，所述第一圆锥腔的锥度为0.5°；

所述第二圆锥腔的锥度为1°；

所述第一圆锥腔沿其轴向的长度为28mm；

所述圆柱腔沿其轴向的长度为62mm；

所述第二圆锥腔沿其轴向的长度为20mm。

进一步地，所述圆柱腔内壁与所述成形段之间的间隙为1.3～1.8mm。

进一步地，所述下镶块底部绕第一型腔设有第一凸环；

所述下模筒顶部绕所述第二型腔设有环形第一凹槽；

所述第一凸环伸入所述第一凹槽内；

所述下模筒底部绕所述第二型腔设有第二凸环；

所述下垫块顶部绕所述第一通孔设有环形第二凹槽；

所述第二凸环伸入第二凹槽内；

所述顶杆支撑块的上端绕其外壁设有第三凸环；

所述下垫块底部绕所述第一通孔设有环形第三凹槽；

所述第三凸环伸入第三凹槽内。

进一步地，所述第二通孔为包含第一大孔和第一小孔的台阶孔；

所述第一大孔位于第一小孔上方；

所述第一大孔与第一通孔的内径相等；

所述顶杆位于第一大孔内。

进一步地，还包括上镶块和冲头；

所述上镶块同轴设置在下镶块上方；

所述上镶块的中心用于嵌装冲头；

所述冲头下端凸出上镶块下端。

进一步地，还包括下模座；

所述下模座中心设有轴向贯穿的第三通孔；

所述第三通孔为包含第二大孔和第二小孔的台阶孔；

所述第二大孔位于第二小孔的上方；

所述顶杆支撑块下端位于第二小孔内，上端位于第二大孔内，使得第三凸环坐位于第二大孔和第二小孔之间的部分台阶面上；

所述下垫块的下端伸入第二大孔内，其下端面位于另一部分所述台阶面上，所述下垫块的外壁与第二大孔的内壁接触。

进一步地，所述下镶块外壁上设有相互对称的一对第一操作孔；

所述下模筒外壁上设有相互对称的一对第二操作孔；

所述顶杆支撑块顶部设有相互对称的一对第三操作孔。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型将锻造模具设置为包括下镶块、下模筒、下垫块和顶杆支撑块的组合模具，将各个结构模块化，不仅满足了成形方面的需要，还解决了一轴易卡腔的问题，而且使得各个结构进行了轻量化，便于移动、维修和替换，提高了锻造效率；替换时可以仅对部分磨损的结构件进行更换，减少了材料浪费，节约了锻造成本。

2、本实用新型将下模筒中的第二型腔设置为包含第一圆锥腔、圆柱腔和第二圆锥腔的腔形，第一圆锥腔和第二圆锥腔的设置减小了圆柱腔与一轴接触段的长度，同时在圆柱腔处设置了合理的间隙，利于一轴顶出，避免了卡腔问题。

3、本实用新型将下镶块和下模筒之间、下模筒和下垫块之间、下垫块和顶杆支撑块之间均设置为止口定位结构，使得整个闭式锻造组合模具定位可靠且更加稳定。

4、本实用新型在下镶块、下模筒以及顶杆支撑块上分别设置了操作孔，用于安装起吊圆棒、吊环或销钉或螺钉，便于搬运或更换。

5、本实用新型安装合模后冲头能够深入下第一型腔，防止上镶块和下镶块错位。

6、本实用新型将下垫块和顶杆支撑块分开设置，便于更换内部极易塌陷的顶杆支撑块，同时也节省了锻造成本。

附图说明

图1是一轴的结构示意图；

图2是本实用新型一轴闭式锻造组合模具的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中下镶块、下模筒以及顶杆支撑块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中下模筒的结构示意图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是图4中B处的局部放大图。

附图标号：

01-待塑形段，02-小变形段，03-成形段；

1-上镶块，2-冲头，3-下镶块，31-第一型腔，32-第一凸环，33-第一操作孔，4-压圈，5-下模筒，51-第二型腔，511-第一圆锥腔，512-圆柱腔，513-第二圆锥腔，52-第一凹槽，53-第二凸环，54-第二操作孔，6-下垫块，61-第一通孔，62-第二凹槽，63-第三凹槽，7-顶杆支撑块，71-第二通孔，711-第一大孔，712-第一小孔，72-第三凸环，73-第三操作孔，8-顶杆，9-下模座，91-第三通孔，911-第二大孔，912-第二小孔。

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。

一轴闭式锻造组合模具，用于锻造一轴，如图1所示，一轴包括依次同轴连接的待塑形段01、小变形段02和成形段03，该成形段03即无需塑形段。如图2、图3所示，该组合模具包括由上至下依次设置的上镶块1、下镶块3、下模筒5、下垫块6和顶杆支撑块7，以及压圈4和下模座9；

上镶块1中心处套装有冲头2，冲头2下端凸出部分能够深入下镶块上的第一型腔下端，冲头凸出部分伸入下镶块作为导引和定位，防止上镶块和下镶块间左右错移，此处采用小间隙配合；

下镶块3中心设有轴向贯穿其上下的圆形第一型腔31，第一型腔31与待塑形段01及小变形段02相匹配，且第一型腔31上端与冲头2下端相对；下镶块3底部绕第一型腔31设有第一凸环32；下模筒5顶部绕第二型腔设有环形第一凹槽52；第一凸环32伸入第一凹槽52内，使得下镶块3与下模筒5凹凸卡合。下镶块3外壁上设有相互对称的一对第一操作孔33。

结合图4至图6所示，下模筒5中心设有轴向贯穿其上下的圆形第二型腔51，第二型腔51与成形段03相匹配；第二型腔51包括由上至下依次设置的第一圆锥腔511、圆柱腔512和第二圆锥腔513；第一圆锥腔511大口向上，其小口内径与圆柱腔512内径相等；第二圆锥腔513大口向下，其小口内径与圆柱腔512内径相等。第一圆锥腔511的锥度范围为0.5°～0.2°，本实施例优选0.5°，利于出模；第二圆锥腔513的锥度范围为0.5°～1.5°，本实施例优选1°，减少一轴与第二型腔51的接触段，防止一轴弯曲卡紧。第一圆锥腔511沿其轴向的长度为28mm；圆柱腔512沿其轴向的长度为62mm；第二圆锥腔513沿其轴向的长度为20mm。圆柱腔512内壁与成形段03之间的间隙范围为1.3～1.8mm，以利成形和出模，本实施例中优选1.3mm。下模筒5外壁上设有相互对称的一对第二操作孔54。

压圈4绕下镶块3和下模筒5接缝处设置，压紧在下镶块3的斜面上。

下垫块6中心设有轴向贯穿其上下的第一通孔61；下模筒5底部绕第二型腔51设有第二凸环53；下垫块6顶部绕第一通孔61设有环形第二凹槽62；第二凸环53伸入第二凹槽62内，使得下模筒5与下垫块6凹凸卡合。

下垫块6底部绕第一通孔61设有环形第三凹槽63；顶杆支撑块7上绕其外壁设有第三凸环72；第三凸环72靠近顶杆支撑块7顶部设置；第三凸环72伸入第三凹槽63内，使得下垫块6与顶杆支撑块7凹凸卡合。顶杆支撑块7中心设有轴向贯穿其上下的第二通孔71；第二通孔71为包含第一大孔711和第一小孔712的台阶孔；第一大孔711位于第一小孔712上方；第一大孔711与第一通孔61的内径相等；第一大孔711内设有圆柱形顶杆8。顶杆支撑块7顶部设有相互对称的一对第三操作孔73。

顶杆8分别与第一通孔61和第一大孔711间隙配合，使得顶杆8能够在第一通孔61和第一大孔711内上下滑动，以顶出一轴；生产过程中顶杆8承受一轴下端面的作用力很大，所以顶杆支撑块7承受力大，导致第一大孔711与第一小孔712之间的台阶面极易塌陷，因此，将下垫块6、顶杆支撑块7以及下模座9分开设置，能够将顶杆支撑块7轻量化(约重22Kg)，相比传统的84.96Kg的下垫块大大减轻了其重量，便于顶杆支撑块7的更换与维修。

下模座9中心设有轴向贯穿其上下的第三通孔91；第三通孔91为包含第二大孔911和第二小孔912的台阶孔；第二大孔911位于第二小孔912的上方；顶杆支撑块7下端位于第二小孔912内，上端位于第二大孔911内，使得第三凸环72坐落于第二大孔911和第二小孔912之间的部分台阶面上；下垫块6的下端伸入第二大孔911内，其下端面坐落于另一部分台阶面上，下垫块6的外壁与第二大孔911的内壁接触。

传统的下镶块约重45Kg，下垫块约重84.96Kg，结构庞大极为笨重，而且锻件出现不易顶出，模腔卡件，一轴出现总长超差。本实用新型针对一轴杆部不参与或少参与成型的特点，将成型部分放在一个模腔即第一型腔31内，这样下镶块3的重量仅仅19.08Kg，使得整个模具轻量化。其生产实施过程如下：

(1)锻前用热料预热第一型腔约20分钟；

(2)对坯料进行局部加热，调整加热段长度直至变形金属充满第一型腔。小变形部分对应的坯料加热段长度约15至20mm。

(3)将端面斜度＜2°的加热后的坯料料放入型腔进行锻造成型。

本实用新型提供的组合模具结构件轻量化、模块化，实现易损件快换，安装固定简单稳固，提高效率降低成本；解决了原设计存在的问题，保证了锻件质量。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何在本实用新型披露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一轴闭式锻造组合模具，用于锻造一轴，所述一轴包括依次同轴连接的待塑形段(01)、小变形段(02)和成形段(03)，其特征在于：包括由上至下依次同轴连接的下镶块(3)、下模筒(5)、下垫块(6)和顶杆支撑块(7)，以及压圈(4)；

所述下镶块(3)中心设有轴向贯穿的第一型腔(31)，所述第一型腔(31)与所述待塑形段(01)及小变形段(02)相匹配；

所述下模筒(5)中心设有轴向贯穿的第二型腔(51)，所述第二型腔(51)与所述成形段(03)相匹配；

所述下垫块(6)中心设有轴向贯穿的第一通孔(61)；

所述顶杆支撑块(7)中心设有轴向贯穿的第二通孔(71)；

所述第二通孔(71)内设有圆柱形顶杆(8)；

所述顶杆(8)的外径分别与第一通孔(61)和第二通孔(71)的孔径间隙配合，使得顶杆(8)能够在第一通孔(61)和第二通孔(71)内上下滑动，以顶出所述一轴；

所述压圈(4)绕所述下镶块(3)和下模筒(5)连接处设置，用于压紧下镶块(3)。

2.根据权利要求1所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：所述第二型腔(51)包括由上至下依次设置的第一圆锥腔(511)、圆柱腔(512)和第二圆锥腔(513)；

所述第一圆锥腔(511)大口向上，其小口内径与圆柱腔(512)内径相等；

所述第二圆锥腔(513)大口向下，其小口内径与圆柱腔(512)内径相等。

3.根据权利要求2所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：所述第一圆锥腔(511)的锥度范围为0.5°～2°；

所述第二圆锥腔(513)的锥度范围为0.5°～1.5°。

4.根据权利要求3所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：

所述第一圆锥腔(511)的锥度为0.5°；

所述第二圆锥腔(513)的锥度为1°；

所述第一圆锥腔(511)沿其轴向的长度为28mm；

所述圆柱腔(512)沿其轴向的长度为62mm；

所述第二圆锥腔(513)沿其轴向的长度为20mm。

5.根据权利要求2-4任一所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：所述圆柱腔(512)内壁与所述成形段(03)之间的间隙为1.3～1.8mm。

6.根据权利要求5所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：所述下镶块(3)底部绕第一型腔(31)设有第一凸环(32)；

所述下模筒(5)顶部绕所述第二型腔设有环形第一凹槽(52)；

所述第一凸环(32)伸入所述第一凹槽(52)内；

所述下模筒(5)底部绕所述第二型腔(51)设有第二凸环(53)；

所述下垫块(6)顶部绕所述第一通孔(61)设有环形第二凹槽(62)；

所述第二凸环(53)伸入第二凹槽(62)内；

所述顶杆支撑块(7)的上端绕其外壁设有第三凸环(72)；

所述下垫块(6)底部绕所述第一通孔(61)设有环形第三凹槽(63)；

所述第三凸环(72)伸入第三凹槽(63)内。

7.根据权利要求6所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：所述第二通孔(71)为包含第一大孔(711)和第一小孔(712)的台阶孔；

所述第一大孔(711)位于第一小孔(712)上方；

所述第一大孔(711)与第一通孔(61)的内径相等；

所述顶杆(8)位于第一大孔(711)内。

8.根据权利要求7所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：还包括上镶块(1)；

所述上镶块(1)同轴设置在下镶块(3)上方；

所述上镶块(1)的中心用于嵌装冲头(2)；

所述冲头(2)下端凸出上镶块(1)下端。

9.根据权利要求8所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：还包括下模座(9)；

所述下模座(9)中心设有轴向贯穿的第三通孔(91)；

所述第三通孔(91)为包含第二大孔(911)和第二小孔(912)的台阶孔；

所述第二大孔(911)位于第二小孔(912)的上方；

所述顶杆支撑块(7)下端位于第二小孔(912)内，上端位于第二大孔(911)内，使得第三凸环(72)位于第二大孔(911)和第二小孔(912)之间的部分台阶面上；

所述下垫块(6)的下端伸入第二大孔(911)内，其下端面位于另一部分所述台阶面上，所述下垫块(6)的外壁与第二大孔(911)的内壁接触。

10.根据权利要求9所述的一轴闭式锻造组合模具，其特征在于：所述下镶块(3)外壁上设有相互对称的一对第一操作孔(33)；

所述下模筒(5)外壁上设有相互对称的一对第二操作孔(54)；

所述顶杆支撑块(7)顶部设有相互对称的一对第三操作孔(73)。