專利名稱：一種不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種模鍛件加工的模具結(jié)構(gòu)和切邊工藝，具體是涉及不銹鋼類模 鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)和切邊工藝。
背景技術(shù)：
不銹鋼模鍛件由于其有較高的抗腐蝕性，應用廣泛，常用于制造氣體、液體檢測儀 表機構(gòu)的殼體等零件中，形狀雖不復雜，但力學性能、承受的壓強，當然對此類鍛件的外觀 質(zhì)量尤其是切邊質(zhì)量的要求也非常高要求切口光滑，無毛邊裂紋、毛邊斷裂層和毛刺，在 不銹鋼模鍛件鍛造過程中終鍛和切邊工藝屬于要求很高的工序。目前，軸向長度為95 150mm，直徑或?qū)挾葹?0 IlOmm的中小形不銹鋼類零 件，比如世界上許多生產(chǎn)氣體、液體檢測儀表的儀表件跨國公司和機械人許多部件都均采 用316和316L不銹鋼鍛件，市場需求量很大，因此在生產(chǎn)加工過程其加工工藝稍作改變，質(zhì) 量稍有提高，成本稍有降低將產(chǎn)生極大的市場影響和經(jīng)濟效應。但不銹鋼經(jīng)過鍛造、切邊后 需要進行鍛件毛邊大量打磨，工作量很大，并且?guī)泶罅糠蹓m、工作環(huán)境惡劣，給操作個人 身體帶來危害。國內(nèi)外不銹鋼模鍛件的加工工藝的現(xiàn)有技術(shù)是，首先將圓形的不銹鋼棒料截斷成 坯料、加熱、出坯、預鍛、終鍛、切邊、整形。此工藝是將出坯好的坯料擺放在預鍛模膛中，然 后，隨著預鍛上模的下行逐漸對坯料施壓，坯料分別被正擠和反擠入下模和上模的型腔中， 經(jīng)過終鍛、切邊、整形形成產(chǎn)品鍛件。然而，由于不銹鋼材料的鍛造特點導熱率低、塑性低、粘性大、易粘模，導致模具 壽命非常低、尤其終鍛上模壽命更低，上?？陲w邊槽處的尺寸更容易變大，模具壽命一般在 1000件以下，造成后道工序切邊鍛件上毛邊產(chǎn)生裂紋、斷裂層和毛刺等缺陷，影響鍛件表面質(zhì)量。傳統(tǒng)的不銹鋼終鍛模模具和其他碳鋼鍛件一樣，上下模的型腔飛邊槽尺寸一樣， 即上下?？陲w邊槽處零件型腔的長度、寬度尺寸大小一致，鍛件飛邊的分布也是水平分模 面中心上下模各占飛邊厚度的一半。此工藝方法許多資料全部一樣，在機械工業(yè)出版社出 版，中國機械工程學會鍛壓學會編《鍛壓手冊》第一卷第6M頁“終鍛模膛”部分作了論述 和介紹。不銹鋼切邊工藝方式也和碳鋼鍛件一樣，有兩種方法。一種是采用熱切邊，通常應 在不低于800°C溫度下按終鍛下模分模面形狀進行切邊，另一種采用冷切邊，通常在常溫下 進行切邊，由于鍛件形狀不一、尺寸收縮不一，切邊毛刺更大，帶來打磨量更大，生產(chǎn)企業(yè)一 般均不采用冷切邊。但是，在現(xiàn)有技術(shù)的模具結(jié)構(gòu)條件下，如果使用熱切邊方法，由于不銹鋼鍛件的切 邊需要比其他碳鋼鍛件大得多的剪切力，更容易造成鍛件的上半部在沖頭內(nèi)形成鐓粗和變 形、毛邊處的拉毛、撕裂和產(chǎn)生貼附在鍛件上半部上的毛刺。而如果采用冷切邊的方法，則 也必然會造成切邊處拉毛和撕裂。所以使用這兩種方式切邊都必須用后序打磨的方法清除產(chǎn)生毛邊處的拉毛、撕裂和毛刺，否則會在后序的固溶處理和鈍化處理后產(chǎn)生銹斑導致產(chǎn) 品不合格，同時會造成生產(chǎn)周轉(zhuǎn)期長、成本高、外觀質(zhì)量差，毛刺的人為打磨也不盡人意，鍛 件表面凹凸不平，因此，本領(lǐng)域希望有進一步的改良措施。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能解決不銹鋼鍛件熱切邊容易造成切邊處拉毛、撕 裂和產(chǎn)生貼附在鍛件上的毛刺；冷切邊造成切邊處拉毛和撕裂的問題，同時節(jié)約了后序打 磨材料費用、縮短產(chǎn)品周期、提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量的一種不銹鋼模鍛件終鍛模模具結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的由如下技術(shù)方案實現(xiàn)一種不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，包括終鍛成形模具和切邊模具；終鍛鍛件具有上下傾斜的脫模斜度，及上下脫模斜度形成的結(jié)合面，其特征在 于終鍛成形模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面，向上或 向下一側(cè)偏移；偏移后型腔深度變淺一側(cè)型腔的輪廓線長度小于另一側(cè)；所述輪廓線長度系指包括型腔正交兩個方向的長度和總的輪廓線周長長度；所述切邊模具的下模輪廓線形狀、尺寸，取終鍛成形模具偏移后型腔深度變深一 側(cè)的型腔輪廓線形狀、尺寸。進一步，所述終鍛成形模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié) 合面偏移的距離等于二分之一飛邊槽的厚度。進一步，所述終鍛成形模具的飛邊槽向上?；蛳履Ｖ械囊粋?cè)偏移，偏移后型腔深 度變淺一側(cè)的型腔正交長度小于另一側(cè)0. 5 0. 9mm。進一步，所述飛邊槽厚度為2 5mm。進一步，所述終鍛成形模具的飛邊槽向下模一側(cè)偏移。進一步，所述切邊模具切邊溫度范圍是580 600°C。作為終鍛鍛件，為了能從上下模中落模是具有向鍛件中央傾斜的脫模斜度，上下 脫模斜度的傾斜面形成了一個結(jié)合面。作為現(xiàn)有技術(shù)，鍛模的飛邊是對稱地位于結(jié)合面處， 飛邊的厚度對稱地布置在結(jié)合面的兩側(cè)。但是，在下道切邊工序中，上下對稱大小形狀尺寸 的切邊上下模輪廓，鍛件的上半部在沖頭內(nèi)形成鐓粗和變形、飛邊處的拉毛、撕裂和產(chǎn)生粘 滯、貼附在鍛件上半部上的一圈形成粘滯物毛刺，需要再進行打磨處理，費工、費時、影響表 面精度。采用本實用新型，由上下模根據(jù)所述規(guī)定的模具結(jié)構(gòu)，將終鍛鍛件的飛邊向一側(cè) 偏移，由于終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面沒有變，飛邊的位置向一側(cè)偏移后導致型腔深度變 淺一側(cè)型腔的輪廓線長度變小，另一側(cè)輪廓線長度變大。在進入下一步切邊工序時，“所述切邊模具的下模輪廓線形狀、尺寸，取終鍛成形 模具偏移后型腔深度變深一側(cè)的型腔輪廓線形狀、尺寸，”也就是輪廓線長度變大的一側(cè)處 于下模，當沖壓切邊時，鍛件的上半部在沖頭內(nèi)形成鐓粗和變形、飛邊處的拉毛、撕裂和產(chǎn) 生粘滯、貼附在鍛件上半部上的一圈形成粘滯物毛刺恰好填補了上模一圈變小的尺寸空間 中，在上模繼續(xù)下移時，該圈的粘滯物毛刺被完整、光滑地擠壓、裹貼在終鍛鍛件周邊，成品不再需要打磨便能達到光滑、美觀的外表。本實用新型的優(yōu)越性和有益效果，該不銹鋼終鍛模模具結(jié)構(gòu)和切邊工藝與傳統(tǒng)的 不銹鋼終鍛模模具和切邊工藝相比，具有如下創(chuàng)造性及先進性本實用新型不銹鋼終鍛成形模模具結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)工藝的終鍛模上下模的型腔 飛邊處尺寸一樣的結(jié)構(gòu)，取而代之的是在終鍛成形上?？陲w邊槽處按熱鍛件尺寸直接做 出，將飛邊厚度尺寸全部偏移分布在終鍛成形模的一側(cè)模具上，這樣就使終鍛模具該側(cè)模 口飛邊槽處的熱鍛件長度、寬度尺寸比終鍛上模另一側(cè)模口飛邊槽處的尺寸小。切邊時將終鍛成形模具偏移后，型腔深度變深一側(cè)成形的終鍛鍛件與切邊上沖的 型腔接觸，這樣就可以抵消了由于切邊時切邊上沖下壓熱鍛件上半部向外擴大變形，特別 是在熱鍛件上半部飛邊處減少鐓粗帶來劇烈變形，從而明顯改善切邊質(zhì)量。此終鍛模模具結(jié)構(gòu)徹底解決了不銹鋼鍛件熱切邊容易造成切邊處拉毛、撕裂和產(chǎn) 生貼附在鍛件上的毛刺；冷切邊造成切邊處拉毛和撕裂；都必須用后序打磨的方法清除產(chǎn) 生的拉毛、撕裂和毛刺，否則會在后序的固溶酸洗后產(chǎn)生銹斑導致產(chǎn)品不合格；同時會造成 生產(chǎn)周期長、成本高、外觀質(zhì)量差的問題，大大節(jié)省了后續(xù)打毛，去除飛邊的加工工時，產(chǎn)品 外觀質(zhì)量大大提高。在切邊工序中，在采用了前述終鍛成形模具的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，本實用新型的不銹鋼 切邊溫度可以大大降低，范圍是580 600°C，比傳統(tǒng)溫度不低于800°C切邊溫度低200°C， 減少切邊變形，節(jié)省了能源，經(jīng)檢驗機械性能、金相組織等符合產(chǎn)品要求。本實用新型不增加任何工序、材料，只是在模具設(shè)計上采用本實用新型的技術(shù)要 求，便達到和實現(xiàn)了鍛造工藝的精細加工，又節(jié)能。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)終鍛成形模具加工出的鍛件主視圖，可以看出飛邊對稱地位于脫 模結(jié)合面中央；圖2為本實用新型終鍛成形模具加工出的鍛件主視圖，可以分辨出飛邊偏離鍛件 脫模結(jié)合面，飛邊向上偏移；圖3為現(xiàn)有技術(shù)不銹鋼類模鍛件的終鍛成形模具的結(jié)構(gòu)示意圖，終鍛成形上下模 ?？陲w邊槽與脫模結(jié)合面一致；圖4為本實用新型不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)的一實施例，其中終鍛成形 模具的結(jié)構(gòu)示意圖，終鍛成形上下模?？陲w邊槽向上偏離脫模結(jié)合面，圖中可以顯示上模 型腔中L長度變短，深度也變淺。圖5為現(xiàn)有技術(shù)不銹鋼類模鍛件切邊模具的切邊狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，右側(cè)為切邊 前，左側(cè)為切邊后；圖6為本實用新型不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)的一實施例，其中切邊模具 切邊狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，右側(cè)為切邊前，左側(cè)為切邊后；圖7為圖5中H部位的放大圖，可以看出切邊處拉毛、撕裂和產(chǎn)生貼附在鍛件上的 毛刺；圖8為圖6中G部位的放大圖，可以看出切邊處貼附物不僅變少，而且被緊密地擠 壓在鍛件周邊，呈現(xiàn)圓滑的外表。[0039]圖中，L是終鍛鍛件結(jié)合面的長度，b是終鍛鍛件的飛邊厚度，H是現(xiàn)有技術(shù)終鍛鍛 件上模型腔的深度，h是現(xiàn)有技術(shù)終鍛鍛件下模型腔的深度，H+h+b為終鍛鍛件的總高度， H-1/2是本實用新型終鍛鍛件上模型腔的深度，h+1/2是本實用新型終鍛鍛件下模型腔的深度。
具體實施方式
以下對照附圖，對本實用新型作詳細說明。一種不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，包括終鍛成形模具和切邊模具；終鍛鍛件具有上下傾斜的脫模斜度，及上下脫模斜度形成的結(jié)合面，終鍛成形模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面，向上或 向下一側(cè)偏移；偏移后型腔深度變淺一側(cè)型腔的輪廓線長度小于另一側(cè)；所述輪廓線長度系指包括型腔正交兩個方向的長度和總的輪廓線周長長度；所述切邊模具的下模輪廓線形狀、尺寸，取終鍛成形模具偏移后型腔深度變深一 側(cè)的型腔輪廓線形狀、尺寸。所述終鍛成形模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面偏移 的距離等于二分之一飛邊槽的厚度。憑計算和試驗，偏移的距離取二分之一飛邊槽的厚度為宜。所述終鍛成形模具的飛邊槽向上?；蛳履Ｖ械囊粋?cè)偏移，偏移后型腔深度變淺一 側(cè)的型腔正交長度小于另一側(cè)0. 5 0. 9mm。大部分產(chǎn)品在采用本實用新型技術(shù)方案的加 工中，以此范圍內(nèi)的尺寸為宜，獲得較好效果。所述飛邊槽厚度為2 5mm。此為通常使用的尺寸。所述終鍛成形模具的飛邊槽向下模一側(cè)偏移。通常切邊工序時，上模向下運動，鍛 件受力大、容易墩粗變形，為了減少切邊變形讓切邊工序中上模放入深度較淺一側(cè)型腔的 輪廓線長度較小的鍛件，因此，在終鍛成形時讓終鍛成形模具的飛邊槽向下模一側(cè)偏移，使 下模中鍛件的輪廓長度變小，然后將成形后的鍛件翻身朝上，在切邊時有利切邊中上模沖 壓，對鍛件上半部分墩粗，擠壓，取得較好的鍛件最終成品，也延長了終鍛成形上模的壽命。所述切邊模具切邊溫度范圍是580 600°C。經(jīng)大量測試，采用本實用新型的終鍛 成形模成形的鍛件，在切邊時，減少切邊變形，并且可以降低切邊溫度要求，有利節(jié)能。
權(quán)利要求1.一種不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，包括終鍛成形模具和切邊模具； 終鍛鍛件具有上下傾斜的脫模斜度，及上下脫模斜度形成的結(jié)合面，其特征在于 終鍛成形模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面，向上或向下一側(cè)偏移；偏移后型腔深度變淺一側(cè)型腔的輪廓線長度小于另一側(cè)； 所述輪廓線長度系指包括型腔正交兩個方向的長度和總的輪廓線周長長度； 所述切邊模具的下模輪廓線形狀、尺寸，取終鍛成形模具偏移后型腔深度變深一側(cè)的 型腔輪廓線形狀、尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述終鍛成形 模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面偏移的距離等于二分之一飛 邊槽的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述終鍛成形 模具的飛邊槽向上?；蛳履Ｖ械囊粋?cè)偏移，偏移后型腔深度變淺一側(cè)的型腔正交長度小于 另一側(cè) 0. 5 0. 9mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述飛邊槽厚 度為2 5mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述終鍛成形 模具的飛邊槽向下模一側(cè)偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述切邊模具 切邊溫度范圍是580 600°C。
專利摘要本實用新型涉及一種模鍛件加工的模具結(jié)構(gòu)。一種不銹鋼類模鍛件的終鍛模模具結(jié)構(gòu)，包括終鍛成形模具和切邊模具；終鍛鍛件具有上下傾斜的脫模斜度，及上下脫模斜度形成的結(jié)合面，終鍛成形模具的上、下模分型面的飛邊槽向終鍛鍛件脫模斜度的結(jié)合面，向上或向下一側(cè)偏移；偏移后型腔深度變淺一側(cè)型腔的輪廓線長度小于另一側(cè)；所述輪廓線長度系指包括型腔正交兩個方向的長度和總的輪廓線周長長度；所述切邊模具的下模輪廓線形狀、尺寸，取終鍛成形模具偏移后型腔深度變深一側(cè)的型腔輪廓線形狀、尺寸。不增加任何工序、材料，只是在模具設(shè)計上采用本實用新型的技術(shù)要求，便達到和實現(xiàn)了鍛造工藝的精細加工，又節(jié)能。
文檔編號B21J5/02GK201889385SQ20102060961
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者孫禮賓, 汪磊, 王以利 申請人:上海交大中京鍛壓有限公司