專利名稱：一種鈦合金鍛件的模鍛裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及模鍛設(shè)備，具體涉及一種鈦合金鍛件的模鍛裝置。
背景技術(shù)：
用于特殊用途的鐵合金等溫鍛件，其鍛造的基本工藝流程是1、進(jìn)行鍛件設(shè)計(jì)，制作一個(gè)與鐵合金鍛件只寸、形狀匹配的模具；2、采用等溫鍛造生產(chǎn)工藝制餅，加工成一定形狀的荒坯；3、采用等溫鍛造工藝，利用模具將鐵合金荒坯壓制成合金模鍛件；4、脫模，將成型的合金模鍛件從模具內(nèi)脫出；5、熱處理，機(jī)加工。最終將成型的合金等溫鍛件加工成零部件。鈦合金等溫鍛件生產(chǎn)過程中，脫模是不可缺少的工序。如1所示，是現(xiàn)有鈦合金鍛件模鍛裝置，包括上橫梁10、上基座20、通過螺母30固定在上基座20的上模40、下模50、下基座70及鍛件60?？招谋”谳S鍛件屬傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵件。在生產(chǎn)鐵合金空心薄壁軸鍛件時(shí)，大部分金屬隨著上模作正擠壓流動，但也有小部分金屬作相反方向流動。在完成壓制且金屬充滿整個(gè)型腔時(shí)，會產(chǎn)生一些包住模具上模的飛邊。采用常規(guī)的脫模方式，上.模40及基座20隨上橫梁10回程一步脫模，會遭遇“脫模難即鍛件粘上?！钡碾y題其一方面，鍛件包在上模而脫不下來，鍛件的冷卻方式由原來的快速水冷變成了緩冷，鍛件強(qiáng)度性能有很大的下降，影響鍛件產(chǎn)品的合格率；另一方面，為了將鍛件取出，采用鍛件與上模模具一起下行，將鍛件再次壓進(jìn)模腔。由于內(nèi)表面的摩擦力加飛邊包住上模的阻力較大，必須將模具都冷卻到600°C以下，通過內(nèi)外模的溫差及高溫合金與鈦合金膨脹系數(shù)的差異，增加鍛件外壁與內(nèi)框模之間的阻力，使鍛件留在內(nèi)框模內(nèi)，讓上模順利脫出。模具壽命也明顯縮短。(因?yàn)槔鋮s時(shí)外表面模具溫度比鍛件的溫度下降得快；另外，高溫合金的線膨脹系數(shù)大于鈦合金線膨脹系數(shù))，而這一過程一般需要不少于40 分鐘的時(shí)間，有時(shí)甚至超過1小時(shí)，致使模鍛的生產(chǎn)效率低下。管類、軸頸類及有一定高度的盤類模鍛件，常會發(fā)生脫上模困難的問題。一方面減小高溫合金上模與鍛件脫模阻力，確保上模順利脫出，往往采用加大脫模角度的方法來解決，設(shè)計(jì)的脫模角度高達(dá)10°以上；另一方面，增加外框模與鍛件之間的阻力，確保上模順利脫出，往往采用減小外框模脫模角度的方法來解決。通常設(shè)計(jì)的脫模角度為0°或負(fù)數(shù)。 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，脫模仍十分困難，產(chǎn)品報(bào)廢嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低下，而且脫模角度越大，相對成品零件模鍛件余量越大，機(jī)加工零件成材率越低。另外增加外框模與鍛件之間的阻力， 采用減小外框模脫模角度的方法，設(shè)計(jì)的脫模角度0°或負(fù)數(shù)易造成下頂出桿將鍛件頂出時(shí)阻力增加，從而造成鍛件變形，造成鍛件報(bào)廢。鍛造時(shí)鍛件粘模問題成為空心薄壁軸鍛件工藝環(huán)節(jié)上的瓶頸，阻礙了該類鍛件的
正常生產(chǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，設(shè)計(jì)一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，在加工薄壁軸等溫鍛件脫模時(shí)鍛件處于被套環(huán)壓住的狀態(tài)而不會粘于上模，達(dá)到模鍛件脫模方便，縮短脫模過程所需的時(shí)間，提高模鍛件的生產(chǎn)效率，延長模具使用壽命；另外，還可以解決冷卻速緩慢，影響薄壁軸鍛件產(chǎn)品合格率的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特征在于，所述鍛模裝置包括上基座，在所述上基座的中間設(shè)有垂直于上基座的通孔，在所述通孔內(nèi)穿過一套筒結(jié)構(gòu)的上連桿，在所述上連桿內(nèi)穿過一上頂桿，在所述上頂桿上設(shè)有螺紋段，所述螺紋段與用于限位的螺母配合連接，所述螺母設(shè)置在上基座上設(shè)置的凹槽內(nèi)；在所述上基座的下端設(shè)有上模，在所述上模上設(shè)有用于穿過所述上頂桿的中心導(dǎo)孔，在所述上模上還設(shè)有與中心導(dǎo)孔連通的徑向貫通的槽孔，所述上頂桿穿過所述中心導(dǎo)孔與槽孔在其端部連接有上模銷軸，所述上模銷軸位于所述槽孔內(nèi)能隨上頂桿上下移動，所述上模銷軸的兩端伸出所述上模并與一套環(huán)相連接，所述套環(huán)的一端套接在所述上模的外側(cè)； 在所述上模的下端設(shè)有下模，在所述下模上設(shè)有用于容納上模、套環(huán)及鍛件的通孔，所述下模設(shè)置在下基座上，在所述下基座上設(shè)有用于放置鍛件的通孔。其中，所述上基座包括有固定座與連接座，所述固定座與連接座通過法蘭結(jié)構(gòu)連接在一起。其中，所述凹槽貫通于所述上基座，所述被設(shè)置在所述固定座上或所述連接座上， 且位于固定座與連接座的結(jié)合部位。該鈦合金鍛件的模鍛裝置在每次模鍛結(jié)束后，先啟動上頂出液壓裝置，由上頂桿壓住上模銷軸及套環(huán)將鍛件壓住，使鍛件留在下模腔內(nèi)，然后油壓機(jī)上橫梁回程，帶動基座、上模移動，上模移動H/2 Hmm之間(H為上模銷軸的最大行程)，卸掉上頂出的油壓，再由上橫梁回程帶動基座、上模、套環(huán)、上連桿、上頂桿及上模銷軸一齊移動，即可完成薄壁軸鍛件的上模脫模工作。最后壓機(jī)下頂出油缸活塞上升，由下頂桿帶動鍛件脫模，并用啟模機(jī)快速取出鍛件放入冷卻水槽，進(jìn)行水冷。本實(shí)用新型在脫模時(shí)鍛件處于被套環(huán)壓住的狀態(tài)而不會粘于上模，解決了冷卻速度太慢而影響空心薄壁軸鍛件的產(chǎn)品質(zhì)量的問題，使用脫模裝置使模鍛件脫模方便，縮短脫模過程所需的時(shí)間，提高模鍛件的生產(chǎn)效率，提高了模具使用壽命。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于1、本實(shí)用新型使薄壁軸鈦合金鍛件的脫模顯得容易，一直存在的管類鍛件脫模瓶頸難題得以徹底解決，為批量生產(chǎn)同類產(chǎn)品打下了基礎(chǔ)。2、由于鈦合金鍛件采用該脫模裝置，脫模時(shí)間大幅度減少。采用常規(guī)的脫模裝置， 當(dāng)內(nèi)表面的摩擦力加飛邊包住上模的阻力大于鍛件表面的摩擦力，使該鍛件在生產(chǎn)中遇到了 “脫模難即鍛件粘上?！眴栴}，為了將鍛件取出，鍛件和上模模具下行，將鍛件再次壓進(jìn)模腔，由于內(nèi)表面的摩擦力加飛地包住上模的阻力相當(dāng)大，必須要將上模和鍛件重新模具都冷卻到600°C以下，通過內(nèi)外模的溫差及高溫合金與鐵合金膨脹系數(shù)的差異，增加鍛件外壁與內(nèi)框模和基座之間的阻力，使鍛件留在內(nèi)框模內(nèi)，讓上模順利脫出。另外模具壽命也明顯縮短(因?yàn)槔鋮s時(shí)外表面模具溫度比鍛件的溫度下降得快；另外，高溫合金的線膨脹系數(shù)大于鈦合金線膨脹系數(shù))，而這一過程一般需要不少于30分鐘的時(shí)間，有時(shí)甚至超過1小時(shí)，致使模鍛的生產(chǎn)效率低下。本實(shí)用新型模鍛后每個(gè)鍛件脫模時(shí)間大幅降低，大大提高了生產(chǎn)效率。3、采用本實(shí)用新型生產(chǎn)出的薄璧軸鍛件組織性能也有明顯改善。
圖1是現(xiàn)有鈦合金模鍛裝置模鍛薄壁軸示意圖；圖2是本實(shí)用新型鈦合金鍛件的模鍛裝置中一實(shí)施例脫模前的示意圖；圖3是本實(shí)用新型鈦合金鍛件的模鍛裝置中一實(shí)施例脫模后的示意圖；圖4a、圖4b是本實(shí)用新型鈦合金鍛件的模鍛裝置分步脫模示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖2 圖4b所示，本實(shí)用新型是一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，鍛模裝置包括上基座1，在所述上基座1的中間設(shè)有垂直于上基座的通孔101，在所述通孔1內(nèi)穿過一套筒結(jié)構(gòu)的上連桿3，在所述上連桿3內(nèi)穿過一上頂桿2，在所述上頂桿2上設(shè)有螺紋段，所述螺紋段與用于限位的螺母4配合連接，所述螺母4設(shè)置在上基座1上設(shè)置的凹槽內(nèi)；在所述上基座1的下端設(shè)有上模5，在所述上模5上設(shè)有用于穿過所述上頂桿2的中心導(dǎo)孔501，在所述上模5上還設(shè)有與中心導(dǎo)孔5連通的徑向貫通的槽孔502，所述上頂桿2穿過所述中心導(dǎo)孔501與槽孔502在其端部連接有上模銷軸6，所述上模銷軸6位于所述槽孔502內(nèi)能隨上頂桿2上下移動，所述上模銷軸6的兩端伸出所述上模5并與一套環(huán)7相連接，所述套環(huán) 7的一端套接在所述上模5的外側(cè)；在所述上模5的下端設(shè)有下模8，在所述下模8上設(shè)有用于容納上模5、套環(huán)7及鍛件10的通孔，所述下模8設(shè)置在下基座9上，在所述下基座9 上設(shè)有用于放置鍛件10的通孔901。模鍛前，上頂出液壓裝置完全回程。當(dāng)坯料放入上模5、下模8、的模具型腔后，上模5緩緩下壓，以便使頂出套環(huán)7復(fù)位。模鍛時(shí)，最初先給一個(gè)較小的鍛造壓力，使上模5等各個(gè)部分的配合面貼合緊密； 然后迅速加壓至最終壓力，使得鍛坯在較短時(shí)間內(nèi)擠壓成形。鍛件充滿后，啟動上頂出液壓裝置，由上頂桿2壓住上模銷軸6及套環(huán)7將鍛件10 壓住，使鍛件10留在下模8腔內(nèi)，上橫梁阻程方可帶動上模5移動。圖4a、圖4b中，Pl為壓力，P2為脫模力。上模銷軸6在上模中的最大行程為Hmm，所以在上頂桿2壓住上模銷軸6時(shí)，控制上模移動運(yùn)< Hmm，當(dāng)上模5移動彡H/2mm時(shí)，將卸掉上頂出的油壓；上橫梁回程帶動上基座1、上模5、套環(huán)7、上連桿3、上頂桿2及上模銷軸6 —齊移動，即可完成薄壁軸鍛件的上模脫模工作。本實(shí)用新型實(shí)施后，鍛件的脫模時(shí)間從原來的鍛件粘上模，鍛件取不出或者要消耗1小時(shí)/件到現(xiàn)在每次脫模時(shí)間僅需3 5分鐘，脫模變得很方便。一方面提高了生產(chǎn)效率，另一方面提高了模具壽命，再者提高了鍛件的性能。另外，通過本實(shí)用新型生產(chǎn)出表面光潔、組織性能穩(wěn)定的TC4鐵合金薄壁軸等溫鍛件。 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特征在于，所述鍛模裝置包括上基座，在所述上基座的中間設(shè)有垂直于上基座的通孔，在所述通孔內(nèi)穿過一套筒結(jié)構(gòu)的上連桿，在所述上連桿內(nèi)穿過一上頂桿，在所述上頂桿上設(shè)有螺紋段，所述螺紋段與用于限位的螺母配合連接， 所述螺母設(shè)置在上基座上設(shè)置的凹槽內(nèi)；在所述上基座的下端設(shè)有上模，在所述上模上設(shè)有用于穿過所述上頂桿的中心導(dǎo)孔，在所述上模上還設(shè)有與中心導(dǎo)孔連通的徑向貫通的槽孔，所述上頂桿穿過所述中心導(dǎo)孔與槽孔在其端部連接有上模銷軸，所述上模銷軸位于所述槽孔內(nèi)能隨上頂桿上下移動，所述上模銷軸的兩端伸出所述上模并與一套環(huán)相連接，所述套環(huán)的一端套接在所述上模的外側(cè)；在所述上模的下端設(shè)有下模，在所述下模上設(shè)有用于容納上模、套環(huán)及鍛件的通孔，所述下模設(shè)置在下基座上，在所述下基座上設(shè)有用于放置鍛件的通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特征在于，所述上基座包括有固定座與連接座，所述固定座與連接座通過法蘭結(jié)構(gòu)連接在一起。
3.如權(quán)利要求2所述的鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特征在于，所述凹槽貫通于所述上基座，所述被設(shè)置在所述固定座上或所述連接座上，且位于固定座與連接座的結(jié)合部位。
專利摘要本實(shí)用新型內(nèi)公共開了一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，該鍛模裝置包括上基座的中間設(shè)有垂直于上基座的通孔，通孔內(nèi)穿過一套筒結(jié)構(gòu)的上連桿，在上連桿內(nèi)穿過一上頂桿，上頂桿上設(shè)有螺紋段且與用于限位的螺母配合連接；上基座的下端為上模，上模上還設(shè)有中心導(dǎo)孔以及與中心導(dǎo)孔連通的徑向貫通的槽孔，上頂桿穿過中心導(dǎo)孔與槽孔在其端部連接有上模銷軸，上模銷軸位于槽孔內(nèi)能隨上頂桿上下移動，上模銷軸的兩端伸出上模并與一套環(huán)相連接，套環(huán)的一端套接在上模的外側(cè)；上模的下端為下模，在下模上設(shè)有通孔，下模設(shè)置在下基座上，在下基座上設(shè)有用于放置鍛件的通孔。該模鍛裝置在鍛件處于被套環(huán)壓住的狀態(tài)而不會粘于上模，達(dá)到模鍛件脫模方便的目的。
文檔編號B21J9/02GK202192194SQ201120261450
公開日2012年4月18日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者沈炎, 趙林華 申請人:江陰市燎原鍛壓有限公司