一種鈦合金鍛件的模鍛裝置的製作方法

2023-06-17 04:31:21

專利名稱：一種鈦合金鍛件的模鍛裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及模鍛設備，具體涉及一種鈦合金鍛件的模鍛裝置。
背景技術：
用於特殊用途的鐵合金等溫鍛件，其鍛造的基本工藝流程是1、進行鍛件設計，製作一個與鐵合金鍛件只寸、形狀匹配的模具；2、採用等溫鍛造生產工藝制餅，加工成一定形狀的荒坯；3、採用等溫鍛造工藝，利用模具將鐵合金荒坯壓製成合金模鍛件；4、脫模，將成型的合金模鍛件從模具內脫出；5、熱處理，機加工。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過程中，脫模是不可缺少的工序。如1所示，是現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。空心薄壁軸鍛件屬傳動系統的關鍵件。在生產鐵合金空心薄壁軸鍛件時，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型腔時，會產生一些包住模具上模的飛邊。採用常規的脫模方式，上.模40及基座20隨上橫梁10回程一步脫模，會遭遇「脫模難即鍛件粘上模」的難題其一方面，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，鍛件強度性能有很大的下降，影響鍛件產品的合格率；另一方面，為了將鍛件取出，採用鍛件與上模模具一起下行，將鍛件再次壓進模腔。由於內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，通過內外模的溫差及高溫合金與鈦合金膨脹係數的差異，增加鍛件外壁與內框模之間的阻力，使鍛件留在內框模內，讓上模順利脫出。模具壽命也明顯縮短。(因為冷卻時外表面模具溫度比鍛件的溫度下降得快；另外，高溫合金的線膨脹係數大於鈦合金線膨脹係數)，而這一過程一般需要不少於40 分鐘的時間，有時甚至超過1小時，致使模鍛的生產效率低下。管類、軸頸類及有一定高度的盤類模鍛件，常會發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，往往採用加大脫模角度的方法來解決，設計的脫模角度高達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，往往採用減小外框模脫模角度的方法來解決。通常設計的脫模角度為0°或負數。 在實際生產過程中，脫模仍十分困難，產品報廢嚴重，生產效率低下，而且脫模角度越大，相對成品零件模鍛件餘量越大，機加工零件成材率越低。另外增加外框模與鍛件之間的阻力， 採用減小外框模脫模角度的方法，設計的脫模角度0°或負數易造成下頂出杆將鍛件頂出時阻力增加，從而造成鍛件變形，造成鍛件報廢。鍛造時鍛件粘模問題成為空心薄壁軸鍛件工藝環節上的瓶頸，阻礙了該類鍛件的
正常生產。
實用新型內容本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的缺陷，設計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鍛件處於被套環壓住的狀態而不會粘於上模，達到模鍛件脫模方便，縮短脫模過程所需的時間，提高模鍛件的生產效率，延長模具使用壽命；另外，還可以解決冷卻速緩慢，影響薄壁軸鍛件產品合格率的問題。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是提供一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特徵在於，所述鍛模裝置包括上基座，在所述上基座的中間設有垂直於上基座的通孔，在所述通孔內穿過一套筒結構的上連杆，在所述上連杆內穿過一上頂杆，在所述上頂杆上設有螺紋段，所述螺紋段與用於限位的螺母配合連接，所述螺母設置在上基座上設置的凹槽內；在所述上基座的下端設有上模，在所述上模上設有用於穿過所述上頂杆的中心導孔，在所述上模上還設有與中心導孔連通的徑向貫通的槽孔，所述上頂杆穿過所述中心導孔與槽孔在其端部連接有上模銷軸，所述上模銷軸位於所述槽孔內能隨上頂杆上下移動，所述上模銷軸的兩端伸出所述上模並與一套環相連接，所述套環的一端套接在所述上模的外側； 在所述上模的下端設有下模，在所述下模上設有用於容納上模、套環及鍛件的通孔，所述下模設置在下基座上，在所述下基座上設有用於放置鍛件的通孔。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構連接在一起。其中，所述凹槽貫通於所述上基座，所述被設置在所述固定座上或所述連接座上， 且位於固定座與連接座的結合部位。該鈦合金鍛件的模鍛裝置在每次模鍛結束後，先啟動上頂出液壓裝置，由上頂杆壓住上模銷軸及套環將鍛件壓住，使鍛件留在下模腔內，然後油壓機上橫梁回程，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、上連杆、上頂杆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。最後壓機下頂出油缸活塞上升，由下頂杆帶動鍛件脫模，並用啟模機快速取出鍛件放入冷卻水槽，進行水冷。本實用新型在脫模時鍛件處於被套環壓住的狀態而不會粘於上模，解決了冷卻速度太慢而影響空心薄壁軸鍛件的產品質量的問題，使用脫模裝置使模鍛件脫模方便，縮短脫模過程所需的時間，提高模鍛件的生產效率，提高了模具使用壽命。本實用新型的優點和有益效果在於1、本實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，為批量生產同類產品打下了基礎。2、由於鈦合金鍛件採用該脫模裝置，脫模時間大幅度減少。採用常規的脫模裝置， 當內表面的摩擦力加飛邊包住上模的阻力大於鍛件表面的摩擦力，使該鍛件在生產中遇到了 「脫模難即鍛件粘上模」問題，為了將鍛件取出，鍛件和上模模具下行，將鍛件再次壓進模腔，由於內表面的摩擦力加飛地包住上模的阻力相當大，必須要將上模和鍛件重新模具都冷卻到600°C以下，通過內外模的溫差及高溫合金與鐵合金膨脹係數的差異，增加鍛件外壁與內框模和基座之間的阻力，使鍛件留在內框模內，讓上模順利脫出。另外模具壽命也明顯縮短(因為冷卻時外表面模具溫度比鍛件的溫度下降得快；另外，高溫合金的線膨脹係數大於鈦合金線膨脹係數)，而這一過程一般需要不少於30分鐘的時間，有時甚至超過1小時，致使模鍛的生產效率低下。本實用新型模鍛後每個鍛件脫模時間大幅降低，大大提高了生產效率。3、採用本實用新型生產出的薄璧軸鍛件組織性能也有明顯改善。
圖1是現有鈦合金模鍛裝置模鍛薄壁軸示意圖；圖2是本實用新型鈦合金鍛件的模鍛裝置中一實施例脫模前的示意圖；圖3是本實用新型鈦合金鍛件的模鍛裝置中一實施例脫模後的示意圖；圖4a、圖4b是本實用新型鈦合金鍛件的模鍛裝置分步脫模示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護範圍。如圖2 圖4b所示，本實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的中間設有垂直於上基座的通孔101，在所述通孔1內穿過一套筒結構的上連杆3，在所述上連杆3內穿過一上頂杆2，在所述上頂杆2上設有螺紋段，所述螺紋段與用於限位的螺母4配合連接，所述螺母4設置在上基座1上設置的凹槽內；在所述上基座1的下端設有上模5，在所述上模5上設有用於穿過所述上頂杆2的中心導孔501，在所述上模5上還設有與中心導孔5連通的徑向貫通的槽孔502，所述上頂杆2穿過所述中心導孔501與槽孔502在其端部連接有上模銷軸6，所述上模銷軸6位於所述槽孔502內能隨上頂杆2上下移動，所述上模銷軸6的兩端伸出所述上模5並與一套環7相連接，所述套環 7的一端套接在所述上模5的外側；在所述上模5的下端設有下模8，在所述下模8上設有用於容納上模5、套環7及鍛件10的通孔，所述下模8設置在下基座9上，在所述下基座9 上設有用於放置鍛件10的通孔901。模鍛前，上頂出液壓裝置完全回程。當坯料放入上模5、下模8、的模具型腔後，上模5緩緩下壓，以便使頂出套環7復位。模鍛時，最初先給一個較小的鍛造壓力，使上模5等各個部分的配合面貼合緊密； 然後迅速加壓至最終壓力，使得鍛坯在較短時間內擠壓成形。鍛件充滿後，啟動上頂出液壓裝置，由上頂杆2壓住上模銷軸6及套環7將鍛件10 壓住，使鍛件10留在下模8腔內，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，所以在上頂杆2壓住上模銷軸6時，控制上模移動運< Hmm，當上模5移動彡H/2mm時，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7、上連杆3、上頂杆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。本實用新型實施後，鍛件的脫模時間從原來的鍛件粘上模，鍛件取不出或者要消耗1小時/件到現在每次脫模時間僅需3 5分鐘，脫模變得很方便。一方面提高了生產效率，另一方面提高了模具壽命，再者提高了鍛件的性能。另外，通過本實用新型生產出表面光潔、組織性能穩定的TC4鐵合金薄壁軸等溫鍛件。 以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特徵在於，所述鍛模裝置包括上基座，在所述上基座的中間設有垂直於上基座的通孔，在所述通孔內穿過一套筒結構的上連杆，在所述上連杆內穿過一上頂杆，在所述上頂杆上設有螺紋段，所述螺紋段與用於限位的螺母配合連接， 所述螺母設置在上基座上設置的凹槽內；在所述上基座的下端設有上模，在所述上模上設有用於穿過所述上頂杆的中心導孔，在所述上模上還設有與中心導孔連通的徑向貫通的槽孔，所述上頂杆穿過所述中心導孔與槽孔在其端部連接有上模銷軸，所述上模銷軸位於所述槽孔內能隨上頂杆上下移動，所述上模銷軸的兩端伸出所述上模並與一套環相連接，所述套環的一端套接在所述上模的外側；在所述上模的下端設有下模，在所述下模上設有用於容納上模、套環及鍛件的通孔，所述下模設置在下基座上，在所述下基座上設有用於放置鍛件的通孔。
2.如權利要求1所述的鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特徵在於，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構連接在一起。
3.如權利要求2所述的鈦合金鍛件的模鍛裝置，其特徵在於，所述凹槽貫通於所述上基座，所述被設置在所述固定座上或所述連接座上，且位於固定座與連接座的結合部位。
專利摘要本實用新型內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有垂直於上基座的通孔，通孔內穿過一套筒結構的上連杆，在上連杆內穿過一上頂杆，上頂杆上設有螺紋段且與用於限位的螺母配合連接；上基座的下端為上模，上模上還設有中心導孔以及與中心導孔連通的徑向貫通的槽孔，上頂杆穿過中心導孔與槽孔在其端部連接有上模銷軸，上模銷軸位於槽孔內能隨上頂杆上下移動，上模銷軸的兩端伸出上模並與一套環相連接，套環的一端套接在上模的外側；上模的下端為下模，在下模上設有通孔，下模設置在下基座上，在下基座上設有用於放置鍛件的通孔。該模鍛裝置在鍛件處於被套環壓住的狀態而不會粘於上模，達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 優先權日2011年7月22日
發明者沈炎, 趙林華 申請人:江陰市燎原鍛壓有限公司