超長圓柱體毛坯鐓粗模具的製作方法
2023-06-09 22:16:31 3
專利名稱：超長圓柱體毛坯鐓粗模具的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種金屬鍛造技術領域的裝置，具體是一種超長圓柱體毛坯鐓粗 模具。
背景技術：
為了改善圓柱體形狀零件的質量，在生產中常會碰到必須鐓粗圓柱體的毛坯的長 度Itl = (3 4) d0,例如，製造大型端銑刀，其工作部分由高速工具鋼W6Mo5Cr4V2製造，而該毛 坯的長度即為上述所指出尺寸。不少研究成果指出，用經過塑性變形的工具鋼毛坯做銑刀 等切削工具，其壽命比未經變形的毛坯增加到1. 5 2倍。然而，這類切削工具的毛坯其高 徑比遠大於2. 5，因此在做鐓粗變形時易於彎曲。對於鐓粗相對變形程度ε =0.4 0.6 的毛坯，才能有效提高工具鋼壽命。要達到這樣高的變形程度，在現有模具中必須用2 3 工步加工毛坯。經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN101670415A，
公開日2010_3_17， 記載了一種用於超長細杆扭轉鐓粗的液壓模具，該技術包括模具殼體、旋轉機構、定位機 構和鐓粗機構，其中旋轉機構固定設置於模具殼體的下埠，定位機構固定設置於模具殼 體的中部並與待鍛件的側面相接觸，鐓粗機構位於模具殼體內部並分別與待鍛件的上端面 和下端面相接觸，旋轉機構和鐓粗機構經液壓管路相連接。但是該現有技術的模具結構和輔助裝置複雜、製造成本高，又有操作要求較高的 液壓裝置，因此，該裝置平時使用、維護要求較高的人員素質。一般難以推廣到中小型工廠。
發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種超長圓柱體毛坯鐓粗模具，該模 具結構簡單，便於操作，採用一個工步即可實現長徑比在3-4、相對變形程度為0. 4 0. 6的 毛坯鐓粗，能夠有效地防止毛坯鐓粗時彎曲，順利地用於該類毛坯的變形本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括殼體、墊塊、調整彈簧、凸模和軸 套，其中墊塊、調整彈簧、待墩粗毛坯和凸模依次由下至上設置於殼體內，軸套套接於凸模 外部並與殼體固定連接。所述的軸套的外部固定設置套環，該套環位於軸套的上部並形成沿殼體內表面鐓 粗的第一運動副；所述的軸套的外部設有座圈和環形鑲塊，其中環形鑲塊位於調整彈簧的上方，座 圈套接於軸套外且正對環形鑲塊形成對應的第二運動副，所述的環形鑲塊的內壁均布有六個徑向突出，該徑向突出與待墩粗毛坯相接觸，本發明的優點在於模具結構簡單易行，投入少，成效顯著。
圖1為本發明結構示意圖。
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圖2為圖1剖面圖。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行 實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施 例。如圖1所示，本實施例包括殼體1、墊塊2、調整彈簧3、凸模4和軸套5，其中墊 塊2、調整彈簧3、待墩粗毛坯6和凸模4依次由下至上設置於殼體1內，軸套5套接於凸模 4外部並與殼體1固定連接。所述的凸模4的一側垂直設有銷釘7 ；所述的軸套5的外部固定設置套環8，該套環8位於軸套5的上部並形成沿殼體1 內表面鐓粗的第一運動副；所述的軸套5的外部設有座圈9和環形鑲塊10，其中環形鑲塊10位於調整彈簧 3的上方，座圈9套接於軸套5外且正對環形鑲塊10形成對應的第二運動副；所述的環形鑲塊10的內壁均布有六個徑向突出11，該徑向突出與待墩粗毛坯6相 接觸；所述的套環8的頂部設有彈性元件12，該彈性元件12與座圈9相接觸，其作用為 保證座圈10在長杆鐓粗後的復位；所述的套環8和凸模4之間設有壓縮彈簧13，以保證軸套5、鑲塊10和徑向突出 11鐓粗毛坯後的復位。凸模4的縱向位移由壓機滑塊提供。本實施例通過以下步驟進行工作首先在墊塊2的中心放上待鐓粗毛坯6 (長Itl,直徑dQ)；然後將凸模4和軸套5 —起通過環9進入殼體1直到與支撐調整彈簧3上的軸套 5的環形鑲塊10接觸吻合，調整彈簧3便於凸模與軸套的定位。因此，軸套5的環形鑲塊 10沿著毛坯長度中間(1。/2)抱住毛坯側表面；待鐓粗毛坯6在凸模4壓力機施加力P作用 下實現鐓粗。在毛坯鐓粗值Δ時(見圖1)，凸模4相對殼體1向下位移同樣距離。由於壓縮彈 簧13、在環形鑲塊10與待墩粗毛坯6接觸點摩擦力和支撐調整彈簧3的反作用力以及鑲塊 10上斜面共同作用，軸套相對毛坯位移值A1 = Δ/2。這樣，軸套5的環形鑲塊10總是抱住變形毛坯的中間。待鐓粗毛坯6在鐓粗時彎曲情況下，從軸套5環形鑲塊10出來半成品，在這種情 況下，沿著座圈9的錐形面的作用防止了彎曲。隨後同樣地用力座圈9內圓柱面與軸套5 的表面貼緊以阻止毛坯的自由彎曲。在此情況下，儘管同時出現摩擦力，在對應的運動副上 有效地楔住，也要防止座圈9相對軸套5向上位移。在鐓粗時，毛坯沒有彎曲，其直徑沿著圓周同等增大，所有環形鑲塊10在接觸點 同時徑向位移，座圈9由於沿著錐體表面與軸套5克服彈性元件12的阻力向上運動，凸模4 和軸套5相對殼體1向下運動。由此，完成了毛坯鐓粗全過程。待鐓粗毛坯6鐓粗到最大 變形程度沒有彎曲。毛坯鐓粗到必須的相對變形程度之後，消耗了壓力機載荷，為了從模具中取出鍛件，套入軸套5的凸模4向上運動。調整彈簧3、壓縮彈簧13和彈性體12力學性能、環形鑲 塊10的彎曲剛性、甚至軸套和座圈9配合面錐角α應該保證本工藝過程的實施。為此必 須通過以下方式計算獲得正確的錐角α值在待鐓粗毛坯6鐓粗Δ長度時，凸模下行Δ，軸套5在壓縮彈簧13的作用下，克 服調整彈簧3的阻力及環形鑲塊10和毛坯接觸處的摩擦力下行。在此條件下，作用到彈性 體上力的平衡方程P13 = F6+P3，其中P3，P13分別為調整彈簧3和壓縮彈簧13的壓縮力；F6 =(F0) 6n ； (Ftl)6軸套5 —個鑲塊與待鐓粗毛坯6接觸處的摩擦力；η鑲塊的數量。為了確定座圈9和軸套5表面配合錐角，在分析模具所有運動元件動力學的基礎 上得出如下方程Sin2a+2flSin2a+btga = c (2)式中f\環形鑲塊10和座圈9接觸錐面上摩擦係數；b = -2a/(fC12) ；c = aA/ (Hc12) ；a = c13-c3-fc5 ；f環形鑲塊10和待鐓粗毛坯6接觸處的摩擦係數；c3、c13、ci2、c5對 應彈性體12和環形鑲塊10調整彈簧3和壓縮彈簧13的壓縮剛性；1環形鑲塊10的錐面尚度。為了簡化模具結構，利用生產條件，在Δ = 0時， 所指定錐角給出確定值，這時方程(2)的形式如下
權利要求
一種超長圓柱體毛坯鐓粗模具，包括殼體、墊塊、調整彈簧、凸模和軸套，其特徵在於墊塊、調整彈簧、待墩粗毛坯和凸模依次由下至上設置於殼體內，軸套套接於凸模外部並與殼體固定連接。
2.根據權利要求1所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的凸模的一側垂 直設有銷釘。
3.根據權利要求1所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的軸套的外部固 定設置套環，該套環位於軸套的上部並形成沿殼體內表面鐓粗的第一運動副。
4.根據權利要求1所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的軸套的外部設 有座圈和環形鑲塊，其中環形鑲塊位於調整彈簧的上方，座圈套接於軸套外且正對環形鑲 塊形成對應的第二運動副。
5.根據權利要求4所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的環形鑲塊的內 壁均布有六個徑向突出，該徑向突出與待墩粗毛坯相接觸。
6.根據權利要求4所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的環形鑲塊的外 表面帶有錐角α，其角度範圍為25° 35°。
7.根據權利要求3所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的套環的頂部設 有彈性元件以實現座圈在長杆鐓粗後的復位。
8.根據權利要求3所述的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，其特徵是，所述的套環和凸模之 間設有壓縮彈簧以實現軸套帶著座圈相對凸模的縱向位移。
全文摘要
一種金屬鍛造技術領域的超長圓柱體毛坯鐓粗模具，包括殼體、墊塊、調整彈簧、凸模和軸套，墊塊、調整彈簧、待墩粗毛坯和凸模依次由下至上設置於殼體內，軸套套接於凸模外部並與殼體固定連接。本發明採用一個工步即可實現長徑比在3-4、相對變形程度為0.4～0.6的毛坯鐓粗，能夠有效地防止毛坯鐓粗時彎曲，順利地用於該類毛坯的變形。
文檔編號B21J13/02GK101947618SQ20101027589
公開日2011年1月19日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年9月8日
發明者陸友榮 申請人:上海運良企業發展有限公司