單齒履帶板半開半閉式制坯模的製作方法

2023-05-27 06:47:26 2

單齒履帶板半開半閉式制坯模的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種鍛壓機械的零件，特別是涉及一種用於鍛造單齒履帶板的模具。其目的是為了提供一種能用於單齒履帶板預鍛制坯的、得到的鍛件較易進行終鍛的單齒履帶板半開半閉式制坯模。本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模包括上模和下模，下模上凹模型腔的型腔面包括前型腔面、後型腔面、左型腔面、過渡型腔面和右型腔面，左型腔面為平面且從左上沿右下方向設置，右型腔面為平面且從右上沿左下方向設置，過渡型腔面向下凹陷，下模上設前飛邊橋、前飛邊槽、後飛邊橋和後飛邊槽，上模上設橫截面呈三角形的凸模、前凸塊和後凸塊。
【專利說明】單齒履帶板半開半閉式制坯模
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鍛壓機械的零件，特別是涉及一種用於鍛造單齒履帶板的模 具。
【背景技術】
[0002]履帶板是工程機械的底盤件之一，常用在挖掘機、推土機、履帶式起重機和攤鋪機 等工程機械上。先前的履帶板少部分採用鑄造工藝生產，其生產周期長，表面質量差，機械 性能差，成品率不高，這主要是鑄造工藝本身帶來的，鑄造工藝有其無法避免的缺陷:金屬 液在凝固過程中由於氣泡的存在，在形成鑄件的過程中易造成氣孔、縮孔。目前絕大部分履 帶板是軋制出來的，不過軋制工藝更適於大批量生產，材料的利用率不高，若小批量生產的 話成本太高。節距203mm和216mm是履帶式推土機使用最廣泛的兩種規格，履帶板惡劣的 工作環境決定了設計中要保證履帶板具有較高的強度、耐磨性和良好的韌性，目前此類履 帶板的年需求量約為1.5萬噸，它們幾乎目前都是軋制的。但是，對於大節距的履帶板，如 節距260mm以上的，由於市場的需求量相對較小，出於成本高的考慮，國內的鋼廠一般不進 行軋制生產，而市場上一般從國外進口。但是進口的履帶板價格高，訂貨周期長，供貨不及 時。鍛造工藝製成的產品其機械性能一般要優於鑄造產品，且小批量生產的成本低於軋制 工藝。
[0003]單齒履帶板是履帶板中的一種，本申請的說明書附圖圖1示出了單齒履帶板的立 體圖，目前，市場上少有單齒履帶板的鍛造產品，從圖1中可以看出，單齒履帶板是異形薄 板類零件，包括齒部I'和圓滑板面2'，對於節距260mm的單齒履帶板，其鍛件投影面積為 1895?2345cm2，初步估算其所需的鍛壓成形力最小為10000kg，需要大噸位設備，同時該鍛 件的鍛造難度在於面寬、板薄、齒部高，結構複雜，在採用熱模鍛塑性成型過程中，金屬會非 常難於流動，型腔不易充滿，尤其是齒部I'較高而容易產生鍛造缺陷。也就是說，對於採用 鍛造工藝生產單齒履帶板，目前沒有較好的解決方案。本 申請人:針對單齒履帶板的鍛造工 藝進行了分析研究，認為單齒履帶板較難只採用具有終鍛型腔的鍛模鍛造成形，尤其是齒 部最薄部位厚28_、高87.5_，直接鍛造時齒部無法充滿，需要有預鍛制坯過程，即通過預 鍛制坯，將鍛料分料定位，把齒部預先在制坯時鍛造出來，得到一定形狀的鍛件以適應終鍛 過程，然後才進行終鍛。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種能用於單齒履帶板預鍛制坯的、得到的 鍛件較易進行終鍛的單齒履帶板半開半閉式制坯模。
[0005]本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模，包括上模和下模，所述上模位於下模 的正上方，其中:
[0006]所述下模上設有上端開口的凹模型腔，所述凹模型腔的型腔面包括前型腔面、後 型腔面、左型腔面、過渡型腔面和右型腔面，左型腔面的前後兩端分別與前型腔面、後型腔面連接，過渡型腔面的前後兩端分別與前型腔面、後型腔面連接，右型腔面的前後兩端分別 與前型腔面、後型腔面連接，左型腔面為平面且左型腔面從左上沿右下方向設置，右型腔面 為平面且右型腔面從右上沿左下方向設置，過渡型腔面位於左型腔面和右型腔面之間，過 渡型腔面向下凹陷，過渡型腔面的左邊緣與左型腔面的右下邊緣相切，過渡型腔面的右邊 緣與右型腔面的左下邊緣相切；
[0007]所述下模上設有前飛邊橋和後飛邊橋，前飛邊橋和後飛邊橋均呈開口朝上的V字 形，前飛邊橋設置在凹模型腔的右前角處，下模上在前飛邊橋的前側設有前飛邊槽，後飛邊 橋設置在凹模型腔的右后角處，下模上在後飛邊橋的後側設有後飛邊槽；
[0008]所述上模的下端面上設有凸模，凸模的橫截面呈三角形，上模的下端面上還設有 前凸塊和後凸塊，前凸塊和後凸塊的橫截面均呈三角形，前凸塊位於凸模右前角的前側，後 凸塊位於凸模右后角的後側；
[0009]當所述上模與下模對合時，所述凸模前側壁面與所述前型腔面貼合，所述凸模後 側壁面與所述後型腔面貼合，所述前凸塊對應地位於前飛邊橋的上方且前凸塊與前飛邊 橋之間留有間隙，所述後凸塊對應地位於後飛邊橋的上方且後凸塊與後飛邊橋之間留有間 隙。
[0010]本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模，其中所述下模的上端面上在左右兩邊 緣處分別設有左凹槽和右凹槽，左凹槽和右凹槽均沿前後方向設置，下模上還設有前後兩 個頂料杆孔，所述頂料杆孔的兩端分別連通所述凹模型腔和左凹槽，所述頂料杆孔的左端 位於頂料杆孔的右端的左下方，所述兩個頂料杆孔內均設有頂料杆，所述下模上分別在所 述兩個頂料杆孔的左側設有楔塊槽，所述楔塊槽內均設有楔塊，所述楔塊上沿前後方向設 有楔塊孔，所述楔塊的右壁面為從左上沿右下方向延伸的斜面，所述兩個楔塊的右壁面分 別與所述兩個頂料杆的左端相抵；
[0011 ] 所述上模的下端面上分別對應所述左凹槽和右凹槽設有左凸臺和右凸臺，所述左 凸臺上分別對應所述楔塊槽設有上半容納凹槽。
[0012]本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模，其中所述上模的前端面和後端面上分 別設有一個上模吊裝孔，所述下模的前端面和後端面上分別設有一個下模吊裝孔。
[0013]本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模與現有技術不同之處在於本實用新型 單齒履帶板半開半閉式制坯模給出了一種單齒履帶板的預鍛模具，本實用新型單齒履帶板 半開半閉式制坯模的下模上凹模型腔的型腔面包括前型腔面、後型腔面、左型腔面、過渡型 腔面和右型腔面，左型腔面為平面且左型腔面從左上沿右下方向設置，右型腔面為平面且 右型腔面從右上沿左下方向設置，過渡型腔面向下凹陷，過渡型腔面的左邊緣與左型腔面 的右下邊緣相切，過渡型腔面的右邊緣與右型腔面的左下邊緣相切，而上模的下端面上設 有凸模，凸模的橫截面呈三角形，當上模與下模對合時，凸模前側壁面與前型腔面貼合，凸 模後側壁面與後型腔面貼合，這樣預鍛形成的鍛件會呈鉤形，從圖1中可以看出，若去掉圓 滑板面中伸出齒部的部分板面，則餘下的單齒履帶板也是近似呈鉤形的，於是本實用新型 單齒履帶板半開半閉式制坯模預鍛成的鍛件其鍛料的分布已較接近單齒履帶板的外形，預 鍛成的鉤形鍛件在進行終鍛時，其中的一個邊作為履帶板的長板，另一個邊直接放入終鍛 模膛的齒部型腔，由於放入齒部型腔的一邊已接近單齒履帶板齒部的形狀，並且可使其略 高於齒部型腔的深度，這樣在終鍛時齒部是以鐓粗方式充滿型腔的，這與擠入式成型相比，鍛造工藝性更為合理。而由於過渡型腔面向下凹陷，所以預鍛成的鍛件其鉤形的彎折位置鍛料會較多並向下隆起，這樣在後續利用鉤形鍛件的左半部分鍛造單齒履帶板的齒部時，這個位置隆起的凸塊能夠受力而使得齒部的型腔較易充滿，並且多餘的鍛料用於鍛造成圓滑板面中伸出齒部的部分，由於左半部分若採用開式鍛造的話在終鍛時左半部分的飛邊會產生折紋，所以本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模只在右半部分採用了開式鍛造，即下模上設有呈開口朝上的V字形的前飛邊橋和後飛邊橋，前飛邊橋設置在凹模型腔的右前角處，後飛邊橋設置在凹模型腔的右后角處，上模的下端面上對應設有橫截面呈三角形的前凸塊和後凸塊，為了容納飛邊，下模上還各設有前飛邊槽和後飛邊槽。而兩側的半閉式即坯料的兩端處於閉式型腔中，坯料的軸向封閉住，使得坯料只能向彎折位置的兩邊流動，迫使鍛料充向上模與下模之間的四個難於充滿的角部。所以本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模能夠用於單齒履帶板的預鍛制坯，且得到的鍛件較易進行終鍛。
[0014]本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模中頂料杆和楔塊的設計使得鍛造成型後頂出鍛件更容易。上模和下模上設置吊裝孔能夠方便對模具的吊運。
[0015]下面結合附圖對本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為單齒履帶板的立體圖；
[0017]圖2為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例當上模與下模對合時的立體圖；
[0018]圖3為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例中下模的前側右上視角的立體圖；
[0019]圖4為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例中下模的俯視圖；
[0020]圖5為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例中上模的前側左下視角的立體圖；
[0021]圖6為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例中上模的仰視圖；
[0022]圖7為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例略去上模後的前側左上視角的立體圖；
[0023]圖8為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例的正視剖視圖；
[0024]圖9為本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例鍛造出的鍛件立體圖；
[0025]圖10為單齒履帶板鍛造方法第一個實施例中使用的終鍛模具的前側右上視角的立體圖；
[0026]圖11為單齒履帶板鍛造方法第一個實施例中使用的終鍛模具的前側右下視角的立體圖；
[0027]圖12為單齒履帶板鍛造方法第一個實施例中使用的終鍛模具的正視剖視圖。【具體實施方式】
[0028]如圖2所示的本實用新型單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例，包括上模I和下模2，上模I位於下模2的正上方，參見圖3和圖4，下模2上設有上端開口的凹模型腔，凹模型腔的型腔面包括前型腔面(前型腔面在圖中未標出)、後型腔面212、左型腔面 213、過渡型腔面214和右型腔面215，左型腔面213的前後兩端分別與前型腔面、後型腔面 212連接，過渡型腔面214的前後兩端分別與前型腔面、後型腔面212連接，右型腔面215 的前後兩端分別與前型腔面、後型腔面212連接，左型腔面213為平面且左型腔面213從左 上沿右下方向傾斜設置，右型腔面215為平面且右型腔面215從右上沿左下方向傾斜設置， 過渡型腔面214位於左型腔面213和右型腔面215之間，過渡型腔面214向下凹陷,過渡型 腔面214的左邊緣與左型腔面213的右下邊緣相切，過渡型腔面214的右邊緣與右型腔面 215的左下邊緣相切，下模2上設有前飛邊橋22和後飛邊橋23，前飛邊橋22和後飛邊橋23 均呈開口朝上的V字形，前飛邊橋22設置在凹模型腔的右前角處，下模2上在前飛邊橋22 的前側設有前飛邊槽24，後飛邊橋23設置在凹模型腔的右后角處，下模2上在後飛邊橋23 的後側設有後飛邊槽25 ;參見圖5和圖6，上模I的下端面上設有凸模11，凸模11的橫截 面呈三角形，上模I的下端面上還設有前凸塊12和後凸塊13，前凸塊12和後凸塊13的橫 截面均呈三角形，前凸塊12位於凸模11右前角的前側，後凸塊13位於凸模11右后角的後 側；參見圖2和圖8，當上模I與下模2對合時，凸模11前側壁面與前型腔面貼合，凸模11 後側壁面與後型腔面212貼合，前凸塊12對應地位於前飛邊橋22的上方且前凸塊12與前 飛邊橋22之間留有間隙，後凸塊13對應地位於後飛邊橋23的上方且後凸塊13與後飛邊 橋23之間留有間隙。
[0029]這樣參見圖8，本實施例在上模與下模對合後，凸模與凹模型腔面之間的空間其橫 截面呈鉤形，於是，經本實施例鍛造後的鍛件其橫截面也會呈鉤形，如圖9所示，預鍛後的 鍛件其將包括左半部分31和右半部分32，左半部分31與右半部分32的連接部分將有向下 隆起的凸塊33。這樣預鍛制坯出來的鍛件，其外形已較接近單齒履帶板的外形。在後續進 行終鍛時，終鍛模具其型腔橫截面的形狀就是單齒履帶板的橫截面形狀，終鍛時將預鍛成 的鉤形鍛件的左半部分31放入終鍛模具的齒部型腔中，鉤形鍛件的左半部分31將用於鍛 造單齒履帶板的齒部，鉤形鍛件的右半部分32將用於鍛造單齒履帶板的圓滑板面，鉤形鍛 件的彎折部分向下隆起的凸塊33則用於在終鍛時受力以對左半部分擠壓使得終鍛模具的 齒部型腔被鍛料充滿，同時，鉤形鍛件的彎折部分向下隆起的凸塊33中多餘的鍛料則用於 鍛造圓滑板面中伸出齒部之外的板面。本實施例中只將右半部分設計成了開式模鍛，也就 是本實施例鍛造出的鍛件只有右半部分32上會有飛邊，這是由於左半部分31是用於終鍛 時鍛造齒部的，若左半部分採用開式鍛造，則在終鍛時左半部分31的飛邊會在終鍛時摺疊 嵌入鍛件的基體內形成折紋。
[0030]另外，為了方便在鍛造成型之後將鍛件頂出，如圖3所示，本實施例的下模2的上 端面上在左右兩邊緣處分別設有左凹槽26和右凹槽27，左凹槽26和右凹槽27均沿前後方 向設置，下模2上還設有前後兩個頂料杆孔28，頂料杆孔28的兩端分別連通凹模型腔和左 凹槽26，頂料杆孔28的左端位於頂料杆孔28的右端的左下方，參見圖7，兩個頂料杆孔28 內均設有頂料杆281，同時參見圖3和圖7，下模2上分別在兩個頂料杆孔28的左側設有楔 塊槽261，楔塊槽261內均設有楔塊29，楔塊29上沿前後方向設有楔塊孔(楔塊孔在圖中未 標出)，楔塊29的右壁面為從左上沿右下方向延伸的斜面，兩個楔塊29的右壁面分別與兩 個頂料杆281的左端相抵，參見圖5，上模I的下端面上分別對應左凹槽26和右凹槽27設 有左凸臺14和右凸臺15，左凸臺14上分別對應楔塊槽261設有上半容納凹槽141。在鍛造成型後，可由一個撬杆通過楔塊孔向上撬動楔塊29，楔塊29的右壁面將推動頂料杆281向右上方將鍛件頂出。
[0031]另外，為了方便人們對上模和下模進行吊運，參見圖2，本實施例的上模I的前端面和後端面上分別設有一個上模吊裝孔16，下模2的前端面和後端面上分別設有一個下模吊裝孔210。
[0032]單齒履帶板鍛造方法第一個實施例使用了前述的單齒履帶板半開半閉式制坯模第一個實施例，其包括以下步驟:
[0033]由下料重量53.4kg確定所需的下料尺寸，使用型號為GZ4230的臥式鋸床對材料為25CrMnB的直徑為115mm的圓鋼原材料進行鋸切；
[0034]使用1600KW的中頻感應加熱爐對下好的棒料加熱，加熱溫度為1100°C ；
[0035]將加熱後的棒料放入前述的單齒履帶板半開半閉式制坯模內，使用IOT模鍛錘進行預鍛；
[0036]使用1600KW的中頻感應加熱爐對預鍛成型的鍛件加熱，加熱溫度為1200°C ；
[0037]將加熱後的鍛件放入單齒履帶板的終鍛模具內，使用16T模鍛錘進行終鍛，其中，參見圖10、圖11和圖12，所使用的終鍛模具構造為:包括上模3和下模4，上模3位於下模4的正上方，下模4的上端面上設有下半圓滑板面型腔41和終鍛齒形腔42，終鍛齒形腔42位於下半圓滑板面型腔41之下且終鍛齒形腔42與下半圓滑板面型腔41連通，下模4的上端面上在下半圓滑板面型腔41的外周設有飛邊橋43，下模4的上端面上在飛邊橋43的外周設有飛邊槽44，上模3的下端面上對應下半圓滑板面型腔41設有上半圓滑板面型腔31 ；當上模3與下模4對合時，上模3的下端面與飛邊橋43之間留有間隙。具體在終鍛時，將預鍛得到的鍛件其中一邊放入終鍛齒形腔42內，預鍛得到的鍛件另一邊鋪於下半圓滑板面型腔41內，經過鍛打之後，鍛件彎折部分的隆起凸塊受力而迫使齒部被鐓粗從而充滿終鍛齒形腔42，其餘的鍛料被鍛打形成單齒履帶板的圓滑板面；
[0038]之後使用型號為GZ4230的臥式鋸床將終鍛得到的鍛件鋸切加工到需要的尺寸；
[0039]使用型號為Q3720的拋丸機對得到的鍛件進行拋丸處理。
[0040]單齒履帶板鍛造方法第二個實施例與第一個實施例的區別在於在使用1600KW的中頻感應加熱爐對下好的棒料加熱時，加熱溫度為1200°C，另外在使用1600KW的中頻感應加熱爐對預鍛成型的鍛件加熱時，加熱溫度為1100°C。
[0041]單齒履帶板鍛造方法第三個實施例與之前的實施例的區別在於在使用1600KW的中頻感應加熱爐對下好的棒料加熱時，加熱溫度為1150°C，另外在使用1600KW的中頻感應加熱爐對預鍛成型的鍛件加熱時，加熱溫度為1150°C。
[0042]經實際工藝試驗表明，上述單齒履帶板鍛造方法的三個實施例得到的鍛件均充填良好，未出現充不滿、齒部折紋缺陷，證明該鍛造工藝路線和模具的設計合理。
[0043]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種單齒履帶板半開半閉式制坯模，包括上模(I)和下模(2)，所述上模(I)位於下 模(2)的正上方，其特徵在於:所述下模(2)上設有上端開口的凹模型腔，所述凹模型腔的型腔面包括前型腔面、後型 腔面(212)、左型腔面(213)、過渡型腔面(214)和右型腔面(215)，左型腔面(213)的前後兩 端分別與前型腔面、後型腔面(212)連接，過渡型腔面(214)的前後兩端分別與前型腔面、 後型腔面(212)連接，右型腔面(215)的前後兩端分別與前型腔面、後型腔面(212)連接，左 型腔面(213)為平面且左型腔面(213)從左上沿右下方向設置，右型腔面(215)為平面且右 型腔面(215)從右上沿左下方向設置，過渡型腔面(214)位於左型腔面(213)和右型腔面 (215)之間，過渡型腔面(214)向下凹陷，過渡型腔面(214)的左邊緣與左型腔面(213)的 右下邊緣相切，過渡型腔面(214)的右邊緣與右型腔面(215)的左下邊緣相切；所述下模(2)上設有前飛邊橋(22)和後飛邊橋(23)，前飛邊橋(22)和後飛邊橋(23) 均呈開口朝上的V字形，前飛邊橋(22)設置在凹模型腔的右前角處，下模(2)上在前飛邊橋(22)的前側設有前飛邊槽(24)，後飛邊橋(23)設置在凹模型腔的右后角處，下模(2)上在 後飛邊橋(23)的後側設有後飛邊槽(25)；所述上模(I)的下端面上設有凸模(11 )，凸模(11)的橫截面呈三角形，上模(I)的下端 面上還設有前凸塊(12)和後凸塊(13)，前凸塊(12)和後凸塊(13)的橫截面均呈三角形，前 凸塊(12)位於凸模(11)右前角的前側，後凸塊(13)位於凸模(11)右后角的後側；當所述上模(I)與下模(2)對合時，所述凸模(11)前側壁面與所述前型腔面貼合，所述 凸模(11)後側壁面與所述後型腔面(212)貼合，所述前凸塊(12)對應地位於前飛邊橋(22) 的上方且前凸塊(12)與前飛邊橋(22)之間留有間隙，所述後凸塊(13)對應地位於後飛邊 橋(23)的上方且後凸塊(13)與後飛邊橋(23)之間留有間隙。
2.根據權利要求1所述的單齒履帶板半開半閉式制坯模，其特徵在於:所述下模(2)的 上端面上在左右兩邊緣處分別設有左凹槽(26)和右凹槽(27)，左凹槽(26)和右凹槽(27) 均沿前後方向設置，下模(2)上還設有前後兩個頂料杆孔(28)，所述頂料杆孔(28)的兩端 分別連通所述凹模型腔和左凹槽(26)，所述頂料杆孔(28)的左端位於頂料杆孔(28)的右 端的左下方，所述兩個頂料杆孔(28)內均設有頂料杆(281)，所述下模(2)上分別在所述兩 個頂料杆孔(28 )的左側設有楔塊槽(261)，所述楔塊槽(261)內均設有楔塊(29 )，所述楔塊(29)上沿前後方向設有楔塊孔，所述楔塊(29)的右壁面為從左上沿右下方向延伸的斜面， 所述兩個楔塊(29)的右壁面分別與所述兩個頂料杆(281)的左端相抵；所述上模(I)的下端面上分別對應所述左凹槽(26)和右凹槽(27)設有左凸臺(14)和 右凸臺(15)，所述左凸臺(14)上分別對應所述楔塊槽(261)設有上半容納凹槽(141)。
3.根據權利要求2所述的單齒履帶板半開半閉式制坯模，其特徵在於:所述上模(I)的 前端面和後端面上分別設有一個上模吊裝孔(16)，所述下模(2)的前端面和後端面上分別 設有一個下模吊裝孔(210)。
【文檔編號】B21K7/12GK203418062SQ201320538412
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月30日 優先權日:2013年8月30日
【發明者】焦偉祥, 趙偉, 張開舉, 孫加增, 鄧淋方, 劉松偉, 馬麗 申請人:衡水中鐵建鑄鍛有限公司