[發明專利]一種提高多向模鍛模具壽命的模具及其模鍛方法

有效

• 申請號: 201210494153.7
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103028689A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 張寶亮;周志明;姚照云;王浩;羅榮;胡治
• 申請（專利權）人: 重慶建設工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B21J13/02
• 分類號: B21J13/02;B21J5/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

技術領域

本發明涉及金屬塑性成型中的多向模鍛模具領域，尤其是涉及一種提高多向模鍛模具壽命的模具及其模鍛方法。

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背景技術

多向模鍛是一種利用可分模具在壓力機一次行程的作用下鍛出形狀復雜、無毛邊、無模鍛斜度或小模鍛斜度鍛件的擠、鍛相結合的綜合工藝。普通多向模鍛模具，其結構一般包括上模，下模和側向凸模，三者合模后形成零件型腔。

由于多向模鍛零件成形是在具有多個分模面的封閉型腔內進行的，因此多向模鍛的是一種產品精度高，材料利用率高和生產效率高的模鍛新工藝，近年來，越來越成為研究的熱點。例如冀東生等分別對節套體多向模鍛工藝進行了模擬分析及實驗研究（華中科技大學學報（自然科技版），2009，37（6））。周波等對節套體的多向模鍛擠壓成型進行了工藝研究（碩士論文，中北大學2008年）。薛克敏等對接套體多向模鍛擠壓成形的工藝進行了數值模擬研究（兵器材料科學與工程，2009,32（3））。周志明等對40Cr鋼機體座類零件的多向模鍛工藝及模具進行了研究（專利號ZL?201010566154.9）。

盡管以上多向模鍛的研究和工藝取得了不少的成績，然而由于多向模鍛擠壓成型時間長，零件加熱溫度高，經常可以達到1100°C左右，零件與凸模接觸時間長，一般可達20S左右，而且承受壓力大，凸模在工作幾十次以后溫度迅速升高到600—800°C，凸模的強度和硬度等力學性能急劇下降。由于側向凸模一般用于成型出零件的局部形狀，故側向凸模一般均為較為細長的結構形狀。這樣，在擠壓力的作用下，很容易磨損或變形，形成大的圓角和褶皺，零件飛邊過大，形成褶皺，質量差；側向凸模壽命極低（一般幾十件），生產成本高，效率低，不能形成批量生產能力。因此設計一種可以使側向凸模散熱良好、耐磨損、更換維修方便的模具及生產操作方法，以降低側向凸模溫度、減少變形、提高模具的使用壽命，以降低生產成本、達到批量生產能力，成為本領域技術人員急需解決的技術問題。

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發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：怎樣提供一種提高多向模鍛模具壽命的模具及模鍛方法，以提高多向模鍛精密熱擠壓模具的壽命，降低生產成本、提高生產效率，實現精密熱擠壓工藝的批量應用。

為了解決上述技術問題，本發明中采用了如下的技術方案：

一種提高多向模鍛模具壽命的模具，包括上模、下模和側向凸模，其特征在于，所述側向凸模包括位于前端的小凸模和位于后端的模座基體，所述小凸模前端用于與零件接觸并擠壓成型出零件足部形狀，所述模座基體后端用于固定在模座或動力設備上，所述小凸模后端與模座基體前端接觸處為平面對接或采用可防止轉動的凹凸耦合對接。

本方案中，當小凸模后端與模座基體前端接觸處為平面對接的結構時，可以使其制造非常方便。當兩者采用凹凸耦合對接的結構形式時，可以防止小凸模在使用過程中轉動，確保其模鍛精度更高。本方案結構簡單，實施方便，單獨設置的小凸模為側向凸模中最容易損壞的部位，故損壞后可以單獨更換或維修，降低成本，也可以在工作時對小凸模單獨降溫，延長壽命。

作為優化，所述小凸模長度為20-50cm，該尺寸可以確保小凸模自身工作時具備足夠的強度、硬度和承熱能力。

本發明還公開了一種提高多向模鍛模具壽命的模鍛方法，其特點在于，采用了上述的模具進行模鍛，模鍛時一次模鍛工作循環后取出小凸模，將小凸模冷卻或更換為預先制備好備用的其他相同形狀小凸模后，再安裝好進行下次模鍛工作循環，確保模鍛使用的小凸模溫度低于200℃。其中，一次模鍛工作循環是指加工得到一個零件的工作過程。

本方法中，一個工作循環后小凸模可以方便地取出和安裝，取出后可進行快速冷卻或更換，重新安裝后溫度降低，小凸模溫度低于200℃，自身不會因高溫而磨損，同時也起到隔離工件和凸模基座之間的熱傳遞和作用，可有效減少凸模的磨損。其中，制造多個小凸模循環使用，更是可以保證整個工藝的流暢性和快捷性。小凸模隔離了工件和整體凸模間的熱傳遞，整體凸模能保持常溫，工作中不會磨損和變形。

綜上所述，采用本發明的提高多向模鍛模具壽命的模具，可以降低凸模工作中的溫度、保證凸模硬度、減少凸模的磨損、提高凸模的壽命、降低凸模的制作成本，提高產品合格率、提高生產效率、降低生產成本。經過實際生產運用，小凸模溫度可穩定在200°C左右，硬度不降低，原來凸模壽命為150—200件，現在小凸模就可達到1000件，零件飛邊由20mm左右降低為5mm，圓角由R5將為R2，徹底消除了零件端面折疊，大大降低了生產成本，實現了特殊鋼零件的多向模鍛精密熱擠壓批量生產。