[發明專利]一次合模多次局部加載成形方法

有效

• 申請號: 201310377902.2
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103464664A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 王雷剛;黃瑤;賀佳陽;王楚翹
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及金屬塑性成形技術領域，具體涉及金屬熱鍛精密成形的方法，屬于金屬精密成形新方法。?

背景技術

典型的支叉類鍛件（如十字軸）、盤類鍛件（如齒輪、星形套）,爪形類鍛件（汽車發電爪極）等，傳統的加工方式采用開式模鍛，形成的飛邊較多，材料利用率較低；成形后，還需后續加工才能達到零件精度要求，工序多、浪費原料。例如一些轎車精密零件如行星和半軸齒輪、星形套、十字軸承等如果采用切削加工方法，不僅材料利用率很低—平均不到40%，而且耗費工時多，生產成本極高。?

隨著技術的進步，金屬精密成形工藝不斷地改進，目前已發展到復動模鍛精密成形技術，閉塞鍛造—在封閉凹模內通過一個或兩個沖頭，單向或者對向擠壓金屬一次成形，獲得無飛邊的近凈精鍛件，此技術可使上述零件一次成形不需后續加工。雖然該技術材料利用率高，生產效率高，但是該種技術設備噸位要求高，生產設備投資成本大，能耗高。?

發明內容

為了有效地解決背景技術中金屬塑性成形所存在的材料利用率較低、工序多、費原料、設備噸位大、設備投資成本高、能耗高等問題，本發明提供一次合模多次局部加載成形的新方法，采用多次局部加載方法，使零件加工更加合理，對此類零件的制造工藝進行創新。?

一次合模多次局部加載成形方法的基本原理：基于力的等壓傳遞和金屬剛性平移流動的特點，將加熱毛坯置于模具中，在合模力作用下（可由閉塞模架、雙動壓機等動力機構提供）合模并預成形，然后根據具體零件形狀特點和成形要求，對閉合模腔中的毛坯施加多次局部打擊力，至毛坯成形。?

該方法以較小的成形力使金屬局部變形和剛性平移逐步充滿支叉型腔，一次合模多次局部加載成形工藝兼顧模鍛和自由鍛的雙重特點，具有模鍛的精度及自由鍛的靈活性，是一種設備與工藝的集成創新。?

本發明的一次合模多次局部加載成形方法與閉塞鍛造和多向模鍛相比不同點在于：閉塞鍛造與多向模鍛通過壓力機提供的靜壓力，使毛坯在一次沖程中獲得足夠變形量的整體成形，設備噸位大、模具壽命低；而本方法通過鍛錘提供的多次局部打擊力，累積毛坯多次加載中局部變形，從而實現小設備干大活的逐步成形，提高了模具壽命。?

金屬精密成形方法中對毛坯進行打擊的沖頭包括上沖頭、下沖頭，沖頭的形狀根據零件的形狀進行選擇。?

沖頭對坯料實行局部打擊，根據金屬坯料毛坯的狀態的材質設置沖頭的作用順序、作用力以及打擊次數。?

本發明所述的一次合模多次局部加載成形方法，具體成形過程包括如下步驟：?

（1）鋸床精確下料、加熱金屬毛坯；?

（2）將加熱好的毛坯放置于下凹模內，并進行定位；

（3）上凹模下行，上凹模與下凹模接觸至閉合，施加鎖模力，毛坯在模具內預成形；

（4）沖頭對模腔內的毛坯實施多次局部打擊，型腔內的毛坯在沖頭的作用下，毛坯沿徑向型腔流動；

（5）毛坯剛性平移，逐步充滿型腔，至在型腔內成形。

本發明的有益效果為：本發明一次合模多次局部加載的成形方法有效結合了模鍛和自由鍛工藝特點，以等壓傳遞及剛性平移原理為出發點，對毛坯局部施加多次打擊力，局部加載可減少成形力的加載面積，多次加載可將一次大變形量分解為多次小變形量，自由鍛設備（鍛錘）將靜壓力變為動壓力（沖擊力），可降低設備噸位及能耗；有利于成形帶軸向枝丫或徑向枝丫的復雜異形零件，使零件組織性能好，材料利用率高。?

附圖說明

下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。?

圖?1?是本發明的圓柱毛坯示意圖。?

圖?2?是本發明的十字軸零件示意圖。?

圖?3?本發明的合模預成形示意圖。?

圖?4?本發明的首次施加局部打擊力成形示意圖。?

圖?5?本發明的二次施加局部打擊力成形示意圖。?

圖?6?是本發明的金屬流動原理示意圖。?

1－上沖頭，2－上凹模，3－下凹模，4－下沖頭，5－毛坯。?

具體實施方式

為了更好的理解本發明的方法，下面結合十字軸零件成形過程進行說明，應理解具體的實施例不構成對本發明所保護范圍的限制。?

a.如圖1所示，根據零件的尺寸及體積不變的原則，采用鋸床下料的棒料（尺寸：D=65，H=48mm），并對其加熱至1150℃。?