[發明專利]一種壓力成型裝置及壓力成型方法

有效

• 申請號: 201611022750.4
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN108067574B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 王利民
• 申請（專利權）人: 內蒙古萬鼎科技有限公司
• 主分類號: B21J5/02
• 分類號: B21J5/02;B21J13/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英;林波

本發明公開了一種壓力成型裝置和壓力成型方法，屬于金屬工件加工技術領域，為解決現有裝置及方法中胚料流程太遠而導致成型困難、工件質地不均勻等問題而設計。本發明壓力成型裝置包括上模、下模和動模，上模和下模相對設置且可相對運動，動模插設于下模中、和/或套設于上模和下模外，且動模可相對上模和下模上下運動，上模、下模和動模共同圍成模腔，成型過程中，動模相對上模和下模運動以動態增大模腔的體積。本發明壓力成型裝置和基于所述壓力成型裝置的壓力成型方法，模腔的體積可以動態增大，胚料流程短、胚料流程均衡、流線均勻穩定、工件質地均勻。

技術領域

本發明涉及金屬工件加工技術領域，尤其涉及一種壓力成型裝置及基于所述壓力成型裝置的壓力成型方法。

背景技術

模鍛是在外力的作用下使金屬坯料在模具內產生塑性變形并充滿模腔，以獲得所需形狀和尺寸的鍛件的鍛造方法。在模鍛加工中，坯料整體發生明顯的塑性變形，有較大量的塑性流動；流動的胚料充填模腔，充滿后，保持壓力，形成需要的形狀。

大多數金屬是在熱態下模鍛的，所以模鍛也稱為熱模鍛。與自由鍛相比，模鍛能夠鍛出形狀更為復雜、尺寸比較準確的鍛件，生產效率比較高，可以大量生產形狀和尺寸都基本相同的鍛件，便于隨后的切削加工過程采用自動機床和自動生產線。模鍛后的鍛件內部形成帶有方向性的纖維組織，即流線。選定合理的模鍛工藝和模具，使流線的分布與零件的外形一致，可以顯著提高鍛件的機械性能。

通常的模鍛模具和基于該模具的模鍛工藝如圖1所示。如圖1中a所示，模鍛模具包括相對設置且可相對運動的上模1和下模2，上模1與下模2之間形成模腔3；如圖1中b所示，模腔3內放入胚料5，壓力P作用在上模進而作用于胚料5；如圖1中c所示，在壓力P的作用下，胚料5發生變形流動，逐漸填充模腔3的空隙，同時上模1向下移動，持續對胚料5施加壓力；如圖1中d所示，胚料5填充滿模腔所有空隙，上模1向下移動到極限位置，壓力P繼續保持一段時間，使胚料5充分流動變形，達到致密組織的作用。

但是，上述傳統的模鍛模具和模鍛工藝存在以下缺點：

1、胚料5受壓變形后填充最近的模腔3空間，然后壓力增大、推動著胚料5向更遠處填充，整個填充過程是由近及遠，如果工件的形狀比較復雜，具有較大長度的部位，那么由于胚料5的流動路程太長，往往導致成型不好、工件質地不均勻，尤其是在鍛造有較大長度的薄壁結構時，難度會大大增加；

2、為了能夠良好的成型，往往在模具設計時，刻意增加工件的壁厚，這就帶來增加后期機加工切削量的負面效果，工序復雜、經濟上不合理；

3、胚料5變形流動充滿模腔3后，壓力才能夠逐步上升到預設的最大成型壓力，然后保壓，這時候由于摩擦阻力的影響，胚料5下部受到的壓力勢必會小于胚料5上部受到的壓力，導致整個工件的受力不均衡；

4、胚料料流要填滿模腔3，至少受到內外兩個面的摩擦阻力，成型所需克服的摩擦阻力大、成型壓力高，且模具易磨損、使用壽命短；

5、模具潤滑要求高，由于模具表面潤滑的差異容易導致料流通道阻力的不均等，潤滑好阻力低的位置，容易過早形成料流，潤滑差阻力高的位置容易過晚形成料流，這樣，整個成型端面上就容易造成物料的折疊和料流的紊亂，最終影響產品質量。

發明內容

有鑒于上述問題，本發明的一個目的在于提出一種可以解決胚料流動路程太遠而導致的成型困難、成型工件質地不均勻問題的壓力成型裝置。

本發明的另一個目的在于提出一種對長度較大的工件的加工精度高、切削余量小的壓力成型方法。

為達此目的，一方面，本發明采用以下技術方案：