[發明專利]一種反擠壓均勻變形模具

有效

• 申請號: 201710544672.2
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107321808B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張治民;于建民;白冰;董蓓蓓;王強;郝紅元;程眉;孟模
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B21C25/02
• 分類號: B21C25/02;B21C23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種反擠壓均勻變形模具，涉及金屬塑性成形領域。凸模主體的凸模頭部中間設置有溝槽，溝槽的中部設置有一拱形結構，該拱形結構的截面為弧形；所述的溝槽的長度與凸模頭部的直徑相等；所述的拱形結構高度與溝槽深度相同。本發明大大減小凸模與坯料間的摩擦力，促進金屬的均勻流動。

技術領域

本發明涉及金屬塑性成形領域，具體涉及一種促進反擠壓均勻變形的模具。

背景技術

傳統反擠壓各階段網格變化如圖1所示。圖1(a)表示反擠壓開始狀態，圖1(b)表示高度大于直徑的坯料進入穩定變形狀態時網格的變化情況。此時可將坯料內部的網格變化分為三個區域：I區為金屬死區，它緊貼凸模端面，呈錐形。錐形大小由凸模端面與坯料之間的摩擦力大小決定。這部分金屬基本上不變形。II區為劇烈變形區。坯料在該區向外向上急劇流動，杯形件主要靠這部分金屬流動成形。該區的軸向高度約為0.1d～0.2d(d為凸模工作部分直徑)。當凸模下壓到坯料底部高度仍大于該軸向高度時，盡管變形區內的金屬產生劇烈的流動，但底部的一部分金屬仍保持原狀，此時仍處于穩定變形狀態，但當凸模繼續下壓，坯料殘余厚度小于改軸向高度時，殘余厚度內的全部金屬產生流動，成為如圖1(c)所示的非穩定變形狀態。III區為剛性平移區，劇烈變形區的金屬流動形成杯壁后，就不再變形了，而是以剛體平移的形式向上運動，該運動一直進行到凸模停止下壓時為止。圖1(c)中D為死區，當底厚過薄時，塑性差的材料會產生環形脫落。

圖6為Deform模擬的原始凸模擠壓過程中金屬流動狀況，從圖中可以看出，在原始凸模擠壓過程中，金屬流動方向始終保持直線向下，這顯然不利于金屬的流動，會在凹模出口轉角處會產生程度不同的金屬“死區”，導致成形件變形不均勻。

發明內容

本發明的目的是提供一種反擠壓件變形過程中，保證材料利用率的同時，使鍛件均勻變形，獲得更好的鍛后組織與性能；對凸模結構進行微調，大大減小凸模與坯料間的摩擦力，促進金屬的均勻流動的反擠壓均勻變形模具及方法。

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用以下技術方案：一種反擠壓均勻變形模具，它包含凸模主體，凸模主體的凸模頭部中間設置有溝槽，溝槽的中部設置有一拱形結構，該拱形結構的截面為弧形。

作為本發明的進一步改進，所述的溝槽的長度與凸模頭部的直徑相等。

采用上述技術方案后，本發明具有以下有益效果：

本發明就是在減小凸模與坯料間接觸摩擦即減小軸向應力的同時，減小杯形件擠壓過程中受到的徑向應力促進金屬均勻流動并改善金屬死區，改善了技術成形領域反擠壓實心件變形不均勻的問題，減小了凸模與坯料間的接觸摩擦，提高了材料的均勻性，大大改善了鍛件的性能，并且提高了材料利用率，在鍛壓行業推廣其經濟效益顯著。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1(a)為背景技術中反擠壓開始狀態的示意圖；

圖1(b)為背景技術中高度大于直徑的坯料進入穩定變形狀態時網格的變化情況示意圖；

圖1(c)為背景技術中非穩定變形狀態的示意圖；

圖2為本發明所提供的實施例中凸模的結構示意圖；

圖3為圖2的左視圖；

圖4為圖2的A向結構示意圖；

圖5為圖4的B向結構示意圖；

圖6為Deform模擬原始凸模擠壓過程中金屬流動狀況示意圖；