[發明專利]一種大型彎刀板類鍛件的自由鍛成形工藝及模具

有效

• 申請號: 202010180733.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN112008025B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 馮超;張力;周曉勤
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21J1/06;B21J13/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

1.一種大型彎刀板類鍛件的自由鍛成形工藝，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、自由鍛預制坯：以大型彎刀板鍛件所用材料的長方坯為初始坯料，加熱到始鍛溫度并保溫均熱，使用上下對稱的凸面型砧預制坯模具進行預制坯鍛造，得到截面啞鈴形的長條坯料；

步驟二、將截面為啞鈴形的長條坯料沿中心線切割，得到兩塊預制坯；

步驟三、自由鍛終鍛拔長：將預制坯加熱到始鍛溫度并保溫均熱，送進到終鍛模具中，預制坯在送進自由鍛終鍛拔長模具前經過模前加熱爐進行局部加熱和控溫；使用上、下砧帶有導流槽和兩側帶有非對稱擋板的終鍛模具進行逐步鍛造拔長，每次送進壓下后僅上下砧之間的材料區域發生變形，使預制坯厚側區域厚度減薄并使材料向曲線內側流動，經過多個壓下工步的變形累積后，迫使預制坯逐步向內側彎曲，實現彎刀板類鍛件的鍛造成形；終鍛工藝參數與成形后鍛件曲率半徑之間關系如公式(1)所示：

R/W＝[exp(1.69t)-1.48]θ+[exp(2.57t)-2.1]λ+exp(0.57t)+1.06 (1)

公式(1)中W與R分別為成形后鍛件的寬度和中心線曲率半徑，θ為終鍛砧寬比，λ為終鍛料寬比，t為預制坯薄側厚度T_i與厚側厚度T_o的比值；自由鍛終鍛拔長工藝過程中砧寬比為進砧量與預制坯厚側厚度的比值，為0.4～1.6之間；料寬比為預制坯寬度與預制坯厚側厚度的比值，為1～5之間；根據所需成形的鍛件尺寸，通過上述公式即可計算合適的鍛造工藝參數θ，λ，t，并進一步確定模具與坯料的尺寸。

2.根據權利要求1所述的大型彎刀板類鍛件的自由鍛成形工藝，其特征在于：所述預制坯兩側厚度不同，且所述預制坯的薄側與厚側的厚度比值為0.4～0.9之間。

3.一種大型彎刀板類鍛件的自由鍛成形模具，其特征在于：包括自由鍛預制坯模具和終鍛模具；所述自由鍛預制坯模具包括兩個對稱設置的矩形模具塊，兩個所述矩形模具塊的對稱面上均設置有平滑的弧形凸起；終鍛模具包括帶有導流槽的上砧、下砧，所述導流槽向鍛件彎曲的內側方向偏轉，所述導流槽方向與坯料送進方向之間夾角范圍為10°～45°；所述終鍛模具的兩側設置有非對稱結構的擋板；位于彎刀板鍛件彎曲內側的擋板的終止端位置處于上砧和下砧的砧寬區域的1/4處到3/4處之間，且內側擋板終止端帶有圓角；外側擋板終止端超出上砧和下砧的砧寬區域；所述終鍛模具的下模兩側擋板之間距離與預制坯寬度相同。

4.根據權利要求3所述的大型彎刀板類鍛件的自由鍛成形模具，其特征在于：終鍛模具為長方形的帶導流槽平砧，或內外側砧寬不同的梯形砧。