偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具制造技术

本发明专利技术涉及锻件成型模具技术领域，具体为偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，包括预成型模具和成型模具，预成型模具的型腔为水滴型；成型模具的型腔包括相互连通的第一型腔和第二型腔，第一型腔为水滴型，第二型腔为圆柱形，第二型腔的中心与成型模具的中心同心，第一型腔的中心与第二型腔的中心成偏心设置。本发明专利技术可以解决该偏心水滴型端盖在锻造的过程中坯料充不满模具型腔的问题。中坯料充不满模具型腔的问题。中坯料充不满模具型腔的问题。

【技术实现步骤摘要】
偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具


[0001]本专利技术涉及锻件成型模具
，具体为偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具。

技术介绍

[0002]在核电领域，有一种爆破片装置的下端盖，形状如图1所示，其特点是大圆端存在一个偏心水滴型凸台，且大圆端上设置有一个偏心孔10，偏心孔10贯穿水滴型凸台的中心，由于该零件由圆台和偏心设置的水滴型凸台组合而成，形状不规则，进而导致成型困难、成型方法单一；目前本领域常规的制造方法是：将一个圆柱形坯料采用冲头冲偏心孔，再采用机械加工车削水滴型凸台，但是采用该方法存在材料利用率低、加工车削量大、制造成本及制造周期长的问题；另外车削加工还会破坏材料本身的流线，进而影响工件的使用性能，导致质量不稳定。
[0003]为了解决上述技术问题，目前常用的方法是采用模具挤压成型替代机械加工成型，例如：公开号为CN112589028A专利文件记载了一种偏心锻件成型模具结构，通过将模具的型腔设置成偏心锻件的结构，然后将坯料放入模具中，在高温的条件下对坯料进行拔长、镦粗后得到该偏心锻件。然而如果直接改变模具型腔的结构，来制造本申请中的偏心水滴型端盖，则会由于坯料变形量不均匀，导致坯料充不满模具型腔的问题；经过分析后发现现有技术之所以可行，在于现有技术只存在锻件形状成偏心这一个难点，因此只需要将模具的型腔设置成偏心，再结合一些控制锻件成型的条件即可解决这个问题，但其将坯料放入该模具中不需要产生较大的变形，因此不存在坯料充不满型腔的问题。而本偏心水滴型下端盖产品，则需要将一个圆柱形坯料一端变形为水滴型，另一端变形为更大的圆柱形，坯料变形为圆柱形时由于其形状规则其变形较容易，但是坯料变形为水滴型时由于其形状不规则、变形量不均匀，因此导致坯料总是充不满模具水滴型模腔。

技术实现思路

[0004]本专利技术意在提供偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，以解决该偏心水滴型端盖在锻造的过程中坯料充不满模具型腔的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，包括预成型模具和成型模具，预成型模具的型腔为水滴型；成型模具的型腔包括相互连通的第一型腔和第二型腔，第一型腔为水滴型，第二型腔为圆柱形，第二型腔的中心与成型模具的中心同心，第一型腔的中心与第二型腔的中心成偏心设置。
[0007]由于本产品是由圆台和偏心设置的水滴型凸台组合而成，如果采用模具锻造成型的方法，常规的做法是制造一个与产品形状相同的模具，将坯料放置在模具中冲挤压成型，但是在实际的使用过程中专利技术人发现，只采用一个成型模具加工坯料存在坯料充不满模具型腔的问题，经分析发现主要原因在于坯料变形量不规则，将圆柱形坯料变形为更大的圆
柱形是比较容易的，而将其变形为水滴型是不容易的，因此将一个圆柱形坯料放置在一个型腔与产品形状一样的成型模具中进行一次镦粗成型时，大量的坯料会向下端圆柱形型腔中流动，从而导致上端水滴型型腔中缺料；而如果此时将这个预成型的坯料放置在另一个型腔与其相同的成型模具中进行二次墩粗，由于模具的型腔为一个凸台形，且金属材料本身具有较大的抗力，留在大端中的坯料很难再向小端的水滴型型腔中流动，同时还会导致模具损坏；因此采用具有相同型腔的模具进行两次加工，只适合形状规则，且变形量均匀的产品。
[0008]基于此，专利技术人又经过多次的研究和实践后最终发现将预成型模具型腔设置成水滴型，成型模具型腔设置成产品的形状，即先对圆柱形坯料镦粗使其变形为水滴型，再将水滴型的一端镦粗使其扩展为产品端部的圆柱形，通过两次成型分别控制坯料的不同变形状态，可以很好的控制坯料的变形量，实现准确分料，从而解决坯料充不满模具型腔的问题。
[0009]有益效果：使用本预成型模具和成型模具可以很好的控制坯料的变形，使其充满模具的型腔，从而得到尺寸、形状比较精确的锻件；降低了后续精加工的难度，减少了废料的产生，提高了材料的利用率；另外使用本成型模具制造的锻件不会破坏材料本身的流线，提高了产品的综合性能。
[0010]进一步，预成型模具型腔的水滴端半径与成型模具第一型腔水滴端的半径尺寸一致。
[0011]将两个模具型腔的孔径设置为一样，可以降低坯料在成型模具中镦粗时的变形量；另外，相比于为了保证坯料用料充足使其充满模具型腔，而将预成型模具水滴端的半径设置的比成型模具第一型腔水滴端的半径大，从而使得坯料在变形时更容易充满模具的水滴端本方案可节约坯料用量约20Kg。
[0012]进一步，预成型模具的型腔和成型模具的型腔均设置有2
‑3°
的拔模斜度。
[0013]拔模角度设置成2
‑3°
的好处是：便于将坯料从两个模具的型腔中脱除，如果脱模角度小于2
°
导致脱模困难，脱模角度大于3
°
会额外增加材料的用量。
[0014]进一步，成型模具的外壁上设置有对称的定位凹槽，定位凹槽的连线位于第一型腔的直径上。
[0015]设置定位凹槽既可以方便将成型模具固定在工作台上，又便于操作人员快速找到冲孔中心位置，避免冲孔位置错误。
[0016]进一步，还包括冲挤装置，冲挤装置包括水滴型的第一冲头和第二冲头，第一冲头与预成型模具型腔的大端相配合，第二冲头与预成型模具型腔的小端相配合。
[0017]水滴型的第一冲头和第二冲头用于对放置在预成型模具中的坯料进行双面镦粗，第一冲头与预成型模具型腔的大端相配合，第二冲头与预成型模具型腔的小端相配合，可以减小在使用时出现的空隙，进而减少飞边；另一方面采用两个水滴型的冲头双面镦粗相比于一个冲头从一个方向镦粗，可以进一步保证坯料充满预成型模具的型腔。
[0018]进一步，还包括冲孔冲头，冲孔冲头的外壁与其中心线形成一个倾斜角为1
‑2°
的斜面；冲孔冲头的高度小于成型模具型腔的高度。
[0019]冲孔冲头设置1
‑2°
的倾斜角，可以减小冲头向坯料冲孔时的下压阻力，如果倾斜角度大于2
°
，会导致冲出的内孔其内径产生较大的倾斜；另外将冲孔冲头的高度设置成小于成型模具的型腔，可以保证在冲偏心孔时冲头不冲穿坯料，从而使芯料充满成型模具的
第二型腔，既可以达到充分利用材料的目的，又保证了坯料完全充满成型模具的型腔，从而得到尺寸、形状符合生产需求的锻件。
[0020]进一步，预成型模具和成型模具的拔模斜度为3
°
；该斜度为最优脱模斜度。
[0021]进一步，第一冲头的外壁与与其中心线形成倾斜角为3
°
的斜度；在使用时第一冲头与预成型模具型腔的大端相配合，而预成型模具的型腔设置有3
°
的拔模斜度，将第一冲头设置一个与其相匹配的倾斜角度，可以保证在镦粗时第一冲头完全进入到预成型模具的型腔中，从而减少坯料产生毛刺和飞边。
附图说明
[0022]图1为本专利技术下端盖产品结构示意图；
[0023]图2为本专利技术预成型模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，其特征在于，包括预成型模具和成型模具，所述预成型模具的型腔为水滴型；所述成型模具的型腔包括相互连通的第一型腔和第二型腔，所述第一型腔为水滴型，第二型腔为圆柱形，所述第二型腔的中心与成型模具的中心同心，所述第一型腔的中心与第二型腔的中心成偏心设置。2.根据权利要求1所述的偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，其特征在于：所述预成型模具型腔的水滴端半径与成型模具第一型腔水滴端的半径尺寸一致。3.根据权利要求2所述的偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，其特征在于：所述预成型模具的型腔和成型模具的型腔均设置有2
‑3°
的拔模斜度。4.根据权利要求3所述的偏心水滴型端盖锻件随形精确成型模具，其特征在于：所述成型模具的外壁上设置有对称的定位凹槽，所述定位凹槽的连线位于第一型腔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉熊波，张令，万隆，赵晓光，张明桥，
申请(专利权)人：贵州航天新力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：