一种成形锻造的自动套模装置及其套模尺寸的确定方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种成形锻造的自动套模装置及其套模尺寸的确定方法，涉及锻造模具的技术领域，其包括内外套设的内模和外模；外模开设有沿其轴线延伸的穿行通道；穿行通道的第一开口位于外模的上端面，第二开口位于外模的下端面；第一开口的截面面积大于第二开口的截面面积；穿行通道的截面面积沿所述第一开口至第二开口的方向逐渐递减；内模包括多个分模；分模的外壁接触所述穿行通道内壁，以便两者发生相对滑动；内模和外模发生相对滑动时，分模有向上方向和向外侧的移动，在多个分模同时上移的过程中，多个分模相互远离，从而能够使得锻造产品在脱模过程中能够自动脱离多个分模的约束；同时在脱模完成后，内模自动回位，大幅度提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种成形锻造的自动套模装置及其套模尺寸的确定方法


[0001]本专利技术涉及模具的
，尤其涉及一种成形锻造的自动套模装置及其套模尺寸的确定方法。

技术介绍

[0002]一些环形模压成形件，基于外径形状，有些需要采用套模成形的方式，如图1所示，即一套内模（通常采用三段分离式）和外模，内模保证成形产品外形尺寸，外模保证在锻造时内模不分离；但是这种套模设计必须将内模安装在外模之内才能进行成形锻造，在每完成一件成形后，内模和外模必须分离才能取出环形成形件，所以在生产下一件成形产品之前，必须将内模重新安装在外模之内，才能生产下一件环锻件，这样严重影响生产效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的主要技术问题是：提供一种成形锻造的自动套模装置及其套模尺寸的确定方法，能够解决上述
技术介绍
提到的问题。
[0004]为了解决上述的主要技术问题采取以下技术方案实现：一种成形锻造的自动套模装置，包括内外套设的内模和外模；所述外模开设有沿其轴线延伸的穿行通道；所述穿行通道的第一开口位于外模的上端面，第二开口位于外模的下端面；所述第一开口的截面面积大于第二开口的截面面积；所述穿行通道的截面面积沿所述第一开口至第二开口的方向逐渐递减；所述内模包括多个分模；所述分模内壁设有子腔；多个所述分模环绕拼合在一起，以便多个所述子腔依次相连形成容置锻造产品的模腔；所述分模的外壁接触所述穿行通道内壁，以便两者发生相对滑动。
[0005]可选地，所述分模的外壁为贴合面，用于与穿行通道接触；在所述穿行通道的任一纵向轴截面上，所述贴合面与所述穿行通道的轴线成第一夹角α；所述第一夹角α为15
‑
45
°
。
[0006]可选地，当多个所述分模环绕拼合在一起时，所述内模的横截面形状为正多边形。
[0007]可选地，当多个所述分模环绕拼合在一起时，所述内模的横截面形状为正方形；在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正方形的情况下，所述分模有四个，且沿着正方形的对角等分；当多个所述分模环绕拼合在一起时，所述内模的横截面形状为正六边形；在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正六边形的情况下，所述分模有六个，且沿着正六边形的对角等分。
[0008]可选地，在所述穿行通道内壁设有与多个所述分模一一对应的贯穿槽；在所述分模外侧设有与贯穿槽相适配的耳块；所述耳块的上端面面积大于下端面面积；所述耳块的横截面面积沿上端面至下端面的方向逐渐递减；在所述穿行通道的任一纵向轴截面上，所述耳块的接触面与所述穿行通道的轴线成第二夹角，第二夹角的角度与第一夹角的角度相等；所述贯穿槽的横截面形状为T形或者燕尾形。
[0009]可选地，所述外模的下端面安装在下砧板上；所述下砧板上设有供顶出组件穿行的第一通孔；所述第一通孔的截面面积大于或者等于锻造产品下端面的面积，且小于内模
下端面面积；所述外模的下端面设有位于其外侧的固定压环；所述固定压环与所述下砧板可拆卸连接。
[0010]一种成形锻造套模尺寸的确定方法，包括上述所述的套模装置，所述方法包括：S1:根据分模重量、锻造产品重量、脱模顶出力、摩擦系数、分模摩擦力、锻件高度，计算求得第一夹角α的预设范围；其中，在所述穿行通道的纵向轴截面方向上，所述贴合面与所述穿行通道的轴线成第一夹角α；所述分模的外壁为贴合面，用于与穿行通道接触；S2:在脱模过程中，当锻造产品脱离内模约束时，根据分模的水平移动量T和S1步骤中计算得出的第一夹角α，计算求得内模的上升高度H；其中，脱模过程中，锻造产品在内模约束下上行，在上行过程中，多个分模沿着穿行通道壁自动移动；当内模上升到位，锻造产品脱离内模约束。
[0011]可选地，所述第一夹角α的预设范围为第一夹角α的第一范围、第一夹角α的第二范围、第一夹角α的第三范围的重叠范围；根据分模重量、锻造产品重量、脱模顶出力、摩擦系数计算求得第一夹角α的第一范围，以使锻造产品能够在脱模过程中脱离内模约束；根据分模重量、分模摩擦力、摩擦系数，计算求得第一夹角α的第二范围，以便在脱模后，分模在重力作用下沿着穿行通道壁自动下落；根据内模上升高度H与锻件的高度H0之间的关系，计算求得第一夹角α的第三范围。
[0012]可选地，在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正方形，所述分模有四个，且沿着正方形的对角等分的情况下；公式（1）中：d为产生约束时内模的内径；D为需要脱出的锻造产品的外径；α为第一夹角的预设范围；公式（1）为内模的上升高度。
[0013]可选地，可选地，所述公式（1）由公式（2）（3）推导得出；所述公式（3）由三角形余弦定理推出；B为径向约束量，B=(D
‑
d)/2。
[0014]可选地，在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正方形，所述分模有四个，且沿着正方形的对角等分的情况下；第一夹角α的预设范围为：
其中，公式（4）中：d为产生约束时内模的内径；D为需要脱出的锻造产品的外径；H0为锻件的高度；u为内模与外模之间的摩擦系数；v为锻造产品与内模之间的摩擦系数。
[0015]可选地，在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正方形，所述分模有四个，且沿着正方形的对角等分的情况下；对内模上升过程受力分析可得：对内模上升过程受力分析可得：对内模上升过程受力分析可得：根据公式（5）、（6）、（7）、（8）、（9）求得内模自动上升的公式：其中，公式（5）
‑
（10）中，F0为顶出杆推力；G0为分模重量；G1为锻造产品重量；F1为上升过程中分模收到锻造产品向上的传递力；F为上升过程中分模受到向上垂直升力之和；f1为上升过程中锻造产品对内模产生的水平摩擦力；f为上升过程中外模对内模贴合面的斜面摩擦力；Ft为上升过程中垂直外模接触面的压力；u为内模与外模之间的摩擦系数；v为锻造产品与内模之间的摩擦系数；根据公式（10）可知，根据公式（11）可得第一夹角α的第一范围：公式（12）为第一夹角α的第一范围。
[0016]可选地，在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正方形，所述
分模有四个，且沿着正方形的对角等分的情况下；对内模下降过程受力分析可得：根据公式（13）、（14）、（15）可得：其中，公式（13）
‑
（16）中，G0
‑
分模重量；f2为下降过程中表面摩擦力;Ft2为下降过程中外模对分模垂直贴合面的压力；u为内模与外模之间的摩擦系数；公式（16）为第一夹角α的第二范围。
[0017]可选地，根据公式（17）可得：公式（18）为第一夹角α的第三范围。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具备下列优点：（1）外模位于内模外侧，外模上设有穿行通道，穿行通道的第一开口的横截面面积大于第二开口的横截面面积，穿行通道的横截面面积沿所述第一开口至第二开口的方向逐渐递减，内模和外模发生相对滑动时，分模有向上方向和向外侧的移动，在多个分模同时上移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成形锻造的自动套模装置，包括内外套设的内模和外模；其特征在于，所述外模开设有沿其轴线延伸的穿行通道；所述穿行通道的第一开口位于外模的上端面，第二开口位于外模的下端面；所述第一开口的截面面积大于第二开口的截面面积；所述穿行通道的截面面积沿所述第一开口至第二开口的方向逐渐递减；所述内模包括多个分模；所述分模内壁设有子腔；多个所述分模环绕拼合在一起，以便多个所述子腔依次相连形成容置锻造产品的模腔；所述分模的外壁接触所述穿行通道内壁，以便两者发生相对滑动。2.根据权利要求1所述的一种成形锻造的自动套模装置，其特征在于，所述分模的外壁为贴合面，用于与穿行通道接触；在所述穿行通道的任一纵向轴截面上，所述贴合面与所述穿行通道的轴线成第一夹角α；所述第一夹角α为15
‑
45
°
。3.根据权利要求1所述的一种成形锻造的自动套模装置，其特征在于，当多个所述分模环绕拼合在一起时，所述内模的横截面形状为正多边形；当多个所述分模环绕拼合在一起时，所述内模的横截面形状为正方形；在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正方形的情况下，所述分模有四个，且沿着正方形的对角等分；当多个所述分模环绕拼合在一起时，所述内模的横截面形状为正六边形；在多个所述分模环绕拼合在一起，所述内模的横截面形状为正六边形的情况下，所述分模有六个，且沿着正六边形的对角等分。4.根据权利要求1所述的一种成形锻造的自动套模装置，其特征在于，在所述穿行通道内壁设有与多个所述分模一一对应的贯穿槽；在所述分模外侧设有与贯穿槽相适配的耳块；所述耳块的上端面面积大于下端面面积；所述耳块的横截面面积沿上端面至下端面的方向逐渐递减；在所述穿行通道的任一纵向轴截面上，所述耳块的接触面与所述穿行通道的轴线成第二夹角，第二夹角的角度与第一夹角的角度相等；所述贯穿槽的横截面形状为T形或者燕尾形；所述外模的下端面安装在下砧板上；所述下砧板上设有供顶出组件穿行的第一通孔；所述第一通孔的截面面积大于或者等于锻造产品下端面的面积，且小于内模下端面面积；所述外模的下端面设有位于其外侧的固定压环；所述固定压环与所述下砧板可拆卸连接。5.一种成形锻造套模尺寸的确定方法，包括上述权利要求1
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4中任意一项所述的套模装置，其特征在于，所述方法包括：S1:根据分模重量、锻造产品重量、脱模顶出力、摩擦系数、分模摩擦力、锻件高度，计算求得第一夹角α的预设范围；其中，在所述穿行通道的纵向轴截面方向上，贴合面与所述穿行通道的轴线成第一夹角α；所述分模的外壁为贴合面，用于与穿行通道接触；S2:在脱模过程中，当锻造产品脱离内模约束时，根据分模的水平移动量T和S1步骤中计算得出的第一夹角α，计算求得内模的上升高度H；其中，脱模过程中，锻造产品在内模约束下上行，在上行过程中，多个分模沿着穿行通道壁自动移动；当内模上升到位，锻造产品脱离内模约束。
6.根据权利要求5所述的一种成形锻造套模尺寸的确定方法，其特征在于，所述第一夹角α的预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪波，钱进，白文平，戚大涛，石岩，
申请(专利权)人：江苏翔能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：