40Cr钢机体座类零件多项模锻模具制造技术

本实用新型专利技术公开了40Cr钢机体座类零件多项模锻模具，包括上半凹模、下半凹模，右侧凸模、左侧凸模、左侧凸模滑块、右侧凸模滑块、起支撑作用的模架以及在脱模时将锻件顶出的顶出机构；水平对称的上半凹模与下半凹模具有凸形截面，为水平对称分模结构；右侧凸模、左侧凸模具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边，为垂直分模结构；上半凹模与下半凹模对应右侧凸模、左侧凸模部位具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；上半凹模、下半凹模，右侧凸模、左侧凸模之间构成模膛模具结构简单，制造、安装和使用方便，工作可靠；可大大减少锻件同模膛的摩擦阻力，显著提高模具寿命，提高锻件表面质量，材料利用率大，并且实现了一次成形，无需预锻。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机械零件的模锻成型模具，特别涉及用于生产40Cr钢机体座类 零件的多项模锻的模具，属于金属材料塑性成形

技术介绍
40Cr钢是一种低淬透性调质钢，也是国内应用最广泛的合金调质钢，但是40Cr钢 的机加性能不太好。目前，国内军工系统对于40Cr钢机匣体类零件，传统的方法是采用模 锻锤上开式模锻工艺生产，其工艺流程为下料一加热一锻造一切边。其工艺存在的主要问 题是，飞边过厚，金属损耗大，锻件公差大，后续的机械加工余量大，材料的利用率低，另外 由于锤模锻速度高，常因速度敏感性强而引起锻件表面裂纹。韩家学、王勇围“45和40Cr 钢曲柄锻造余热调制工艺”(参见金属热处理，2009 (4),75 77页)提出对40Cr圆钢经中 频感应加热精密锻造成形后进行余热恒温调质处理，能显著提高40Cr钢曲柄的淬透性和 其他力学性能，组织和硬度分布均勻；但精密锻造成形变形抗力大，模具的工作状态恶劣， 导致模具受用寿命低。袁美龄、薛克敏、曾坐玲等“接套体多项模锻金属流动规律的数值模 拟研究”(参见金属加工，2009 (3)，47 49页)采用三向模锻成形接套体，对接套体多项 模锻金属流动进行了数值模拟，证实接套体多项挤压金属流动方式比较复杂，是镦粗、反挤 和径向挤压的复合过程；其给出的工艺及模具存在以下特点下腔利用反挤压成形可使型 腔充填饱满，但下冲头的挤压力较大且兼备零件的顶出功能，会导致模具寿命低。董传勇、 薛克敏、赵茂俞等“接套体多项模锻工艺及模具设计”(参见金属加工，2009 (23)，53 55 页)提出了采用多项精锻工艺加工30CrM3A接套体类锻件的技术方案，设计了包括一料一 件和一料两件的多项精锻成型工艺方案以及多项精锻模具。通过受力分析确定一料两件的 工艺方案。其优点是解决了偏载力问题，并使顶出机构得到了优化，锻件出模更加平稳、可 靠，生产效率得到大幅提高，但因为一料两件，成形完后需要附加一步切断工序，材料利用 率降低约4%。贾建磊、李萍、薛克敏等“机体座热挤压工艺分析及模具设计”(参见金属加 工，2009 (19)，60 61页)提出了采用热挤压工艺加工30CrMnMoTiA机体座类锻件的技术 方案，设计了包括制坯、压扁和热挤压成形的工艺方案以及可分凹模结构的热挤压模具，通 过受力分析确定一模两件的工艺方案；其优点是解决了偏载力问题，而且减少了后续机加 工工时，提高了材料的利用率，降低了生产成本，但因为制坯后仍需先压扁，无法做到一步 成形，因此生产率仍有待提高。夏巨谌、胡国安等研究了 7A04铝合金机匣体类零件多项模 锻模具及多项模锻工艺(参见中国专利文件CN 1012145 和CN 201217051Y)等，然而没有 人通过采用多项模锻工艺对40Cr钢机体座类进行多项模锻的研究。
技术实现思路
本技术针对现有技术的上述不足，提供一种40Cr钢机体座类零件的多项模 锻模具，目的在于有效地克服现有开式模锻工艺和等温模锻工艺中存在的上述问题。本技术的一种40Cr钢机体座类零件多项模锻模具，其特征在于包括上半凹模、下半凹模，右侧凸模、左侧凸模、左侧凸模滑块、右侧凸模滑块、起支撑作用的模架以及 在脱模时将锻件顶出的顶出机构；水平对称的上半凹模与下半凹模具有凸形截面，为水平对称分模结构；右侧凸模、 左侧凸模具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边，为垂直分模结构；上半凹模与下 半凹模对应右侧凸模、左侧凸模部位具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；上半凹模、下半凹 模，右侧凸模、左侧凸模之间构成模膛，所述模膛的形状及尺寸与预先设计的机体座热锻件 形状及尺寸相同；上半凹模与模架的上模座连接，上模座带动上半凹模上下移动；下半凹模设置在 模架的下模座上；右侧凸模、左侧凸模分别与右侧凸模滑块、左侧凸模滑块连接，右侧凸模滑块、左 侧凸模滑块分别带动右侧凸模、左侧凸模移动，实现合模或分模；进一步的特征是所述上半凹模对应于右侧凸模和/或左侧凸模前后两端均设有 3 5°的拔模斜面，下半凹模对应于右侧凸模和/或左侧凸模前后两端均设有1 3°的 拔模斜面。所述的顶出机构，由顶出杆、顶料板及镶块构成，顶出杆的上端与顶料板的下端接 触，镶块设置在顶料板上，其下端与顶料板接触，上端是成型面；顶出杆设置在模架的下模 座和下半凹模的顶出孔内。所述上半凹模和下半凹模均对应设置有导正销。上半凹模与上模座之间、下半凹模与下模座之间有定位承力键。本技术可有效的克服现有两种模锻工艺存在的问题。将凹模设计成上半凹 模与下半凹模水平对称分模结构，左、右侧凸模分布在上、下两半凹模模块纵向对称线的两 边，模膛对称分布，多项模锻是，锻件均处于强烈的三向压应力状态，本技术与模锻锤 上开式模锻相比，其不同之处与优点是本技术多项模锻在一次加热后完成，且不需切 边工序；变形金属处于强烈的三向压应力状态，因而其塑性成形性能大为提高，加上在多项 模锻液压机上模锻，其成形速度比锤上模锻成形速度低得多，不存在速度过高而出现的速 度敏感性强导致表面产生裂纹的现象发生；锻件无飞边金属损耗，且余量和公差小，锻件材 料利用率比开式模锻提高30%以上。本技术模具结构简单，制造、安装和使用方便，工作可靠；毛坯经中频加热至 1000°C 1180°C，锻压时通过镦挤变形，锻件处于三向压力状态下成形，显著提高了 40Cr 钢的塑性成形性能；将模具设计成多项分模结构并实现一次多项模锻成形，可大大减少模 锻成形和锻件顶出过程中锻件同模膛表面的接触摩擦阻力，进一步提高锻件表面质量，并 显著提高模具使用寿命。所述多项模锻模具可一次成形，无需辊锻制坯及预锻。附图说明图1本技术多项模锻模具示意图；图2本技术上半凹模仰视图；图3本技术上半凹模左视图；图4本技术左侧凸模仰视图；图5本技术左侧凸模正视4图6某型号机体座锻件成品三维示意图。具体实施方式如图1 图5所示，本技术多项模锻模具包括上半凹模2、下半凹模6，右侧凸 模11、左侧凸模12、左侧凸模固定板4、左侧凸模滑块5、右侧凸模固定板16、右侧凸模滑块 17、模架以及在脱模时将锻件顶出的顶出机构，所述模架由上模座1、下模座7组成，上半凹 模2连接在上模座1上，下半凹模6连接在下模座7上，上模座1、下模座7分别用于固定和 支撑上半凹模2以及下半凹模6。水平对称的上半凹模2与下半凹模6具有凸形截面，为水平对称分模结构；所述右 侧凸模11、左侧凸模12均具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边，为垂直分模结 构；上半凹模2、下半凹模6与右侧凸模11、左侧凸模12具有用于成形锻件两侧凸台的型 槽；上半凹模2、下半凹模6与右侧凸模11之间，或上半凹模2、下半凹模6与左侧凸模12 之间，或上半凹模2、下半凹模6与右侧凸模11、左侧凸模12之间形成模膛13，该模膛13与 预先设计好的机体座热锻件形状和尺寸完全相同，毛坯在模膛13内受到多项作用力模锻 成型。左侧凸模12与右侧凸模11具有台肩，合模时靠台肩限位，保证位置精度。所述上半凹模2与模架的上模座1连接，上模座1与带动上半凹模2上下移动；下 半凹模6设置在模架的下模座7上；所述上半凹模2对应于右侧凸模11和/或左侧凸模12前后两端均设有3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种４０Ｃｒ钢机体座类零件多项模锻模具，其特征在于：包括上半凹模（２）、下半凹模（６），右侧凸模（１１）、左侧凸模（１２）、左侧凸模滑块（５）、右侧凸模滑块（１７）、起支撑作用的模架以及在脱模时将锻件顶出的顶出机构；　　水平对称的上半凹模（２）与下半凹模（６）具有凸形截面，为水平对称分模结构；所述左、右对称的右侧凸模（１１）、左侧凸模（１２）具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两边，为垂直分模结构；上半凹模（２）与下半凹模（６）对应右侧凸模（１１）、左侧凸模（１２）部位具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；上半凹模（２）、下半凹模（６），右侧凸模（１１）、左侧凸模（１２）之间构成模膛（１３），模膛（１３）的形状及尺寸与预先设计的机体座热锻件形状及尺寸相同；　　上半凹模（２）与模架的上模座（１）连接，上模座（１）带动上半凹模（２）上下移动；下半凹模（６）设置在模架的下模座（７）上；　　右侧凸模（１１）、左侧凸模（１２）分别与右侧凸模滑块（１７）、左侧凸模滑块（５）连接，右侧凸模滑块（１７）、左侧凸模滑块（５）分别带动右侧凸模（１１）、左侧凸模（１２）移动，实现合模或分模。

【技术特征摘要】
1.一种40Cr钢机体座类零件多项模锻模具，其特征在于包括上半凹模(2)、下半凹模 (6)，右侧凸模(11)、左侧凸模(12)、左侧凸模滑块(5)、右侧凸模滑块(17)、起支撑作用的 模架以及在脱模时将锻件顶出的顶出机构；水平对称的上半凹模(2)与下半凹模(6)具有凸形截面，为水平对称分模结构；所述 左、右对称的右侧凸模(11)、左侧凸模(12)具有凸形截面，位于模具纵向对称线的左右两 边，为垂直分模结构；上半凹模(2)与下半凹模(6)对应右侧凸模(11)、左侧凸模(12)部位 具有用于成形锻件两侧凸台的型槽；上半凹模(2)、下半凹模(6)，右侧凸模(11)、左侧凸模 (12)之间构成模膛(13)，模膛(13)的形状及尺寸与预先设计的机体座热锻件形状及尺寸 相同；上半凹模(2)与模架的上模座(1)连接，上模座(1)带动上半凹模(2)上下移动；下半 凹模(6)设置在模架的下模座(7)上；右侧凸模(11)、左侧凸模(12)分别与右侧凸模滑块(17)、左侧凸模滑块(5)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志明，唐丽文，曹敏敏，罗荣，范青松，胡治，姚照云，胡洋，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：实用新型
国别省市：85