[发明专利]新型移动反冲式热挤压成型及工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种移动反冲式向心热挤压精锻成型及工艺方法，特别适用于一次性热(温)锻挤压多通位管件的成形加工，属于热(温)挤压锻制技术领域。

背景技术

传统的热(温)挤压锻模结构，一般都采用上、下模具模腔的开式结构，它根据金属热(温)塑性成形原理，将热(温)态的金属毛坯放入固定在压力机上的下模具模腔内，在上模具模腔的强大冲压力作用下，迫使金属从上、下模腔中作塑性挤压变形，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定机械性能的热温挤压模锻件。这样的上、下模具模腔结构存在下列缺点：一、上模具模腔的下势点决定了模锻件的挤压成形度，因此必须严格控制上模具模腔的行程；二、在上模具模腔的下势临界点与下模具模腔之间必留有缝隙，因而多余的金属将在缝隙处形成飞边，由此而形成后道的切边工序；三、无法挤压要求带有多向孔的模锻件，使毛坯增大。目前也有利用压力机的垂直正压力先使上、下模具模腔闭合，然后采用油泵提供液动力使凸模作向心挤压多向孔的锻模出现，但这种锻模同样存在着弊端：一、模具的结构复杂，联动的元器件较多；二、主压力机的动力没有得到充分利用，垂直正压力和多向挤压力来源于两个动力系统，因而造成能源浪费。上述模锻过程都是传统的下模固定→工件放入→上模下压的工序(有些还在侧向对工件冲压)，上模对下模的冲压力都由下模承载，一方面不能有效的转化为对工件的冲压力；另一方面下模承受压力的过程中没有形变或行程而形成刚性挤压，对下模的损害较大。因而设计出一种克服上述缺陷的模具及锻压方法是复合锻模制作工件过程中研究的主要技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动反冲式向心热挤压精锻成型及工艺方法，它实现了上下模闭合后行进过程中侧向反作用力对工件的多向挤压。

为了实现上述目的，本发明包括支承底板、下模座、下凹模、横向凸模座、横向凸模、上凹模、连杆、上销钉、下销钉、弹性体。支承底板与连杆之间通过下销钉组成回转副的固定铰链；连杆与横向凸模座之间通过上销钉组成回转副的活动铰链；连杆通过下销钉与下模座与支承底板之间以轴、孔间隙配合的形式组成移动副；横向凸模座与下模座之间以键与键槽的形式组成水平方向上的移动副；支承底板与下模座平面之间设有弹力橡胶或弹簧。其工艺方法为：1、将加热后的坯料置于下凹模之中；2、将上凹模下凹模闭合；3、将闭合的上凹模下凹模连同下模座整体下移，且下移过程中下模座与支承底板之间由弹性体支撑连接；4、通过回转副的固定铰链和回转副的活动铰链将模头从侧向挤压进坯料。通过以上方案可在同一台压机上实现垂直压力到水平向心挤压力的压力转换(且冲压的过程中下方设有的弹性体对下模座的反撑力逐渐加大)，因而可实现对多通位管件的外部形状与横向孔的一次性成形挤压。

本发明具有模具结构简单、动力分配合理、工作效率高、节约能源的显著优点。

附图说明

图1为本发明非工作状态下的主剖视结构示意图；

图2为图1中A-A截面剖视结构示意图；

图3为发明工作状态下的主剖视结构示意图；

图4为图3中B-B截面剖视结构示意图；

图5为图4中C-C截面剖视结构示意图；

图6为本发明的运动简图。

附图中：1支承底板、2下模座、3连杆、4下凹模、5导向槽、6上凹模、7横向凸模、8横向凸模座、9上销钉、10下销钉、11弹性体、12键、13键槽、14坯件。

具体实施方式

如图1、图2、图5、图6所示，下模座2与支承底板1之间以轴、孔间隙配合的形式组成垂直方向上的移动副，其中支承底板1为固定，且两者平面之间设有弹力橡胶11；支承底板1与连杆3之间通过下销钉10组成固定铰链的回转副，其中支承底板1为固定；连杆3与横向凸模座8之间通过上销钉9组成活动铰链的回转副；横向凸模座8与下模座2之间以键与键槽的形式组成水平方向上的移动副，其中下模座2为水平方向上固定；横向凸模7装在横向凸模座8内。如图3、图4所示，将热(温)态金属毛坯放入下凹模4内，同时启动压力机；当来自于上凹模6平面a上的压力F作用在下凹模4平面b上时，上凹模6与下凹模4之间完全闭合，并使下模座2向下运动且弹力橡胶11受压缩，与此同时这个压力又通过下模座2传递到横向凸模座8、上销钉9和连杆3上，迫使连杆3绕下销钉10旋转、连杆3与横向凸模座8作相对运动。上述过程中连杆3挤压支承底板1，支承底板1反作用力的水平分力推动横向凸模座8沿下模座2上的导向槽5、键槽13沿直线向模心运动，实现横向凸模7对坯件横向孔的挤压(若工件需多向挤压成孔，则需在同一平面的多个方向同时设置连杆3、横向凸模座8、上销钉9组成活动铰链的回转副)。此时毛坯内部的金属纤维向模腔空隙处作塑性变形的流动扩张，直止充满模腔内的所有空间得到所需成品坯件14。由于本明是通过上、下凹模6、4的平面a、b传递横向挤压力的，且当上、下凹模6、4的上、下面a和b接触时，上凹模6并未到达下势点，因此在横向凸模7挤压横向孔时，上、下凹模6、4始终在正压力和弹力橡胶或弹簧反作用力的作用下处于垂直方向上的全封闭状态，两接触面a、b之间属于零间隔，挤压过程中流动的金属无法进入a、b面之间，因而坯件14无飞边。