[发明专利]一种超大高径比棒料的连续锥形镦粗模具及镦粗方法

权利要求书

1.一种超大高径比棒料的连续锥形镦粗模具，其特征在于：包括相互配合的凹模和凸模，凹模和凸模的成形壁面具有相同的锥度，锥角为4～30°；所述凹模由沿轴向分布的若干层可拆卸的凹模模块安装而成，所述凸模由沿轴向分布的若干层可拆卸的凸模模块安装而成，且凹模的层数和凸模的层数均与设定的镦粗次数相等，凸模模块的高度与凹模模块的高度对应设置。

2.根据权利要求1所述的连续锥形镦粗模具，其特征在于：凹模和凸模的锥角为6～16°。

3.根据权利要求1所述的连续锥形镦粗模具，其特征在于：所述凹模的最小直径比待镦粗的棒料的原始直径大2～3mm。

4.权利要求1～3任一所述连续锥形镦粗模具对超大高径比棒料的镦粗方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据原始棒料的直径和锻件的体积，得到棒料的高度；

2)选择凸模和凹模的成形壁面的锥度，根据成形壁面的锥角、棒料的高度和每次的镦粗比，确定镦粗次数、凸模的层数和凹模的层数以及每层凸模模块的高度和每层凹模模块的高度；

3)将棒料、凹模和凸模加热后，进行第一次镦粗操作；

4)第一次镦粗完成后，将最小平均外径的凸模模块和最小平均内径的凹模模块拆卸掉，并将剩余的凸模模块和凹模模块重新安装固定，进行第二次镦粗；

5)按照相同的方法进行后续的镦粗，直至镦粗件的高径比小于不失稳镦粗的最大高径比，得到最终镦粗件。

5.根据权利要求4所述的镦粗方法，其特征在于：步骤2)中，每层凹模模块的高度的计算方法为，

hn＝(dn+1-dn)/2tan(α/2)

其中，hn为沿凹模内径逐渐变大的方向的第n层凹模模块的高度，α为凹模的锥度角，dn为第n次镦粗时凹模的最底端直径，dn+1为第n+1次镦粗时凹模的最底端直径，n为正整数。

6.根据权利要求4所述的镦粗方法，其特征在于：每层凸模模块的高度的计算方法为：

Hn＝(Dn+1-Dn)/2tan(α/2)

其中，Hn为沿凸模外径逐渐增大的方向的第n层凸模模块的高度，α为凸模的锥度角，Dn为第n次镦粗完成，坯料充满型腔后的大端直径，Dn+1为第n+1次镦粗完成，坯料再次充满型腔后的大端直径。