[发明专利]一种枝叉筋类零件成形工艺及其制造的枝叉筋类零件

说明书

本发明提供一种枝叉筋类零件成形工艺及其制造的枝叉筋类零件，成形工艺包括：(1)预热预成形件和模具；(2)将预成形件定位在凹模中，上下模合模；(3)上模块对预成形件施加背压力，由第一组冲头对预成形件进行多次往复锻造挤压，直到第一组冲头达到设定的锻压位置；(4)保持由上模块对预成形件施加背压，由第二组冲头对预成形件进行往复锻造挤压，直到第二组冲头达到设定的锻压位置；(5)循环步骤(3)和步骤(4)的工作，直至所有筋达到预设高度，得到半成品；(6)对半成品进行精整及后续热处理，得到成品。本发明可减小每次锻造挤压时的投影面积，降低对成形设备的要求，大幅提高枝叉筋类零件的综合性能。

技术领域

本发明涉及筋类零件成形技术领域，具体涉及一种枝叉筋类零件成形工艺及其制造的枝叉筋类零件。

背景技术

柱窝是各种矿山开采中的主要支护设备液压支架的关键部件，它能有效的支护液压支架顶梁，隔离采空区，对于保障液压支架的长期安全工作有着重要的意义。此类零件体积较大，成形困难，长期处于高温、高压、高腐蚀的环境中，且要承受各种环境变化带来的冲击载荷。因此对液压支架柱窝的综合机械性能提出了更高的要求。

目前柱窝制造主要以铸造和机械加工为主，铸造形成的柱窝组织存在沙眼、气孔、缩孔及缩松等缺陷，这些缺陷在疲劳应力的作用下形成裂纹，引起柱窝断裂，造成巨大损失；采用机加工的柱窝，材料利用率低，成本高；在加工过程中金属流线被切断，破坏了柱窝各部位流线的完整，严重降低了柱窝的机械性能，对液压支架的稳定和安全构成严重威胁。

锻造过程中通过模具和冲头的挤压作用，粗大的组织被打碎，并在较高的静水压力作用下愈合内部缺陷；同时锻造挤压成形后的零件不再需要进行复杂机加工，金属流线沿着零件的几何外形连续分布，保证了零件各部位流线的完整，可以显著提高产品的力学性能。

柱窝属于大型厚筋板类构件，结构复杂、投影面积大、成形困难。如果采用传统的塑性变形工艺，将远远超过现有的设备能力，同时成形过程中除了会降低模具寿命外，还会存在折叠、充不满、飞边大等缺陷。因此，目前锻造挤压液压支架柱窝还没有实现。

申请号为201110135560.4的专利申请文件中公开了一种锻造柱窝及液压支架，该专利申请文件采用锻造的方法生产柱窝及大、小耳板等，之后将大、小耳板焊接在一起，这样难免就降低了液压支架柱窝的整体力学性能。

申请号为201110136914.7的专利申请文件公开了一种液压支架柱窝，该专利申请文件的不足在于：(1)只在柱窝本体背面设计了四个加强筋，虽然在一定程度上可以对柱窝本体起到强化作用，但当柱窝本体承受较大的力时，会造成加强筋变形，因此此种结构设计会降低液压支架柱窝的稳定可靠性；(2)对整体液压支架柱窝采用铸造工艺，因此难免在柱窝生产过程中由于冷热不均而导致疏松气孔等缺陷，降低柱窝力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有成形技术制造的液压支架柱窝等枝叉筋类零件存在疏松气孔等缺陷，力学性能降低，对使用时的稳定和安全构成严重威胁的问题。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种枝叉筋类零件成形工艺，所述枝叉筋类零件表面设有至少一对交叉的加强筋，在交叉点的周围形成四个凹部；所述用于成形枝叉筋零件的模具包括上模和下模，上模内设有可做上下往复运动的上模块和两组冲头，上模块对应于所述加强筋的上表面；每组冲头包括两个冲头，所述两组冲头分别是对应于交叉点一个对角位置上的两个凹部的第一组冲头，以及对应于另一个对角位置上的另外两个凹部的第二组冲头；

所述成形工艺包括以下步骤：

(1)将预成形件加热至适合其锻造的温度范围；将模具加热至锻造所需的温度范围；

(2)将所述预成形件定位在凹模中，上下模合模；