[发明专利]基于径向锻锤的髋关节柄锻件的径向锻造制坯方法

说明书

提供一种基于径向锻锤的髋关节柄锻件的径向锻造制坯方法，采用改进后的锤头组件对进入击打区中的棒料进行径向高频次的击打，并将棒料的旋转运动与高频次的往复击打动作复合后，极大的提高了棒料的锻造效率，径向锻造方式解决了现有技术中避免了顶锻墩粗过程产生的折叠及合模线处产生的毛刺，提高了髋关节柄锻造质量，消除了现有制坯方式与终锻匹配度不高、材料利用率低、原材料规格要求高、氧化严重以及成型过程容易产生表面缺陷的诸多问题，成品率高，提高了产品制造周期。

技术领域

本发明属于锻造加工技术领域，具体涉及一种基于径向锻锤的髋关节柄锻件的径向锻造制坯方法。

背景技术

锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。一般的，锻造零件的内部组织及力学性能要优于铸造零件及焊接件，因此该加工方法越来越多的被应用于各个领域。

通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。目前，人工髋关节因在结构上属于两端小中间大并且呈一定角度的结构，在锻造过程中需要将原材料制坯、弯曲、预锻、终锻，从而完成锻件的生产，而国内现主要制坯工艺为顶锻，申请号为202011145173.4，名称为“一种髋关节柄锻件制坯用顶锻模及其制坯方法”的申请文件(下称对比文件)中，公开了一种采用顶锻模于对髋关节柄铸件进行制坯的方法，顶锻采用的模具为：安装在模座上并可拆式固定连接为一体的上模和下模，上模在平锻机的作用下压在下模上并固定坯料，安装在滑块上的冲头在滑块的推动下迫使坯料镦粗，而后挤压成型，多余金属经排料定径带由出料口圆柱形导向槽排出，通过在模具上加工与顶锻成型件尺寸呈一定比例关系的圆柱形入料口、关节柄领部锥体、关节柄柄身锥体、关节柄尾部锥体、排料定径带、出料口圆柱形导向槽，从而通过顶锻加工所需的髋关节柄锻件，但采用上述顶锻制坯方法存在以下缺陷：①采用的是直径为料口圆柱直径0.9-0.95倍的冲头在滑块的推动下，给棒料端部施加轴向力后迫使坯料镦粗，而后挤压成型，由于棒料收到轴向力的击打，顶锻镦粗的过程中容易产生折叠以及在上模与下模合模线处产生毛刺等表面缺陷；②采用对比文件中的加工工艺一模只能锻一种锻件，每种锻件均需要制造与之对应的顶锻模，从而增加了锻件的加工成本，通用性差，产品的制造周期长；③由于模具上各位置处的内腔与顶锻成型件尺寸呈一定比例关系，所以锻造出来的锻件存在与终锻尺寸差异较大的弊端，增加了终锻的压缩总量，从而使得锻压次数增大，终锻时间长；④在顶锻过程中多余的金属经排料定径带由出料口圆柱形导向槽排出，材料利用率低，从而增加了锻件的材料成本；⑤传统顶锻工艺自动化困难，人工不能精确把控加热时间，只能采用传统方式加热，传统方式加热时间长、氧化严重；因此，针对上述问题，有必要进行改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种基于径向锻锤的髋关节柄锻件的径向锻造制坯方法，采用改进后的锤头组件对进入击打区中的棒料进行径向高频次的击打，并将棒料的旋转运动与高频次的往复击打动作复合后，极大的提高了棒料的锻造效率，径向锻造方式解决了现有技术中避免了顶锻墩粗过程产生的折叠及合模线处产生的毛刺，提高了髋关节柄锻造质量，消除了现有制坯方式与终锻匹配度不高、材料利用率低、原材料规格要求高、氧化严重以及成型过程容易产生表面缺陷的诸多问题，成品率高，提高了产品制造周期。

基于径向锻锤的髋关节柄锻件的径向锻造制坯方法，包括以下步骤：

1)下料，根据髋关节柄的体积确定所需棒料长度和直径，在下料好的棒料一端倒C5～C7的斜角；

2)将步骤1)中的棒料放入径向锻造放料台上，通过传送带及机械手使棒料进入中频炉内加热；

3)通过机械手将加热到温后的棒料放入夹爪内，由夹爪夹紧棒料；