[发明专利]带枝桠杆件的模锻装置及模锻方法

权利要求书

1.一种带枝桠杆件的模锻装置，包括上模具（2）和下模具（3），所述上模具（2）和所述下模具（3）合在一起，内部形成用于容纳锻件坯料的主型腔（7）和枝桠型腔（8），其特征在于：还包括主活塞（1）和副活塞（4），所述主活塞（1）与所述主型腔（7）的一端滑动配合，所述主型腔（7）的另一端封闭，所述主型腔（7）的侧面设有枝桠型腔（8），所述枝桠型腔（8）有两个或两个以上，所述副活塞（4）的数量与所述枝桠型腔（8）的数量相对应，所述枝桠型腔（8）的一端与所述主型腔（7）相连接，所述副活塞（4）与所述枝桠型腔（8）的另一端滑动配合，所述主活塞（1）的施力方向与所述枝桠型腔（8）的轴线方向形成夹角P，夹角P为30°～90°，所述主型腔（7）与所述枝桠型腔（8）的连接处有圆弧过渡，圆弧半径R=0.564~1.128，公式中S为锻件坯料的截面面积；所述枝桠型腔（8）的直径Φ=0.564~1.128，所述枝桠型腔（8）的可挤压的最大长度H=1.128，上述公式中S均为锻件坯料的截面面积。

2.根据权利要求1所述的带枝桠杆件的模锻装置，其特征在于：所述主活塞（1）与所述主型腔（7）之间的间隙A为0.5mm～1.5mm，所述副活塞（4）与所述枝桠型腔（8）之间的间隙C为0.5mm～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的带枝桠杆件的模锻装置，其特征在于：所述主型腔（7）和枝桠型腔（8）均具有渗碳层，表面粗糙度Ra≤6.3。

4.根据权利要求1所述的带枝桠杆件的模锻装置，其特征在于：所述主活塞（1）和副活塞（4）均装连有位置传感器，位置传感器电连接到控制器，控制器控制主活塞（1）和副活塞（4）的运动。

5.一种采用如权利要求1至4任一项所述的带枝桠杆件的模锻装置的带枝桠杆件的模锻方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、选用一定长度的棒材，车削后表面粗糙度Ra≤3.2，将棒材表面涂抹玻璃润滑剂，再将棒材加热到温度为1200℃~1250℃，成为锻件坯料（5）；

2)、将上模具（2）和下模具（3）预热到温度为200℃~250℃，将主型腔（7）和枝桠型腔（8）涂抹玻璃润滑剂；

3)、将锻件坯料（5）放入主型腔（7）中，将上模具（2）和下模具（3）合模，确保锻件坯料（5）与主型腔（7）之间的间隙在B=0.017+1mm，其中S为锻件坯料（5）的截面面积；

4)、主活塞（1）对锻件坯料（5）施加一个轴向的成型力，在成型力的作用下，锻件坯料（5）的部分材料从主型腔（7）向枝桠型腔（8）内流动；随着材料在枝桠型腔（8）内填充，副活塞（4）后退运动，当枝桠长度伸长到设定值时，副活塞（4）停止运动，阻挡枝桠继续伸长，同时主活塞（1）停止前行；

5)、将上模具（2）和下模具（3）拆卸后，取出带枝桠的锻件。

6.根据权利要求5所述的带枝桠杆件的模锻方法，其特征在于：

在4)步骤中，采用位置传感器检测主活塞（1）和副活塞（4）的位置，当枝桠型腔（8）内的枝桠长度达到设定值时，发出指令，控制器使副活塞（4）停止运动，且控制器使主活塞（1）停止前行。

7.根据权利要求5所述的带枝桠杆件的模锻方法，其特征在于：

当生产带两个枝桠的锻件时，采用的模锻装置中的副活塞（4）为两个，分别为第一副活塞（41）和第二副活塞（42）；在4)步骤中，按照以下顺序动作：

第一阶段，主活塞（1）对锻件坯料（5）施加成型力，同时第一副活塞（41）保持不动，第二副活塞（42）呈自由运动状态，锻件坯料（5）的部分原材料在成型力的作用下，填充到第二副活塞（42）所在区域，形成一个枝桠形状；

第二阶段，主活塞（1）对锻件坯料（5）施加成型力，安装在第二副活塞（42）上的位置传感器检测到第二副活塞（42）已经达到预定位置，位置传感器向控制器发出信息，控制器使第二副活塞（42）停止运动，于此同时，撤去第一副活塞（41）的保持力，第一副活塞（41）在锻件坯料（5）的部分原材料的推力下后退运动，原材料填充第一副活塞（41）所在区域，形成另一枝桠形状；

第三阶段，主活塞（1）对锻件坯料（5）继续施加成型力，第二副活塞（42）保持不动，第一副活塞（41）上的位置传感器检测到第一副活塞（41）的位移达到设定位置，完成了第一副活塞（41）所在区域的枝桠填充，随之，位置传感器向控制器发出信息，控制器使第一副活塞（41）停止运动，同时使主活塞（1）停止施加成型力，这时，第一副活塞（41）和第二副活塞（42）所在区域的枝桠依次成型完毕。