在普通油压机上锻造转鼓的模具的制作方法

本发明涉及一种转鼓成型模具，特别涉及一种在普通油压机上锻造转鼓的模具。

背景技术：

转鼓是离心机的关键部件。转鼓在高速旋转工作过程中内部承受高压，传统的加工方式为铸造、自由锻。铸造加工由于难以消除气孔、夹杂、缩孔缩松等组织缺陷，同时其晶粒组织难以控制，无法满足零件的机械性能要求，而自由锻件的非连续金属组织的机械性能已慢慢不能满足日益提高的使用要求，所以应用模锻或挤压方式成形转鼓已成为当今发展的趋势。

目前传统制造方式如下：

一、铸造

铸造是属于比较传统的热成形方式，铸造时铸件容易产生气孔、砂眼、浇不足、缩孔缩松、夹杂等缺陷，同时由于其加工温度较高、模具使用条件苛刻，模具寿命较低。同时其组织控制难度大、性能不够稳定、生产工序多且繁琐、模具寿命低、污染严重导致铸造转鼓成本较高，生产效率低，因而无法满足大批量快速生产的要求。

相比铸造，锻造会消除冶炼过程中产生的铸态疏松，提高产品密实性，优化微观组织结构，设计合理时，锻造产生的金属流线将大大提高产品力学性能。锻造又分为自由锻与精密模锻。

二、自由锻

自由锻是属于比较粗犷的热成型方式，其特点是打出大致轮廓，自由锻锻件比较笨重，且形状不规则，后续需要进行大量的机加工，机加工时、原材料浪费严重，生产效率低，产品内部无法实现较连续的锻造流线，因此，自由锻件的非连续金属组织的机械性能已逐渐不能满足日益提高的使用要求，自由锻锻件比较笨重，且形状不规则。

三、精密模锻

与自由锻相比，精密模锻在消除冶炼过程中产生的铸态疏松缺陷，提高产品密实性的同时，能够大幅度减小原材料的消耗，在压制过程中一次挤压成型相比自由锻的多次加热锻打大幅减少能源消耗，同时精密模锻产生的金属流线致密连续，大大提高产品力学性能。

锻件内腔成型模具为一体式冲头，外壁成形模具传统设计方式为一体式，但一体式外壁成形模具设计存在如下缺点：

(1)外壁成形模具将采用一个较大的实心的圆棒材，制作成的外壁成形模具约为一个桶状结构，制作过程中将不得不挖去中心上半部分材料，模具材料浪费严重；

(2)一体式桶状模具底部应具有较大的厚度，且底部与侧壁应有较大的圆角过渡，否则可能由于连接处圆角过于尖锐导致模具底部与侧壁连接处在压制过程中产生应力集中导致模具开裂造成模具报废，同时较大的圆角必将导致锻件原材料的增加。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种在普通油压机上锻造转鼓的模具，该在普通油压机上锻造转鼓的模具能够实现转鼓精密成型，提高了零件的机械性能，又能大幅度节省原材料。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在普通油压机上锻造转鼓的模具，包括上模冲头、下模套和下模芯，所述下模芯固定插设于下模套下端内侧，下模芯上侧表面形成有与待成型的转鼓下端表面匹配的凹凸结构，上模冲头纵向能够升降的定位于下模芯正上方，且上模冲头下端恰形成与待成型转鼓上端内侧匹配的凹凸结构，且上模冲头恰能够插设于下模套内。

作为本发明的进一步改进，还设有限位垫板，所述限位垫板与下模套下端固定连接，下模芯下端面恰紧抵限位垫板上侧表面。

作为本发明的进一步改进，所述限位垫板上侧表面上形成有一凹槽结构，下模套下端形成一凸起结构，所述下模套下端的凸起结构恰插设于限位垫板的凹槽结构内，下模套下端与限位垫板上端表面紧密接触。

作为本发明的进一步改进，所述限位垫板凹槽结构底面与下模套下端凸起结构通过连接件固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述限位垫板上还设有一轴向能够滑动的顶料杆，下模芯上设有一穿孔，顶料杆恰插设于该穿孔内，且顶料杆上端恰能够与下模芯端上表面平齐。

作为本发明的进一步改进，所述顶料杆上端形成一直径外扩的顶头，该顶头上端表面与下模芯端上表面平齐，所述下模芯的穿孔为上端直径大于下端直径的沉头通孔，顶料杆上端的顶头恰容置于下模芯沉头通孔的沉头内。

本发明的有益效果是：本发明的锻件一次压制成型，锻件沿截面实现比较完整连续的的锻造流线，提高了零件的机械性能，模件不产生飞边，加工余量小，一次压制成形，锻件的机械性能高，制造成本低，节省原材料，下模采用分体结构，避免了模具材料的浪费，下模芯与下模套之间可以实现直角连接，避免了大圆角，降低了原材料的使用量，同时，二者之间无应力集中，无开裂的后顾之忧，提高了模具的使用寿命。

附图说明

图1为转鼓零件立体图；

图2为转鼓零件原理图；

图3为采用自由锻方式成型的锻件立体图；

图4为采用自由锻方式成型的锻件主视图；

图5采用精密模锻方式成型的锻件立体图；

图6采用精密模锻方式成型的锻件主视图；

图7本发明结构原理图；

图8采用本发明成型的锻件立体图；

图9采用本发明成型的锻件主视图。

具体实施方式

实施例：一种在普通油压机上锻造转鼓的模具，包括上模冲头1、下模套2和下模芯3，所述下模芯3固定插设于下模套2下端内侧，下模芯3上侧表面形成有与待成型的转鼓下端表面匹配的凹凸结构，上模冲头1纵向能够升降的定位于下模芯3正上方，且上模冲头1下端恰形成与待成型转鼓上端内侧匹配的凹凸结构，且上模冲头1恰能够插设于下模套2内。

将下模采用分体式设计，采用一圆环形的下模套2作为下模外侧壁，下模芯3用于转鼓底部成型。

成型时，转鼓侧壁部分在锻压过程中坯料7沿下模套2内壁向上流动，即反挤压成型。中心凸起部分通过上模冲头1下方的向内凹陷的空腔成形，由于在模锻过程中上模冲头1保持缓慢稳定的下压速度使得金属保持缓慢稳定的流动状态，因而金属受到下模套2内壁的摩擦阻力减小不会产生表面过热、冲头缓慢稳定的下压速度不会产生心部过热。由于锻件一次压制成型，故锻件沿截面实现比较完整连续的的锻造流线，提高了零件的机械性能。此种闭式反挤压模锻成型方式不产生飞边，加工余量小，一次压制成形，故此种成形方式能够在大幅度提高锻件的机械性能的基础上降低成本，又能大幅度节省原材料，本发明下模采用分体结构，避免了模具材料的浪费，下模芯3与下模套2之间可以实现直角连接，避免了大圆角，降低了原材料的使用量，同时，二者之间无应力集中，无开裂的后顾之忧，提高了模具的使用寿命。

还设有限位垫板4，所述限位垫板4与下模套2下端固定连接，下模芯3下端面恰紧抵限位垫板4上侧表面，通过限位垫板4实现下模芯3的定位和支撑，提高了下模的强度和精度。

所述限位垫板4上侧表面上形成有一凹槽结构，下模套2下端形成一凸起结构，所述下模套2下端的凸起结构恰插设于限位垫板4的凹槽结构内，下模套2下端与限位垫板4上端表面紧密接触，通过凹槽结构与凸起结构实现限位垫板4与下模套2的定位，保证二者定位精度高，连接稳定。

所述限位垫板4凹槽结构底面与下模套2下端凸起结构通过连接件固定连接。

所述限位垫板4上还设有一轴向能够滑动的顶料杆5，下模芯3上设有一穿孔，顶料杆5恰插设于该穿孔内，且顶料杆5上端恰能够与下模芯3端上表面平齐，通过顶料杆5实现产品的脱模，脱模时，驱动装置驱动顶料杆5上升即可将产品从下模套2内顶出，驱动装置可以是油压缸，也可以是通过滑块结构与上模联动的顶出机构。

所述顶料杆5上端形成一直径外扩的顶头6，该顶头6上端表面与下模芯3端上表面平齐，所述下模芯3的穿孔为上端直径大于下端直径的沉头通孔，顶料杆5上端的顶头6恰容置于下模芯3沉头通孔的沉头内，沉头通孔可以实现顶料杆5上顶头6的限位和定位，确保其上端保持与下模芯3上端对齐，同时，顶头6直径增大提高其与产品表面接触面积，避免其直径过小顶伤产品，或折断顶料杆5。