一种回转锻造模夹具及其表面处理方法与流程

本发明涉及锻造模夹具领域，尤其涉及一种用于辊锻模等非传统方正模具夹持的回转锻造模夹具及其表面处理方法。

背景技术：

现有的锻造模具各式各样，通常的锻造模具均为方正型，而在一些特殊加工制备时使用的模具，如回转锻造模、辊锻模等一类模具却并非是传统的方正型，其大多存在着扇形弧度，而扇形弧度的存在使得传统的夹具无法对其进行有效且稳定的夹持，而目前市面上又没有一种专用的夹具，因此回转锻造模、辊锻模等非方正模具在使用时存在固定装夹困难、降低生产效率的问题，而采用传统夹具进行装夹时其依靠台虎钳固定模具又为扇形，进一步导致了受力不均的问题发生，因而加工过程中容易造成工件晃动，导致加工模具偏离原定要求，并且操作工人进行分中调平的过程十分繁琐又无法保证质量。

中国专利局于2011年4月20日公开了一种汽车前轴辊锻模夹具的实用新型专利授权，授权公告号为cn201799890u，其公开了一种在加工汽车前轴的辊锻模时用来固定辊锻模的夹具。其特点是包括竖板和横板，竖板的下边与横板一边形成为一体，且竖板的板面与横板的板面垂直。竖板上有便于固定辊锻模的螺孔，横板上有用于与龙门式加工中心的工作台相连的通孔。采用这种夹具来加工汽车前轴辊锻模，可减少设备投资。但该实用新型仍存在着夹持稳定性较差和装夹状态模具受力不均的问题。

中国专利局还于2017年6月13日公开了一种辊锻模具的加工夹具及铣削装置的实用新型专利授权，授权公告号为cn206241697u，所述加工夹具包括夹具基体、压紧组件和侧板，夹具基体上可安装至少一个道次的辊锻模具，压紧组件和侧板分别固定于夹具基体相对的两个侧面上。加工时，将至少一个道次的辊锻模具依次安装至模具的加工夹具上，将该加工夹具搬至高速铣削加工台面上，使用高速铣进行基准角定位并按照设定流程开始加工。本发明通过高速铣削加工的辊锻模具可以一次加工该辊锻模具所有道次的上模具或下模具，所以每道次辊锻模具匹配度高、且加工后的模具表面光滑、无需人工进行再次抛光，节约成本、加工后模具尺寸稳定、重复性高。随其相较于普通夹具对夹持稳定性上略有提升，但其制作成本相较于普通夹具也大大提高，其实用性较差。

技术实现要素：

为解决现有的夹具无法对非传统方正型的模具进行有效且稳定的夹持，固定装夹困难、降低生产效率，并且其使得模具受力不均，生产加工过程中容易造成工件晃动，导致加工模具偏离原定要求，并且操作工人进行分中调平的过程十分繁琐又无法保证质量等问题，本发明提供了一种回转锻造模夹具，其可对回转锻造模一类存在扇形弧面的非传统方正型模具进行稳定有效地夹持。

本发明的另一目的是提供一种回转锻造模夹具的表面处理方法，其能够进一步提高夹具的使用寿命，并根据夹具的使用需求对各项力学性能进行协调改进，提高其使用效果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种回转锻造模夹具，包括其主体和固定卡槽，固定卡槽设置在主体长方向的两端，所述主体的一个底面上设有一拱桥底座，拱桥底座设有弯曲面，弯曲面沿主体长方向弯曲。

本发明回转锻造模通过固定卡槽与加工机床固定连接，其所设置的拱桥底座设计为与辊坯侧面弯曲的弧面的尺寸一致，则拱桥底座能够与模具贴合紧密进而可实现均匀分散受力，增强耐用性，并且紧密贴合模具后能够提高其对模具的夹持稳定性。

作为优选，所述拱桥底座的弯曲面为圆弧形弯曲面。

圆弧形弯曲面相较于其余如椭圆形弧面或波浪弧形，其均匀分散受力的效果更佳，并且辊坯侧面弯曲的弧面多为圆弧面，因此拱桥底座的弯曲面为圆弧形弯曲面时适用性更强。

作为优选，所述拱桥底座上设有至少两个紧固装置。

紧固装置设置在拱桥底座的侧平面，在拱桥底座贴合辊坯弧面后，利用紧固装置进行锁紧以提高装夹模具的稳定性，而紧固装置至少得两个才能起到锁紧效果。

作为优选，所述紧固装置以主体长方向为轴相对称地设置在拱桥底座上。

相对设置的紧固装置能够进一步提高对模具的装夹稳定性，避免模具所受加持力不均而产生晃动的问题发生。

作为优选，所述紧固装置为棘轮式紧固装置。

该类型的紧固装置抗拉强度大，张紧预应力大，使用棘轮机械进行张紧最大预紧力甚至可达5000kg，并且其宽度较大，与模具的接触面积也较大，可有效提高对模具的装夹稳定性。此外，棘轮式紧固装置还具有使用简便的优点，可以在装卸模具时节省时间，提高效率。

作为优选，所述拱桥底座沿主体长方向延伸的一端设有一定位斜面，另一端相对设有定位块。

定位块和定位斜面配合可对模具位置进行快速定位，提高加工制造的效率。

一种回转锻造模夹具的表面处理方法，所述方法为对回转锻造模夹具进行渗碳淬火处理，所制得的渗碳层厚度为1.2～1.5mm。

渗碳淬火处理可利用适当的工艺使得回转锻造模夹具的表面显微组织转变为高硬度的马氏体、残余奥氏体及少量碳化物，大幅度提高回转锻造模夹具的表面硬度，增强其耐磨性能及强度，而回转锻造模夹具的心部则为低碳马氏体或含有非马氏体的组织，具有更高的强韧性，避免回转锻造模夹具长期使用过程心部出现裂痕，内部结构被破坏的问题发生，对其表面及内部力学性能进行合理协调和改进，提高了其使用寿命。

作为优选，所述渗碳淬火处理中使用的渗碳介质为固体介质、膏状介质、液体介质和气体介质中的任意一种，淬火工艺采用渗碳后感应加热淬火配合低温回火，感应加热淬火中采用的电流频率为800～1300hz，低温回火温度为150～250℃。

感应加热淬火可大幅度细化渗碳层及渗碳层近处的组织，淬火变形量小，容易控制拱桥底座弧形结构的稳定性，避免弧形结构受到损伤。且在该电流频率内的淬火，感应电流透入深度恰好约为1.2～1.5mm，其控制渗碳层厚度的稳定性高，经过处理的夹具性能均一性高、品质稳定，150～250℃的回火温度可有效降低淬火的残留应力和脆性，整体进一步提高表面硬度和耐磨性，进而进一步提高其使用寿命。

作为优选，所述渗碳淬火处理后对拱桥底座进行超音速火焰喷涂处理，喷涂物料为wc-co系硬质合金粉末。

超音速火焰喷涂后所制得的喷涂层具有耐磨、耐腐蚀和高硬度的优点，提高了使用寿命，并且其可在一定程度上提高拱桥底座与回转锻造模接触面的摩擦力，提高装夹稳定性。

作为优选，所述超音速火焰喷涂工艺所制得的喷涂层厚度为0.8～1.2mm。

喷涂层厚度过大容易造成喷涂层厚度均一性下降，进而造成拱桥底座的弯曲面弧度变化，难以契合回转锻造模，而厚度过小则起不到良好的保护效果，该厚度范围内既能够保持拱桥底座弯曲面的完整性还能够起到良好的保护效果。

本发明的有益效果是：

1)本发明能够有效对传统非方正型模具进行有效且稳定的的夹持；

2)对于回转锻造模的适配性强，夹持强度高；

3)经过表面处理后其硬度和强韧性等力学性能更优，能够有效延长其使用寿命。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图中，1主体，2定位块，3定位斜面，4固定卡槽，5拱桥底座，6紧固装置。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示的一种回转锻造模夹具，其底座主体1为一长方体，长方向的两端各设有一个固定卡槽4，用以于加工机床的固定，在长方体的一面设有拱桥底座5，拱桥底座5与回转锻造模的圆弧面相契合，并由拱桥底座5两侧的紧固装置6对回转锻造模进行锁紧固定，大大提高了传统家具无法对回转锻造模进行有效且稳定固定的缺点，在拱桥底座5沿主体1长方向的两端相对设有一定位斜面3和定位块2，可实现对回转锻造模的快速定位，提高了加工效率。

本实施例所用渗碳介质为以sic作为碳源配合baco3作为催渗剂组成的固态渗碳介质，所述感应加热淬火所采用的电流频率为800hz，低温回火温度为150℃。对其进行检测，检测结果如下：主体1非拱桥底座5部分硬度为61～62hrc，渗碳层厚度为1.2mm，拱桥底座5部分硬度为71～73hrc，喷涂层厚度为0.8mm。

实施例2

如图1所示的一种回转锻造模夹具，其底座主体1为一长方体，长方向的两端各设有一个固定卡槽4，用以于加工机床的固定，在长方体的一面设有拱桥底座5，拱桥底座5与回转锻造模的圆弧面相契合，并由拱桥底座5两侧的紧固装置6对回转锻造模进行锁紧固定，大大提高了传统家具无法对回转锻造模进行有效且稳定固定的缺点，在拱桥底座5沿主体1长方向的两端相对设有一定位斜面3和定位块2，可实现对回转锻造模的快速定位，提高了加工效率。

本实施例所用渗碳介质为以实施例木炭作为碳源配合ch3coona作为催渗剂组成的固态渗碳介质，所述感应加热淬火所采用的电流频率为1300hz，低温回火温度为250℃。对其进行检测，检测结果如下：主体1非拱桥底座5部分硬度为62～63hrc，渗碳层厚度为1.5mm，拱桥底座5部分硬度为72～73hrc，喷涂层厚度为1.2mm。