一种模锻制坯的闭式卡压模具及闭式卡压制坯方法与流程

1.本发明属于锻造模具设计领域，涉及一种模锻制坯的闭式卡压模具及闭式卡压制坯方法。


背景技术：

2.卡压制坯工步是许多模锻件成形必不可少的制坯工步，其中的闭式卡压更利于卡压部位长度的延展，改变坯料的形状和长度，使坯料的形状更加吻合锻件的形状，以提高材料的成形利用率，降低设备的成形力、能耗以及提高模具寿命。
3.目前闭式卡压制坯型槽结构设计的不足之处在于：若进行一次卡压操作，坯料卡压部位横向展宽明显，长度方向展长较小，对于此部位要求延展较长的制坯难以满足要求，若进行二次卡压操作，即将坯料沿轴线旋转90度后再次进行的卡压操作以获得更大的长度延展量，则存在以下问题：一是坯料第一次卡压后，坯料横截面变为椭圆形，长轴为水平方向，当旋转90度后，长轴为垂直方向，坯料难以稳定置于卡压型槽中，二次卡压过程需要夹钳夹持坯料进行操作，如果模具结构不适合夹钳夹持坯料则难以进行二次卡压。二是如果第一次卡压压下量较大，二次卡压时变形不稳定，坯料易发生倾斜滑动，夹钳难以稳定坯料，无法进行第二次卡压操作。三是如果第二次卡压脱离夹钳的辅助操作，就需要第一次卡压压下量很小，以使坯料在二次卡压时放稳于卡压型槽，此方式难以获得较大的长度延展量，如在模锻锤卡压制坯需进行多次卡压操作，且须逐步增加压下量，带来操作难度的增加和效率的降低，在锻压机模锻设备上则无法实现此种操作或被迫选用浪费材料的较小压下量的二次卡压工艺。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种模锻制坯的闭式卡压模具及闭式卡压制坯方法，实现闭式卡压制坯大压下量的稳定的二次卡压操作，且卡压变形过程不需要夹钳对坯料的辅助夹持，变形过程稳定。
5.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种模锻制坯的闭式卡压模具，包括上模和下模，上模设有上型槽，下模设有下型槽，在下型槽的底部设有凹陷的v形结构槽， v形结构槽的开口形状与一次卡压所得坯料椭圆截面的长轴方向上的一端吻合。
6.作为另一种选择，所述上型槽的顶部设有凹陷的v形结构槽，该v形结构槽的开口形状与一次卡压所得坯料椭圆截面的长轴方向上的另一端吻合，并且两个v形结构槽上下相对设置。
7.所述v形结构槽的开口角度为60
‑
100度，深度为一次卡压所得坯料长轴长度的8
‑
15%。
8.所述v形结构槽的开口角度为100
‑
140度，深度为一次卡压所得坯料长轴长度的4
‑
8%。
9.一种闭式卡压制坯方法，该方法利用所述的闭式卡压模具进行，首先，将原料坯料
放在下模的下型槽中，在上模的合模运动过程中，上型槽和下型槽将原料坯料挤压成截面呈椭圆形的一次卡压坯料，并在一次卡压坯料长轴的下侧面形成v形结构凸起；然后上模上升，将一次卡压坯料翻转90度后，将长轴的一个轴端卡在下型槽的v形结构槽内，以使一次卡压坯料稳定立于下型槽中，接着上模合模，由上模的上型槽顶面压紧一次卡压坯料长轴的另一轴端，继续合模完成二次卡压成形，获得二次卡压坯料。
10.一种闭式卡压制坯方法，该方法利用所述的闭式卡压模具进行，首先，将原料坯料放在下模的下型槽中，在上模的合模运动过程中，上型槽和下型槽将原料坯料挤压成截面为椭圆形的一次卡压坯料；然后上模上升，将一次卡压坯料翻转90度后，将长轴的一个轴端卡在下型槽的v形结构槽内，以使一次卡压坯料稳定立于下型槽中，接着上模合模，由上型槽的v形结构槽卡住一次卡压坯料长轴的另一轴端，继续合模完成二次卡压成形，获得二次卡压坯料。
11.所述的“v形结构槽”是指横截面为v形的凹槽。
12.本发明的有益效果是：本发明在常规闭式卡压型槽的基础上，进一步的在下型槽或者上、下型槽增加用于二次卡压定位和稳定坯料的v形结构槽，起到了坯料定位和稳定坯料于型槽的作用，摆脱了成形过程的夹钳的夹持操作，满足大压下量卡压后的二次卡压的工艺诉求。
13.本发明实现了大下压量的二次卡压成形，获得了更大的展长量，提高了制坯效率，提高了材料的成形利用率，特别适用于“哑铃”形结构锻件的制坯需求。
14.对于下压量较小的制坯过程，本发明还给出了有针对性的简易模具结构，同样可以对坯料进行定位和稳定，满足二次卡压的稳定成形要求。
附图说明
15.图1为本发明的主视图；图2为图1中下模的俯视图；图3为本发明在第一次卡压结束状态时图1所示模具的a
‑
a剖视图；图4为本发明在第二次卡压开始状态时图1所示模具的a
‑
a剖视图；图中标记：1、下模，2、上模，3、第一v形结构槽，4、第二v形结构槽，5、下型槽，6、上型槽，7、一次卡压坯料。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
17.实施例1：参照附图1、2所示，一种模锻制坯的闭式卡压模具，用于“哑铃”形结构锻件的制坯，包括上模2和下模1，上模2设有上型槽6，下模1设有下型槽5，因此上模2和下模1均为凹模，下模1和上模2合模后，上型槽6和下型槽5配合形成用于坯料成型的型腔。
18.所述下模1的下型槽5中部设有凹陷的第一v形结构槽3，所述上模2的上型槽6中部设有凹陷的第二v形结构槽4，第一v形结构槽3和第二v形结构槽4用于对一次卡压坯料7进行定位以便于第二次卡压制坯。由于在第一次卡压制坯后，所得的一次卡压坯料7为截面呈椭圆形的形状，存在长轴和短轴，此时长轴为水平状态；在进行第二次卡压制坯时，需要将
一次卡压坯料7旋转90度，此时长轴呈竖直状态，因此为了稳定坯料，所述的第一v形结构槽3和第二v形结构槽4需要卡在一次卡压坯料7长轴的两端才能起到最好的定位和稳定坯料的作用。基于此，第一v形结构槽3和第二v形结构槽4的形状分别与一次卡压坯料7长轴两端的形状吻合，一般情况下，第一v形结构槽3和第二v形结构槽4的开口角度为60
‑
100度，深度通常为一次卡压坯料7长轴长度的8
‑
15%。
19.第一v形结构槽3和第二v形结构槽4的形状可以参考图3、4，其横截面为v形。
20.本实施例所述的闭式卡压模具在使用时的制坯方法如下：首先，将原料坯料放在下模1的下型槽5中，在上模2的合模运动过程中，上型槽6和下型槽5将原料坯料挤压成如图3所示的截面呈椭圆形的一次卡压坯料7；然后上模2上升，将一次卡压坯料7翻转90度后，将长轴的一个轴端卡在下型槽5的第一v形结构槽3内，以使一次卡压坯料7稳定立于下型槽5中，接着上模2合模，由上型槽6的第二v形结构槽4卡住一次卡压坯料7长轴的另一轴端，此时的状态如图4所示，然后继续合模过程完成二次卡压成形，获得二次卡压坯料。
21.本实施例是针对卡压压下量较大（如一次卡压坯料中的长轴与短轴比≥2）情况的模具设计以及制坯方法，在此情况下，所得的一次卡压坯料7长轴较长，旋转后呈“瘦高”状，仅凭下型槽5的第一v形结构槽3还不足以起到稳固坯料的作用，因此需要在上型槽6中设置一个第二v形结构槽4，这样形成上下夹持状态，防止瘦高的坯料变形过程中的滑动倾斜和变形失稳，可平稳实现大压下量的二次卡压成形，使坯料获得了较大的变形和展长量。
22.实施例2：本实施例是针对卡压压下量较小（如一次卡压坯料中的长轴与短轴比<2）情况的模具设计以及制坯方法，在此情况下，所得的一次卡压坯料7长轴较短，旋转后依靠下型槽5的第一v形结构槽3就可以起到稳固坯料的作用。因此，本实施例在实施例1的基础上，省去上型槽6中的第二v形结构槽4，仅保留下型槽5的第一v形结构槽3即可实现稳定的二次卡压成形。并且，由于卡压压下量相对较小时，第一v形结构槽3的开口角度可增大至100
‑
140度，深度可减小为长轴长度的4
‑
8%。
23.本实施例所述的闭式卡压模具在使用时的制坯方法如下：首先，将原料坯料放在下模1的下型槽5中，在上模2的合模运动过程中，上型槽6和下型槽5将原料坯料挤压成截面呈椭圆形的一次卡压坯料7；然后上模2上升，将一次卡压坯料7翻转90度后，将长轴的一个轴端卡在下型槽5的第一v形结构槽3内，以使一次卡压坯料7稳定立于下型槽5中，接着上模2合模，由上模2的上型槽6顶面压紧一次卡压坯料7长轴的另一轴端，继续合模以完成二次卡压成形，获得二次卡压坯料。
24.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。