一种锻件冲头的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种锻件冲头，特别涉及一种大型锻件深冲孔冲头。
【背景技术】
[0002]核电以及火电等重大技术装备中存在着管板、进出口接管以及阀体等重要空心锻件，此类部件在锻造加工过程中需要进行冲孔。空心锻件长期工作于高温、高压、高放射性的恶劣环境中，且承受着高流速介质所带来的变化冲击荷载，易因交变荷载而产生疲劳损伤，影响整体发电机组的安全系数。因此，恶劣的工作环境对空心锻件的综合机械性能提出了极高的要求。
[0003]传统冲孔工艺一般采用实心冲头进行加工，冲头虽有一定斜度，但仍存在脱模困难的现象:冲贯通孔时，需另外增加工序将冲头冲出；冲较深盲孔时，需沿圆孔径向方向挤压锻件，实现扩孔后取出冲头。冲深孔时，随着冲孔深度的增加，冲头侧壁与圆孔侧壁的摩擦力随之增加，一方面增加脱模的难度，另一方面成形力急剧增加，可能会超出锻压机的工作范围。传统冲孔工艺依靠冲头与金属间的剪切作用，将心部材料撕裂冲出，这种剪切应力会将锻件内孔附近已经焊合的孔隙性缺陷重新撕裂，并在孔壁以及内部造成裂纹缺陷，破坏锻件的中和机械性能。一般通过机械加工将孔壁附近的材料进行切削加工，或通过扩孔工艺将内孔壁压实。
【发明内容】
[0004]技术问题:本实用新型的目的是提供一种锻件冲头，以降低脱模难度，减小冲头侧壁与圆孔侧壁的摩擦力，并能有效焊合在内孔侧壁区域产生的孔隙性缺陷以及裂纹，避免后续修复工序，以得到综合机械性能优异的空心锻件。
[0005]
【发明内容】
:为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锻件冲头，该锻件冲头包括:杆部、与杆部一端连接的头部，杆部与头部一体成型，且均为圆柱体，在冲头头部端部设有修复工作带。
[0006]优选的，杆部的直径比头部直径大20mm左右，头部端面直径为头部直径的0.6?0.75倍，头部高度Hl取300?500mm，该锻件冲头整体高度H2为变量。
[0007]优选的，头部与杆部相连接的肩部设有退模倒角，防止退模时锻件冲头与内孔壁存在剪切作用，退模倒角与径向方向的夹角为60°，倒角高度为20_。
[0008]优选的，头部的直线倾斜部分与相切的圆弧部分构成修复工作带，圆弧半径取80?120mmo
[0009]有益效果:本实用新型具有的优点和积极效果是:
[0010](I)冲头整体与锻件内孔壁的接触面积减小，摩擦力大大减小，锻造设备克服摩擦力做功减小，节约了成本。同时成形力减小，避免了因锻压机吨位不足而无法加工深孔。
[0011](2)冲头脱模难度减小。当冲贯通孔时，将心部材料连同冲头一并冲出，不存在脱模困难的现象；当冲盲孔时，一方面摩擦阻力大大减小，另一方面杆部与头部相连接的肩部设有倒角，避免冲头脱模时与内孔壁存在剪切作用，只需抱钳就可以将冲头拔出。
[0012](3)修复工作带的存在可有效锻合因剪切作用而造成的内孔壁裂纹、孔隙等缺陷。冲头在冲压过程中，将金属沿径向方向向外侧挤压，可有效锻合内孔壁裂纹、空隙等缺陷，修复被破坏的组织，提高成形精度。
【附图说明】
[0013]图1为锻件冲头，I为杆部，2为头部，3为修复工作带。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0015]本实用新型提供的锻件冲头包括头部、杆部，头部与杆部为一整体，且均为圆柱体，在头部端部设有修复工作带。杆部的直径比头部直径大20_左右，头部端面直径为头部直径的0.6?0.75倍，头部高度Hl取300?500mm，冲头整体高度H2为变量。头部与杆部相连接的肩部设有退模倒角，防止退模时锻件冲头与内孔壁存在剪切作用，退模倒角与径向方向的夹角为60°，倒角高度为20mm。头部的直线倾斜部分与圆弧部分构成修复工作带，Rl取80?120mmo
[0016]参见图1，一种大型锻件深冲孔冲头，其特征在于，该冲头包括:杆部1、与杆部一端连接的头部2，杆部I与头部2—体成型，且均为圆柱体，在冲头头部端部设有修复工作带3。
[0017]杆部I的直径Dl与头部2直径D2的关系为:Dl=D2+20mm;头部端面直径D3为头部2直径D2的0.6?0.75倍，头部I高度Hl取300?500mm，该锻件冲头整体高度H2为变量。
[0018]头部2与杆部I相连接的肩部设有退模倒角，防止退模时锻件冲头与内孔壁存在剪切作用，退模倒角与径向方向的夹角为60°，倒角高度为20_。
[0019]头部I的直线部分与相切的圆弧部分构成修复工作带3，其中R2取80?120mm。
[0020]上述结构中，杆部只起到专递成形力的作用，与锻件内孔壁不接触，大大减小了锻件内孔壁与冲头的摩擦力。当冲贯通孔时，将心部材料连同冲头一并冲出，不存在脱模困难的现象；当冲盲孔时，一方面摩擦阻力大大减小，另一方面头部与杆部相连接的肩部设有倒角，避免冲头脱模时与内孔壁存在剪切作用，只需抱钳就可以将冲头拔出，省去扩孔退模工
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[0021]冲头与锻件内孔壁的接触面积减小，摩擦力大大减小，锻造设备克服摩擦力做功减小，节约了成本。同时成形力减小，避免了因锻压机吨位不足而无法加工深孔。
[0022]修复工作带的存在可有效锻合因剪切作用而造成的内孔壁裂纹、空隙等缺陷。冲头在冲压过程中，将金属沿径向方向向外侧挤压，可有效锻合内孔壁裂纹、空隙等缺陷，修复被破坏的组织，弧形连接部分进一步修整锻件的内孔壁，可有效提高内孔壁的圆滑程度以及孔的尺寸精度，使空心锻件的综合机械性能得到大大提高。同时，可减少后续的内孔的机加工工序，大大提高生产效率。
【主权项】
1.一种锻件冲头，其特征在于，该冲头包括:杆部(I)、与杆部一端连接的头部(2)，杆部(I)与头部(2)—体成型，且均为圆柱体，在冲头头部端部设有修复工作带(3)。2.根据权利要求1所述的锻件冲头，其特征在于，杆部(I)的直径Dl与头部(2)直径D2的关系为:01=02+20臟;头部端面直径03为头部(2)直径02的0.6?0.75倍，头部(2)高度!11取300?500mm，该锻件冲头整体高度H2为变量。3.根据权利要求2所述的锻件冲头，其特征在于，头部(2)与杆部(I)相连接的肩部设有退模倒角，防止退模时锻件冲头与内孔壁存在剪切作用，退模倒角与径向方向的夹角为60°，倒角高度为20mm。4.根据权利要求3所述的锻件冲头，其特征在于，头部(2)的直线部分与相切的圆弧部分构成修复工作带(3)，其中R2取80?120_。
【专利摘要】本实用新型涉及一种锻件冲头，其特征在于，该冲头包括：杆部(1)、与杆部一端连接的头部(2)，杆部(1)与头部(2)一体成型，且均为圆柱体，在冲头头部端部设有修复工作带(3)。冲头整体与锻件内孔壁的接触面积减小，摩擦力大大减小，锻造设备克服摩擦力做功减小，节约了成本。
【IPC分类】B21J13/02, B21J5/10
【公开号】CN205200434
【申请号】CN201521028826
【发明人】高锦张, 丁燕青, 戴挺, 周怡君, 马武江
【申请人】东南大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月10日