专利名称：一种钛合金锻件的模锻装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模锻设备，具体涉及一种钛合金锻件的模锻装置。
背景技术：
用于特殊用途的铁合金等温锻件，其锻造的基本工艺流程是1、进行锻件设计，制作一个与铁合金锻件只寸、形状匹配的模具；2、采用等温锻造生产工艺制饼，加工成一定形状的荒坯；3、采用等温锻造工艺，利用模具将铁合金荒坯压制成合金模锻件；4、脱模，将成型的合金模锻件从模具内脱出；5、热处理，机加工。最终将成型的合金等温锻件加工成零部件。钛合金等温锻件生产过程中，脱模是不可缺少的工序。如1所示，是现有钛合金锻件模锻装置，包括上横梁10、上基座20、通过螺母30固定在上基座20的上模40、下模50、下基座70及锻件60。空心薄壁轴锻件属传动系统的关键件。在生产铁合金空心薄壁轴锻件时，大部分金属随着上模作正挤压流动，但也有小部分金属作相反方向流动。在完成压制且金属充满整个型腔时，会产生一些包住模具上模的飞边。采用常规的脱模方式，上.模40及基座20随上横梁10回程一步脱模，会遭遇“脱模难即锻件粘上模”的难题其一方面，锻件包在上模而脱不下来，锻件的冷却方式由原来的快速水冷变成了缓冷，锻件强度性能有很大的下降，影响锻件产品的合格率；另一方面，为了将锻件取出，采用锻件与上模模具一起下行，将锻件再次压进模腔。由于内表面的摩擦力加飞边包住上模的阻力较大，必须将模具都冷却到600°C以下，通过内外模的温差及高温合金与钛合金膨胀系数的差异，增加锻件外壁与内框模之间的阻力，使锻件留在内框模内，让上模顺利脱出。模具寿命也明显缩短。(因为冷却时外表面模具温度比锻件的温度下降得快；另外，高温合金的线膨胀系数大于钛合金线膨胀系数)，而这一过程一般需要不少于40 分钟的时间，有时甚至超过1小时，致使模锻的生产效率低下。管类、轴颈类及有一定高度的盘类模锻件，常会发生脱上模困难的问题。一方面减小高温合金上模与锻件脱模阻力，确保上模顺利脱出，往往采用加大脱模角度的方法来解决，设计的脱模角度高达10°以上；另一方面，增加外框模与锻件之间的阻力，确保上模顺利脱出，往往采用减小外框模脱模角度的方法来解决。通常设计的脱模角度为0°或负数。 在实际生产过程中，脱模仍十分困难，产品报废严重，生产效率低下，而且脱模角度越大，相对成品零件模锻件余量越大，机加工零件成材率越低。另外增加外框模与锻件之间的阻力， 采用减小外框模脱模角度的方法，设计的脱模角度0°或负数易造成下顶出杆将锻件顶出时阻力增加，从而造成锻件变形，造成锻件报废。锻造时锻件粘模问题成为空心薄壁轴锻件工艺环节上的瓶颈，阻碍了该类锻件的
正常生产。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，设计一种钛合金锻件的模锻装置，在加工薄壁轴等温锻件脱模时锻件处于被套环压住的状态而不会粘于上模，达到模锻件脱模方便，缩短脱模过程所需的时间，提高模锻件的生产效率，延长模具使用寿命；另外，还可以解决冷却速缓慢，影响薄壁轴锻件产品合格率的问题。为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供一种钛合金锻件的模锻装置，其特征在于，所述锻模装置包括上基座，在所述上基座的中间设有垂直于上基座的通孔，在所述通孔内穿过一套筒结构的上连杆，在所述上连杆内穿过一上顶杆，在所述上顶杆上设有螺纹段，所述螺纹段与用于限位的螺母配合连接，所述螺母设置在上基座上设置的凹槽内；在所述上基座的下端设有上模，在所述上模上设有用于穿过所述上顶杆的中心导孔，在所述上模上还设有与中心导孔连通的径向贯通的槽孔，所述上顶杆穿过所述中心导孔与槽孔在其端部连接有上模销轴，所述上模销轴位于所述槽孔内能随上顶杆上下移动，所述上模销轴的两端伸出所述上模并与一套环相连接，所述套环的一端套接在所述上模的外侧； 在所述上模的下端设有下模，在所述下模上设有用于容纳上模、套环及锻件的通孔，所述下模设置在下基座上，在所述下基座上设有用于放置锻件的通孔。其中，所述上基座包括有固定座与连接座，所述固定座与连接座通过法兰结构连接在一起。其中，所述凹槽贯通于所述上基座，所述被设置在所述固定座上或所述连接座上， 且位于固定座与连接座的结合部位。该钛合金锻件的模锻装置在每次模锻结束后，先启动上顶出液压装置，由上顶杆压住上模销轴及套环将锻件压住，使锻件留在下模腔内，然后油压机上横梁回程，带动基座、上模移动，上模移动H/2 Hmm之间(H为上模销轴的最大行程)，卸掉上顶出的油压，再由上横梁回程带动基座、上模、套环、上连杆、上顶杆及上模销轴一齐移动，即可完成薄壁轴锻件的上模脱模工作。最后压机下顶出油缸活塞上升，由下顶杆带动锻件脱模，并用启模机快速取出锻件放入冷却水槽，进行水冷。本实用新型在脱模时锻件处于被套环压住的状态而不会粘于上模，解决了冷却速度太慢而影响空心薄壁轴锻件的产品质量的问题，使用脱模装置使模锻件脱模方便，缩短脱模过程所需的时间，提高模锻件的生产效率，提高了模具使用寿命。本实用新型的优点和有益效果在于1、本实用新型使薄壁轴钛合金锻件的脱模显得容易，一直存在的管类锻件脱模瓶颈难题得以彻底解决，为批量生产同类产品打下了基础。2、由于钛合金锻件采用该脱模装置，脱模时间大幅度减少。采用常规的脱模装置， 当内表面的摩擦力加飞边包住上模的阻力大于锻件表面的摩擦力，使该锻件在生产中遇到了 “脱模难即锻件粘上模”问题，为了将锻件取出，锻件和上模模具下行，将锻件再次压进模腔，由于内表面的摩擦力加飞地包住上模的阻力相当大，必须要将上模和锻件重新模具都冷却到600°C以下，通过内外模的温差及高温合金与铁合金膨胀系数的差异，增加锻件外壁与内框模和基座之间的阻力，使锻件留在内框模内，让上模顺利脱出。另外模具寿命也明显缩短(因为冷却时外表面模具温度比锻件的温度下降得快；另外，高温合金的线膨胀系数大于钛合金线膨胀系数)，而这一过程一般需要不少于30分钟的时间，有时甚至超过1小时，致使模锻的生产效率低下。本实用新型模锻后每个锻件脱模时间大幅降低，大大提高了生产效率。3、采用本实用新型生产出的薄璧轴锻件组织性能也有明显改善。
图1是现有钛合金模锻装置模锻薄壁轴示意图；图2是本实用新型钛合金锻件的模锻装置中一实施例脱模前的示意图；图3是本实用新型钛合金锻件的模锻装置中一实施例脱模后的示意图；图4a、图4b是本实用新型钛合金锻件的模锻装置分步脱模示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。如图2 图4b所示，本实用新型是一种钛合金锻件的模锻装置，锻模装置包括上基座1，在所述上基座1的中间设有垂直于上基座的通孔101，在所述通孔1内穿过一套筒结构的上连杆3，在所述上连杆3内穿过一上顶杆2，在所述上顶杆2上设有螺纹段，所述螺纹段与用于限位的螺母4配合连接，所述螺母4设置在上基座1上设置的凹槽内；在所述上基座1的下端设有上模5，在所述上模5上设有用于穿过所述上顶杆2的中心导孔501，在所述上模5上还设有与中心导孔5连通的径向贯通的槽孔502，所述上顶杆2穿过所述中心导孔501与槽孔502在其端部连接有上模销轴6，所述上模销轴6位于所述槽孔502内能随上顶杆2上下移动，所述上模销轴6的两端伸出所述上模5并与一套环7相连接，所述套环 7的一端套接在所述上模5的外侧；在所述上模5的下端设有下模8，在所述下模8上设有用于容纳上模5、套环7及锻件10的通孔，所述下模8设置在下基座9上，在所述下基座9 上设有用于放置锻件10的通孔901。模锻前，上顶出液压装置完全回程。当坯料放入上模5、下模8、的模具型腔后，上模5缓缓下压，以便使顶出套环7复位。模锻时，最初先给一个较小的锻造压力，使上模5等各个部分的配合面贴合紧密； 然后迅速加压至最终压力，使得锻坯在较短时间内挤压成形。锻件充满后，启动上顶出液压装置，由上顶杆2压住上模销轴6及套环7将锻件10 压住，使锻件10留在下模8腔内，上横梁阻程方可带动上模5移动。图4a、图4b中，Pl为压力，P2为脱模力。上模销轴6在上模中的最大行程为Hmm，所以在上顶杆2压住上模销轴6时，控制上模移动运< Hmm，当上模5移动彡H/2mm时，将卸掉上顶出的油压；上横梁回程带动上基座1、上模5、套环7、上连杆3、上顶杆2及上模销轴6 —齐移动，即可完成薄壁轴锻件的上模脱模工作。本实用新型实施后，锻件的脱模时间从原来的锻件粘上模，锻件取不出或者要消耗1小时/件到现在每次脱模时间仅需3 5分钟，脱模变得很方便。一方面提高了生产效率，另一方面提高了模具寿命，再者提高了锻件的性能。另外，通过本实用新型生产出表面光洁、组织性能稳定的TC4铁合金薄壁轴等温锻件。 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种钛合金锻件的模锻装置，其特征在于，所述锻模装置包括上基座，在所述上基座的中间设有垂直于上基座的通孔，在所述通孔内穿过一套筒结构的上连杆，在所述上连杆内穿过一上顶杆，在所述上顶杆上设有螺纹段，所述螺纹段与用于限位的螺母配合连接， 所述螺母设置在上基座上设置的凹槽内；在所述上基座的下端设有上模，在所述上模上设有用于穿过所述上顶杆的中心导孔，在所述上模上还设有与中心导孔连通的径向贯通的槽孔，所述上顶杆穿过所述中心导孔与槽孔在其端部连接有上模销轴，所述上模销轴位于所述槽孔内能随上顶杆上下移动，所述上模销轴的两端伸出所述上模并与一套环相连接，所述套环的一端套接在所述上模的外侧；在所述上模的下端设有下模，在所述下模上设有用于容纳上模、套环及锻件的通孔，所述下模设置在下基座上，在所述下基座上设有用于放置锻件的通孔。
2.如权利要求1所述的钛合金锻件的模锻装置，其特征在于，所述上基座包括有固定座与连接座，所述固定座与连接座通过法兰结构连接在一起。
3.如权利要求2所述的钛合金锻件的模锻装置，其特征在于，所述凹槽贯通于所述上基座，所述被设置在所述固定座上或所述连接座上，且位于固定座与连接座的结合部位。
专利摘要本实用新型内公共开了一种钛合金锻件的模锻装置，该锻模装置包括上基座的中间设有垂直于上基座的通孔，通孔内穿过一套筒结构的上连杆，在上连杆内穿过一上顶杆，上顶杆上设有螺纹段且与用于限位的螺母配合连接；上基座的下端为上模，上模上还设有中心导孔以及与中心导孔连通的径向贯通的槽孔，上顶杆穿过中心导孔与槽孔在其端部连接有上模销轴，上模销轴位于槽孔内能随上顶杆上下移动，上模销轴的两端伸出上模并与一套环相连接，套环的一端套接在上模的外侧；上模的下端为下模，在下模上设有通孔，下模设置在下基座上，在下基座上设有用于放置锻件的通孔。该模锻装置在锻件处于被套环压住的状态而不会粘于上模，达到模锻件脱模方便的目的。
文档编号B21J9/02GK202192194SQ201120261450
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者沈炎, 赵林华 申请人:江阴市燎原锻压有限公司