一种角向分合精锻模的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种角向分合精锻模。传统锻模存在跑料、分合运动稳定性差、分合运动件磨损大等缺陷。本发明将芯模套设计成沿角向分开的对称两部份，侧冲头滑块置于分合面两侧，使芯模套、侧冲头滑块在外力或自身重力作用下可各自沿外模套内腔的棱作上下运动，实现芯模分合及侧冲头滑块的到位或脱开；通过外模套内腔每相邻两斜面上设有的导向槽，偶合芯模套、侧冲头滑块上设有的导向板，实现平稳导向；通过外模套棱台两相邻斜面承载芯模套，不但增大了承载面积、减小了运动件之间的磨损，且构成三角导轨，使芯模套的运动稳定性得到加强。本发明的有益贡献在于：结构合理、模具的分合导向性好、运动面之间的磨损小、寿命长。
【专利说明】一种角向分合精锻模
【技术领域】
[0001]本发明属于金属热挤压成型【技术领域】，具体为一种锻模，特别是一种锻模的角向分合导向结构。
【背景技术】
[0002]传统的热挤压锻模结构包括开式和闭式两种，开式结构的锻模将热态的金属毛坯放入固定在压力机上的下模具模腔内，在上模具模腔的强大冲压力作用下，迫使金属从上、下模腔中作塑性挤压变形，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定机械性能的热挤压模锻件。开式结构的锻模毛坯成形后具有飞边，还须后道工序加以去除，费时、费工、浪费材料，因此人们采用了一种闭式结构的锻模。闭式结构的锻模，芯模为对称的两半，通过芯模自身重力和芯模外侧上大下小的锥台或棱台偶合模套内腔中上大下小的锥台或棱台，实现两半芯模的闭合，然后将金属毛坯放入闭合的芯模中，在上冲头强大冲压力作用下，迫使金属从闭合的模腔中作塑性挤压变形，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定机械性能的热挤压模锻件；需要取出模锻件时，在芯模的底部施加托顶外力，使芯模沿模套内腔中的锥台锥面或棱台斜面同时上行和侧向分开实现开模。闭式结构的锻模由于挤压出的模锻件无飞边因而得到广泛应用，特别在成形锻压批量较大的管件三通、四通的制造工艺中，其优势更为明显。上述闭式结构中利用锥台的锥面实现芯模开合的应用比例较小，因为上大下小的芯模上升时与模套的接触面几乎为线接触，故其稳定性较差。而运用较多的则是锥台，芯模的分合面设置在锥台相对的斜面上，在芯模分开的运动过程中，利用锥台中的一斜面承托芯模中的一半芯模、另一相对斜面承托另一半芯模，如设置侧冲头，则侧冲头滑块设置在与其相垂直的另两相对斜面上，并利用两半芯模和两侧冲头滑块后部设有的T形键偶合模套上设有的T形槽，实现芯模和侧冲头滑块的分合导向。这种结构的分合锻模虽然承托芯模重力为一个面，但承托面积较小，芯模与模套之间的磨损较大；且其导向完全依赖T形键槽，在芯模上升、下降的过程中，T形键槽的侧面对运动的干涉较大，常有撬夹、摇摆现象，故导向的稳定性不够，直接影响芯模闭合精度，导致模具的使用寿命缩短，锻制工件精度减低。
【发明内容】
[0003]为了增强锻制模具在分合过程中的稳定性，尽量减少运动面间的磨损，本发明提供一种角向分合精锻模。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:一种角向分合精锻模，包括外模套、芯模套、芯模、侧冲头、侧冲头滑块、上冲头、托板、压板、顶杆，所述外模套的内腔形状为上大下小的棱台；所述芯模套、芯模、托板、压板、侧冲头、侧冲头滑块拼合构成芯模系统并置于外模套的内腔中，所述芯模系统拼合后的外部形状与外模套内腔形状一致；芯模套、芯模、托板、压板均为对称的两半结构，两半芯模分别嵌在两半芯模套分合面内，压板紧压芯模上端，侧冲头后端与侧冲头滑块前端相连接，侧冲头与侧冲头滑块穿过芯模套分合面上的侧向孔使侧冲头前端进入芯模的形腔，工件置于形腔之中，上冲头进入形腔挤压工件；芯模套底部置于托板上方，托板设置在顶杆上方，其特征在于:
[0005]所述芯模套为沿角向分开的对称两半结构；
[0006]所述芯模系统中的两半芯模与两侧冲头滑块分合时，沿外模套内腔侧棱方向运动；
[0007]所述外模套内腔每一棱的相邻两斜面上设有平行于这个棱的导向槽；
[0008]所述芯模套和侧冲头滑块上设有导向板，且所述导向板与导向槽相偶合。
[0009]所述导向槽槽口截面方向与所在平面的夹角中的小角小于90°。
[0010]本发明通过外模套上的内棱台偶合由两半结构的芯模套与两侧冲头滑块共同拼合成的外棱台，并将芯模套的分合面设置在棱台的对角线上；通过外模套内棱台每相邻两面上设有的平行于侧棱的导向槽，偶合两半芯模套和侧冲头滑块上分别设有的导向板，实现了成型热挤压工件时，两半芯模的分合面在上冲头的正压力和棱台楔式斜面的反作用力下，越压越贴紧；分模时，芯模套和侧冲头滑块在下顶杆向上的作用力下产生向上运动，运动过程中受到外模套上导向槽的约束，迫使芯模套和侧冲头滑块向上运动并分开。上述过程中，导向槽与导向板的偶合约束及外模套上相邻两斜面的承载面构成了一个空间支撑，从而不但使芯模套的导向性和运动稳定性得到加强，并且使运动面之间的接触面增大、压强减小，可有效降低运动面之间的磨损，使外模套的内侧承载面的精度保持性得到了充分的发挥，即使因长期使用产生磨损，稍加调整仍能达到较好的使用要求，弥补了同类模具分合时，芯模套在T形槽的导向下所产生出的撬夹、摇摆现象；也缓解了同类模具分合时，外模套与芯模套之间由于单一平面承载所带来的磨损大、耐用度低的程度，克服了其导向面与承载面不可修复的弊端。本发明中 外模套内腔相邻侧面之间可设计成圆弧连接，可解决外模套角向应力集中的问题。本发明中还可将所述的导向槽设计成平行的多条，进一步增加外模套与芯模系统的联接。
[0011]和已公开了的同类模具相比，本发明的有益贡献在于:结构合理、模具的分合导向性和稳定性好、运动面之间的磨损小、寿命长。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1为本发明合模状态下的主剖视结构示意图；
[0013]附图2为本发明合模状态下的左剖视结构示意图；
[0014]附图3为本发明合模状态下的俯视结构示意图；
[0015]附图4为本发明分模状态下的主剖视结构示意图；
[0016]附图5为本发明分模状态下的左剖视结构示意图。
[0017]在附图1、2、3、4、5中:I外模套，101导向槽，2、2 ’侧冲头滑块，201导向板，3、3 ’芯模套，301导向板，4、4 ^侧冲头，5上冲头，6、6 ^芯模，7、7^压板，8紧定螺钉，9顶杆，
10、10 ’托板，11工件。
【具体实施方式】
[0018]如附图1、2、3所示，外模套I的内腔形状为上大下小的棱台且每一棱的相邻两斜面上均设有平行于这个棱的导向槽101，导向槽101的槽口截面方向与所在平面的夹角中的小角小于90° ;由芯模套3、3^，芯模6 W，托板10、10 '，压板7、7'，侧冲头4、4^，侧冲头滑块2、2 '拼合构成的芯模系统置于外模套I的内腔中，芯模系统拼合后的外部形状与外模套I内腔形状一致；芯模套3、3丨为沿角向分开的对称两半结构，且在分合面所对角处设有导向板301，导向板301偶合在外模套I上的导向槽101中；芯模6、6 ;，托板10、10'，压板7、7'均为对称的两半结构，芯模6、6 '分别嵌在芯模套3、3'分合面内，压板?、? '紧压芯模6、6'上端；侧冲头4、4'后端与侧冲头滑块2、2'前端相连接，侧冲头滑块2、2 ’的分合面两侧设有导向板201，导向板201与外模套I上的导向槽101相偶合，侧冲头4、4'与侧冲头滑块2、2'前端穿过芯模套3、3'分合面上的侧向孔使侧冲头4、4'前端进入芯模6、6'的形腔；芯模套3、3'底部置于托板10、10'上方；托板10、10'设置在顶杆9上方。
[0019]如附图1、2、3所示，锻模工作时，工件11置于芯模6、6 ’内的形腔中，上冲头5以强大的冲击力热挤压工件11，芯模6、6'同时受到工件5的正挤压力和侧向挤压力，这个正挤压力和侧向挤压力的合力通过外模套3、3 ’外侧的棱台斜面传递到外模套I的内棱台斜面上，与此同时，外模套I的内棱台斜面反作用于外模套3、3丨的外棱台斜面一个法向力，这个法向力可分解为向心力和向上的抗衡力，其中向心力使外模套3、3 ^ ,芯模6W越并越紧，抗衡力使外模套3、3 '，芯模6、6'不可沿上冲头5作用力的方向运动，因而使工件11能在模腔内作设定空间形状上的热挤压成形，且无模具缝隙飞边。
[0020]如附图4、5所示，锻模需要取出工件时，上冲头5上升脱离工件11，顶杆9在外力作用下向上顶起托板10、10'，使芯模套3、3'带动芯模6、6'和侧冲头滑块2、2' —同在导向槽101、导向板201，301的导向下，沿外模套I内四棱台的四侧棱向上运动而四面分开，直到能够取出工件11止。卸开外力，外模套3、3 ^，芯模6W，侧冲头滑块2、2^，托板
10、10丨在自身重力的作用 下，沿棱台的侧棱和斜面滑下回复到原始位置，开始下一工作循环。
[0021]本发明在合模热挤压工件11时，芯模6、6 '的分合面在上冲头5的正压力和外模套I楔式斜面的反作用力下，越压越贴紧，不会形成缝隙飞边。分模取出工件11时，芯模套
3、3丨和侧冲头滑块2、2丨在下顶杆9向上的作用力下、外模套I上的导向槽101、芯模套3,3 /和侧冲头滑块2、2'上的导向板301和201的约束下，向四面斜向分开，外模套I上的两相对斜面及其夹角构成承载的V形导轨面、芯模套3、3丨上的相对斜面及其夹角构成V形贴合面，不但使芯模套3、3丨的导向性和运动稳定性得到加强，而且使外模套I与芯模套3、3 ’运动面之间的磨擦面增大、压强减小，有效降低了运动面之间的磨损，使承载面的精度保持性得到了充分的发挥，弥补了同类模具分合时，芯模套3、3 '在T形槽的导向下所产生出的撬夹、摇摆现象；也缓解了同类模具分合时，外模套I与芯模套3、3 ’之间由于单一平面承载所带来的磨损大、耐用度低的程度，克服了其导向面与承载面不可修复的弊端。为考虑到应力集中而导致外模套I的外径过大，本发明外模套I及芯模套3、3丨的棱台两相邻斜面之间的连接可以设计为圆弧。
[0022]以上所述，仅为本发明较佳的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种热塑性角向分合精锻模，包含外模套、芯模套、芯模、侧冲头、侧冲头滑块、紧定螺钉、上冲头、托板、压板、顶杆，所述外模套的内腔形状为上大下小的棱台；所述芯模套、芯模、托板、压板、侧冲头、侧冲头滑块拼合构成芯模系统并置于外模套的内腔中，所述芯模系统拼合后的外部形状与外模套内腔形状一致；芯模套、芯模、托板、压板均为对称的两半结构，两半芯模分别嵌在两半芯模套分合面内，压板紧压芯模上端，侧冲头后端与侧冲头滑块前端相连接，侧冲头与侧冲头滑块穿过芯模套分合面上的侧向孔使侧冲头前端进入芯模的形腔，工件置于形腔之中，上冲头进入形腔挤压工件；芯模套底部置于托板上方，托板设置在顶杆上方，其特征在于: 所述芯模套为沿角向分开的对称两半结构；所述芯模系统分合沿外模套内腔角向运动。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性角向分合精锻模，其特征在于:外模套内腔每一棱的相邻两斜面上设有的平行于导向槽这个棱，所述芯模套和侧冲头滑块上设有导向板，且所述导向板与导向槽相偶合。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性角向分合精锻模，其特征在于:所述导向槽槽口截面方向与所在平面的夹角中的小角小于90°。
【文档编号】B21J13/02GK103567343SQ201210271587
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月27日 优先权日:2012年7月27日
【发明者】夏迎春 申请人:夏迎春