薄壁筒类锻件的模具及设计方法与流程

本发明属于锻造技术领域，涉及一种锻件模具及设计方法，特别涉及一种薄壁筒类锻件的模具及设计方法。

背景技术：
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近年来，随着国内经济的日益增长，生产技术设备的不断完善，航空航天技术的高速发展，筒类锻件的需求量也随之增加。如何在确保锻件成形质量的同时，合理的优化成形装置，从而满足国内外锻造行业的需求，是锻造技术主要研究方向之一。

热锻磨具的损耗约占锻压生产成本的10％-20％，而高温磨损约占热模具失效的70％-75％，因此，高温磨损是影响磨具使用寿命的关键因素。传统的设计方法将凹模与冲头制作成一体化的成形，在空气锤的冲击力下，冲头切入坯料时，除受到较高的摩擦作用以外，还受到较高的冲击、弯曲和剪切摩擦作用。所述锻造模具如图1所示，锻造模具由凹模1和凸模2组成，凹模1是凹模模座10和冲头通过机加所得到的整体模，所述凹模1在型腔同侧上凸锁扣4与凸模2在型腔同侧上的凹锁扣5为间隙配合。凹模1与凸模2在锤击闭合时，凹锁扣5与凸锁扣4起到了定位的作用。所述凹模1上端机加有燕尾6，凸模2下端机加有燕尾7，凹模燕尾6、凸模燕尾7通过斜铁与锤头相连，使得模具牢靠的固定在锤头上。

在现有的锻造模具的条件时，在冲击力的作用下，凸模2承受高的摩擦作用以外，凹模冲头部分还受到较高的冲击、弯曲和剪切作用，加剧其磨损，导致整个凹模报废，从而增大了锻件的锻造成本。

技术内容

本发明要解决的技术问题是：

提供一种薄壁筒类锻件的模具及设计方法，解决冲头断裂导致整个凹模报废的问题。

技术方案：

一种薄壁筒类锻件的模具，包括凹模和凸模，凹模包括凹模模座和冲头，冲头与凹模模座过盈配合，冲头可拆卸，使得凹模成为组合模具。

在凹模模座处有一个通孔，以便于后期更换冲头。

凸模包括凸模模座和镶套，凸模模座和镶套过盈配合，镶套可拆卸，使得凸模成为组合模具。

一种薄壁筒类锻件的模具的设计方法，将凹模模座与冲头、凸模模座与镶套分别机加成形；然后，将凹模模座与凸模模座加热到250°--350°，再将凹模模座与凸模模座从加热炉中取出，将冲头与镶套分别放在凹模模座与凸模模座内，冷却至室温，在热胀冷缩的作用下，冲头与镶套分别与凹模模座与凸模模座过盈配合。

本发明的有益效果是：

本发明通过将凹模与冲头、凸模模座与镶套分别机加成形，利用热镶的方式，使凹模和凸模优化成为组合模具的结构，当冲头损坏后只需要更换冲头而不用更换凹模模座，解决了冲头断裂使得整个凹模报废的问题，将模具使用寿命由100件提高到了500件以上，使得生产效率得到了大幅度的提高，与此同时，缩短了模具制备周期并降低了成本。

附图说明：

图1是现有锻造模具的结构示意图；

图2是本发明的锻造模具的结构示意图

图3是薄壁筒类锻件图

具体案例实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行进一步的阐述

一种薄壁筒类锻件的模具，包括凹模1和凸模2，凹模1包括凹模模座10和冲头3，冲头3与凹模模座10过盈配合，冲头3可拆卸，使得凹模1成为组合模具。

在凹模模座10处有一个通孔9，以便于后期更换冲头3。

凸模2包括凸模模座11和镶套8，凸模模座11和镶套8过盈配合，镶套8可拆卸，使得凸模2成为组合模具。

一种薄壁筒类锻件的模具的设计方法，将凹模模座10与冲头3，凸模模座11与镶套8分别机加成形；然后，将凹模模座10与凸模模座11加热到250°--350°，再将凹模模座10与凸模模座11从加热炉中取出，将冲头3与镶套8分别放在凹模模座10与凸模模座11内，冷却至室温，在热胀冷缩的作用下，冲头3与镶套8分别与凹模模座10与凸模模座11过盈配合。

如图3所示，某型飞机的锻件制备所需的锻件形状为薄壁筒类,筒厚度为35mm，投影面积为0.14m²时，筒高度为291mm,需冲压中间部分使得坯料锻造成形。

在凹模模座10处有一个通孔9，当冲头3损坏时，将冲头3置于水槽中进行水冷，在热胀冷缩的作用下，冲头3部分发生收缩，利用顶出装置，从通孔9中将冲头3顶出，更换冲头3。

当镶套8损坏时，通过机加去掉镶套8。

利用本发明模具进行锻造，将模具进行锻前预热后,将该筒轴坯料置于凸模2的型腔内，在锻锤上进行锻造，在12个批次后，凹模模座10与凸模模座11处于完好状态。由于组合模具的便捷性和灵活性，使得该薄壁筒类的生产周期大大缩短，生产效率得到了提高。