斗齿的锻造模具及锻造方法与流程

本发明涉及斗齿制造领域，尤其涉及了一种斗齿的锻造模具及锻造方法。

背景技术：

目前，现有的斗齿生产模具，零部件较多，结构较为复杂，安装不便，或是各部件固定不稳，生产过程中部件容易跑偏，造成模具磨损较为严重，使用寿命短，且生产出来的产品品质较差。另外现有的锻造方法工序繁琐，且效率低。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中结构复杂、安装不便或是各部件固定不稳、生产过程易跑偏、部件磨损严重的缺点，提供了一种结构较为简单，安装方便，固定牢固，可降低损耗的用于制造斗齿的成型模具及使用该锻造模具制造斗齿的锻造方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

斗齿的锻造模具，包括安装组件、成型组件，安装组件包括底模大板、固定设置在底模大板上的底模垫板、设置在底模垫板上方且通过下锁模螺丝与底模大板连接的底模外速板、设置在底模外速板上方且可上下移动的顶模大板、通过上锁模螺丝锁紧在顶模大板下端的顶模外速板、设置在顶模外速板中部的芯子固定板，成型组件包括通过芯子固定板与顶模外速板连接的凸模芯子、设置在底模垫板上的凹模一号板、设置在凹模一号板上的凹模二号板、设置在凹模二号板上的凹模三号板，凹模一号板、凹模二号板、凹模三号板中部均设有空腔。

作为优选，顶模外速板中部设有用于安装芯子固定板的内孔，内孔呈上段大下段小的阶梯孔，芯子固定板外表面与顶模外速板上的内孔内壁契合，芯子固定板通过顶模外速板的内孔卡在顶模外速板内。无需设置螺丝，节省插件，安装方便、快速。

作为优选，芯子固定板中部设有用于安装凸模芯子的内孔，内孔呈上段大下段小的阶梯孔，凸模芯子外表面与芯子固定板上的内孔内壁契合，凸模芯子通过芯子固定板的内孔卡在芯子固定板内。无需设置螺丝，节省插件，安装方便、快速。

作为优选，底模外速板中部设有用于安装成型组件的内孔，内孔呈上段小下段大的阶梯孔，凹模三号板外表面与底模外速板上的内孔内壁契合，凹模三号板通过底模外速板的内孔卡在底模外速板内。无需设置螺丝，节省插件，安装方便、快速。

作为优选，凹模一号板上部设有凸块，凹模二号板下部设有与凸块配合的定位槽，凹模二号板通过定位槽、凸块的配合与凹模一号板定位；凹模二号板上部设有凸块，凹模三号板上设有与凸块配合的定位槽，凹模三号板通过定位槽、凸块的配合与凹模二号板定位。无需设置螺丝，节省插件，安装方便、快速。且可顶模大板的压力作用下及凸块和定位槽的配合作用下确保三块凹模板的中心线均时刻保持在同一竖直线上，不会跑偏造成磨损。

作为优选，芯子固定板下端设有凹槽，凹模三号板上端与芯子固定板相应位置设有与凹槽配合的凸部。凹槽和凸部配合用于限制凸模芯子和凹模板之间的位置，确保凸模芯子与凹模板之间的中心线时刻保持在同一竖直线上。

作为优选，还包括导向组件，导向组件包括设置在顶模外速板上的定位导柱和设置在底模外速板上的定位导套，定位导柱与定位导套配合对顶模外速板、凸模芯子进行导向。避免凸模芯子和凹模板跑偏。

锻造斗齿的方法，包括以下步骤，

步骤1，选料：选金属坯料，并进行切料，剪切后的每份小料质量均匀；

步骤2，加热：将切好的小料置入加热炉中加热至1000-1100℃；

步骤3，辊段：将加热好的小料通过辊锻机辊锻呈扁平状的毛坯；

步骤4，模锻：将毛坯放入具有三块凹模板的锻造模具内，通过摩擦压力机控制锻造模具的凸模芯子，将毛坯模锻成斗齿成品；

步骤5，飞边、冲孔：将尚有余温的斗齿成品通过冲床进行飞边处理，再用冲床进行冲孔；

步骤6，热处理：将进行飞边、冲孔处理后的斗齿成品送入炉内加热到825-840℃后，保温1.5-3h，后进行油冷，淬火。

作为优选，步骤4中，凸模芯子随摩擦压力机滑块向下移动，压紧毛坯，至毛坯充满三块凹模板自上而下排列形成的空腔内，凸模芯子再随摩擦压力机滑块回程，驱动机构推动顶料杆顶出斗齿成品。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

整体结构较为简单，零件和插件（只有上锁模螺丝和下锁模螺丝）均较少，安装方便，仅需要锁紧上锁模螺丝和下锁模螺丝，操作方便，节省安装时间，无需专业人员来安装即可完全成型模具的组装。各部件安装牢固，损耗较低，使用寿命较长。

凹模板分成三块（凹模一号板、凹模二号板、凹模三号板），三块凹模板之间的水平方向均通过定位槽和凸块的配合定位牢固，模锻过程中不会出现水平方向出现偏移的现象，减少凹模板磨损的现象，提高其使用寿命；且三者固定牢固，模锻出来的斗齿在相邻两块凹模板连接处不容易出现飞边的现象，可降低二次抛光的费用；另外凹模板分成三份，方便后续对凹模板内壁的维护和清理，且便于生产凹模板，降低凹模板的加工程度。设置导向组件，避免凸模芯子跑偏，减少生产过程中各部件磨损的现象。

采用本工艺制成的斗齿的表面硬度为52hrc-58hrc，淬硬层深度≥15mm。在进行模锻之前先通过辊锻机将小料辊段成扁平状的毛坯，其与锻造模具的凹模板形成的内腔形状较为相似，便于放入内腔，模锻时不易出错；采用本申请的锻造模具在进行一次模锻之后即可成型，无需再进行二次模锻，减少生产步骤、生产设备及生产时间，提高生产效果，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构图。

图2是图1的凸模芯子和凹模板契合时的结构图。

图3是本发明实施例1的芯子固定板的结构图。

图4是本发明实施例1的凹模二号板的结构图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中1—底模大板、2—底模垫板、3—底模外速板、4—下锁模螺丝、5—顶模大板、6—上锁模螺丝、7—顶模外速板、8—芯子固定板、9—内孔、10—凸模芯子、11—凹模一号板、12—凹模二号板、13—凹模三号板、14—空腔、15—限位槽、16—凸块、17—定位槽、18—凹槽、19—凸部、20—定位导柱、21—定位导套、22—通孔、23—环形凸台、24—环形卡台、25—顶料杆、26—顶针。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

斗齿的锻造模具，如图1至图4所示，包括安装组件、成型组件、导向组件、顶料组件。

安装组件包括固定设置在平面上的底模大板1、固定设置在底模大板1上端的底模大板2、设置在底模大板2上方且通过下锁模螺丝4与底模大板1连接的底模外速板3、设置在底模外速板3上方且可上下移动的顶模大板5、通过上锁模螺丝6锁紧在顶模大板5下端的顶模外速板7、设置在顶模外速板7中部的芯子固定板8，顶模外速板7中部设有用于安装芯子固定板8的内孔9，内孔9呈上段大下段小的阶梯孔，内孔9上下两段均为锥形孔，在本实施例中，为了防止模锻过程中芯子固定板8发生旋转，顶模外速板7上的内孔9上下两段均为方锥孔。芯子固定板8外表面与顶模外速板7上的内孔9内壁契合，芯子固定板8通过顶模外速板7的内孔9卡在顶模外速板7内。

芯子固定板8中部设有用于安装凸模芯子10的内孔9，内孔9呈上段大下段小的阶梯孔，内孔9上下两段均为锥形孔，在本实施例中，为了防止模锻过程中凸模芯子10发生旋转，芯子固定板8上的内孔9上下两段均为方锥孔。

底模外速板3中部设有用于安装成型组件的内孔9，内孔9呈上段小下段大的阶梯孔，内孔9上下两段均为锥形孔，在本实施例中，为了防止模锻过程中凹模三号板13发生旋转，底模外速板3上的内孔9上下两段均为方锥孔。

成型组件包括通过芯子固定板8与顶模外速板7连接的凸模芯子10、设置在底模大板2上的凹模板，凹模板自下而上分为设置在底模大板2上的凹模一号板11、设置在凹模一号板11上的凹模二号板12、设置在凹模二号板12上的凹模三号板13。凸模芯子10外表面与芯子固定板8上的内孔9内壁契合，凸模芯子10通过芯子固定板8的内孔9卡在芯子固定板8内。凸模芯子10下部向下延伸凸出芯子固定板8下表面，凹模一号板11、凹模二号板12、凹模三号板13中部均设有空腔14，凸模芯子10下部与空腔14配合用于模锻出斗齿的齿尖。凹模三号板13外表面与底模外速板3上的内孔9内壁契合，凹模三号板13通过底模外速板3的内孔9卡在底模外速板3内。

底模大板2上表面设有向内凹陷的限位槽15，凹模一号板11下部嵌入限位槽15内，凹模一号板11上部设有凸块16，凹模二号板12下部设有与凸块16配合的定位槽17，凹模二号板12通过定位槽17、凸块16的配合与凹模一号板11定位。凹模二号板12上部设有凸块16，凹模三号板13上设有与凸块16配合的定位槽17，凹模三号板13通过定位槽17、凸块16的配合与凹模二号板12定位。凸块16和定位槽17的配合能够确保凹模一号板11、凹模二号板12、凹模三号板13的中心线均处在同一条直线上，确保生产质量。

芯子固定板8下端位于内孔9两侧均设有条形的凹槽18，凹模三号板13上端与芯子固定板8相应位置设有与凹槽18配合的凸部19，凸模芯子10随顶模大板5下移后凹槽18与凸部19契合，进而对设置在空腔14内的棒料进行模锻，芯子固定板8和凹模三号板13之间通过凹槽18与凸部19的配合进行定位。

导向组件包括固定在顶模外速板7上的定位导柱20和设置在底模外速板3上的定位导套21，定位导柱20与定位导套21配合对顶模外速板7、凸模芯子10进行导向，防止凸模芯子10下移时偏移，影响模锻效果。顶模大板5下移的过程中，定位导柱20随顶模大板5下移并套入定位导套21内继续下移，直至顶模外速板7下表面顶着底模外速板3，顶模大板5停止下移。

底模大板1上、底模大板2上、凹模一号板11上均设有相互连通的通孔22，凹模一号板11上的通孔22与凹模一号板11上的空腔14相通。顶料组件包括穿设在通孔22内的顶料杆25，底模大板2上的通孔22下部内壁设有与底模大板2一体式结构的环形凸台23，顶料杆25外围设有与环形凸台23配合的环形卡台24，顶料杆25通过环形凸台23与环形卡台24的配合卡在通孔22内而不会掉出来。顶料杆25上端设有顶针26，顶针26上端与凹模一号板11上的通孔22下端齐平。顶料杆25下端与驱动机构连接用于将成型组件内的斗齿顶出进行出料。在模锻完成后，驱动激动驱动顶料杆25上移从而将斗齿推出空腔14。

工作原理如下：

先后装好底模大板1、底模大板2、顶料杆25、凹模一号板11、凹模二号板12、凹模三号板13、底模外速板3，后通过下锁模螺丝4将底模外速板3锁紧，再先后装好顶模大板5、凸模芯子10、芯子固定板8、定位导柱20、顶模外速板7，并通过上锁模螺丝6将顶模外速板7锁紧在顶板大板上，各部件即安装完成。将加热后的棒料放入空腔14内，启动摩擦压力机控制顶模大板5随摩擦压力机滑块向下移动，凸模芯子10随顶模大板5下移并压紧棒料，直至棒料充满整个空腔14，摩擦压力机停止工作。模锻完成后，摩擦压力机控制顶模大板5随摩擦压力机滑块回程，凸模芯子10离开空腔14，驱动机构工作顶料杆25顶出模锻好的斗齿，即可卸料。

整体结构简单，安装方便，定位牢固，模锻时不易出现偏移的现象，减少成型模具磨损的现象，提高成型模具的使用寿命。

实施例2

锻造斗齿的方法，包括以下步骤：

步骤1，选料：选金属坯料，并进行切料，剪切后的每份小料质量均匀；

具体方式如下：先称量坯料的质量和量出坯料的长度，计算出坯料每单位长度的质量及体积，根据需要的斗齿的质量进行切料。

对选料的要求：耐磨、不容易锻炼。

步骤2，加热：将切好的小料置入加热炉中加热至1000-1100℃；使小料表面迅速加热，减少氧化皮形成。在本实施例中，将切好的小料加热至1050℃。

步骤3，辊段：将加热好的小料通过辊锻机辊锻呈扁平状的毛坯；辊锻机可直接将小料辊段成半成品，便于后续放入锻造模具内进行模锻，模锻之后无需再进行二次的模锻，提高生产效率，且可节省人工。且辊锻机具有设备投资小、生产率高、对厂房和基础要求低等优点，并且易于实现机械化和自动化。

步骤4，模锻：将毛坯放入具有三块凹模板的锻造模具内，通过1600t摩擦压力机控制锻造模具的凸模芯子，将毛坯模锻成斗齿成品；

步骤5，飞边、冲孔：将尚有余温的斗齿成品通过250t冲床进行飞边处理，再用160t冲床进行冲孔，后用80t冲床进行打商标；

步骤6，热处理：将进行飞边、冲孔处理后的斗齿成品送入炉内加热到825-840℃后，保温1.5-3h，后进行油冷，淬火。经过油冷和淬火处理后，斗齿的硬度、冲击韧度、耐磨性均显著提高，且获得了更多的马氏体组织。

步骤4中，凸模芯子随1600t摩擦压力机滑块向下移动，压紧毛坯，至毛坯充满三块凹模板自上而下排列形成的空腔内，凸模芯子再随摩擦压力机滑块回程，驱动机构推动顶料杆顶出斗齿成品。

现有方法制成的斗齿的表面硬度大约在45hrc，淬硬层深度小于等于12mm。而采用本工艺制成的斗齿的表面硬度为52hrc-58hrc，淬硬层深度≥15mm。

上述步骤简单，采用专用的锻造模具模锻成型，无需二次模锻、二次抛光，可节约工序，提高生产效率，另外可减少人工劳动强度。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。