深型腔锻件的模锻结构的制作方法

1.本实用新型涉及模锻技术领域，尤其是一种深型腔锻件的模锻结构。


背景技术：

2.深型腔锻件(如轴颈、鼓筒等)广泛应用于发动机的核心转动位置，产品材质属于钛合金或高温合金，组织性能要求高。由于高温合金的锻造温度区间较窄，并且变形抗力大，模锻时经常采用包套等方式，锻件易发生粘模现象。常规的顶出设计及制造方法，不能有效的解决粘模问题。如图1和图2所示，模锻设备一般包括上模1、下模2、上模芯3、下模芯4、上顶杆5以及下顶杆6，图1中的上顶杆5下端体积大，与锻件接触面积大，常发生锻件粘住上顶杆5的情况，图2中的上顶杆5的高径比很大，顶出锻件时上顶杆5易发生弯曲。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种深型腔锻件的模锻结构，防止锻件粘模，保证锻件的质量。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：深型腔锻件的模锻结构，包括上模、下模、上模芯、下模芯、上顶杆、下顶杆以及锻件，所述锻件位于上模芯和下模芯围成的型腔内，所述上顶杆包括同轴设置的上段、中间段和下段，所述中间段的直径大于上段和下段的直径，且中间段与下段一体成型；所述上模芯的上表面设置有定位槽，所述中间段位于定位槽中，且中间段与定位槽的槽底之间设置有弹簧，所述下段贯穿下模芯，上段贯穿上模并与中间段接触。
5.进一步地，所述中间段和下段的强度大于上段的强度。
6.进一步地，所述锻件的上表面覆盖有保温层，保温层的上表面设置有固体燃料层，固体燃料层与上模芯之间设置有润滑层。
7.进一步地，所述保温层为保温棉。
8.进一步地，所述固体燃料层为干锯末层。
9.进一步地，所述润滑层为润滑纤维布。
10.本实用新型的有益效果是：通过将上顶杆分为两部分，且对上顶杆的结构进行改进，降低了上顶杆的长径比，提高了上顶杆的强度，且增加了弹簧作为缓冲，可以更加有效地防止上顶杆受损。由于上顶杆的下端面积较小，与锻件的接触面积小，可防止锻件粘在上顶杆上，保证锻件的质量。
附图说明
11.图1和图2是现有技术的主视图；
12.图3是本实用新型的整体示意图；
13.图4是本实用新型的上顶杆示意图；
14.图5是本实用新型锻件与上模芯配合处的局部示意图；
15.附图标记：1—上模；2—下模；3—上模芯；4—下模芯；5—上顶杆；51—上段；52—中间段；53—下段；6—下顶杆；7—弹簧；8—锻件；9—保温层；10—固体燃料层；11—润滑层。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
17.如图3和图4所示，本实用新型的深型腔锻件的模锻结构，包括上模1、下模2、上模芯3、下模芯4、上顶杆5、下顶杆6以及锻件8，所述锻件8位于上模芯3和下模芯4围成的型腔内。上模1、下模2、下顶杆6以及锻件8采用现有结构即可。
18.所述上顶杆5包括同轴设置的上段51、中间段52和下段53，所述中间段52的直径大于上段51和下段53的直径，且中间段52与下段53一体成型；所述上模芯3的上表面设置有定位槽，所述中间段52位于定位槽中，且中间段52与定位槽的槽底之间设置有弹簧7，所述下段53贯穿下模芯4，上段51贯穿上模1并与中间段52接触。
19.上段51的上端位于上模1之外，以便于施加脱模压力，上段51的长度略大于上模1的厚度，与现有技术相比，上段51的长度减小，长径比减小，抗弯曲能力更强。中间段52的直径较大，起到增强上顶杆5强度的作用，此外，在中间段52与定位槽之间设置了弹簧7，可起到缓冲的作用，降低下段53下端面的受损风险。由于下段53的直径不大，脱模时与锻件8的接触面积不大，可有效防止锻件8粘在下段53，保证锻件8的锻造质量。
20.由于锻件8的材质为硬度较高的钛合金，所以下段53的下端容易受损变形，因此，上段51和下段53采用不同的材质，所述中间段52和下段53的强度大于上段51的强度，下段53采用强度更高的材质，抗变形能力更强，可保证下段53的使用寿命。
21.为了提高锻造质量，同时降低脱模难度，如图5所示，所述锻件8的上表面覆盖有保温层9，保温层9的上表面设置有固体燃料层10，固体燃料层10与上模芯3之间设置有润滑层11。
22.锻件8锻造之前需要加热至一定的温度，保温层9用于对锻件8进行保温，使得锻件8的温度在锻造的过程中保持在工艺要求的范围内，以保证锻造质量。保温层9可采用现有的各种耐高温保温材料，如玻璃棉、保温棉等。
23.润滑层11用于对上模芯3的型腔进行润滑，以便于锻造后脱模，防止锻件8粘模，润滑层11可以是耐高温的润滑油脂等，优选采用润滑纤维布，可将纤维布浸渍润滑油后使用。
24.固体燃料层10在高温下燃烧，产生气体，气体可以起到隔离和辅助润滑的作用，进一步地方便锻后脱模，固体燃料层10可以是碳粉等，优选的，固体燃料层10为干锯末层。
25.综上，本实用新型通过改良上顶杆5的结构，可有效提高上顶杆5的强度，防止上顶杆5弯曲变形；同时利用保温层9对锻件8进行保温，利用固体燃料层10燃烧产生气体以及润滑层11对型腔进行润滑，可以在锻后快速地脱模，防止锻件8粘模，保证锻件8的锻造质量。
26.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.深型腔锻件的模锻结构，包括上模(1)、下模(2)、上模芯(3)、下模芯(4)、上顶杆(5)、下顶杆(6)以及锻件(8)，所述锻件(8)位于上模芯(3)和下模芯(4)围成的型腔内，其特征在于：所述上顶杆(5)包括同轴设置的上段(51)、中间段(52)和下段(53)，所述中间段(52)的直径大于上段(51)和下段(53)的直径，且中间段(52)与下段(53)一体成型；所述上模芯(3)的上表面设置有定位槽，所述中间段(52)位于定位槽中，且中间段(52)与定位槽的槽底之间设置有弹簧(7)，所述下段(53)贯穿下模芯(4)，上段(51)贯穿上模(1)并与中间段(52)接触。2.如权利要求1所述的深型腔锻件的模锻结构，其特征在于：所述中间段(52)和下段(53)的强度大于上段(51)的强度。3.如权利要求1或2所述的深型腔锻件的模锻结构，其特征在于：所述锻件(8)的上表面覆盖有保温层(9)，保温层(9)的上表面设置有固体燃料层(10)，固体燃料层(10)与上模芯(3)之间设置有润滑层(11)。4.如权利要求3所述的深型腔锻件的模锻结构，其特征在于：所述保温层(9)为保温棉。5.如权利要求3所述的深型腔锻件的模锻结构，其特征在于：所述固体燃料层(10)为干锯末层。6.如权利要求3所述的深型腔锻件的模锻结构，其特征在于：所述润滑层(11)为润滑纤维布。

技术总结
本实用新型提供了一种深型腔锻件的模锻结构，包括上模、下模、上模芯、下模芯、上顶杆、下顶杆以及锻件，所述锻件位于上模芯和下模芯围成的型腔内，所述上顶杆包括同轴设置的上段、中间段和下段，所述中间段的直径大于上段和下段的直径，且中间段与下段一体成型；所述上模芯的上表面设置有定位槽，所述中间段位于定位槽中，且中间段与定位槽的槽底之间设置有弹簧，所述下段贯穿下模芯，上段贯穿上模并与中间段接触。通过将上顶杆分为两部分，且对上顶杆的结构进行改进，降低了上顶杆的长径比，提高了上顶杆的强度，且增加了弹簧作为缓冲，可以更加有效地防止上顶杆受损。可以更加有效地防止上顶杆受损。可以更加有效地防止上顶杆受损。


技术研发人员：刘洋 张森峰 王周田 李晓强 陈文
受保护的技术使用者：中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司
技术研发日：2021.02.05
技术公布日：2022/2/7