一种用于金属管材立式锻造的组套模具的制作方法

本发明属于金属锻造成形技术领域，具体涉及一种金属管材立式锻造的组套模具。

技术背景

轴套管锻件属于金属零件的成形工艺，轴套管锻件有多种类型：有等径轴套、台阶轴套、变径轴套。常用的锻造方法有卧式锻造、棒料实心挤压成形或头部镦粗聚料。卧式锻造需将轴套中心锻成实心增加很多原材料，而棒料实心挤压成管材需要的锻压机吨位很大，现有的轴套管锻件外形带锥度也难用挤压成形来生产，头部镦粗易失稳产生折叠变形。

技术实现要素：

基于以上不足之处，本发明提供了一种用于金属管材立式锻造的组套模具，用于解决轴套管类锻件成形时材料消耗大的问题和管材立式锻造镦粗失稳的问题。

本发明的所采用的技术方案是：一种用于金属管材立式锻造的组套模具，包括通用下模、翻边扩口芯、上冲头、压环和下冲头，所述的通用下模用于轴套管锻件外形成形，使用闭式模锻结构；所述的翻边扩口芯为轴套管锻件上部翻边成形；所述的压环用于轴套管锻件上部法兰部分进行镦粗压实变形，将翻边后的管料压成规定的形状；所述的上冲头用于轴套管锻件上部成形时的定位及锻造时对压环起导向作用；所述的下冲头用于轴套管锻件立锻成形后下端尺寸的整形。

本发明还具有如下技术特征：

1、所述的通用下模外形为圆柱形结构，其外壁上设有抬模用的凹槽，其内部型膛为轴套管锻件外形尺寸，在内部型膛的顶部设有5°的拔模斜度，内部型膛的顶部的深度能够容纳锻造时产生的多余金属。

2、所述的翻边扩口芯为轴套管锻件上部份翻边成形，采用翻边方式来克服管材立式锻造镦粗失稳，翻边扩口芯的下端直径小于管内径，并采用锥度6°导入，利于插入管孔内变形，过渡区采用大圆弧过渡，利于轴套管锻件的翻边变形，所述的圆弧的半径为轴套管锻件管壁厚的2倍。

3、所述的上冲头的工作部分外形与轴套管锻件上部内孔尺寸一致，所述的上冲头放入轴套管锻件内孔锻造成形，并用于压环的导向。

4、所述的压环为上下平面结构，用于轴套管锻件上部法兰部分进行镦粗压实变形的闭式锻造，在锻造时将锻造打击力传递到翻边后的管壁上进行压实到规定的形状，压环的外径小于通用下模的内部型膛的顶部的内径0.5mm。

5、所述的下冲头为轴套管锻件立锻成形后下端尺寸的整形，下冲头外形与轴套锻件下端内孔形状一致。

本发明的有益效果是：本发明用于解决轴套管类锻件成形时材料消耗大的问题和克服管材立式锻造镦粗失稳的问题，具有模具结构简单，操作方便，制造成本低的优点。

附图说明

图1为本发明的通用下模具剖视图；

图2为本发明的翻边扩口芯模具结构示意图；

图3为本发明的上冲头、压环模具工作示意图；

图4为本发明的下冲头模具工作示意图；

图5为轴套管锻件图。

具体实施方式

下面结合说明书附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：

实施例1

如图1～4所示，一种用于金属管材立式锻造的组套模具，包括通用下模1、翻边扩口芯2、上冲头3、压环4和下冲头5，其特征在于，所述的通用下模1用于轴套管锻件6外形成形，使用闭式模锻结构；所述的翻边扩口芯2为轴套管锻件6上部翻边成形；所述的压环4用于轴套管锻件6上部法兰部分进行镦粗压实变形，将翻边后的管料压成规定的形状；所述的上冲头3用于轴套管锻件6上部成形时的定位及锻造时对压环4起导向作用；所述的下冲头5用于轴套管锻件6立锻成形后下端尺寸的整形。

其中，通用下模1外形为圆柱形结构，其外壁上设有抬模用的凹槽，其内部型膛为轴套管锻件外形尺寸，在内部型膛的顶部设有5°的拔模斜度，内部型膛的顶部的深度能够容纳锻造时产生的多余金属。

其中，翻边扩口芯2为轴套管锻件上部份翻边成形，翻边扩口芯2的下端直径小于管内径，并采用锥度6°导入，过渡区采用圆弧过渡，所述的圆弧的半径为轴套管锻件管壁厚的2倍，本实施例中圆弧半径为40mm。

其中，上冲头3的工作部分外形与轴套管锻件上部内孔尺寸一致，所述的上冲头3放入轴套管锻件内孔锻造成形。

其中，压环4为轴套锻件上部法兰部分进行镦粗压实变形，压环为上下平面结构，在锻造时将锻造打击力传递到翻边后的管壁上进行压实到规定的形状。

其中，下冲头5为轴套管锻件立锻成形后下端尺寸的整形，下冲头外形与轴套锻件下端内孔形状一致。

实施例2

一种轴套管锻件的锻造方法，采用实施例1的模具，本实施例采用坯料竖管头部孔翻边的方法和翻边后压实相结合代替常规头部聚料的方法，其步骤如下：

步骤1：以尺寸为108×336mm、壁厚为20mm的管材为坯料。

步骤2：将坯料放入燃气加热炉内加热至1050℃。

步骤3：将加热后的坯料放入通用下模内膛中，通用下模1入置于锻锤下砧面上，上锤头下行轻击坯料上端面去除氧化皮。

步骤4：将翻边扩口芯2插入坯料上端面的内孔中，锤头打击翻边扩口芯进行坯管上端扩口翻边，翻边外径至150-160mm。

步骤5：取出翻边扩口芯，轻击压入上冲头3，将压环4套在上冲头3上进行锻打至锻件外形。

步骤6：退出上冲头3，将下冲头5镦入轴套管锻件下端孔内，垫上压环4后轻击锻件整形孔到符合要求后退出下冲头5。

技术特征：

1.一种用于金属管材立式锻造的组套模具，包括通用下模(1)、翻边扩口芯(2)、上冲头(3)、压环(4)和下冲头(5)，其特征在于，所述的通用下模(1)用于轴套管锻件外形成形，使用闭式模锻结构；所述的翻边扩口芯(2)为轴套管锻件上部翻边成形；所述的压环(4)用于轴套管锻件上部法兰部分进行镦粗压实变形，将翻边后的管料压成规定的形状；所述的上冲头(3)用于轴套管锻件上部成形时的定位及锻造时对压环(4)起导向作用；所述的下冲头(5)用于轴套管锻件立锻成形后下端尺寸的整形。

2.根据权利要求1所述的一种用于金属管材立式锻造的组套模具，其特征在于，所述的通用下模(1)外形为圆柱形结构，其外壁上设有抬模用的凹槽，其内部型膛为轴套管锻件外形尺寸，在内部型膛的顶部设有5°的拔模斜度，内部型膛的顶部的深度能够容纳锻造时产生的多余金属。

3.根据权利要求2所述的一种用于金属管材立式锻造的组套模具，其特征在于，所述的翻边扩口芯(2)为轴套管锻件上部份翻边成形，翻边扩口芯(2)的下端直径小于管内径，并采用锥度6°导入，过渡区采用圆弧过渡，所述的圆弧的半径为轴套管锻件管壁厚的2倍。

4.根据权利要求3所述的一种用于金属管材立式锻造的组套模具，其特征在于，所述的上冲头(3)的工作部分外形与轴套管锻件上部内孔尺寸一致，所述的上冲头(3)放入轴套管锻件内孔锻造成形。

5.根据权利要求4所述的一种用于金属管材立式锻造的组套模具，其特征在于，所述的压环(4)为上下平面结构，在锻造时将锻造打击力传递到翻边后的轴套管锻件的管壁上进行压实到规定的形状，所述的压环(4)的外径小于通用下模(1)的内部型膛的顶部的内径0.5mm。

6.根据权利要求5所述的一种用于金属管材立式锻造的组套模具，其特征在于，所述的下冲头(5)外形与轴套锻件下端内孔形状一致。

7.一种轴套管锻件的锻造方法，采用如权利要求1-6任一项所述的一种用于金属管材立式锻造的组套模具，其特征在于，方法如下，先将加热的轴套管锻件放入通用下模(1)内型膛，将翻边扩口芯(2)插入锻件的顶端，通过锤头打击使翻边扩口芯(2)压入轴套管锻件内，待翻边至直径150～160mm时，将翻边扩口芯(2)退出，放入上冲头(3)并套上压环(4)，继续用锤头打击，上冲头(3)与压环(4)同时下移将翻边后的轴套管锻件压实，达到轴套管锻件外形，退出上冲头(3)，将下冲头(5)插入轴套管锻件下端孔，轻击轴套管锻件上端，利用下冲头(5)外形使轴套管锻件下端整形到规定尺寸。

技术总结
本发明公开一种用于金属管材立式锻造的组套模具，用于解决轴套管类锻件成形时材料消耗大的问题和管材立式锻造镦粗失稳的问题，包括通用下模、翻边扩口芯、上冲头、压环和下冲头，所述的通用下模用于轴套管锻件外形成形，使用闭式模锻结构；所述的翻边扩口芯为轴套管锻件上部翻边成形；所述的压环用于轴套管锻件上部法兰部分进行镦粗压实变形，将翻边后的管料压成规定的形状；所述的上冲头用于轴套管锻件上部成形时的定位及所述的压环导向；所述的下冲头用于轴套管锻件立锻成形后下端尺寸的整形。该模具结构简单，操作方便，制造成本低。

技术研发人员：颜斌;李进民;柳青裕;王霞;张雪
受保护的技术使用者：哈尔滨哈飞工业有限责任公司
技术研发日：2021.06.07
技术公布日：2021.08.10