绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具以及该模具成型金具的方法
【专利摘要】本发明涉及一种绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，还涉及一种采用该模具成型金具的方法；其特征在于：所述模具包括一对左、右活动模座，左、右活动模座的左模芯、右模芯合模后构成球窝类金具外轮廓的型腔，且该球窝类金具外轮廓中金具的压接孔部位垂直朝上；一用于金具球窝部成型的球窝成型抽芯；一用于成型金具压接部压接孔的上冲头；该上模板的下端面安装有一用于；左、右活动模座通过楔形锁紧结构驱动左右同步移动实现开、合模。本发明的优点在于：本发明中通过上冲头、左模芯、右模芯和球窝成型抽芯的配合，并利用楔形锁紧结构提供锻造时足够的锁模力，实现金具压接孔、球窝空腔的一次精锻成型，大大提高了加工效率，降低了能源的消耗。
【专利说明】绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具以及该模具成型金具的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，还涉及一种采用该模具成型金具的方法。
【背景技术】
[0002]绝缘子在电力系统中应用广泛,而绝缘子金具是绝缘子的重要部件。如图1所示，绝缘子球窝类金具主要包括压接部a和球窝部b，压接部a开有用于与芯棒压接固定的压接孔，球窝部b具有一个用于与球头连接的侧向开口的空心腔体。
[0003]随着电网电压等级的提高，绝缘子金具的要求也越来越高，传统的铸造金具已经无法满足特高压级别的电网需求，锻造类金具已逐步替代原有的铸造工艺。
[0004]在球窝类金具的锻造加工过程中，目前传统的方法如下:下料一加热一制坯一粗锻一切边一精锻一热处理。
[0005]也有部分不进行制坯，例如专利申请号201210402953.1公开了一种复合绝缘子球窝金具锻造成型工艺，:主要由选料、加热、预锻、切边和冲压成型五大步骤组成，将坯料预锻成具有成品外形的半成品，半成品不具有球窝内腔，且半成品尺寸略小于成品尺寸；切边，去除复合绝缘子球窝金具半成品的飞边；冲压成型，采用锻造模具将复合绝缘子球窝金具半成品冲压成型为复合绝缘子球窝金具成品。
[0006]在此加工工程中，粗锻加工出金具的外轮廓，但由于锻压压力需求大，模具的锁模机构无法承受该力实现完全闭合，会出现一定的间隙，因此需要切除飞边后再次精锻，准确加工出外轮廓以及球窝部分空腔，最后热处理后还需要在机加工设备上加工出压接孔。整个工艺过程复杂，需多台设备配合进行，耗费大量的人力和物力，生产效率低，能耗高。
[0007]目前市面上也出现了能够提供足够锁模力的锻造模具，例如专利申请号:201210399578.X公开了一种复合绝缘子球窝金具锻造成型模具，其创新点在于:包括上模板、凸模、活动模座、固定模座、下模板和脱模顶杆，凸模安装在上模板上；左活动模座、右活动模座上分别安装左模芯和右模芯，左、右模芯合模后构成放置球窝金具的型腔；固定模座固定在下模板上，固定模座中心开有一内腔，左、右活动模座置于固定模座的内腔中，左活动模座与右活动模座通过上端倾斜向外侧的导向结构与固定模座内腔侧壁配合。压制时，球窝金具坯料经预锻、切边后置于模芯内，凸模下行，在与模芯内将球窝一次压制成型；脱模时，脱模缸向上顶起，模芯随左右活动座上移并向两侧打开，即可实现脱模，压制效率高，制得的球窝金具废品率低，基本不存在飞边。
[0008]但其也仍然存在一定的缺陷:其结构限制，模具的型腔采用水平式，即金具的轴线水平设置，只能对金具的球窝部位进行锻造成型，而压接孔处则需要通过机加工而成，无法一次成型，不但增加了工序，同时，也增加了钢材的消耗。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种能够一次精锻成型无需加工压接孔的绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，还涉及一种采用该模具成型金具的方法。
[0010]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，用于一次精锻成型绝缘子球窝类金具，该绝缘子球窝类金具包括球窝部以及与球窝部整体成型的压接部，压接部的端面具有一个压接孔；其创新点在于:所述模具包括一上模板，该上模板的下端面安装有一用于成型金具压接部压接孔的上冲头；一下模板，该下模板上安装有下模框，下模框中心设置有一对对称设置的左、右模座，所述左、右模座上分别安装有左模芯、右模芯，该对左、右模芯合模后构成球窝类金具外轮廓的型腔，且该球窝类金具外轮廓中金具的压接孔部位垂直朝上；一用于形成金具球窝部的球窝成型抽芯，该球窝成型抽芯安装在右模座内并与其滑动配合沿水平方向移动；所述下模框的左、右两侧边分别安装有开合模油缸和抽芯油缸，所述开合模油缸的活塞杆与左模座连接固定，左模座可通过开合模油缸驱动水平向右模座移动实现左、右模芯合模；所述抽芯油缸的活塞杆与球窝成型抽芯连接固定，球窝成型抽芯可通过抽芯油缸驱动水平向右模芯移动伸入或移出型腔的球窝成型部；所述下模框上还安装有分别用于在冲压成型时锁紧左模座和球窝成型抽芯的模芯锁紧机构和抽芯锁紧机构。
[0011]优选的，所述模芯锁紧机构具体为:所述下模框在垂直于合模方向的前侧边或后侧边安装有左锁紧油缸，该左锁紧油缸的活塞杆端部为楔形结构，所述左锁紧油缸的活塞杆可在合模后伸入左模座后方；左模座的后端为可与该楔形结构配合的斜面。
[0012]优选的，所述抽芯锁紧机构具体为:所述下模框在垂直于合模方向的前侧边或后侧边安装有右锁紧油缸，该右锁紧油缸的活塞杆端部为楔形结构，所述右锁紧油缸的活塞杆可在球窝成型抽芯嵌入型腔的球窝成型部后伸入球窝成型抽芯后方；球窝成型抽芯的后端为可与该楔形结构配合的斜面。
[0013]还提供一种采用上述绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具成型球窝类金具的方法，其创新点在于:步骤S1:首先根据金具的规格进行下料，具体根据复合绝缘子球窝金具成品尺寸计算原料所需体积，由原料密度换算成重量，将作为原料的圆钢截断得到相应重量的坯料；步骤S2:对原料进行加热，以便下道工序热锻，具体为采用45#圆钢作为坯料加热，采用中频炉加热至1050-110(TC ;步骤S3:精锻工序，模具合模后利用模芯锁紧机构和抽芯锁紧机构锁紧左模座和球窝成型抽芯，将加热后的圆钢直接置于绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具中，上冲头下行对坯料的挤压将坯料完全充型入型腔内，直接锻造出底部为球窝结构顶部具有压接孔的球窝类金具；冲压时，冲压频率控制在18-24次/分钟；步骤S4:最后对精锻成型的球窝类金具进行热处理。
[0014]本发明的优点在于:本发明中，在锻造成型时，上冲头用于成型金具的压接孔，而非球窝部分，球窝部分则通过左模芯、右模芯合模后位于型腔中的球窝成型抽芯实现，同时利用楔形锁紧结构提供锻造时足够的锁模力，避免出现飞边，进而实现金具压接孔、球窝空腔的一次精锻成型，减少工序和设备的配备，大大提高了加工效率，降低了能源的消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为绝缘子球窝类金具结构示意图。
[0016]图2为本发明中绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具结构示意图。
[0017]图3为本发明中绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具俯视图。
【具体实施方式】
[0018]本发明中一次精锻成型的方法如下:(以210KN直流球窝金具为例:合格的210KN直流球窝金具外形尺寸为:轴向长度204mm，球窝部外轮廓直径Φ84mm，球窝部内腔最大外径Φ51mm,最小内径Φ27.5mm ;压接部主体外径Φ36ι?πι,内径Φ24ι?πι。
[0019]步骤S1:首先根据金具的规格进行下料，具体根据复合绝缘子球窝金具成品尺寸计算原料所需体积，由原料密度换算成重量，将作为原料的圆钢截断得到相应重量的坯料。本实施例中，原料选用45#钢，密度在7.85g/mm3左右，选用0 50mm*155mm的45#圆钢作为坯料。
[0020]步骤S2:对原料进行加热，以便下道工序热锻，具体为:将0 50mm*155mm的45#圆钢作为坯料加热，采用中频炉加热至1050-1100°C。
[0021]步骤S3:精锻，将加热后的圆钢直接置于本发明的一次精锻成型模具中，本发明采用的模具结构如图2、3所示，包括:
一上模板1，该上模板I的下端面安装有一用于成型金具压接部压接孔的上冲头2 ；
一下模板3,该下模板3上安装有下模框4,下模框4中心设置有一对对称设置的左模座5、右模座6，其中左模座5为活动式，右模座6为固定式，左模座5、右模座6上分别安装有左模芯7、右模芯8，该对左模芯7、右模芯8合模后构成球窝类金具外轮廓的型腔，且该球窝类金具外轮廓中金具的压接孔部位垂直朝上。
[0022]一用于形成金具球窝部的球窝成型抽芯9，该球窝成型抽芯9安装在右模座6内并与其滑动配合沿水平方向移动。
[0023]下模框4的左、右两侧边分别安装有开合模油缸10和抽芯油缸11，开合模油缸10的活塞杆与左模座5连接固定，左模座5可通过开合模油缸10驱动水平向右模座6移动实现左模芯7、右模芯8合模；抽芯油缸11的活塞杆与球窝成型抽芯9连接固定,球窝成型抽芯9可通过抽芯油缸11驱动水平向右模芯8移动伸入或移出型腔的球窝成型部。
[0024]下模框4上还安装有分别用于在冲压成型时锁紧左模座5和球窝成型抽芯9的模芯锁紧机构和抽芯锁紧机构。
[0025]模芯锁紧机构具体为:下模框4在垂直于合模方向的前侧边或后侧边安装有左锁紧油缸12，该左锁紧油缸12的活塞杆121端部为楔形结构，左锁紧油缸12的活塞杆可在合模后伸入左模座5后方；左模座5的后端为可与该楔形结构配合的斜面。
[0026]抽芯锁紧机构具体为:下模框4在垂直于合模方向的前侧边或后侧边安装有右锁紧油缸13，该右锁紧油缸13的活塞杆131端部为楔形结构，右锁紧油缸13的活塞杆可在球窝成型抽芯嵌入型腔的球窝成型部后伸入球窝成型抽芯9后方；球窝成型抽芯9的后端为可与该楔形结构配合的斜面。
[0027]精锻时，锻造设备厂采用400T的液压机或压力机，合模油缸前移推动左模座以及上的左模芯向右模芯移动实现合模；
抽芯油缸驱动球窝成型抽芯水平向右模芯移动进而伸入型腔的球窝成型部位；
模芯锁紧机构动作，锁紧油缸的活塞杆伸入左模座后方，并利用楔形结构与左模座后端的斜面配合，将左模座上的左模芯压向右模芯； 同时，抽芯锁紧机构动作，抽芯油缸的活塞杆伸入球窝成型抽芯后方，并利用楔形结构与球窝成型抽芯后端的斜面配合，将球窝成型抽芯限位在右模芯内；
放入毛坯，机床的滑块带动下模板以及其上的上冲头下行，液压机的冲压速度控制在18-24次/分钟。利用上冲头对坯料的挤压，将坯料完全充型入型腔内，实现一次精锻成型。
[0028]步骤S4:最后对精锻成型的球窝类金具进行热处理。
【权利要求】
1.一种绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，用于一次精锻成型绝缘子球窝类金具，该绝缘子球窝类金具包括球窝部以及与球窝部整体成型的压接部，压接部的端面具有一个压接孔；其特征在于:所述模具包括 一上模板，该上模板的下端面安装有一用于成型金具压接部压接孔的上冲头； 一下模板，该下模板上安装有下模框，下模框中心设置有一对对称设置的左、右模座，所述左、右模座上分别安装有左模芯、右模芯，该对左、右模芯合模后构成球窝类金具外轮廓的型腔，且该球窝类金具外轮廓中金具的压接孔部位垂直朝上； 一用于形成金具球窝部的球窝成型抽芯，该球窝成型抽芯安装在右模座内并与其滑动配合沿水平方向移动； 所述下模框的左、右两侧边分别安装有开合模油缸和抽芯油缸，所述开合模油缸的活塞杆与左模座连接固定，左模座可通过开合模油缸驱动水平向右模座移动实现左、右模芯合模；所述抽芯油缸的活塞杆与球窝成型抽芯连接固定，球窝成型抽芯可通过抽芯油缸驱动水平向右模芯移动伸入或移出型腔的球窝成型部； 所述下模框上还安装有分别用于在冲压成型时锁紧左模座和球窝成型抽芯的模芯锁紧机构和抽芯锁紧机构。
2.根据权利要求1所述的绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，其特征在于所述模芯锁紧机构具体为: 所述下模框在垂直于合模方向的前侧边或后侧边安装有左锁紧油缸，该左锁紧油缸的活塞杆端部为楔形结构，所述左锁紧油缸的活塞杆可在合模后伸入左模座后方；左模座的后端为可与该楔形结构配合的斜面。
3.根据权利要求1所述的绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具，其特征在于所述抽芯锁紧机构具体为: 所述下模框在垂直于合模方向的前侧边或后侧边安装有右锁紧油缸，该右锁紧油缸的活塞杆端部为楔形结构，所述右锁紧油缸的活塞杆可在球窝成型抽芯嵌入型腔的球窝成型部后伸入球窝成型抽芯后方；球窝成型抽芯的后端为可与该楔形结构配合的斜面。
4.一种采用上述绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具成型球窝类金具的方法，其特征在于: 步骤S1:首先根据金具的规格进行下料，具体根据复合绝缘子球窝金具成品尺寸计算原料所需体积，由原料密度换算成重量，将作为原料的圆钢截断得到相应重量的坯料； 步骤S2:对原料进行加热，以便下道工序热锻，具体为采用45#圆钢作为坯料加热，采用中频炉加热至1050-1100°C ； 步骤S3:精锻工序，模具合模后利用模芯锁紧机构和抽芯锁紧机构锁紧左模座和球窝成型抽芯，将加热后的圆钢直接置于绝缘子球窝类金具一次精锻成型模具中，上冲头下行对坯料的挤压将坯料完全充型入型腔内，直接锻造出底部为球窝结构顶部具有压接孔的球窝类金具；冲压时，冲压频率控制在18-24次/分钟； 步骤S4:最后对精锻成型的球窝类金具进行热处理。
【文档编号】B21J13/02GK104475636SQ201410657468
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】征大生, 刘松明 申请人:如皋市大生线路器材有限公司