一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具的制作方法

本实用新型涉及工装模具领域，特别是涉及一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具。

背景技术：

冷锻是对物料再结晶温度以下的成型加工，特点为：尺寸精度高，表面粗糙度好，劳动条件好，生产效率高，热锻是对物料再结晶温度以上的成型加工，特点为：减少金属的变形抗力，改变钢锭的铸态结构，提高钢的塑性，这对一些低温时较脆难以锻压的高合金钢尤为重要；一种热锻-冷锻复合塑性成形技术是将热锻和冷锻结合起来的一种新的精密金属成形工艺，它充分利用了热锻和冷锻各自的优点:热态下金属塑性好，流动应力低，因此主要的变形过程用热锻来完成；冷锻件的精度高，因此零件的重要尺寸用冷锻工艺来最终成形零件。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具，充分利用了热锻和冷锻各自热态下金属塑性好，流动应力低的优点，热锻过程中完成齿轮毛坯件主受热变形过程；齿轮毛坯的油槽为热锻-冷锻分步成形，相比直接冷锻出油槽，减小了冷锻所需打击力，实现通过小设备即可完成工序；冷锻成形尺寸精度高，表面粗糙度好，满足技术要求。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具，包括用于对齿轮毛坯锻造的热镦镦粗模具、热镦成型模具，热镦冲孔模具以及冷锻模具；

所述热镦镦粗模具包括镦粗上模，位于所述镦粗上模下方的镦粗下模；所述镦粗上模的上方中部通过螺栓与热镦机的动力输出端固定连接；

所述热镦成型模具包括热锻上模，位于所述热锻上模下方的热锻下模套，嵌设在所述热锻下模套内腔中的热锻下模镶块，固定设于所述热锻下模镶块内腔中的热锻下模芯，用于连接所述热锻下模芯的垫板；

所述热镦冲孔模具包括冲孔冲子，卸料板，以及冲孔凹模；

所述冷锻模具包括冷锻冲头，倒置设置且截面形状为u形的冷锻端盖，冷锻底座；所述冷锻端盖倒扣在所述冷锻底座上；

所述热锻下模芯的底部中部设有凸起部，所述垫板的上端中部设有与所述凸起部相适配的凹槽；

热锻下模套的内壁与所述热锻下模镶块的底壁外侧壁之间的间隙形成第一通道，所述热锻下模镶块的底部内侧壁与所述垫板的上端外壁之间的间隙形成第二通道；所述热锻下模镶块的底壁侧壁上设有多个第一通气孔，所述第二通道通过所述第一通气孔与所述第一通道相连通，所述垫板的侧壁上设有将第一通道与外部大气相连通的第二通气孔；

所述齿轮毛坯依次经过热镦镦粗模具、热镦成型模具，热镦冲孔模具以及冷锻模具并成型。

可选地，所述第二通气孔的轴向中心线相对所述垫板的底部端面的高度大于所述第一通气孔的轴向中心线相对所述垫板的底部端面的高度。

可选地，所述热锻下模套的上设有内螺纹孔，所述垫板上设有与所述内螺纹孔同轴设置的连接孔，所述热锻下模套通过螺栓与所述垫板相连接。

可选地，所述热锻下模套的外壁上设有定位所述热锻下模镶块的环状定位部。

可选地，所述第二通气孔的直径大于所述第一通气孔的直径。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具，充分利用了热锻和冷锻各自热态下金属塑性好，流动应力低的优点，热锻过程中完成齿轮毛坯件主受热变形过程；齿轮毛坯的油槽为热锻-冷锻分步成形，相比直接冷锻出油槽，减小了冷锻所需打击力，实现通过小设备即可完成工序；冷锻成形尺寸精度高，表面粗糙度好，满足技术要求。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式提供的热锻镦粗模具；

图2为本实用新型具体实施方式提供的热锻成形模具；

图3为本实用新型具体实施方式提供的热锻冲孔模具；

图4为本实用新型具体实施方式提供的冷锻模具。

图中：

1、镦粗上模；2、镦粗下模；3、热锻上模；4、热锻下模套；5、热锻下模镶块；6、热锻下模芯；7、垫板；8、冲孔冲子；9、卸料板；10、冲孔凹模；11、冷锻冲头；12、冷锻端盖；13、冷锻底座。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-4所示，一种用于热锻冷锻复合分布塑性成形的工装模具，包括用于对齿轮毛坯锻造的热镦镦粗模具、热镦成型模具，热镦冲孔模具以及冷锻模具；热镦镦粗模具包括镦粗上模1，位于镦粗上模1下方的镦粗下模2；镦粗上模1的上方中部通过螺栓与热镦机的动力输出端固定连接；热镦成型模具包括热锻上模3，位于热锻上模3下方的热锻下模套4，嵌设在热锻下模套4内腔中的热锻下模镶块5，固定设于热锻下模镶块5内腔中的热锻下模芯6，用于连接热锻下模芯6的垫板7；热镦冲孔模具包括冲孔冲子8，卸料板9，以及冲孔凹模10；冷锻模具包括冷锻冲头11，倒置设置且截面形状为u形的冷锻端盖12，冷锻底座13；冷锻端盖12倒扣在冷锻底座13上；热锻下模芯6的底部中部设有凸起部，垫板7的上端中部设有与凸起部相适配的凹槽；热锻下模套4的内壁与热锻下模镶块5的底壁外侧壁之间的间隙形成第一通道，热锻下模镶块5的底部内侧壁与垫板7的上端外壁之间的间隙形成第二通道；热锻下模镶块5的底壁侧壁上设有多个第一通气孔，第二通道通过第一通气孔与第一通道相连通，垫板7的侧壁上设有将第一通道与外部大气相连通的第二通气孔；齿轮毛坯依次经过热镦镦粗模具、热镦成型模具，热镦冲孔模具以及冷锻模具并成型。

进一步地，第二通气孔的轴向中心线相对垫板7的底部端面的高度大于第一通气孔的轴向中心线相对垫板7的底部端面的高度，实现将模具腔室内的空气更好的排出。

进一步地，热锻下模套4的上设有内螺纹孔，垫板7上设有与内螺纹孔同轴设置的连接孔，热锻下模套4通过螺栓与垫板7相连接，便于安装和拆卸，且垫板7的底部端面与热锻下模套4的底部端面平齐，确保热锻下模套4的稳定性。

进一步地，热锻下模套4的外壁上设有定位热锻下模镶块5的环状定位部，更好实现对热锻下模镶块5的定位安装。

进一步地，第二通气孔的直径大于第一通气孔的直径，防止空气向外排出时的回流。

具体的工作步骤如下：

在热锻工序：被加热好的棒料放置在镦粗下模上2，热锻机设备工作，棒料被镦粗到工艺所需最大外圆尺寸，同时也去除氧化皮；转移坯料并将镦粗的坯料放入热锻下模套4、热锻下模镶块5以及热锻下模芯6组成的热锻型腔中，设备工作，坯料在热锻型腔中成形成锻件；之后将锻件被放入冲孔凹模10，设备工作，完成去除锻件的连皮，以上便完成了锻件的热锻工序，由于锻压设备的打击速度太快，模腔内的空气来不及逸出，在模腔底部的角隅处会产生很大的压力，不但使锻件充填不满，而且严重影响模具寿命，因此在热锻型腔中设置排气通道，更为具体来说，热锻下模套4的内壁与热锻下模镶块5的底壁外侧壁之间的间隙形成第一通道，热锻下模镶块5的底部内侧壁与垫板7的上端外壁之间的间隙形成第二通道；热锻下模镶块5的底壁侧壁上设有多个第一通气孔，第二通道通过第一通气孔与第一通道相连通，垫板7的侧壁上设有将第一通道与外部大气相连通的第二通气孔；模腔内的空气分别由相互连通的第一通道和第二通道排出，从而确保了锻件的加工成型质量，提高了模具的使用寿命。再则锻件经过热处理和抛丸工序，经过热处理和抛丸使得锻件表面强化，具体来说，使用丸粒轰击锻件表面并植入残余压应力，提升锻件疲劳强度的冷加工工艺，也能够提高锻件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等。当锻件经过热处理和抛丸工序完成后，进入锻件的冷锻工序。具体地冷锻工序：将锻件放入冷锻底座13上；冷锻端盖12放置锻件表面；设备工作带动冷锻冲头11，冷锻冲头11和冷锻端盖12接触后继续向下运动，直至最终将齿轮的油槽加工成型，使得产品质量可靠和稳定。

综上，齿轮的油槽的油槽为热锻-冷锻分步成形，相比直接冷锻出油槽，减小了冷锻所需打击力，使用小设备即可完成工序；成形尺寸精度高，表面粗糙度好，满足技术要求。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。