CN102463316B - 一种不锈钢类模锻件的终锻模模具结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模锻件加工的模具结构。一种不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，包括终锻成形模具和切边模具；终锻锻件具有上下倾斜的脱模斜度，及上下脱模斜度形成的结合面，终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面，向上或向下一侧偏移；偏移后型腔深度变浅一侧型腔的轮廓线长度小于另一侧；所述轮廓线长度系指包括型腔正交两个方向的长度和总的轮廓线周长长度；所述切边模具的下模轮廓线形状、尺寸，取终锻成形模具偏移后型腔深度变深一侧的型腔轮廓线形状、尺寸。不增加任何工序、材料，只是在模具设计上采用本发明的技术要求，便达到和实现了锻造工艺的精细加工，又节能。

Description

一种不锈钢类模锻件的终锻模模具结构

技术领域

本发明涉及一种模锻件加工的模具结构和切边工艺，具体是涉及不锈钢类模锻件的终锻模模具结构和切边工艺。

背景技术

不锈钢模锻件由于其有较高的抗腐蚀性，应用广泛，常用于制造气体、液体检测仪表机构的壳体等零件中，形状虽不复杂，但力学性能、承受的压强，当然对此类锻件的外观质量尤其是切边质量的要求也非常高：要求切口光滑，无毛边裂纹、毛边断裂层和毛刺，在不锈钢模锻件锻造过程中终锻和切边工艺属于要求很高的工序。

目前，轴向长度为95～150mm，直径或宽度为60～110mm的中小形不锈钢类零件，比如世界上许多生产气体、液体检测仪表的仪表件跨国公司和机械人许多部件都均采用316和316L不锈钢锻件，市场需求量很大，因此在生产加工过程其加工工艺稍作改变，质量稍有提高，成本稍有降低将产生极大的市场影响和经济效应。但不锈钢经过锻造、切边后需要进行锻件毛边大量打磨，工作量很大，并且带来大量粉尘、工作环境恶劣，给操作个人身体带来危害。

国内外不锈钢模锻件的加工工艺的现有技术是，首先将圆形的不锈钢棒料截断成坯料、加热、出坯、预锻、终锻、切边、整形。此工艺是将出坯好的坯料摆放在预锻模膛中，然后，随着预锻上模的下行逐渐对坯料施压，坯料分别被正挤和反挤入下模和上模的型腔中，经过终锻、切边、整形形成产品锻件。

然而，由于不锈钢材料的锻造特点：导热率低、塑性低、粘性大、易粘模，导致模具寿命非常低、尤其终锻上模寿命更低，上模口飞边槽处的尺寸更容易变大，模具寿命一般在1000件以下，造成后道工序切边锻件上毛边产生裂纹、断裂层和毛刺等缺陷，影响锻件表面质量。

传统的不锈钢终锻模模具和其他碳钢锻件一样，上下模的型腔飞边槽尺寸一样，即上下模口飞边槽处零件型腔的长度、宽度尺寸大小一致，锻件飞边的分布也是水平分模面中心上下模各占飞边厚度的一半。此工艺方法许多资料全部一样，在机械工业出版社出版，中国机械工程学会锻压学会编《锻压手册》第一卷第624页“终锻模膛”部分作了论述和介绍。

不锈钢切边工艺方式也和碳钢锻件一样，有两种方法。一种是采用热切边，通常应在不低于800℃温度下按终锻下模分模面形状进行切边，另一种采用冷切边，通常在常温下进行切边，由于锻件形状不一、尺寸收缩不一，切边毛刺更大，带来打磨量更大，生产企业一般均不采用冷切边。

但是，在现有技术的模具结构条件下，如果使用热切边方法，由于不锈钢锻件的切边需要比其他碳钢锻件大得多的剪切力，更容易造成锻件的上半部在冲头内形成镦粗和变形、毛边处的拉毛、撕裂和产生贴附在锻件上半部上的毛刺。而如果采用冷切边的方法，则也必然会造成切边处拉毛和撕裂。所以使用这两种方式切边都必须用后序打磨的方法清除产生毛边处的拉毛、撕裂和毛刺，否则会在后序的固溶处理和钝化处理后产生锈斑导致产品不合格，同时会造成生产周转期长、成本高、外观质量差，毛刺的人为打磨也不尽人意，锻件表面凹凸不平，因此，本领域希望有进一步的改良措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种能解决不锈钢锻件热切边容易造成切边处拉毛、撕裂和产生贴附在锻件上的毛刺；冷切边造成切边处拉毛和撕裂的问题，同时节约了后序打磨材料费用、缩短产品周期、提高产品外观质量的一种不锈钢模锻件终锻模模具结构。

本发明的目的由如下技术方案实现：

一种不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，包括终锻成形模具和切边模具；

终锻锻件具有上下倾斜的脱模斜度，及上下脱模斜度形成的结合面，其特征在于：

终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面，向上或向下一侧偏移；

偏移后型腔深度变浅一侧型腔的轮廓线长度小于另一侧；

所述轮廓线长度系指包括型腔正交两个方向的长度和总的轮廓线周长长度；

所述切边模具的下模轮廓线形状、尺寸，取终锻成形模具偏移后型腔深度变深一侧的型腔轮廓线形状、尺寸。

进一步，所述终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面偏移的距离等于二分之一飞边槽的厚度。

进一步，所述终锻成形模具的飞边槽向上模或下模中的一侧偏移，偏移后型腔深度变浅一侧的型腔正交长度小于另一侧0.5～0.9mm。

进一步，所述飞边槽厚度为2～5mm。

进一步，所述终锻成形模具的飞边槽向下模一侧偏移。

进一步，所述切边模具切边温度范围是580～600℃。

作为终锻锻件，为了能从上下模中落模是具有向锻件中央倾斜的脱模斜度，上下脱模斜度的倾斜面形成了一个结合面。作为现有技术，锻模的飞边是对称地位于结合面处，飞边的厚度对称地布置在结合面的两侧。但是，在下道切边工序中，上下对称大小形状尺寸的切边上下模轮廓，锻件的上半部在冲头内形成镦粗和变形、飞边处的拉毛、撕裂和产生粘滞、贴附在锻件上半部上的一圈形成粘滞物毛刺，需要再进行打磨处理，费工、费时、影响表面精度。

采用本发明，由上下模根据所述规定的模具结构，将终锻锻件的飞边向一侧偏移，由于终锻锻件脱模斜度的结合面没有变，飞边的位置向一侧偏移后导致型腔深度变浅一侧型腔的轮廓线长度变小，另一侧轮廓线长度变大。

在进入下一步切边工序时，“所述切边模具的下模轮廓线形状、尺寸，取终锻成形模具偏移后型腔深度变深一侧的型腔轮廓线形状、尺寸，”也就是轮廓线长度变大的一侧处于下模，当冲压切边时，锻件的上半部在冲头内形成镦粗和变形、飞边处的拉毛、撕裂和产生粘滞、贴附在锻件上半部上的一圈形成粘滞物毛刺恰好填补了上模一圈变小的尺寸空间中，在上模继续下移时，该圈的粘滞物毛刺被完整、光滑地挤压、裹贴在终锻锻件周边，成品不再需要打磨便能达到光滑、美观的外表。

本发明的优越性和有益效果，该不锈钢终锻模模具结构和切边工艺与传统的不锈钢终锻模模具和切边工艺相比，具有如下创造性及先进性：

本发明不锈钢终锻成形模模具结构改变了传统工艺的终锻模上下模的型腔飞边处尺寸一样的结构，取而代之的是在终锻成形上模口飞边槽处按热锻件尺寸直接做出，将飞边厚度尺寸全部偏移分布在终锻成形模的一侧模具上，这样就使终锻模具该侧模口飞边槽处的热锻件长度、宽度尺寸比终锻上模另一侧模口飞边槽处的尺寸小。

切边时将终锻成形模具偏移后，型腔深度变深一侧成形的终锻锻件与切边上冲的型腔接触，这样就可以抵消了由于切边时切边上冲下压热锻件上半部向外扩大变形，特别是在热锻件上半部飞边处减少镦粗带来剧烈变形，从而明显改善切边质量。

此终锻模模具结构彻底解决了不锈钢锻件热切边容易造成切边处拉毛、撕裂和产生贴附在锻件上的毛刺；冷切边造成切边处拉毛和撕裂；都必须用后序打磨的方法清除产生的拉毛、撕裂和毛刺，否则会在后序的固溶酸洗后产生锈斑导致产品不合格；同时会造成生产周期长、成本高、外观质量差的问题，大大节省了后续打毛，去除飞边的加工工时，产品外观质量大大提高。

在切边工序中，在采用了前述终锻成形模具的结构基础上，本发明的不锈钢切边温度可以大大降低，范围是580～600℃，比传统温度不低于800℃切边温度低200℃，减少切边变形，节省了能源，经检验机械性能、金相组织等符合产品要求。

本发明不增加任何工序、材料，只是在模具设计上采用本发明的技术要求，便达到和实现了锻造工艺的精细加工，又节能。

附图说明

图1为现有技术终锻成形模具加工出的锻件主视图，可以看出飞边对称地位于脱模结合面中央；

图2为本发明终锻成形模具加工出的锻件主视图，可以分辨出飞边偏离锻件脱模结合面，飞边向上偏移；

图3为现有技术不锈钢类模锻件的终锻成形模具的结构示意图，终锻成形上下模模口飞边槽与脱模结合面一致；

图4为本发明不锈钢类模锻件的终锻模模具结构的一实施例，其中终锻成形模具的结构示意图，终锻成形上下模模口飞边槽向上偏离脱模结合面，图中可以显示：上模型腔中L长度变短，深度也变浅。

图5为现有技术不锈钢类模锻件切边模具的切边状态结构示意图，右侧为切边后，左侧为切边前；

图6为本发明不锈钢类模锻件的终锻模模具结构的一实施例，其中切边模具切边状态结构示意图，右侧为切边后，左侧为切边前；

图7为图5中H部位的放大图，可以看出切边处拉毛、撕裂和产生贴附在锻件上的毛刺；

图8为图6中G部位的放大图，可以看出切边处贴附物不仅变少，而且被紧密地挤压在锻件周边，呈现圆滑的外表。

图中，L是终锻锻件结合面的长度，b是终锻锻件的飞边厚度，H是现有技术终锻锻件上模型腔的深度，h是现有技术终锻锻件下模型腔的深度，H+h+b为终锻锻件的总高度,H-b/2是本发明终锻锻件上模型腔的深度，h+b/2是本发明终锻锻件下模型腔的深度。

具体实施方式

以下对照附图，对本发明作详细说明。

一种不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，包括终锻成形模具和切边模具；

终锻锻件具有上下倾斜的脱模斜度，及上下脱模斜度形成的结合面，

终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面，向上或向下一侧偏移；

偏移后型腔深度变浅一侧型腔的轮廓线长度小于另一侧；

所述轮廓线长度系指包括型腔正交两个方向的长度和总的轮廓线周长长度；

所述切边模具的下模轮廓线形状、尺寸，取终锻成形模具偏移后型腔深度变深一侧的型腔轮廓线形状、尺寸。

所述终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面偏移的距离等于二分之一飞边槽的厚度。凭计算和试验，偏移的距离取二分之一飞边槽的厚度为宜。

所述终锻成形模具的飞边槽向上模或下模中的一侧偏移，偏移后型腔深度变浅一侧的型腔正交长度小于另一侧0.5～0.9mm。大部分产品在采用本发明技术方案的加工中，以此范围内的尺寸为宜，获得较好效果。

所述飞边槽厚度为2～5mm。此为通常使用的尺寸。

所述终锻成形模具的飞边槽向下模一侧偏移。通常切边工序时，上模向下运动，锻件受力大、容易墩粗变形，为了减少切边变形让切边工序中上模放入深度较浅一侧型腔的轮廓线长度较小的锻件，因此，在终锻成形时让终锻成形模具的飞边槽向下模一侧偏移，使下模中锻件的轮廓长度变小，然后将成形后的锻件翻身朝上，在切边时有利切边中上模冲压，对锻件上半部分墩粗，挤压，取得较好的锻件最终成品，也延长了终锻成形上模的寿命。

所述切边模具切边温度范围是580～600℃。经大量测试，采用本发明的终锻成形模成形的锻件，在切边时，减少切边变形，并且可以降低切边温度要求，有利节能。

Claims (6)

1.一种不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，包括终锻成形模具和切边模具；

终锻锻件具有上下倾斜的脱模斜度，及上下脱模斜度形成的结合面，其特征在于：

终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面，向上或向下一侧偏移；

偏移后型腔深度变浅一侧型腔的轮廓线长度小于另一侧；

所述轮廓线长度系指包括型腔正交两个方向的长度和总的轮廓线周长长度；

所述切边模具的下模轮廓线形状、尺寸，取终锻成形模具偏移后型腔深度变深一侧的型腔轮廓线形状、尺寸。

2.根据权利要求1所述不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，其特征在于所述终锻成形模具的上、下模分型面的飞边槽向终锻锻件脱模斜度的结合面偏移的距离等于二分之一飞边槽的厚度。

3.根据权利要求1所述不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，其特征在于所述终锻成形模具的飞边槽向上模或下模中的一侧偏移，偏移后型腔深度变浅一侧的型腔正交长度小于另一侧0.5～0.9mm。

4.根据权利要求1所述不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，其特征在于所述飞边槽厚度为2～5mm。

5.根据权利要求1所述不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，其特征在于所述终锻成形模具的飞边槽向下模一侧偏移。

6.根据权利要求1所述不锈钢类模锻件的终锻模模具结构，其特征在于所述切边模具切边温度范围是580～600℃。

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