CN102554090A - 工作夹片热挤压通孔的锻造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了工作夹片热挤压通孔的锻造方法，包括下料、去毛刺、加热、预锻、成形、整形、冷却、抛丸等步骤，通过凸模与凸模套先配合定心后一起进入凹模先穿孔再整形，防止产品偏心，高度经调整后能定死，保证整形后工件达到工艺要求，整形后凸模带着工件上升，到设定位置后凸模和凸模套分离卸料完成，取出工件，同时通过自动冷却***对模具进行冷却，模具零件实现快速更换，相对于目前的工艺，采用模具锻造的方式加工成锚具工作夹片的通孔，节约了原材料的使用量，根据工作夹片通孔的体积和工作夹片的总体积的关系可以得知，相比目前的工艺，能够节约原材料的用量，减少机加工工序，达到降低成本20%左右的目的。

Description

工作夹片热挤压通孔的锻造方法

技术领域

本发明涉及一种锻造方法，具体是指工作夹片热挤压通孔的锻造方法。

背景技术

随着预应力锚具技术的发展，夹片锚在预应力锚具工程中所占比例越来越大，用量急剧增加，而夹片锚中最重要、用量最大的时锚具夹片。锚具夹片用于在锚固定预应力混凝土构件的预应力钢筋时夹持预应力筋，他被广泛应用于各种桥梁道路高层建筑等建筑施工中。目前各预应力生产厂家生产锚具夹片的传统工艺是采用圆棒料，然后进行车端面、车外圆孔、钻孔、精车内孔、加工内孔锥度、攻内螺纹、车外锥度、剖切、热处理和喷砂等工序。热处理后的喷砂处理过程对工件表面的冲击和切削作用力小，导致工作效率低，处理后的工件表面质量较差。

发明内容

本发明的目的在于提供工作夹片热挤压通孔的锻造方法及成形模具，达到减少原材料的消耗量，减少机加工工序，降低成本的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

工作夹片热挤压通孔的锻造方法，包括以下步骤：

（A）下料：利用锯床下料；

（B）去毛刺：利用研磨机对步骤（A）的坯料去毛刺，将毛坯上毛刺、油污、锈斑和污垢去除，当坯料清洁干净后，将坯料按照不同炉号分开；

（C）加热：将步骤（B）的干净坯料放置中频加热炉加热，加热温度为1100±20℃；

（D）预锻：使用100吨冲床，对步骤（C）的热工件进行正挤压闭式锻造；

（E）成形：使用100吨冲床，对步骤（D）得到的锻件进行反挤压闭式锻造：

（F）整形：使用100吨冲床，对步骤（E）得到的锻件进行正挤压闭式锻造；

（G）冷却：将步骤（F）得到的锻件放置于滑料槽中冷却至600℃后，将锻件钩入料箱中堆冷；

（H）抛丸：用抛丸机将步骤（G）得到的工件氧化皮完全去除。

由于夹片是国标件，因此，坯料的尺寸采用φ25×33.5较好，坯料经过打磨去除毛刺、油污后，进行加热，提高其可锻造性能，当加热温度为1100±20℃时，开始进入锻造工序，使用冲床首先将其预锻成圆柱体与圆台结合的连接体，其直径为φ27.5，圆柱长度3cm，圆台的长度为35cm，其顶角为14°左右，预锻后立即在成型模局内采用反挤压闭式锻造法进行成型锻造，在预锻后的工件轴线上冲出一个内凹的圆柱形凹孔，工件整体为圆柱体与圆台结合的连接体，其直径为φ29.4～30，整体长度为46.5±0.5cm，凹孔直径为φ12.8，该凹孔的横截面受到模具的影响，在标准圆柱的基础上略呈圆台，然后在整形模具内，将凹孔挤压贯通形成通孔，最后形成标准夹片，直径为φ28.89～30.39，整体长度为44.57±0.5cm，凹孔直径为φ13.6～13.85，外部形状统一。相对于目前的工艺，采用模具锻造的方式加工成锚具工作夹片的通孔，代替了目前的钻孔工艺，节约了原材料的使用量，根据工作夹片通孔的体积和工作夹片的总体积的关系可以得知，相比目前的工艺，能够节约原材料的用量，减少机加工工序，达到降低成本20%左右的目的。

进一步讲，所述步骤（D）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（D1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模20mm后依据产品高度微调；

（D2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水的流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（D3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（D4）将加热后的坯料用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件。

将圆柱形的坯料锻造成标准件需要分为多次锻造，采用多次锻造成型可以减少材料内部应力的干扰，预锻的目的是将圆柱形的坯料首先通过挤压形成，坯料从模孔中流出部分的运动方向与凸模运动方向相同的挤压方法为正挤，方向相反为反挤，金属流动完全受模膛限制。采用三套模具分别为预锻模具、成型模具、整形模具依次加工工件，圆柱形的坯料经过三次锻造后即能够形成工件的大致形状，经过后续的加工后，能够形成标准件。

进一步讲，所述步骤（E）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（E1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模14.5mm后依据产品高度微调；

（E2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（E3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（E4）将预锻好的工件用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件。

进一步讲，所述步骤（F）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（F1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模16.5mm后依据产品高度微调；

（F2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水的流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（F3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（F4）将已成形的工件用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本发明工作夹片热挤压通孔的锻造方法，相对于目前的工艺，采用模具锻造的方式加工成锚具工作夹片的通孔，代替了目前的钻孔工艺，节约了原材料的使用量，根据工作夹片通孔的体积和工作夹片的总体积的关系可以得知，相比目前的工艺，能够节约原材料的用量，减少机加工工序，达到降低成本20%左右的目的；

2本发明工作夹片热挤压通孔的锻造方法，整个锻造过程在三套模具中完成，降低了锻造难度的同时提高了加工效率；

3本发明工作夹片热挤压通孔的锻造方法使用的成型模具，通过凸模与凸模套先配合定心后一起进入凹模成形，防止产品偏心，成形高度、卸料高度、顶出高度经调整后能定死，保证成形后工件高度达到工艺要求，成形后凸模带着工件上升，到设定位置后凸模和凸模套分离卸料完成，由顶料***顶出工件，取出工件，同时通过自动冷却***对模具进行冷却，模具零件实现快速更换；模具结构新颖、制造简单、自动冷却、润滑、卸料、模具更换时间≤10min，凸模的使用寿命达到10000/件。

附图说明

图1为本发明预锻模具结构示意图：

图2为本发明预锻模具加工后的工件结构示意图；

图3为本发明成型模具结构示意图；

图4为本发明成型模具加工后的工件结构示意图；

图5为本发明整形模具结构示意图；

图6为本发明整形模具加工后的工件结构示意图；

图7为本发明成品工件结构示意图。

附图中的标记采用三位数字标示，其中第一位为1、2或3，其分别代表预锻模具、成型模具、整形模具，标记及相应的零部件名称如下：

101-模柄， 103-水管接头， 105-凸模，106-凹模，107-凹模应力圈，108-凹模锁紧螺母，109-模座，114-上模板，115-凸模锁紧螺母，116-上顶杆，117-凹模垫，120-下顶杆，122-下模板，124-拉杆，125-顶座，126-拉板；201-模柄，203-水管接头，205-凸模，206-凹模，207-凹模应力圈，208-凹模锁紧螺母，209-模座，214-上模板，215-凸模锁紧螺母，216-凸模套，217-上顶杆，218-凹模垫，221-下顶杆，223-下模板，225-拉杆，226-顶座，227-拉板，228-卸料板，229-卸料杆，230-弹簧；301-模柄，303-水管接头，305-凸模，306-凹模，307-凹模应力圈，308-凹模锁紧螺母，309-模座，313-上模板，314-凸模锁紧螺母，315-凸模套，317-穿孔垫，321-下模板，323-卸料杆，324-弹簧，325-卸料板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

工作夹片热挤压通孔的锻造方法，包括以下步骤：

（A）下料：利用锯床下料，坯料的尺寸为φ25×33.5；

（B）去毛刺：利用研磨机对步骤（A）的坯料去毛刺，将毛坯上毛刺、油污、锈斑和污垢去除，当坯料清洁干净后，将坯料按照不同炉号分开；

（C）加热：将步骤（B）的干净坯料放置中频加热炉加热，加热温度为1100±20℃；

（D）预锻：使用100吨冲床，在5S内完成以下步骤：

（D1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模20mm后依据产品高度微调；

（D2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水的流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（D3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（D4）将加热后的坯料用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件，转移至成形模具；

如图1所示，预锻模具包括上模板114、下模板122、以及拉板126，上模板114、下模板122、以及拉板126通过两个相互平行的拉杆124连接，在上模板114上安装有模柄101，在模柄101上安装有凸模105，凸模105通过凸模锁紧螺母115固定连接在模柄101上，在凸模锁紧螺母115上设置有水管接头103，在下模板122上安装有模座109，在模座109内套装有凹模垫117，在凹模垫117上安装有凹模应力圈107，在凹模应力圈107内套装有凹模106，凹模106与凹模应力圈107通过锥度配合连接，凹模应力圈107通过凹模锁紧螺母108固定连接在模座109上，凹模106位于凸模105正下方的，在凹模垫117上设置有与凹模116同轴的连通腔室，在该连通腔室内放置有上顶杆116，在下模板122上设置有与凹模106同轴的通孔，在通孔内安装有顶座125，在顶座125内套装有下顶杆120。

（E）成形：使用100吨冲床，在5S内完成对步骤（D4）得到的锻件进行以下步骤：

（E1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模14.5mm后依据产品高度微调；

（E2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（E3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（E4）将预锻好的工件用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件，转移至整形模具；

如图3所示，成型模具包括上模板214、下模板223、以及拉板227，上模板214、下模板223、以及拉板227通过两个相互平行的拉杆225连接，在上模板214上安装有模柄201，在模柄201上安装有凸模216，凸模216通过凸模锁紧螺母215固定连接在模柄201上，在凸模锁紧螺母215上设置有水管接头203；在下模板223上安装有两根卸料杆229，在卸料杆229上安装有卸料板228，在卸料板228与下模板223之间的卸料杆229上套装有处于压缩状态的弹簧230，在卸料板228上安装有凸模套216，在下模板223上还安装有模座209，在模座209内套装有凹模垫218，在凹模垫218上安装有凹模应力圈207，在凹模应力圈207内套装有凹模206，凹模206与凹模应力圈207通过锥度配合连接，凹模应力圈207通过凹模锁紧螺母208固定连接在模座209上；凹模垫218上设置有与凹模206同轴的连通腔室，在该连通腔室内放置有上顶杆217，在下模板223上设置有与凹模206同轴的通孔，在通孔内安装有顶座226，在顶座226内套装有下顶杆221。

（F）整形：使用100吨冲床，对步骤（E）得到的锻件进行正挤压闭式锻造；所述步骤（F）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（F1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模16.5mm后依据产品高度微调；

（F2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水的流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（F3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（F4）将已成形的工件用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件；

如图5所示，整形模具包括连接在冲床上的上模板313、以及位于上模板313正下方的下模板321，在上模板313上安装有模柄301，在模柄301上安装有凸模305，凸模305通过凸模锁紧螺母315固定连接在模柄301上，在凸模锁紧螺母315上设置有水管接头303；在下模板321上安装有两根卸料杆323，在卸料杆323上安装有卸料板325，在卸料板325与下模板321之间的卸料杆323上套装有处于压缩状态的弹簧324，在卸料板325上安装有凸模套315；在下模板321上安装有模座309，模座309位于凸模305正下方，在模座309内套装有凹模应力圈307，在凹模应力圈307内套装有凹模306，凹模306与凹模应力圈307通过锥度配合连接，凹模应力圈307通过凹模锁紧螺母308固定连接在模座309上，模座309内部的上表面向下凹陷形成环形凹槽，在凹槽内放置有穿孔垫317，在底板321、模座309、以及穿孔垫317上均设置有位于凸模305正下方的通孔。

（G）冷却：将步骤（F4）得到的锻件放置于滑料槽中冷却至600℃后，将锻件钩入料箱中堆冷；

（H）抛丸：用抛丸机将步骤（G）得到的工件氧化皮完全去除。

以上工艺中，步骤（D）、（E）、（F）加工后的工件结构分别如图2、4、6所示，图7为成品工件结构示意图。最后根据毛坯图进行检查，经统计，该工艺在实验阶段的产品合格率达到98%以上，远远高于目前机加工产品的合格率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (4)

1.工作夹片热挤压通孔的锻造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（A）下料：利用锯床下料；

（B）去毛刺：利用研磨机对步骤（A）的坯料去毛刺，将毛坯上毛刺、油污、锈斑和污垢去除，当坯料清洁干净后，将坯料按照不同炉号分开；

（C）加热：将步骤（B）的干净坯料放置中频加热炉加热，加热温度为1100±20℃；

（D）预锻：使用100吨冲床，对步骤（C）的热工件进行正挤压闭式锻造； 

（E）成形：使用100吨冲床，对步骤（D）得到的锻件进行反挤压闭式锻造： 

（F）整形：使用100吨冲床，对步骤（E）得到的锻件进行正挤压闭式锻造； 

（G）冷却：将步骤（F）得到的锻件放置于滑料槽中冷却至600℃后，将锻件钩入料箱中堆冷；

（H）抛丸：用抛丸机将步骤（G）得到的工件氧化皮完全去除。

2.根据权利要求1所述的工作夹片热挤压通孔的锻造方法，其特征在于，所述步骤（D）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（D1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模20mm后依据产品高度微调，

（D2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水的流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（D3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（D4）将加热后的坯料用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件。

3.根据权利要求1所述的工作夹片热挤压通孔的锻造方法，其特征在于，所述步骤（E）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（E1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模14.5mm后依据产品高度微调；

（E2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（E3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（E4）将预锻好的工件用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件。

4.根据权利要求1所述的工作夹片热挤压通孔的锻造方法，其特征在于，所述步骤（F）需要在5S内完成，具体包括以下步骤：

（F1）将模具正确安装，检查凸模、凹模是否对正、闭合高度是否正确，凸模套进入凹模16.5mm后依据产品高度微调；

（F2）打开循环冷却水，依据模具温度调节凹模循环冷却水的流量，让冷却水能进入凹模内，冷却水进入凹模的流量为1～5ml/s；

（F3）开机，先空运行两次，检查冲床是否正常；

（F4）将已成形的工件用夹钳正确放入凹模内，进行锻造，当滑块回到上死点后，取出锻件。

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