CN105215252A - 预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺 - Google Patents

预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺 Download PDF

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翟月雯
钟志平
李凤娇
刘维坊
梁培新
邱德花
闫红艳
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Abstract

本发明提供了一种预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺，模具包括具有型腔的制坯筒、对型腔内的镦粗坯料进行镦粗的镦粗杆、置于制坯筒内并位于型腔底部的底座、配置在该底座内的冲底，在制坯筒的上部设有一与型腔连通的开口，底座具有一正对该开口设置的底座平面部，镦粗杆的下端经由开口伸入型腔内，利用模具预成形45°斜三通镦粗件工步结束时，镦粗杆的底端面到底座平面部之间的距离大于等于640mm小于等于660mm，由此使45°斜三通的最终成形件的左右两侧高度基本持平，未出现折叠、穿流等锻造缺陷，45°斜三通的最终成形效果比较好，机加工余量会比较少，比较省料。

Description

预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺
技术领域
本发明涉及一种预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺。
背景技术
P91(10Cr9Mo1VNb)斜三通广泛应用于电力、石油、化工、机械制造、船舶、国防等领域，作为关键基础结构件要求在高温高压下仍具有优良的综合性能。P91材料的高温稳定性和热强性好，变形抗力高，塑性低等特点和斜三通所需的高性能决定了P91斜三通的制造需要采用热塑性加工方法。传统生产45°斜三通的方法一般采用实心自由锻和后续机加工，其中自由锻需要5火次以上，锻造周期长，机加工时长，材料利用率低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种有利于提高45°斜三通的成形效果的预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺。
本发明提供了提出了一种预成形45°斜三通镦粗件的模具，包括具有型腔的制坯筒、对所述型腔内的镦粗坯料进行镦粗的镦粗杆、置于所述制坯筒内并位于所述型腔底部的底座、配置在该底座内的冲底，在所述制坯筒的上部设有一与所述型腔连通的开口，所述底座具有一正对该开口设置的底座平面部，所述镦粗杆的下端经由所述开口伸入所述型腔内，利用所述模具预成形45°斜三通镦粗件工步结束时，所述镦粗杆的底端面到所述底座平面部之间的距离大于等于640mm小于等于660mm。
采用上述结构，45°斜三通的最终成形件的左右两侧高度基本持平，未出现折叠、穿流等锻造缺陷，45°斜三通的最终成形效果比较好，机加工余量会比较少，比较省料。
优选的，所述镦粗杆的底端面到所述底座平面部之间的距离为640mm、650mm、660mm中的任意一种。
本发明还提出了一种预成形45°斜三通镦粗件的方法，包括前述中任一所述模具，利用所述模具预成形45°斜三通镦粗件工步时，所述镦粗杆的下端经由该开口伸入所述型腔内对镦粗坯料进行镦压直至所述镦粗杆的底端面到所述底座平面部之间的距离大于等于640mm小于等于660mm。
采用上述方法，使45°斜三通的最终成形件的左右两侧高度基本持平，未出现折叠、穿流等锻造缺陷，45°斜三通的最终成形效果比较好，机加工余量会比较少，比较省料。
本发明还提出了一种45°斜三通的成形工艺，包括：步骤1，对45°斜三通的坯料进行镦粗处理；步骤2，对步骤1所形成的成形件进行反挤压处理；步骤3，对步骤2所形成的成形件进行穿孔处理；其中，在步骤1中，利用所述模具预成形45°斜三通镦粗件工步结束时，所述镦粗杆的底端面到所述底座平面部之间的距离大于等于640mm小于等于660mm。
采用上述成形工艺，使45°斜三通的最终成形件的左右两侧高度基本持平，未出现折叠、穿流等锻造缺陷，45°斜三通的最终成形效果比较好，机加工余量会比较少，比较省料。
优选的，在步骤2中，利用反挤压模具对步骤1所形成的成形件进行反挤压处理，其中，所述反挤压模具与前述所述模具的区别在于利用冲杆代替所述镦粗杆，通过该冲杆对步骤1所形成的镦粗件进行反挤压处理。
优选的，在步骤3中，利用穿孔模具对步骤2所形成的成形件进行穿孔处理，其中，所述穿孔模具与所述反挤压模具的区别在于不包括所述冲底。
附图说明
图1为45°斜三通的结构示意图；
图2为利用模具对45°斜三通的成形件进行镦粗处理的示意图；
图3为利用模具对45°斜三通的成形件进行穿孔处理的示意图；
图4为45°斜三通的成形件在各个工艺流程下所对应的金属流线示意图；
图5为镦粗高度在640～660mm内45°斜三通的成形效果图；
图6为镦粗高度不在640～660mm内45°斜三通的成形效果图。
具体实施方式
下面参见图1～图6对本发明所述的预成形45°斜三通镦粗件的模具、方法及45°斜三通的成形工艺进行详细说明。
如图1所示，45°斜三通6通常包括相交成45度并连通设置的主管件61和支管件62，该45°斜三通6既可以用金属材质也可以用塑料材质制成。本发明中，45°斜三通6主要采用下述工艺流程来成形，具体包括下述步骤：
步骤1，对45°斜三通的坯料进行镦粗处理；
步骤2，对步骤1所形成的成形件进行反挤压处理；
步骤3，对步骤2所形成的成形件进行穿孔处理。
其中，采用图2所示镦粗模具来实现步骤1中的镦粗处理工序。如图2所示，镦粗模具主要包括制坯筒2，在该制坯筒2内近似居中设有与45°斜三通成品件的形状和尺寸相对应的型腔21，在制坯筒2的上部设有一与该型腔21连通的开口22。在制坯筒2的下部于型腔21的底部设有底座3，该底座3具有一正对前述开口22设置的底座平面部31，在该底座平面部31上开设一与45°斜三通的主管件61的孔径保持一致并上下两端贯通的避让孔32，在该避让孔32内配置一冲底4。镦粗模具还包括用以对型腔21内的镦粗坯料进行镦粗的镦粗杆1，该镦粗杆1的上端通常与用以提供压力的压力机滑块连接，其下端可经由前述开口22伸入型腔21内对镦粗坯料进行镦粗处理。
下面对利用图2所示镦粗模具进行镦粗处理工序时，该镦粗模具的工作原理进行简单地描述。
首先用以制作45°斜三通的坯料被置于图2所示模具的型腔21内，镦粗杆1在压力机滑块驱动下朝下移动并进入型腔21内对坯料进行镦压处理，在该镦粗工序中，坯料在上下方向上的高度减小，当镦粗杆1的底端面到底座平面部31之间的距离大于等于640mm小于等于660mm，换句话说，即镦粗件的镦粗高度大于等于640mm小于等于660mm时，镦粗模具停止工作，则镦粗工序结束，镦粗杆1在压力机滑块带动下退出型腔21。其中，前述距离可为640mm、650mm、660mm中的任意一种。
步骤2和步骤3分别采用反挤压模具和穿孔模具来实现。其中，反挤压模具与图2所示镦粗模具的不同之处仅在于，利用图3所示穿孔模具中的冲杆5代替图2所示的镦粗杆1，通过冲杆5对步骤1所形成的镦粗件进行反挤压处理。步骤2中，冲杆5在压力机滑块驱动下朝下移动进入型腔21内对步骤1所形成的镦粗件进行反挤压处理，镦粗件在反挤压处理下逐渐填充整个型腔21。当反挤压模具对45°三通件的成形件进行反挤压处理到预定要求时，则反挤压工序结束。
如图3所示，穿孔模具与图2所示镦粗模具的不同之处在于，利用图3所示穿孔模具中的冲杆5代替图2所示的镦粗杆1，同时，拆除图2所示的冲底4。步骤3中，冲杆5在压力机滑块驱动下朝下移动进入型腔21内对步骤2所形成的成形件进行冲孔处理，当冲杆5在步骤2所形成的成形件上形成沿上下方向贯通的孔(即主管件61上的通孔)时，穿孔工序结束，则冲杆5在压力机滑块带动下反向撤离，由此完成穿孔工序。
本发明中，由于在步骤1中，利用模具预成形45°斜三通镦粗件工步结束时，镦粗杆1的底端面到底座平面部31之间的距离大于等于640mm小于等于660mm，使各工步中成形件的金属流线分布良好，具体如图4所示，其中，图4(a)为镦粗工步中成形件的金属流线分布示意图，图4(b)为反挤压工步中成形件的技术流线分布示意图，图4(c)为穿孔工步中成形件的金属流线分布示意图，并且，如图5所示45°斜三通的最终成形件的左右两侧高度基本持平，未出现折叠、穿流等锻造缺陷，45°斜三通的最终成形效果比较好，机加工余量会比较少，比较省料。
若镦粗杆1的底端面到底座平面部31之间的距离小于640mm或大于660mm时，45°斜三通的最终成形件的左右两侧高度差别明显，最终成形效果比较差。具体如图6所示，镦粗高度为780～660mm时，45°斜三通的右侧要高出左侧；镦粗高度为640～600mm时，再次出现45°斜三通的右侧高于左侧的情况，并且，在镦粗高度为600mm时斜三通出现了明显的缺陷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种预成形45°斜三通镦粗件的模具，包括具有型腔(21)的制坯筒(2)、对所述型腔(21)内的镦粗坯料进行镦粗的镦粗杆(1)、置于所述制坯筒(2)内并位于所述型腔底部的底座(3)、配置在该底座(3)内的冲底(4)，其特征在于，
在所述制坯筒(2)的上部设有一与所述型腔(21)连通的开口(22)，所述底座(3)具有一正对该开口(22)设置的底座平面部(31)，所述镦粗杆(1)的下端经由所述开口(22)伸入所述型腔(21)内，
利用所述模具预成形45°斜三通镦粗件工步结束时，所述镦粗杆(1)的底端面到所述底座平面部(31)之间的距离大于等于640mm小于等于660mm。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，所述镦粗杆(1)的底端面到所述底座平面部(31)之间的距离为640mm、650mm、660mm中的任意一种。
3.一种预成形45°斜三通镦粗件的方法，其特征在于，包括权利要求1～2中任一所述模具，
利用所述模具预成形45°斜三通镦粗件工步时，所述镦粗杆(1)的下端经由该开口(22)伸入所述型腔(21)内对镦粗坯料进行镦压直至所述镦粗杆(1)的底端面到所述底座平面部(31)之间的距离大于等于640mm小于等于660mm。
4.一种45°斜三通的成形工艺，其特征在于，包括：
步骤1，对45°斜三通的坯料进行镦粗处理；
步骤2，对步骤1所形成的成形件进行反挤压处理；
步骤3，对步骤2所形成的成形件进行穿孔处理；
其中，在步骤1中，利用所述模具预成形45°斜三通镦粗件工步结束时，所述镦粗杆(1)的底端面到所述底座平面部(31)之间的距离大于等于640mm小于等于660mm。
5.根据权利要求4所述的成形工艺，其特征在于，在步骤2中，利用反挤压模具对步骤1所形成的成形件进行反挤压处理，其中，所述反挤压模具与前述权利要求1～2所述模具的区别在于利用冲杆(5)代替所述镦粗杆(1)，通过该冲杆(5)对步骤1所形成的镦粗件进行反挤压处理。
6.根据权利要求5所述的成形工艺，其特征在于，在步骤3中，利用穿孔模具对步骤2所形成的成形件进行穿孔处理，其中，所述穿孔模具与所述反挤压模具的区别在于不包括所述冲底(4)。
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