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多向模锻的模具结构和设计

时间:2017-8-24 9:11:00   来源:中国模具网   添加人:admin

  黄彩娥(青海大学,青海西宁810001)结构和特殊模具结构,在此基础上,又讨论多向模锻模具的型腔位置、导向装置、凹模导向、深孔锻件凹模、冲头、推杆等设计的要点以及模具材料的选用。

  多向模锻是在多向模锻液压机上,利用多分模面的组合锻模,使加热的毛坯在压机一次行程作用下,获得无毛边、无模锻斜度(或很小)的形状复杂的多向孔穴锻件的一种专用工艺。

  多向模锻液压机除具有普通模锻液压机的垂直工作缸外,还装有2个或4个水平工作缸,并在横梁或活动横梁的中心装有一个穿孔工作缸这样,多向模锻液压机共有4个或6个独立滑块,可以单独或联合动作,因此,可在相互垂直的方向对毛坯加压,即在压机上实现垂直分模、水平分模、垂直与水平联合分模等方式的多向模锻。

  1多向模锻的模具结构多向模锻的模具结构具有下列形式。

  1.1水平分模模具结构水平分模模具的分模面与水平面平行,模具中的锻件成形主要靠水平工作柱塞的两向挤压,2块凹模分别用楔形压板螺钉固定在上、下模座上,2个水平冲头分别装在液压机的2个水平柱塞的夹座上,其对中由冲头导向部分和上、下模闭合的导柱、导套来保证。

  1.2垂直分模模具结构垂直分模模具的分模面与水平面垂直,锻件的成形主要靠液压机的垂直柱塞向下挤压,两个水平推杆的一端装在水平工作缸的柱塞夹座上,另一端用销钉与凹模连接,推动两半凹模在底板上运动,使模具开合,并依靠底板中心的定位块定位,使冲头与凹模型腔中心一致两半凹模应有导销,以防止错模。

  1.3联合分模模具结构模具有垂直分模面和水平分模面即为联合分模,它由左右两块下凹模组成垂直分模,并与上凹模组成水平分模,构成垂直与水平联合分模结构在上凹模的遵介016船956一蘸喝匾谅恕主要4向为为工业rights邸中心开有一个为冲头进行挤压的导向孔。

  1.4特殊结构模具此外,根据锻件形状和设备条件,还可设计特殊结构形式的模具。特殊结构模具是指采用水平分模、垂直分模和联合分模结构都不能满足锻件成形需要,或用于弥补设备功能不足而设计的模具。

  上述4种多向模具结构中,水平分模结构是应用最多的一种,锻件两端具有深孔时多采用水平分模结构。

  锻件一端有深孔时可采用水平分模,也可采用垂直分模假如锻件尺寸较大,需要较大的合模力时,宜采用水平分模这是由于多向模锻液压机垂直工作缸压力一般大于水平工作缸的压力,可获得较大的合模力。当锻件需要有3块或4块凹模在一个平面上开合时,一般采用垂直分模,也可采用叉形特殊结构。

  正因为多向模锻的模具具有多个分模面,多向模锻才可锻出其它各类锻压方式无法或较难生产的形状复杂的锻件。

  2.3.1导向的基本形式凹模导向的第一种形式,是当锻件变形终了时,多余金属将沿直径方向产生横向毛刺,这种毛刺清理比较困难,应尽量避免凹模导向的另一个形式,是当有多余金属时,将流向直径外圆周,产生纵向毛刺,较易于清理,故多采用之2.3.2冲头与凹模间的间隙冲头与凹模部分要有一定间隙影响间隙的主要因素有:水平工作缸的同心度,凹模高度及工作台高度上的精确程度,活动横梁的变形量及模具弹性变形量,冲头安装中的错移量等。设计时要综合考虑。

  2.4深孔锻件凹模的设计深孔锻件,冲头从深孔中拔出时需要一定的拔模力,这时要考虑拔出冲头时锻件可能会变形。因此,设计时锻件与型腔之间要有足够的承剪面,这样,冲头拔出时,锻件就不会拉断或变形。

  2.5冲头设计2多向模锻模具设计要点冲头的形状应根据锻件的内孔形状而定,冲头工作多向模锻模具设计要满足零件形状的要求,保证获得质量合格的锻件。因此,在设计模具时,要注意以下所述问题2.1型腔位置(1)在安排型腔位置时,要注意张模力的中心往往不等于模具型腔几何形状的中心,注意使型腔的张模力中心接近合模力中心,以免造成局部张模而产生飞刺(2)型腔的布置要有利于锻件的成形,尤其对非对称的、形状复杂的凸台或枝芽状的多向锻件更为重要2.2模具导向装置定位与定中心对于保证多向模锻件尺寸精度特别重要。为了使凹模运动具有良好的导向性,确保组合后互相对准中心,一方面模具配合面的设计要能使其起定位作用,同时还必须在模具上设置导向部分,以防止错模一般采用圆柱形导销,将导销以热压配合压入一块模具,另一块模具上加工出导向孔(或用导套压入导向孔),它们之间的间隙为0.5mm―般模具需设置2个导销。当模具是由3块凹模组合时,可采用导销为圆柱形,与它配合的是一个导槽的导向形式。

  2.3凹模导向凹模导向的设计要有足够长的导孔,以保证水平冲头在模锻过程中有一定的同心度冲头工作部分的尺寸参数可按下列各式计算选定(见):锻件内径;-线性冷缩系数;A―锻件内径上的公差。

  1.模柄2上固定板3.上凸模4.右定位板5.左定位块6下凸模7.弹簧8下固定板10.下模座3.1工序间关键尺寸的确定由于本零件要经过多道工序成形,为了便于后续工序将成形芯子插入已成形的工件内部,还有为了成形后能使芯子比较轻松地从工件内拔出,所以必须使前道工序成形后的张开宽度尺寸大于下道工序的半成品张开宽度即:b,>>办3,详见3.2热处理前面已经提到该零件弯曲变形程度很大,外形很容易开裂为此,必须在成形前,首先将切断的圆钢坯料在弯曲成形部位进行局部低温退火处理,使其消除冷拉时的内应力,提高塑性变形能力,从而避免炸裂现象但也不要采用整体高温退火,因整体高温退火很容易产生氧化皮,从而影响电镀后的表面美观。实际生产是因地制宜,采用焦碳炉在进气口用小型鼓风机通入空气以增加供氧量提高火力,再在炉火口放置一块钻有若干个C25mm~(:B0mm的网孔铁板,将坯料要成形部位摆放在网孔处,短时间烘焙几分钟即可。这样做节约了高频电炉投资及电力能源,使生产设备简单,准备周期短,见效快,转产也快,降低了产品成本4结论通过以上工艺方法和模具,经大量生产验证,成形效果十分满意,镀铬后的产品外形非常美观,完全达到了出口产品的要求,为企业创造了外汇收入,提高了经济效益。

  (上接第29页)2.6推杆设计在垂直分模结构中,推动凹模的水平推杆刚度不足时,推杆易变形,对合模不利,有可能产生飞刺。要使压模效果好,锻件不产生飞刺,推动凹模的水平推杆一定要设计得有足够的刚度。

  2.7模具材料多向模锻液压机工作速度较慢,模具与热锻件接触时间较长,温度高,反复经受冷与热的交替作用,表面容易产生疲劳裂纹,而且以挤压变形为主,模具的磨损较严重,因此,要求冲头和凹模材料具有较高的硬度和耐热性,较好的红硬性,耐冷热疲劳性和导热性等。