[发明专利]一种大锻件分段弯曲加工模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工模具，尤其是一种用于对大锻件进行弯曲加工时的大锻件分段弯曲加工模具。

背景技术

大锻件的弯曲成形工艺一直是制约锻造行业生产能力和水平的一大难题。由于大、中型锻件自身结构以及性能指标的特殊性，在普通锻造设备和工装下往往难以实现一次精确弯曲成形。如果弯曲工装设计的不合理，甚至会在各项性能指标要求都非常高的锻件弯曲根部出现局部变薄严重甚至拉裂的质量问题，导致产品报废。业内大多采用粗犷式的弯曲预成形辅以后续的校正工序或者购置昂贵的弯曲专机以回避这一技术难题，无形中提高了产品成本，同时使现有通用锻造设备闲置。

因此，对于本领域技术人员来说，研制一种既能满足产品形状和质量要求又能充分利用现有通用锻造设备实现大批量工业生产，以显著降低生产成本、提高生产效率的大锻件弯曲模结构是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服上述现有技术的不足而提供一种成本低下、加工质量好的大锻件分段弯曲加工模具。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种大锻件分段弯曲加工模具，其特点在于包括一个斜面凹模，和与其匹配的凸模和背压模，其中，所述斜面凹模上表具有一个凹槽型腔，凹槽型腔两侧端面为内低外高的斜面，所述斜面最高处为第一次弯曲加工支点，斜面最低处为第二次弯曲加工支点，凸模下表具有一个与所述凹槽型腔匹配的凸台，所述凸台下端面外形与锻件中部内表面形状匹配，所述背压模设置于凹槽型腔内部，其上表的型面轮廓与锻件中部外侧不弯曲区形状相匹配，下表设置有弹性机构与凹槽型腔底部连接，所述弹性机构不受外力时能将背压模顶至斜面凹模上表。

申请人仔细分析了现有技术中的各种锻件弯曲加工模具，发现其进行弯曲加工时都是一次弯曲成型，故容易造成锻件产生弯曲破裂等损坏，故申请人设计出了一种分段弯曲的新型弯曲理念并具体设计了上述结构的加工模具来实现，其使用时，可将前序带余热或加热到适宜温度的大锻件，放置在斜面凹模上，并通过位于斜面凹模的凹槽型腔上表的背压模的型面轮廓实现与锻件中部外侧不弯曲区形状的精确定位，操纵压力机对凸模施压，使锻件毛坯以斜面凹模上表斜面最高点为支点进行第一次弯曲过程，当弯曲角度与斜面角度相同时预弯过程结束；用压力机驱动凸模继续下压，使锻件毛坯以斜面凹模上表斜面最低点为支点进行第二次弯曲过程，当锻件达到预定的弯曲角度后第二次弯曲过程结束；压力机驱动凸模收回，脱模，得到具有所需弯曲角度的锻件成品。

作为进一步优化，所述斜面凹模上表斜面最低点处设置有滚轴，采用优化设计的滚轴作为第二次弯曲加工支点，这是因为第二次弯曲时，将进一步增大工件曲率，此步骤处理不好，更容易造成产品质量的下降，甚至出现弯曲断裂。所以，作为优化，用滚轴取代了常见的凹模圆角结构，就使得滚动摩擦取代滑动摩擦，可有效降低弯曲支点与坯料之间的摩擦力，带来毛坯表面质量的显著提高。

值得指出的是，本装置特别适宜于一种铁路货车钩尾框锻件的弯曲加工，钩尾框是一种铁路货车用的重要零件，是典型的U型框结构。现有的钩尾框是采用液压折弯专机进行翻板成型制造，该设备造价昂贵。采用带背压的斜弯曲模结构可有效降低弯曲成形力，显著提高钩尾框弯曲成形质量，实现通用锻造设备的钩尾框弯曲生产。所以，申请人另行申请了将本装置使用于铁路货车钩尾框锻件的弯曲加工方法的发明专利对其进行了单独的保护。但同时，本装置也适用于其它结构的大锻件的弯曲加工。

相比于现有技术，本发明具有的有益效果为：

1、本发明是基于分段弯曲加工理念的设备，使用时采用“预弯后二次弯曲”的“分段弯曲”成形方法，可将一次难变形过程分解为两次相对容易和平缓的弯曲成形阶段。有效的降低了弯曲成形力，改善了弯曲变形区(根部)受力状态，带来弯曲锻件质量的本质提升。

2、本发明采用斜面凹模结构，使得分段弯曲的成形思路得到实现。由于该结构可有效降低弯曲成形力，使得原来受限于设备能力而无法生产，或只能通过购置专用弯曲压机的大锻件产品得以在通用锻造设备上实现批量工业生产，有效降低了生产成本。

3、本发明中背压模型面轮廓与锻件中部不变形区外表面轮廓一致，通过背压模型面定位的方式，使得精确定位成为可能。可有效减少由于人工定位不准导致的锻件异常弯曲问题。