[发明专利]基于螺旋压力机的模锻方法

说明书

技术领域

本发明涉及锻造技术领域的模锻方法，具体涉及一种基于螺旋压力机的模锻方法。

背景技术

螺旋压力机在金属加工工艺中得到了广泛的应用，它采用螺杆、螺母作为传动机构，将飞轮的正、反向回转运动转变为滑块的上下往复运动。工作时，动力系统驱动飞轮加速旋转以储蓄能量，同时通过螺杆、螺母推动滑块向下运动，其没有固定的下死点。当滑块接触工件时，飞轮被迫减速至完全停止，储存的旋转动能转变为冲击能，通过滑块打击工件产生塑性变形。

基于螺旋压力机具有没有固定下死点的特点，现有螺旋压力机上所使用的模锻方法均为开式模锻工艺，即，相对于垂直于作用力方向，沿锻件分模面的周围具有横向飞边；该工艺方法中坯料预留有较大的飞边加工余量，这样，在锻压打击坯料的过程中，借助余量金属流入开式模具的飞边槽内以吸收多余的能量，确保螺旋压力机的下死点满足锻件的尺寸要求；从而符合模锻工艺的安全可靠性。

但是，上述工艺方法使用存在着诸多缺陷：其一，锻件存在较大的飞边，需要进行切边工序；其二，上、下合模锻造易产生错差现象，需要预留较大的加工余量；其三，模具寿命较低；其四，材料利用率较低，飞边金属的损耗较大，通常飞边占锻件重量的20％以上，有时高达100％以上。显然，应用现有螺旋压力机上所使用的模锻方法进行锻件加工，存在着加工成本较高及生产效率过低的问题。

众所周知，模锻分为开式模锻和闭式模锻两种，两者相比较而言，闭式模锻不形成横向飞边，亦称无飞边模锻，从而可以得到几何形状、尺寸精度和表面质量最大限度地接近于产品零件的锻件，进而提高材料利用率。然而，由于闭式模锻时坏料金属在封闭的模膛中成形且坯料余量较小，因而需要精准地控制上模的工作行程。目前，限于螺旋压力机没有固定下死点的特点，在模锻的生产实践中，无法在将闭式模锻工艺应用于螺旋压力机。

有鉴于此，亟待另辟蹊径研制开发出一种基于螺旋压力机的模锻方法，将闭式模锻工艺应用于螺旋压力机，以充分利用闭式模锻工艺的材料利用率高的优势。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种将闭式模锻工艺应用于螺旋压力机的模锻方法，以充分利用闭式模锻工艺的材料利用率高的优势，有效解决现有螺旋压力机上所使用的模锻方法存在的上述缺陷。

本发明提供的基于螺旋压力机的模锻方法，按下述步骤进行：

一、将闭式模具置于螺旋压力机的第二工位，其上模固定设置在滑块上，其下模固定设置在工作台上；根据坏料的性质、温度、坯料与模具之间的摩擦系数及锻件的形状尺寸获得所需要的最大打击力，并调定螺旋压力机的打击能量；

二、下料；

三、将坯料进行加热处理；

四、将加热后的坯料置于螺旋压力机的第一工位进行预墩处理；

五、将预墩后获得的坯料置于螺旋压力机的第二工位进行终墩处理；

六、螺旋压力机的滑块上行，由下顶杆顶出锻件。

优选地，步骤一中，采用有限元系统模拟软件DEFORM-3D获得所需要的最大打击力。

优选地，步骤二中，采用锯切方式下料，坯料的尺寸公差为2mm，坯料的切面角度公差为3°。

优选地，步骤三中，采用中频感应加热炉进行加热处理。

优选地，步骤四和步骤五中所需要的最大打击力相同。

优选地，步骤四和步骤五中均为一次打击成形。

优选地，终锻成形后，上下模之间的配合间隙小于0.3mm。

优选地，步骤五中，终锻成形时间为0.05s～0.1s。

优选地，步骤六中，顶杆具体设置为三个，且三个顶杆沿下模的中心周向均布。

优选地，闭式模具的上下模导锁的配合拔模斜度为2～3°。

本发明提供的基于螺旋压力机的模锻方法采用了闭式模锻工艺，针对不同锻件预先调定螺旋压力机的打击能量，使得螺旋压力机的打击能量与锻件成形所需要的变形功相同，操作完成后，螺旋压力机的下死点位置符合闭式模具的上模与下模之间的间隙要求，因此，本方法在确保成品锻件质量要求的同时，可靠地将闭式模锻工艺应用于螺旋压力机。基于此，本方法充分发挥了闭式模锻工艺的优点，材料利用率较高且锻造成形后无需要切边工序，显然，大大节约了产品的制造成本和加工效率。