[发明专利]一种用于柴油机气门座的闭式模锻模具及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气门座的闭式模锻模具及其加工工艺，具体的说是一种用于多种类型的船用柴油机气门座闭式模锻模具及其加工工艺，属于热锻锻造技术领域。

背景技术

气门座是船用柴油机的重要部件之一，在柴油机工作时，气门座要与气门杆高频率的接触摩擦和碰撞，由于它们工作在特殊的高温环境中，故气门座必须采用能够承受高温强度和抗氧气腐蚀的耐热钢来制造，而耐热钢的可锻性比一般锻造用的合金结构钢要高得多，是一种可锻性很差的难锻造材质。

在气门座的制造中，由于船用柴油机的种类繁多、生产批量小，耐热钢的可锻性差，各相关生产企业在制造气门座时，基本多采用自由锻造工艺，但由于自由锻造工艺加工方式多是靠人为经验锻打制坯，毛坯成形差，容易因工艺温度不稳定、材料可锻性低而产生组织折叠、性能达不到要求，不良品率高，导致金属材料利用率低、消耗大的问题。因此，需采用闭式模锻工艺，通过在压力机上对锻件进行模锻成形及冲连皮模，提高材料利用率和金属组织性能，降低不良品率。

但目前锻件成形及冲孔受工艺温度、锻件厚度影响，需三套模具实现。要在三台压力机上短时间内实现三个工序，每台压力机至少需要两人操作，生产成本过高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是克服现有技术的缺点，提供一种结构合理、性能稳定，能够在一台压力机上实现制坯、成形、冲孔的三个过程，通过更换少量部件就能加工多种类型的船用柴油机气门座闭式模锻模具及其加工工艺。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于柴油机气门座的闭式模锻模具，包括压力机，压力机的工作台面上通过同一模架依次固定有制坯模、冲连皮模及成形模；制坯模、冲连皮模及成形模在同一模架上呈品字形布置；模架包括上模座及下模座，上、下模座通过支撑机构固定连接；所述成形模包括设置于上模座底部的上模应力圈，上模应力圈的内部通过上模芯压紧圈固定有上模芯，上模芯的底部与下模芯相触接，上、下模芯组成闭式模膛；下模芯封闭于下模内，下模外侧套接有下模应力圈；成形模外置有上、下承击块，上、下承击块为同一轴线布置。

本发明进一步限定的技术方案是：前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，制坯模由上而下依次包括制坯上模、制坯下模、制坯下模座及制坯模调整垫片；制坯模通过调整螺栓与上模座相连接，通过导向销与下模座相连接；制坯模调整垫片为可拆卸式。

进一步的，前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，冲连皮模由上而下依次包括冲头座、卸料板、冲头、冲连皮定位模及冲连皮模座。冲头座的下端固定有冲头，冲头穿过卸料板上的中心孔与冲连皮定位模上的冲头开槽相配合，卸料板通过两侧的螺栓与冲连皮定位模固定连接，冲连皮定位模的下端通过主轴连接有冲连皮模座。

进一步的，前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，上模芯呈锥台结构，所述锥台横截面积较大的一面与上模应力圈相触接。

进一步的，前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，上模芯与上模应力圈之间设有上垫板，所述上垫板通过上垫板螺钉固定于上模芯的顶端。

进一步的，前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，支撑机构对称设置于上、下模座的两端，包括导柱，所述导柱的外侧套接有导套。

进一步的，前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，下模座与下模芯之间设有下垫板，所述下垫板上设有开孔，所述开孔内穿有下顶杆，所述下顶杆的一端与下模芯径向相触，另一端安装于下模座内部。

进一步的，前述的用于柴油机气门座的闭式模锻模具，上、下模应力圈及上、下模座、螺栓组成限位锁止结构，上、下模应力圈上设有直槽，上、下模座上开有T形槽，上、下模应力圈及上、下模座之间均有间距，间距通过螺栓固定连接。

本发明提供的用于柴油机气门座的闭式模锻加工工艺，加工工艺步骤为：

Ⅰ、首先根据气门座的规格选用制造材料，通过全自动圆锯机中自带的电子秤对材料进行称重，同时对材料重量进行自动分选；完成称重分选后利用探伤仪进行超声波探伤；

Ⅱ、采用中频感应加热装置对材料进行加热，所述中频感应加热装置包括温度自动控制装置及坯料自动分选机构，该中频感应加热装置安装于压力机制坯模的左侧；依据不同材料，进行中频感应加热至锻造工艺所要求的温度后，在制坯模上进行镦粗；为了使坯料在模中定位牢靠，根据气门座外径大小不同，应进行至少一次镦粗，并依据材料不同控制镦粗变形量；