[发明专利]一种大型弯刀板类锻件的自由锻成形工艺及模具

权利要求书

1.一种大型弯刀板类锻件的自由锻成形工艺，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、自由锻预制坯：以大型弯刀板锻件所用材料的长方坯为初始坯料，加热到始锻温度并保温均热，使用上下对称的凸面型砧预制坯模具进行预制坯锻造，得到截面哑铃形的长条坯料；

步骤二、将截面为哑铃形的长条坯料沿中心线切割，得到两块预制坯；

步骤三、自由锻终锻拔长：将预制坯加热到始锻温度并保温均热，送进到终锻模具中，预制坯在送进自由锻终锻拔长模具前经过模前加热炉进行局部加热和控温；使用上、下砧带有导流槽和两侧带有非对称挡板的终锻模具进行逐步锻造拔长，每次送进压下后仅上下砧之间的材料区域发生变形，使预制坯厚侧区域厚度减薄并使材料向曲线内侧流动，经过多个压下工步的变形累积后，迫使预制坯逐步向内侧弯曲，实现弯刀板类锻件的锻造成形；终锻工艺参数与成形后锻件曲率半径之间关系如公式(1)所示：

R/W＝[exp(1.69t)-1.48]θ+[exp(2.57t)-2.1]λ+exp(0.57t)+1.06 (1)

公式(1)中W与R分别为成形后锻件的宽度和中心线曲率半径，θ为终锻砧宽比，λ为终锻料宽比，t为预制坯薄侧厚度T_i与厚侧厚度T_o的比值；自由锻终锻拔长工艺过程中砧宽比为进砧量与预制坯厚侧厚度的比值，为0.4～1.6之间；料宽比为预制坯宽度与预制坯厚侧厚度的比值，为1～5之间；根据所需成形的锻件尺寸，通过上述公式即可计算合适的锻造工艺参数θ，λ，t，并进一步确定模具与坯料的尺寸。

2.根据权利要求1所述的大型弯刀板类锻件的自由锻成形工艺，其特征在于：所述预制坯两侧厚度不同，且所述预制坯的薄侧与厚侧的厚度比值为0.4～0.9之间。

3.一种大型弯刀板类锻件的自由锻成形模具，其特征在于：包括自由锻预制坯模具和终锻模具；所述自由锻预制坯模具包括两个对称设置的矩形模具块，两个所述矩形模具块的对称面上均设置有平滑的弧形凸起；终锻模具包括带有导流槽的上砧、下砧，所述导流槽向锻件弯曲的内侧方向偏转，所述导流槽方向与坯料送进方向之间夹角范围为10°～45°；所述终锻模具的两侧设置有非对称结构的挡板；位于弯刀板锻件弯曲内侧的挡板的终止端位置处于上砧和下砧的砧宽区域的1/4处到3/4处之间，且内侧挡板终止端带有圆角；外侧挡板终止端超出上砧和下砧的砧宽区域；所述终锻模具的下模两侧挡板之间距离与预制坯宽度相同。

4.根据权利要求3所述的大型弯刀板类锻件的自由锻成形模具，其特征在于：终锻模具为长方形的带导流槽平砧，或内外侧砧宽不同的梯形砧。