[发明专利]一种多向模锻成形三通零件的模具及模锻方法

说明书

本发明公开一种多向模锻成形三通零件的模具及模锻方法，包括模具体、左水平冲头、右水平冲头和垂直冲头，模具体为前后可拆模的模具，坯料水平对中放置在模具体中，液压缸驱动的左水平冲头的端部伸入模具体的左侧开口中并用于对坯料左侧施加力，液压缸驱动的右水平冲头的端部伸入模具体的右侧开口中并用于对坯料右侧施加力；液压缸驱动的垂直冲头的端部伸入模具体的顶部开口中并用于对坯料的顶部施加力。通过控制上、下垂直冲头与水平冲头动作的顺序及行程的组合一次锻造成形三通阀体，提出了一种新的三通阀体成形工艺，且成形过程自动化程度高，成形锻件质量好。

技术领域

本发明涉及多向模锻技术领域，特别是涉及一种多向模锻成形三通零件的模具及模锻方法。

背景技术

三通类零件在超临界活力发电设备、核电机组、海洋设备、武器装备等涉及国家安全及国计民生的重大基础工业领域应用广泛。该类型零件长期服役于高压、高温、高湿度、强烈腐蚀等极端条件，受到温度、压力、冲击交变载荷的耦合作用，除要求有极高的强度和良好的耐高温性能外，还要求零件具有强抗冲击、抗疲劳、耐应力腐蚀等方面的能力。

成形零件本体结构要求不能出现焊缝，以减少在役检测成本；成形件要求组织致密均匀、金属流线连续与外表面切线方向平行，以保证其良好的力学性能。目前，为了保证上述宏微观零件使役性能要求，此类零件大多采用多向模锻成形工艺，即在一道变形工序中完成零件外形与内腔的成形，成形锻件组织致密均匀，流线完整，保证了零件良好的使用性能，同时减少了零件的机械加工量。

多向模锻技术是目前中空类异形零件制造的重要途径。然而，在多向加载成形多型腔零件过程中，加载路径对材料流动、型腔填充和折叠缺陷的产生有很大的影响。锻造领域广泛使用的工艺试凑法和穷举法，不仅效率低下、成形质量难以保证，而且经济性差，造成资源和产能浪费。加载路径的合理匹配是制约成形工艺可实现性和成形质量提高的关键环节。因此，近年来，国内外学者或行业工程技术人员致力于发展一种通用性更强、成形质量更好的多向模锻工艺方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种多向模锻成形三通零件的模具及模锻方法，以解决上述现有技术存在的问题，提出了一种新的三通类零件成形工艺，且成形过程自动化程度高，成形锻件质量好。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多向模锻成形三通零件的模具，包括模具体、左水平冲头、右水平冲头和垂直冲头，所述模具体为前后可拆模的模具，坯料水平对中放置在所述模具体中，液压缸驱动的所述左水平冲头的端部伸入所述模具体的左侧开口中并用于对坯料左侧施加力，液压缸驱动的所述右水平冲头的端部伸入所述模具体的右侧开口中并用于对坯料右侧施加力；液压缸驱动的所述垂直冲头的端部伸入所述模具体的顶部开口中并用于对坯料的顶部施加力。

优选地，所述左水平冲头包括左水平外冲头和左水平内冲头，所述左水平内冲头同轴套设于所述左水平外冲头内侧；液压缸采用两级液压缸，所述两级液压缸用于驱动所述左水平外冲头和左水平内冲头分别动作。

优选地，所述右水平冲头包括右水平外冲头和右水平内冲头，所述右水平内冲头同轴套设于所述右水平外冲头内侧；液压缸采用两级液压缸，所述两级液压缸用于驱动所述右水平外冲头和右水平内冲头分别动作。

本发明还提供一种多向模锻成形三通零件的模锻方法，应用于上述的多向模锻成形三通零件的模具，包括以下步骤：

步骤一：将坯料在模具体中水平对中放置；

步骤二：根据左水平内冲头和右水平内冲头的端头圆角大小确定两处内冲头的首次动作行程，以确保后续成形过程中与匹配的外冲头之间不会形成空腔；

步骤三：左水平外冲头和右水平外冲头加入动作，根据坯料实际外形尺寸确定两处水平外冲头的行程，以完成坯料的镦粗；

步骤四：左水平外冲头和右水平外冲头停止动作，左水平内冲头和右水平内冲头继续动作，至两侧内冲头端头圆角完全通过模具体垂直腔外径时停止；