一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置及方法，其裝置包括水平布置的下模以及上模，上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ，下模上表面形成向下模本體凹陷的模腔，上模的下表面設置有與模腔相對應的模頭；上模、下模圍繞自身的軸心線自轉，上模沿著下模軸心線的方向與下模形成靠近合模或形成遠離分模；當上模與下?？拷夏r，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸。與現有技術相比，本發明專利技術采用連續增量變形，使壓機所承受的載荷大大減小，使用1600—4500噸鍛壓設備能生產外徑400—1500mm的大型H型薄壁盤件，有效防止H型薄壁輪緣處出現折疊，且能實現高性能H型薄壁盤件的精準成形，節約成本，提高生產效率。

Low load continuous local incremental forming device and method for H type thin-wall plate

The invention discloses a H type thin disk low load continuous local incremental forming device and method, the device and the lower mould comprises a horizontal upper die angle formed between the axis line of the upper die and the lower die of the axis line, mould cavity forming die body surface downward concave, lower surface the upper die is arranged corresponding to the die cavity; an upper die and a lower die around the self axis rotation direction along the axial line of the mould die and the lower die formed near the mold or form away from parting; when the upper die and lower die near the mold, die mold below and in the preform mold cavity partially formed on surface contact. Compared with the prior art, the invention adopts continuous incremental deformation, the load bearing of the compressor is greatly reduced, the use of 1600 - 4500 tons of forging equipment capable of producing 400 1500mm large diameter H thin disk, effectively prevent the H type thin rim at the fold, and can achieve high performance of H type thin discs precision forming, save cost, improve production efficiency.

【技術實現步驟摘要】
一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置及方法
本專利技術涉及一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置及方法，特別涉及材料加工工程金屬塑性成形領域用于H型斷面的回轉體盤件成形。
技術介紹
H型薄壁盤件主要應用于各類齒輪坯、車輪等，在航空、航天、能源、交通等諸多工業領域應用十分廣泛。此類盤件的成形具有較高技術難度，容易出現局部充不滿、折疊、流線異常、變形不均勻等金屬流動缺陷；目前我國大噸位鍛壓設備缺乏，使得大型H型薄壁盤件的制造與應用受到了較大制約。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種高效、低成本的H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置及方法。實現本專利技術的技術方案如下：一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，包括水平布置的下模，以及處于下模上方呈傾斜布置的上模，所述上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ，下模的上表面形成向下模本體凹陷的模腔，上模的下表面設置有與模腔相對應的模頭；所述上模、下模圍繞自身的軸心線自轉，所述上模沿著下模軸心線的方向與下模形成靠近合模或形成遠離分模；當上模與下?？拷夏r，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸。上模模頭、沖頭與下模模腔形成局部軸向閉式型腔，對預制坯進行連續局部軸向閉式增量成形。優選地，所述上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ為3°—12°。夾角γ對H型薄壁盤件的成形載荷有至關重要的作用，γ越大，上下模與預制坯之間形成的局部接觸面積越小，所需的成形載荷越小。優選地，所述上模的下表面中部設置有頂在預制坯料上表面中部形成定位的沖頭。成形過程中沖頭先與預制坯中部接觸，實現定心作用。模頭與預制坯接觸后，金屬向預制坯芯部與邊部兩側流動填充型腔，沖頭能保證型腔自由端的成形精度。優選地，所述沖頭的直徑為預制坯料的1/8—1/5，高度為預制坯料高度的1/2。沖頭的結構設計能有效避免H型薄壁輪緣處出現折疊。優選地，所述下模的中部設置有將模腔中盤件頂出的T型頂桿。一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形方法，包括如下步驟：S1，將合金棒料按照預制盤體的厚度來進行分段鋸成圓柱坯料；S2，對圓柱坯料進行加熱升溫到鍛造溫度，并通過墩粗制得具有定位臺階的預制坯料；S3，在下模的模腔表面涂抹上潤滑劑；S4，將預制坯料裝配到下模的模腔中，預制坯料上的定位臺階卡在下模模腔中的凸起部，以將預制坯料形成直徑方向限位在下模的模腔中；S5，下模開始帶動模腔中的預制坯料以下模的軸心線進行旋轉，下模的旋轉速度為30—100rad/min，上模以與下模相同的線速度旋轉和1—10mm/s的下降速度向下模進行靠近合模，上模下降過程中，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸，對預制坯料的上表面進行成形加工；即:上模下降與下模形成局部軸向閉式型腔；待模頭與預制坯料上表面局部接觸后，上模、下模和預制坯在滾動摩擦作用下進行同步旋轉，從而對預制坯實現連續局部增量成形；S6，成形結束后，上模上升復位，將成形的預制坯料從模腔中取出，再通過精加工，獲得回轉體盤件成品。優選地，所述圓柱棒料的鍛造溫度為900—1200℃，保溫時間1—3h。采用了上述技術方案，連續局部增量成形指在成形過程中工具在工件加工表面作用，接觸區不斷發生變化，當接觸區域覆蓋工件整個變形區域時即完成一個加載卸載過程，多個過程循環疊加便可達到工件整體成形的目的。成形時，上模與盤件之間接觸面積是整體投影面積的1/n(n＝8—20)倍，成形載荷也是傳統工藝的1/n。本專利技術中H型薄壁盤件的成形載荷是傳統鍛造的1/8—1/20倍。連續局部增量成形使H型薄壁盤件在成形過程中金屬徑向及弦向流動易于軸向，使得金屬在三個方向均具有較大變形，所制得的H型薄壁盤件三方向強度高且韌性好。本專利技術所取得的有益效果是：與現有技術相比，本專利技術采用連續增量變形，使壓機所承受的載荷大大減小，使用1600—4500噸鍛壓設備能生產外徑400—1500mm的大型H型薄壁盤件；能有效防止H型薄壁輪緣處出現折疊；在擴大鍛造溫度范圍的同時能實現H型薄壁盤件的精確成形，節約成本，提高生產效率。本專利技術采用連續局部增量成形方法可以實現小噸位液壓機生產高質量大型H型薄壁盤件，為鍛造行業帶來新的生機。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；附圖中，1為上模，2為模頭，3為沖頭，4為軸向閉式型腔，5為型腔自由端，6為H型盤件，7為下模，8為頂桿。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例的附圖，對本專利技術實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本專利技術的一部分實施例，而不是全部的實施例?；谒枋龅谋緦＠夹g的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1所示，一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，包括水平布置的下模7，以及處于下模上方呈傾斜布置的上模1，上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ，下模的上表面形成向下模本體凹陷的軸向閉式型腔4，上模的下表面設置有與模腔相對應的模頭2；上模、下模圍繞自身的軸心線自轉，上模沿著下模軸心線的方向與下模形成靠近合模或形成遠離分模；當上模與下?？拷夏r，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸。這里上模的旋轉及升降，以及下模的旋轉，可以采用目前鍛壓行業中常用的升降與旋轉結構來實現，從而在此不多贅述。上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ為3°或4°或5°或6°或7°或8°或9°或10°或11°或12°，具體根據需要來設定。為了在成形過程中，更好的進行定位以提升成形盤體的精度，上模的下表面中部固定設置有頂在預制坯料上表面中部形成定位的沖頭3；沖頭的直徑為預制坯料的1/8—1/5，高度為預制坯料高度的1/2。下模的中部設置有將模腔中盤件頂出的T型頂桿8，便于在成形后，將模腔中的H型盤件6頂出。一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形方法，包括如下步驟：S1，將合金棒料按照預制盤體的厚度來進行分段鋸成圓柱坯料。S2，對圓柱坯料進行加熱升溫到鍛造溫度，并通過墩粗制得具有定位臺階的預制坯料；圓柱棒料的鍛造溫度為900℃或1000℃或1050℃或1100℃或1150℃或1200℃，保溫時間1h或2h或3h。S3，在下模的模腔表面涂抹上潤滑劑，潤滑劑可采用目前常用鍛壓潤滑劑來實現。S4，將預制坯料裝配到下模的模腔中，預制坯料上的定位臺階卡在下模模腔中的凹陷部，以將預制坯料形成直徑方向限位在下模的模腔中；S5，下模開始帶動模腔中的預制坯料以下模的軸心線進行旋轉，下模的旋轉速度為30—100rad/min，上模以與下模相同的線速度旋轉和1—10mm/s的下降速度向下模進行靠近合模，上模下降過程中，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸，對預制坯料的上表面進行成形加工；S6，成形結束后，上模上升復位，將成形的預制坯料從模腔中取出，再通過精加工，獲得回轉體盤件成品。下面結合具體實施加工數據對本專利技術進行描述：我公司實施本專利技術方案是在國內現有的1600噸液壓機設備上，采用連續局部增量成形方式，成功制備了直徑為400mm、高度80mm，輪緣厚度30mm的H型薄壁盤件，其中心有內徑80mm的通孔。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，其特征在于，包括水平布置的下模，以及處于下模上方呈傾斜布置的上模，所述上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ，下模的上表面形成向下模本體凹陷的模腔，上模的下表面設置有與模腔相對應的模頭；所述上模、下模圍繞自身的軸心線自轉，所述上模沿著下模軸心線的方向與下模形成靠近合?；蛐纬蛇h離分模；當上模與下?？拷夏r，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸。

【技術特征摘要】
1.一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，其特征在于，包括水平布置的下模，以及處于下模上方呈傾斜布置的上模，所述上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ，下模的上表面形成向下模本體凹陷的模腔，上模的下表面設置有與模腔相對應的模頭；所述上模、下模圍繞自身的軸心線自轉，所述上模沿著下模軸心線的方向與下模形成靠近合?；蛐纬蛇h離分模；當上模與下模靠近合模時，上模下方的模頭與處于模腔中的預制坯料上表面的局部形成接觸。2.根據權利要求1所述的一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，其特征在于，所述上模的軸心線與下模的軸心線之間形成夾角γ為3°—12°。3.根據權利要求1所述的一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，其特征在于，所述上模的下表面中部設置有頂在預制坯料上表面中部形成定位的沖頭。4.根據權利要求3所述的一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，其特征在于，所述沖頭的直徑為預制坯料的1/8—1/5，高度為預制坯料高度的1/2。5.根據權利要求1所述的一種H型薄壁盤件低載荷連續局部增量成形裝置，其特征在于，所述下模的中部設置有將模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田大容，劉寺意，
申請(專利權)人：常州和仕達機械裝備制造有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32