專利名稱：一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法及成形模具的制作方法
技術領域：
本發明屬于冶金系統鍛造技術領域，特別是涉及一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法及成形模具。
背景技術：
生產葉片類鍛件時需要合適的預制坯，該預制坯一般在平鍛機上進行頂鍛成形。頂鍛成形需要設計專用的模具并進行多道次的聚集，每道次要求一定的聚集比。同時，所設計的頂鍛成形模具要求具有夾持部分、支撐部分和擋料部分，并且頂鍛成形不能超過設備的載荷極限和最大成形尺寸，一般只適合不帶凹檔的回轉類鍛件。對于同時具有頭部大扭角法蘭和中間法蘭的荒坯鍛件，中間法蘭很難頂鍛成形，同時頭部的大扭角法蘭需要較大的頂鍛載荷，并且不能超出設備限定的成形直徑尺寸
發明內容
·針對現有技術存在的問題，本發明提供一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法及成形模具。針對頂鍛成形需要設計專用模具，成形過程需要校核設備載荷、鍛件尺寸、形狀等問題，本發明通過設計合理的通用成形模具、簡易工裝和測具，節省了生產成本，而且大大縮短了新品的制造周期。為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案，一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法，包括如下步驟步驟一下料和加熱，首先，對棒料進行鋸床下料，采用車床進行平端面和倒圓角；然后，通過加熱爐進行加熱，保溫準備進行鍛造；步驟二 通過成形模具進行鍛件頭部的鍛造成形，將成形模具預熱后，首先，將固定下胎模放入外模套的通孔內的下部中，并放置于工作平臺上；然后，將步驟一保溫的棒料從加熱爐中取出，放入固定下胎模的型腔內，在外模套的通孔內的上部放入導向上胎模，通過鍛錘將導向上胎模和固定下胎模逐漸打靠；最后，將鍛件從成形模具中取出，并將鍛件放入加熱爐進行重新加熱；步驟三將鍛件拔長桿部，將步驟二加工后的鍛件從加熱爐中取出，并放置在工作平臺上，首先，使用尺寸控制用測具進行定位，確定分料處；然后，采用成形用摔子將鍛件桿部進行滾圓，并卡壓中部凹檔；接著，采用摔子滾圓直徑，并拔長、滾圓鍛件桿部端頭；最后，使用尺寸控制用測具進行定位，確定中間法蘭處，并保證鍛件的總長度滿足最終設計要求。步驟三中所述的尺寸控制用測具，包括工作部分和夾持部分，在所述工作部分設置有第一定位凸起和第二定位凸起，在測桿的首端設置有首端擋板，在測桿的末端設置有末端擋板；所述第一定位凸起與鍛件的分料處相對應，所述第二定位凸起與鍛件的中間法蘭處相對應，所述首端擋板至末端擋板的距離與鍛件的長度相同。
所述帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形模具，包括具有通孔的外模套，在所述外模套的通孔內的下部設置有具有型腔的固定下胎模，在外模套的通孔內的上部設置有具有型腔的導向上胎模。為防止鍛件頭部成形時錯移，所述型腔中的大扭角法蘭型腔設置在固定下胎模中。為防止鍛件頭部成形時扭轉，所述導向上胎模和固定下胎模均設置有定位平面，所述外模套的通孔與導向上胎模和固定下胎模相配合。為了便于固定本發明的成形模具，在所述外模套的外部設置有第一卡槽。為了便于夾持導向上胎模，在所述導向上胎模的外部設置有第二卡槽。本發明的有益效果·
I、本發明采用通用成形模具在自由鍛錘上生產出平鍛機很難成形的鍛件，方法簡便，操作靈活，節省了生產成本，而且大大縮短了新品的制造周期；2、針對成形模具無法順利取出帶凹檔的鍛件的難點，本發明采用一套成形模具成形后再卡壓、拔長凹檔的方法進行了有效解決；3、本發明通過設計尺寸控制用測具，準確控制了鍛件桿部拔長位置和拔長長度，獲得的鍛件形狀、尺寸一致性較好，質量較高。采用本發明已生產鈦合金、不銹鋼材質鍛件120余件，保證了帶阻尼臺轉子葉片鍛件的生產，創造了巨大的經濟效益。


圖I為本發明的帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形模具的結構示意圖；圖2為圖I的仰視圖；圖3為本發明采用的成形用摔子的結構示意圖；圖4為本發明采用的尺寸控制用測具的結構示意圖；a)為本發明采用的尺寸控制用測具確定分料處時的使用狀態圖；b)為本發明采用的尺寸控制用測具確定中間法蘭處時的使用狀態圖；圖中，I—第二卡槽，2—導向上胎模，3—通孔，4一外模套，5—固定下胎模，6—型腔，7—第一^^槽，8—上摔，9一下摔，10 —凹腔，11 一連桿，12—工作部分，13—第一定位凸起，14 一第二定位凸起，15 一中間法蘭處，16 一末端擋板，17 一分料處，18 一首端擋板，19 一中部凹檔，20—定位平面，21—大扭角法蘭型腔，22—夾持部分。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明實施例I一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法，包括如下步驟步驟一下料和加熱，首先，對車光表面的TC4鈦合金棒料進行鋸床下料，棒料直徑為65mm，長度為340mm ;采用車床進行平端面至Ra6. 3 μ m,倒圓角R5 R8mm ;然后，通過加熱爐加熱至950± 10°C，保溫35 90分鐘后準備進行鍛造；
步驟二 通過成形模具進行鍛件頭部的鍛造成形，將成形模具預熱至200 300°C后，首先，將固定下胎模5放入外模套4的通孔3內的下部中，并放置于工作平臺上；然后，將步驟一保溫的鈦合金棒料從加熱爐中取出，放入固定下胎模5的型腔6內，在外模套4的通孔3內的上部按正確的方向和位置放入導向上胎模2，通過自由鍛錘將導向上胎模2和固定下胎模5逐漸打靠；最后，將成形模具進行翻轉，放置在漏盤上，采用一墊塊在錘擊作用下將鍛件和導向上胎模2從外模套4中頂出，將鍛件從成形模具中取出，并將鍛件放入加熱爐進行重新加熱；步驟三將鍛件拔長桿部，將步驟二加工后的鍛件從加熱爐中取出，并放置在工作平臺上，首先，使用尺寸控制用測具進行定位，確定分料處17，如圖4中a)所示；然后，采用D=65mm的成形用摔子將帶斜度的鍛件桿部進行滾圓，并采用D=60mm的摔子卡壓中部凹檔19 ;接著,采用D=50mm的摔子滾圓直徑，并采用D=60mm和50mm的摔子拔長、滾圓鍛件桿部端頭；最后，使用尺寸控制 用測具進行定位，確定中間法蘭處15，并保證鍛件的總長度滿足最終設計要求。實施例2一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法，包括如下步驟步驟一下料和加熱，首先，對車光表面的TC4鈦合金棒料進行鋸床下料，棒料直徑為70mm，長度為340mm ;采用車床進行平端面至Ra6. 3μηι,倒圓角R5 R8 mm ;然后，通過加熱爐加熱至950± 10°C，保溫35 90分鐘后準備進行鍛造；步驟二 通過成形模具進行鍛件頭部的鍛造成形，將成形模具預熱至200 300°C后，首先，將固定下胎模5放入外模套4的通孔3內的下部中，并放置于工作平臺上；然后，將步驟一保溫的鈦合金棒料從加熱爐中取出，放入固定下胎模5的型腔6內，在外模套4的通孔3內的上部按正確的方向和位置放入導向上胎模2，通過自由鍛錘將導向上胎模2和固定下胎模5逐漸打靠；最后，將成形模具進行翻轉，放置在漏盤上，采用一墊塊在錘擊作用下將鍛件和導向上胎模2從外模套4中頂出，將鍛件從成形模具中取出，并將鍛件放入加熱爐進行重新加熱；步驟三將鍛件拔長桿部，將步驟二加工后的鍛件從加熱爐中取出，并放置在工作平臺上，首先，使用尺寸控制用測具進行定位，確定分料處17，如圖4中a)所示；然后，采用D=70mm的成形用摔子將帶斜度的鍛件桿部進行滾圓，并采用D=60mm的摔子卡壓中部凹檔19 ;接著,采用D=50mm的摔子滾圓直徑，并采用D=60mm和50mm的摔子拔長、滾圓鍛件桿部端頭；最后，使用尺寸控制用測具進行定位，確定中間法蘭處15，并保證鍛件的總長度滿足最終設計要求。實施例3一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法，包括如下步驟步驟一下料和加熱，首先，對車光表面的TC4鈦合金棒料進行鋸床下料，棒料直徑為80mm，長度為340mm ;采用車床進行平端面至Ra6. 3μηι,倒圓角R5 R8 mm ;然后，通過加熱爐加熱至950± 10°C，保溫35 90分鐘后準備進行鍛造；步驟二 通過成形模具進行鍛件頭部的鍛造成形，
將成形模具預熱至200 300°C后，首先，將固定下胎模5放入外模套4的通孔3內的下部中，并放置于工作平臺上；然后，將步驟一保溫的鈦合金棒料從加熱爐中取出，放入固定下胎模5的型腔6內，在外模套4的通孔3內的上部按正確的方向和位置放入導向上胎模2，通過自由鍛錘將導向上胎模2和固定下胎模5逐漸打靠；最后，將成形模具進行翻轉，放置在漏盤上，采用一墊塊在錘擊作用下將鍛件和導向上胎模2從外模套4中頂出，將鍛件從成形模具中取出，并將鍛件放入加熱爐進行重新加熱；步驟三將鍛件拔長桿部，將步驟二加工后的鍛件從加熱爐中取出，并放置在工作平臺上，首先，使用尺寸控制用測具進行定位，確定分料處17，如圖4中a)所示；然后，采用D=SOmm的成形用摔子將 帶斜度的鍛件桿部進行滾圓，并采用D=60mm的摔子卡壓中部凹檔19 ;接著,采用D=50mm的摔子滾圓直徑，并采用D=60mm和50mm的摔子拔長、滾圓鍛件桿部端頭；最后，使用尺寸控制用測具進行定位，確定中間法蘭處15，并保證鍛件的總長度滿足最終設計要求。步驟三中所述的尺寸控制用測具，包括工作部分12和夾持部分22，在所述工作部分12設置有第一定位凸起13和第二定位凸起14，在測桿12的首端設置有首端擋板18，在測桿12的末端設置有末端擋板16 ;所述第一定位凸起13與鍛件的分料處17相對應，所述第二定位凸起14與鍛件的中間法蘭處15相對應，所述首端擋板18至末端擋板16的距離與鍛件的長度相同。所述帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形模具，包括具有通孔3的外模套4，在所述外模套4的通孔3內的下部設置有具有型腔6的固定下胎模5，在外模套4的通孔3內的上部設置有具有型腔6的導向上胎模2。為防止鍛件頭部成形時錯移，所述型腔6中的大扭角法蘭型腔21設置在固定下胎模5中；為防止鍛件頭部成形時扭轉，所述導向上胎模2和固定下胎模5均設置有定位平面20，所述外模套4的通孔3與導向上胎模2和固定下胎模5相配合。為了便于固定本發明的成形模具，在所述外模套4的外部設置有第一卡槽7;為了便于夾持導向上胎模2，在所述導向上胎模2的外部設置有第二卡槽I ;所述導向上胎模2和固定下胎模5結合后的型腔6與鍛件拔長桿部前的外形相匹配。本發明設計的成形模具可保證鍛件頭部大扭角法蘭的成形，固定下胎模5的型腔6需要足夠的金屬體積，以保證拔長后鍛件桿部的直徑和總長度尺寸。為防止中間法蘭部分出現錯移和扭轉，將中間法蘭部分的型腔設計在固定下胎模5中，同時通過外模套4對導向上胎模2和固定下胎模5進行有效定位，防止轉動。導向上胎模2從開始接觸棒料時就需要在外模套4中有一定的導程距離，設計為10mm，而且導向上胎模2運動到接觸固定下胎模5時，導向上胎模2的外端面需要距離外模套4外端面一定的尺寸，據此設計出導向上胎模2高度和外模套4高度。
權利要求
1.一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一下料和加熱， 首先，對棒料進行鋸床下料，采用車床進行平端面和倒圓角；然后，通過加熱爐進行加熱，保溫準備進行鍛造； 步驟二 通過成形模具進行鍛件頭部的鍛造成形， 將成形模具預熱后，首先，將固定下胎模放入外模套的通孔內的下部中，并放置于工作平臺上；然后，將步驟一保溫的棒料從加熱爐中取出，放入固定下胎模的型腔內，在外模套的通孔內的上部放入導向上胎模，通過鍛錘將導向上胎模和固定下胎模逐漸打靠；最后，將鍛件從成形模具中取出，并將鍛件放入加熱爐進行重新加熱； 步驟三將鍛件拔長桿部， 將步驟二加工后的鍛件從加熱爐中取出，并放置在工作平臺上，首先，使用尺寸控制用測具進行定位，確定分料處；然后，采用成形用摔子將鍛件桿部進行滾圓，并卡壓中部凹檔；接著，采用摔子滾圓直徑，并拔長、滾圓鍛件桿部端頭；最后，使用尺寸控制用測具進行定位，確定中間法蘭處，并保證鍛件的總長度滿足最終設計要求。
2.權利要求I所述的一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法，其特征在于步驟三中所述的尺寸控制用測具，包括工作部分和夾持部分，在所述工作部分設置有第一定位凸起和第二定位凸起，在測桿的首端設置有首端擋板，在測桿的末端設置有末端擋板；所述第一定位凸起與鍛件的分料處相對應，所述第二定位凸起與鍛件的中間法蘭處相對應，所述首端擋板至末端擋板的距離與鍛件的長度相同。
3.權利要求I所述的帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法采用的成形模具，其特征在于包括具有通孔的外模套，在所述外模套的通孔內的下部設置有具有型腔的固定下胎模，在外模套的通孔內的上部設置有具有型腔的導向上胎模。
4.根據權利要求3所述的帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法采用的成形模具，其特征在于所述型腔中的大扭角法蘭型腔設置在固定下胎模中。
5.根據權利要求3所述的帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法采用的成形模具，其特征在于所述導向上胎模和固定下胎模均設置有定位平面，所述外模套的通孔與導向上胎模和固定下胎模相配合。
6.根據權利要求3所述的帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法采用的成形模具，其特征在于在所述外模套的外部設置有第一卡槽。
7.根據權利要求3所述的帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法采用的成形模具，其特征在于在所述導向上胎模的外部設置有第二卡槽。
全文摘要
一種帶大扭角法蘭和中間法蘭的鍛件成形方法及成形模具，屬于冶金系統鍛造技術領域。本發明的成形方法，包括對棒料進行下料、平端面和倒圓角，并進行加熱，保溫準備進行鍛造；模具預熱后，將下胎模放入外模套中，將棒料放入下胎模的型腔內，在外模套內放入上胎模，將上胎模和下胎模逐漸打靠，將鍛件從模具中取出，并重新加熱；將鍛件拔長桿部，將鍛件從加熱爐中取出，使用測具進行定位確定分料處；采用摔子將桿部進行滾圓，并卡壓中部凹檔；接著，采用摔子滾圓直徑，并拔長、滾圓桿部端頭；最后，使用測具進行定位確定中間法蘭處，并保證鍛件的總長度滿足要求。本發明的成形模具，包括外模套，在外模套的通孔內設置有具有型腔的下胎模和上胎模。
文檔編號B21J5/00GK102909298SQ201210405780
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月22日 優先權日2012年10月22日
發明者臧德昌, 馬栓柱, 蔡梅, 陳曉峰, 劉川 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司