本實(shí)用新型涉及鍛造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大船用不銹鋼銷座鍛造模具。

背景技術(shù)：

銷座是用于大船上的一種比較關(guān)鍵和重要的零件，通常采用沉淀硬化型不銹鋼材料制作，對其強(qiáng)度、韌度、力學(xué)性能、晶粒度、耐蝕性等要求很高，對非金屬夾雜物、低倍組織和超聲波探傷等質(zhì)量要求也很高。此外，銷座的結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)中包括一個薄正方板，該薄正方板的上下兩端分別連接有大小不同的圓形錐臺，其上設(shè)有加強(qiáng)筋，其中心部位還有大而深的盲孔，整體非加工面較多，屬短軸類復(fù)雜類形的模鍛件。因此，大船用不銹鋼銷座的鍛造模具對我國的大船及國防裝備的發(fā)展是非常重要。

目前，此類零件的生產(chǎn)方法主要有兩種，一種是在模鍛錘上模鍛，適合大批量生產(chǎn)，但是這種方法中使用的模具費(fèi)用高昂，鍛件飛邊材料損耗多，通常是鍛件重量的18％左右，且生產(chǎn)周期長、設(shè)備投資大；另一種是采用自由鍛造法鍛造，先鍛出簡單形狀后再加工成形，適合中小批量的一般零件的生產(chǎn)，這種方法材料利用率很低，通常僅為30％左右，加工成本高，大約70％的材料要去掉成為廢料，且生產(chǎn)周期長、金屬纖維組織被破壞，其力學(xué)性能達(dá)不到設(shè)計要求。

用于大船上的不銹鋼銷座，其鍛件水平投影面積約1100cm²，采用沉淀硬化型不銹鋼材料制作，制作的原材料價格較高。若采用模鍛錘進(jìn)行模鍛，需要的設(shè)備噸位為7噸，相應(yīng)的模具費(fèi)用昂貴，其總生產(chǎn)成本較高；若采用自由鍛加工成形，其總生產(chǎn)成本也很高，而且其力學(xué)性能及晶粒度等也達(dá)不到設(shè)計要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種大船用不銹鋼銷座鍛造模具，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的生產(chǎn)方法生產(chǎn)出的不銹鋼銷座的力學(xué)性能和內(nèi)部質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求以及生產(chǎn)成本高等問題。

本實(shí)用新型提供一種大船用不銹鋼銷座鍛造模具，所述鍛造模具包括漏盤胎模、預(yù)鍛模、成型模和切邊模；

其中，所述預(yù)鍛模為無飛邊槽結(jié)構(gòu)的閉式模具，所述預(yù)鍛模包括預(yù)鍛上模、預(yù)鍛下模和預(yù)鍛模墊，所述預(yù)鍛上模的中間位置具有向上凹陷的預(yù)鍛上模型腔，所述預(yù)鍛下模具有向下凹陷的預(yù)鍛下模型腔，所述預(yù)鍛模墊設(shè)于所述預(yù)鍛下模型腔下方，所述預(yù)鍛模墊頂部為向上凸出的圓錐臺形結(jié)構(gòu)；所述預(yù)鍛上模、所述預(yù)鍛下模和所述預(yù)鍛模墊相結(jié)合后形成的內(nèi)部腔體形狀與預(yù)鍛件的外部形狀相同。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述預(yù)鍛上模型腔為圓錐臺形結(jié)構(gòu)，所述預(yù)鍛下模型腔上部為方柱形結(jié)構(gòu)，下部的中間位置為倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)，所述倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)四周均布有四個加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述預(yù)鍛下模型腔上部的側(cè)壁拔模斜度為0°。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述預(yù)鍛模墊頂部的圓錐臺形結(jié)構(gòu)的錐度為20°。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述預(yù)鍛上模側(cè)壁與所述預(yù)鍛下模型腔上部側(cè)壁之間的間隙為1mm。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述預(yù)鍛下模設(shè)有預(yù)鍛脫模通孔，所述預(yù)鍛模墊設(shè)于所述預(yù)鍛脫模通孔內(nèi)。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述成型模包括成型上模、成型下模、沖子和成型模墊，所述成型上模的中間位置具有向上凹陷的成型上模型腔，所述成型下模具有向下凹陷的成型下模型腔，所述成型模墊設(shè)于所述成型下模型腔下方，所述成型模墊上部設(shè)有用于容納所述沖子的凹腔，所述沖子活動設(shè)置在所述凹腔內(nèi)，所述沖子上部為向上凸出的圓錐臺形結(jié)構(gòu)；所述成型上模、所述成型下模、所述沖子和所述成型模墊相結(jié)合后形成的內(nèi)部腔體形狀與終鍛件的外部形狀相同。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述成型上模型腔上部為圓錐臺形結(jié)構(gòu)，下部為臺階狀方柱形結(jié)構(gòu)；所述成型下模型腔上部為臺階狀方柱形結(jié)構(gòu)，下部為倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)，所述倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)四周均布有四個加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述成型下模設(shè)有成型脫模通孔，所述成型模墊設(shè)于所述成型脫模通孔內(nèi)。

作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方式，所述成型上模上設(shè)有用于導(dǎo)向的導(dǎo)柱，所述成型下模上設(shè)有與所述導(dǎo)柱相配合的導(dǎo)套。

本實(shí)用新型提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具，通過對預(yù)鍛模以及成型模的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使整個鍛造模具的結(jié)構(gòu)更加合理、實(shí)用，從而可以實(shí)現(xiàn)較小噸位的設(shè)備來生產(chǎn)較大噸位的設(shè)備才能生產(chǎn)出的不銹鋼銷座，有效節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時，利用本實(shí)用新型提供的鍛造模具生產(chǎn)出的不銹鋼銷座，各項(xiàng)力學(xué)性能和內(nèi)部質(zhì)量均可以達(dá)到設(shè)計要求，材料利用率高。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具中漏盤胎模的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具中預(yù)鍛模的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具中成型模的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具加工出的制坯件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具加工出的預(yù)鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具加工出的終鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具加工出的銷座鍛件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具加工出的銷座鍛件的立體結(jié)構(gòu)示意圖

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具加工出的銷座鍛件的另一立體結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、預(yù)鍛上模，2、預(yù)鍛下模，3、預(yù)鍛模墊，4、成型上模，5、成型下模，6、沖子，7、成型模墊，8、導(dǎo)柱，9、導(dǎo)套。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種大船用不銹鋼銷座鍛造模具，主要針對沉淀硬化型不銹鋼材料具有硬、黏、金屬流動性差等特點(diǎn)、銷座結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成形困難以及需用大噸位設(shè)備生產(chǎn)等情況而設(shè)計。該鍛造模具包括漏盤胎模、預(yù)鍛模、成型模和切邊模這四類模具，分別應(yīng)用于鍛造工藝的各個流程中。

參照圖1所示，漏盤胎模采用常規(guī)設(shè)計方案設(shè)計，該漏盤胎模具有向下凹陷的漏盤胎模型腔，其中漏盤胎模型腔的上部為圓柱型結(jié)構(gòu)，中部為倒圓錐形結(jié)構(gòu)，下部為短圓柱形結(jié)構(gòu)。

該漏盤胎模結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，可使在其中成型的制坯件中的短圓柱、倒圓錐臺及拔長方柱形部位的金屬材料堆積精準(zhǔn)，保證預(yù)鍛時這些難成形部位完全充滿而不存在折疊或缺肉等缺陷，在整個鍛造過程中起到了比較關(guān)鍵的作用。若采用下料毛坯直接進(jìn)行預(yù)鍛，則會導(dǎo)致預(yù)鍛時預(yù)鍛件的四根加強(qiáng)筋及方柱四角部位不能充滿，同時也會導(dǎo)致終鍛時終端件的方柱四邊的中部形成過多的飛邊，造成材料浪費(fèi)；若采用自由鍛制坯，則無法鍛出短圓柱及倒圓錐臺等形狀和尺寸。

參照圖2所示，預(yù)鍛模為無飛邊槽結(jié)構(gòu)的閉式模具，可以充分利用設(shè)備的打擊能量，實(shí)現(xiàn)在30kN的電液錘上完成70kN模鍛錘的模鍛件生產(chǎn)，而且不會產(chǎn)生飛邊廢料，材料利用率高。該預(yù)鍛模包括預(yù)鍛上模1、預(yù)鍛下模2和預(yù)鍛模墊3，預(yù)鍛上模1、預(yù)鍛下模2和預(yù)鍛模墊3相結(jié)合后形成的內(nèi)部腔體形狀與預(yù)鍛件的外部形狀相同。其中，預(yù)鍛上模1的中間位置具有向上凹陷的預(yù)鍛上模型腔，其為圓錐臺形結(jié)構(gòu)，這樣有利于金屬材料的流動，成形時金屬材料在充滿型腔的同時不會產(chǎn)生折疊裂紋。

預(yù)鍛下模2具有向下凹陷的預(yù)鍛下模型腔，其上部為方柱形結(jié)構(gòu)，下部的中間位置為倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)，倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)四周均布有四個加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，預(yù)鍛下模型腔上部的側(cè)壁拔模斜度設(shè)計為0°，使得設(shè)備在錘擊時，其打擊能量可以集中被該閉式模具內(nèi)的金屬材料吸收轉(zhuǎn)換為變形功，使金屬材料充滿各個型腔，為終鍛成型提供了聚料準(zhǔn)確、形狀理想的預(yù)鍛件。預(yù)鍛下模2還設(shè)有預(yù)鍛脫模通孔，預(yù)鍛件容易脫模。另外，預(yù)鍛上模1側(cè)壁與預(yù)鍛下模型腔上部側(cè)壁之間的間隙設(shè)計為1mm，其可以為預(yù)鍛上模1和預(yù)鍛下模2提供定位導(dǎo)向作用，同樣有利于脫模。

預(yù)鍛模墊3設(shè)于預(yù)鍛下模型腔下方的預(yù)鍛脫模通孔內(nèi)，其頂部為向上凸出的圓錐臺形結(jié)構(gòu)，下部為圓柱形結(jié)構(gòu)。預(yù)鍛件脫模時，通過錘擊該預(yù)鍛模墊3實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，預(yù)鍛模墊3頂部的圓錐臺形結(jié)構(gòu)的錐度為20°，可以使預(yù)鍛模墊3與預(yù)鍛件順利分離。此外，預(yù)鍛模墊3頂部的圓錐臺形結(jié)構(gòu)使預(yù)鍛件底部形成一個圓錐臺孔，該圓錐臺孔成為終鍛時放置預(yù)鍛件時的定位孔。

參照圖3所示，成型模在開式鍛模設(shè)計的基礎(chǔ)上，又集成了胎模設(shè)計，保證了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的銷座終鍛件的生產(chǎn)，節(jié)約了材料，終鍛件成形好，保證了終鍛件的各項(xiàng)力學(xué)性能和內(nèi)部質(zhì)量。該成型模包括成型上模4、成型下模5、沖子6和成型模墊7，成型上模4、成型下模5、沖子6和成型模墊7相結(jié)合后形成的內(nèi)部腔體形狀與終鍛件的外部形狀相同。其中，成型上模4的中間位置具有向上凹陷的成型上模型腔，其上部為圓錐臺形結(jié)構(gòu)，下部為臺階狀方柱形結(jié)構(gòu)。

成型下模5具有向下凹陷的成型下模型腔，其上部為臺階狀方柱形結(jié)構(gòu)，下部為倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)，該倒圓錐臺形結(jié)構(gòu)四周均布有四個加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。成型下模5還設(shè)有成型脫模通孔，終鍛件容易脫模。

成型模墊7設(shè)于成型下模型腔下方的成型脫模通孔內(nèi)，成型模墊7為圓柱形結(jié)構(gòu)，其上部設(shè)有用于容納沖子6的凹腔。終鍛件脫模時，通過錘擊該成型模墊7實(shí)現(xiàn)。沖子6上部為向上凸出的圓錐臺形結(jié)構(gòu)，下部為圓柱形結(jié)構(gòu)。沖子6設(shè)置在成型模墊7的凹腔內(nèi)，由于沖子6是易損件，將沖子6活動設(shè)置更易于更換，可有效延長模具的壽命。終鍛時利用沖子6進(jìn)行沖孔，可保證終鍛件的四根加強(qiáng)筋充滿，同時通過增大變形量以保證終鍛件的力學(xué)性能和內(nèi)部質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。此外，成型上模4上設(shè)有用于導(dǎo)向的導(dǎo)柱8，成型下模上設(shè)有與該導(dǎo)柱相配合的導(dǎo)套9。

切邊模采用常規(guī)設(shè)計方案設(shè)計，為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，因此附圖中未示出該切邊模的具體結(jié)構(gòu)。

利用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具進(jìn)行不銹鋼銷座的生產(chǎn)時，其主要工藝流程如下：

(1)將φ120不銹鋼棒料分割成長度303mm的坯料，髙徑比為2.5，目的是增大鍛造比。

(2)將加熱好的坯料放在下砧上輕擊鐓粗去氧化皮，然后將坯料放入漏盤胎模中局部成形；從漏盤胎模中取出坯料，自由鍛拔長四方成制坯件，制坯件的形狀具體見圖4所示。該過程的作用是合理分布金屬材料，使制坯件各部位預(yù)留有精準(zhǔn)的金屬計算體積。

(3)將加熱好的制坯件放在下砧上輕擊去氧化皮，然后將預(yù)鍛模放置于下砧上，依次將預(yù)鍛模墊和制坯件放入預(yù)鍛模中進(jìn)行預(yù)鍛。預(yù)鍛完成后用操作機(jī)將預(yù)鍛上模取出，同時使預(yù)鍛下模翻轉(zhuǎn)180°，敲擊預(yù)鍛模墊，預(yù)鍛件從預(yù)鍛下模中脫模并自動與預(yù)鍛模墊分離，預(yù)鍛件的形狀具體見圖5所示。該過程的作用是將銷座鍛件中難成形的部位，通過預(yù)鍛堆積準(zhǔn)確的金屬體積和成形合理的形狀。

(4)將成型模放置于下砧上，依次將成型模墊、沖子和加熱好的預(yù)鍛件放入成型模中進(jìn)行終鍛。終鍛完成后用操作機(jī)將成型上模取出，同時使成型下模翻轉(zhuǎn)180°，敲擊成型模墊，終鍛件從成型下模中脫模并自動與沖子和成型模墊分離，終鍛件的形狀具體見圖6所示，其中飛邊只在橋部產(chǎn)生。

(5)最后將終鍛件放置在切邊模中進(jìn)行熱切邊，飛邊從終鍛件上切下，整個銷座鍛件的鍛造生產(chǎn)完成，銷座鍛件的形狀具體見圖7、圖8和圖9所示，其中圖8和圖9為銷座鍛件的立體結(jié)構(gòu)圖，其更能夠反映銷座鍛件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。

最后，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的大船用不銹鋼銷座鍛造模具生產(chǎn)出的鍛件的材料利用率、力學(xué)性能和內(nèi)部質(zhì)量分別見表1、表2和表3所示。

表1材料利用率對照表

表2本實(shí)用新型鍛件力學(xué)性能數(shù)據(jù)表

表3本實(shí)用新型鍛件內(nèi)部質(zhì)量數(shù)據(jù)表

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。