丁字臂下沉式镦粗模
阅读说明：本技术 丁字臂下沉式镦粗模 (T-arm sinking type upsetting die ) 是由 张运军 倪权斌 陈天赋 晏洋 武建祥 李航 姚会婷 夏少仙 陈朝英 牛洪波 李海 于 2021-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及锻造模具技术领域,尤其涉及一种丁字臂下沉式镦粗模,其包括上模和下模,所述上模设置有用于吸纳镦粗瞬间冲击力的缓冲腔,所述缓冲腔为向上拱起的球冠状；所述下模设置有用于校正头部下部变形的校正腔和用于成型臂身的臂身型腔,所述臂身型腔的上部为带有拔模角的锥形腔,所述臂身型腔的下部设置有直径不变的正料型腔,所述正料型腔的下端设置有从上至下直径逐渐减小的收缩腔。本发明使丁字臂的头部的一部分在所述下模成形,从而在锻造时使所述下模的型腔对坯料进行包裹,并引导金属流向,所述正料型腔可以无需考虑圆钢的端面斜度,其包裹圆钢的圆周面从而无需人工校正就可以快速把圆钢放正,防止坯料弯曲、产生褶皱裂纹。(The invention relates to the technical field of forging dies, in particular to a T-arm sinking type upsetting die which comprises an upper die and a lower die, wherein the upper die is provided with a buffer cavity for absorbing upsetting instant impact force, and the buffer cavity is in the shape of an upwardly arched spherical crown; the lower mould is provided with the correction chamber that is used for rectifying head lower part deformation and the arm body die cavity that is used for the shaping arm body, the upper portion of arm body die cavity is the toper chamber that has the draft angle, the lower part of arm body die cavity is provided with the unchangeable material die cavity of just giving birth to of diameter, the lower extreme of material die cavity is provided with from last shrink chamber that reduces gradually to the diameter down. The invention enables a part of the head part of the T-shaped arm to be formed on the lower die, so that the die cavity of the lower die wraps the blank during forging and guides the flow direction of metal, the end face inclination of the round steel does not need to be considered by the material correcting die cavity, the circumferential surface of the round steel is wrapped by the material correcting die cavity, the round steel can be quickly corrected without manual correction, and the blank is prevented from being bent and generating fold cracks.)
技术领域
本发明涉及锻造模具技术领域，特别是涉及一种丁字臂下沉式镦粗模。
背景技术
丁字臂作为汽车配件，承担很大的载荷和各种交变应力，需要有非常高的强度，生产中一般采用锻造生产，即采用圆钢加热后通过锻压加工；丁字臂根据其结构一般把横向杆称为头部，纵向杆称为身部或臂身，实践中以圆钢为锻造原料，当镦粗比大于2.5或圆钢的端面斜度超过1°时，即使工人仔细操作，坯料还是经常出现弯曲、折叠和过大褶皱等缺陷，致使坯料报废，造成很大的浪费。鉴于丁字臂的头部和臂身的截面尺寸差异巨大，当采用圆钢进行锻压时，需要远超过2.5的镦粗比，为了不会造成材质内部缺陷和减少后续加工难度，且成型优良美观，需要一种科学且能快速成型的锻造模具。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种丁字臂下沉式镦粗模，其对模具型腔进行改进，限制圆钢坯料的歪斜，包裹引导金属流向，同时对坯料的两端尖角进行挤压防止折叠，从而降低锻打操作难度，并提高成品质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种丁字臂下沉式镦粗模，包括上模和下模，所述上模设置有用于吸纳镦粗瞬间冲击力的缓冲腔，所述缓冲腔为向上拱起的球冠状；
所述下模设置有用于校正头部下部变形的校正腔和用于成型臂身的臂身型腔，所述校正腔沿水平方向的横截面为圆形，该横截面的半径从下至上沿导向线逐渐增大，所述导向线为一条平滑曲线，所述校正腔的高度为丁字臂头部高度的1/4-1/3，所述校正腔的下部与镦粗后工件贴合，所述校正腔的上部与镦粗后工件之间留有间隙；
所述臂身型腔的上部为带有拔模角的锥形腔，所述臂身型腔的下部设置有直径不变的正料型腔，所述锥形腔的上端与所述校正腔的下端通过圆弧过渡接合，所述正料型腔的下端设置有从上至下直径逐渐减小的收缩腔。
进一步的，所述上模设置有第二校正腔，所述第二校正腔的上端与所述缓冲腔通过圆角过渡，所述第二校正腔的下端与所述上模的下端面通过圆角过渡，所述第二校正腔与所述校正腔的交接处为分模面。
进一步的，所述缓冲腔的球冠半径为185-360mm，所述缓冲腔的高度为5-10mm。
进一步的，所述导向线的上端与所述下模的上端面通过圆角过渡，所述导向线的下端与所述锥形腔的上端通过圆角过渡，所述导向线任意一点的切线与水平面的夹角≥30°，且从下至上该夹角不变或越来越大。
进一步的，所述导向线的上端与所述下模的上端面通过半径为10mm的圆角过渡，该导向线的下端与所述锥形腔的上端通过半径为30mm的圆角过渡；所述导向线与所述下模的上端面过渡圆角处沿水平方向的横截面的直径比镦粗后工件头部的直径大15-20mm。
进一步的，所述锥形腔的拔模角为0.5°。
进一步的，所述正料型腔的高度小于臂身型腔的15%。
进一步的，所述收缩腔为球冠状，其球面半径为25-30mm，高度为5-8mm，所述收缩腔的上端面与所述正料型腔的下端面通过半径为12-20mm的圆角过渡。
进一步的，所述下模设置有从底部贯穿至所述收缩腔的顶料孔。
进一步的，所述下模顶面设置有限制所述上模下行高度的定程垫块，所述上模下行抵触所述定程垫块时，所述上模和所述下模之间的间距为丁字臂头部高度的2/3-3/4。
本发明的有益效果是：一种丁字臂下沉式镦粗模，其包括上模和下模，所述上模设置有用于吸纳镦粗瞬间冲击力的缓冲腔，所述缓冲腔为向上拱起的球冠状；所述下模设置有用于校正头部下部变形的校正腔和用于成型臂身的臂身型腔，所述校正腔沿水平方向的横截面为圆形，该横截面的半径从下至上沿导向线逐渐增大，所述导向线为一条平滑曲线，所述校正腔的高度为丁字臂头部高度的1/4-1/3，所述校正腔的下部与镦粗后工件贴合，所述校正腔的上部与镦粗后工件之间留有间隙；所述臂身型腔的上部为带有拔模角的锥形腔，所述臂身型腔的下部设置有直径不变的正料型腔，所述锥形腔的上端与所述校正腔的下端通过圆弧过渡接合，所述正料型腔的下端设置有从上至下直径逐渐减小的收缩腔。本发明使丁字臂的头部的一部分在所述下模成形，从而在锻造时使所述下模的型腔对坯料进行包裹，并引导金属流向，所述正料型腔可以无需考虑圆钢的端面斜度，其包裹圆钢的圆周面从而无需人工校正就可以快速把圆钢放正，本发明可以防止坯料弯曲、产生褶皱裂纹。
附图说明
图1是本发明的丁字臂下沉式镦粗模的结构示意图；
图2是实施例二的丁字臂下沉式镦粗模的结构示意图。
附图标记说明：
1——上模、11——缓冲腔、12——第二校正腔、2——下模、21——校正腔、211——导向线、22——臂身型腔、221——锥形腔、222——正料型腔、223——收缩腔、3——定程垫块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。
实施例一。
如图1所示，一种丁字臂下沉式镦粗模，包括上模1和下模2，所述上模1设置有用于吸纳镦粗瞬间冲击力的缓冲腔11，所述缓冲腔11为向上拱起的球冠状，即缓冲腔11是一个球缺，包括上部的球冠面和底部的平面之间的部分，该底部的平面为水平面，镦粗时，圆钢上端的边缘先抵触于该球冠面，当上模继续下行时，该缓冲腔11可以使得部分金属相对向上流动，起到缓冲的作用，并且由于包裹住圆钢的上端面，可以对其进行对中倒圆，避免坯料只能向外侧流动，在镦粗瞬间由于微小的侧向力就发生侧向弯曲，造成废料。该球冠状防止坯料在上下模接触瞬间弯曲。
为了更进一步防止圆钢弯曲或产生褶皱，并成型丁字臂的头部，所述上模1设置有第二校正腔12，所述第二校正腔12的上端与所述缓冲腔11通过圆角过渡，所述第二校正腔12的下端与所述上模1的下端面通过圆角过渡；第二校正腔12可以在镦粗过程中对头部进行校正，阻止其向某一个方向的剧烈变形，从而使得镦粗时侧面各向均匀变形。所述下模2设置有用于校正头部下部变形的校正腔21和用于成型臂身的臂身型腔22，所述校正腔21沿水平方向的横截面为圆形，该横截面的半径从下至上沿导向线211逐渐增大，所述导向线211为一条平滑曲线，所述校正腔21的下部与镦粗后工件贴合，所述校正腔21的上部与镦粗后工件之间留有间隙。本实施例中，所述上模1的下端面与所述下模2的上端面镦粗时发生抵触，所述第二校正腔12与所述校正腔21的交接处即为分模面。所述校正腔21的作用与所述第二校正腔12的作用类似，但是更为重要，经过对镦粗废品的分析，发现较大比例的废品中坯料的头部整体扭向一侧，本发明中利用所述导向线211可以从下侧对头部进行导向，避免其发生扭曲，即在镦粗过程中，如果有向某一侧扭曲的趋势，其会抵触所述导向线211进而在所述导向线211的作用下回正。这一点也是本发明最突出的改进点。
本发明是对现有的丁字臂镦粗模的改进，其摈弃了现有的分模面在丁字臂头部和臂身交接处的分模方式，把分模面设置在丁字臂的头部，即成形后的丁字臂头部一部分在所述上模1，一部分在所述下模2，具体是，镦粗后的丁字臂，头部的上部分在所述缓冲腔11和所述第二校正腔12，头部的下部分在所述校正腔21，且在所述校正腔21的头部下部分占丁字臂头部的1/4-1/3；而所述第二校正腔12和所述校正腔21因为分别位于所述上模1和所述下模2，所以，所述上模1和所述下模2的交界处即为所述第二校正腔12和所述校正腔21的交接处，即所述第二校正腔12与所述校正腔21的交接处为分模面。众所周知，丁字臂的头部的截面尺寸远大于臂身，所以，锻造丁字臂的圆钢在镦粗时，突出所述下模2的部分有很长，在镦粗时，圆钢很容易弯曲或产生褶皱，本实施例把原有的头部型腔一部分下沉到所述下模2，就可以对镦粗后的圆钢起到包裹作用，从而防止弯曲。
本发明在所述臂身型腔22的下段设置有直径不变的正料型腔222，圆钢加热后初始放入所述下模2，所述正料型腔222从外圆周包裹圆钢下部，从而使圆钢在重力下随形所述正料型腔222而自动同轴摆正，无需人工扶正，从而省力省时间，降低操作难度，也降低圆钢被打歪的几率。
本实施例中，所述导向线211包括一条斜线和一条弧线，且该弧线凹陷的一侧朝向模腔，另外，斜线的上端与弧线通过相切结合，斜线的下端通过圆弧与所述锥形腔221结合，弧线的上端通过圆弧与所述下模2的上端面过渡结合。当圆钢镦粗时，其外周金属先抵触斜线形成的曲面内壁，该曲面内壁包裹圆钢并把该段圆钢塑造成一个圆台；当圆钢继续镦粗，其外周金属抵触弧线形成的曲面内壁，因为此段曲面内壁的凹陷一侧朝向模腔，将限制圆钢继续镦粗，并引导圆钢的外部金属沿弧形曲面向上流动，最终形成具有一定直径的丁字臂头部。
本实施例中，所述缓冲腔11的球冠半径为185-360mm，所述缓冲腔11的高度为5-10mm，所述缓冲腔11与所述第二型腔12的过渡圆角半径为10mm；所述导向线211的下段斜线与水平面的夹角为30°，所述导向线211的上端弧线任意点的切线与水平面的夹角≥30°，且从下至上该夹角越来越大；所述导向线211的上端与所述下模2的上端面的过渡圆角半径为10mm，所述导向线211的下端与所述锥形腔221的上端的过渡圆角半径为30mm；另外，所述导向线211与所述下模2的上端面过渡圆角处沿水平方向的横截面的直径比镦粗后工件头部的直径大15-20mm；所述锥形腔221的拔模角为0.5°；所述正料型腔222的高度小于臂身型腔的15%。
为了在后续压扁工序中，丁字臂的臂身加工的锥形孔一端不会形成尖角，致使产品折叠报废，所述正料型腔222的下端设置有从上至下直径逐渐减小的收缩腔223，且所述收缩腔223为向下的球冠状，且所述正料型腔222与所述收缩腔223之间通过圆角过渡，以在镦粗后的丁字臂臂身底部形成球形端。
实施例二。
本实施例与实施例一相同，区别在于：如图2所示，将所述上模的所述第二校正腔12取消，对应的丁字臂的头部上部成型改为自由成型，并利用所述定程垫块3的高度限制丁字臂头部的高度，主要利用所述上模1的所述缓冲腔11和所述下模的所述导向线211从上下两个方向对头部进行导向校正。本实施例的其他技术特征与实施例一相同，在此不再赘述。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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