一种模锻制坯的弯曲模具
阅读说明：本技术 一种模锻制坯的弯曲模具 (Bending die for die forging blank making ) 是由 陆长青 吴傲宗 于宜洛 张娜娜 孙海霞 郭晓晓 王永健 刘金蕾 卢振强 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：一种模锻制坯的弯曲模具,包括上模和下模,上模的下表面设置有上模型槽,下模的上表面设置有下模型槽,下模型槽中设有凸出于型槽底面的凸起部,上模型槽中设有与凸起部相对应的上凹部,凸起部和上凹部均沿模具的宽度方向水平延伸；下模型槽的凸起部上设有用于约束坯料水平移动的水平约束凹槽,水平约束凹槽的中心轴线与下模型槽的中心轴线重合,且水平约束凹槽关于其中心轴线对称；上模型槽和下模型槽设有用于引导坯料沿模具宽度方向单侧流动的、上下对应的水平弯曲引导凹槽,水平弯曲引导凹槽的中心轴线在模具宽度方向上偏离下模型槽的中心轴线,且水平弯曲引导凹槽中心轴线两侧互不对称。本发明可同时实现坯料在水平和垂直两个方向的复合弯曲。(A bending die for die forging blank manufacturing comprises an upper die and a lower die, wherein an upper die groove is formed in the lower surface of the upper die, a lower die groove is formed in the upper surface of the lower die, a protruding portion protruding out of the bottom surface of the groove is arranged in the lower die groove, an upper concave portion corresponding to the protruding portion is arranged in the upper die groove, and the protruding portion and the upper concave portion both horizontally extend along the width direction of the die; a horizontal constraint groove for constraining the horizontal movement of the blank is arranged on the convex part of the lower die type groove, the central axis of the horizontal constraint groove is superposed with the central axis of the lower die type groove, and the horizontal constraint groove is symmetrical about the central axis of the horizontal constraint groove; the upper die type groove and the lower die type groove are provided with horizontal bending guide grooves which are used for guiding blanks to flow along one side of the width direction of the die and correspond up and down, the central axis of each horizontal bending guide groove deviates from the central axis of the lower die type groove in the width direction of the die, and the two sides of the central axis of each horizontal bending guide groove are not symmetrical with each other. The invention can realize the composite bending of the blank in the horizontal and vertical directions simultaneously.)
技术领域
本发明属于锻造模具设计领域，涉及一种模锻制坯的弯曲模具。
背景技术
弯曲制坯工步是许多模锻件成形必不可少的制坯工步，其目的是使坯料更加接近锻件的大体形状，以便于金属更好地流动和填充成形，避免产成形缺陷，提高材料的成形利用率，降低设备的成形力、能耗以及提高模具寿命。弯曲工步的实现方式为坯料放于模具弯曲型槽，通过上下模的闭合运动，坯料在模具弯曲型槽的作用下实现模具运动方向的弯曲变形，变形后的坯料依模锻型槽的主体弯曲形式以两种方式放入模锻型槽，一是平移放入模锻型槽以吻合其垂直方向为主的弯曲形状，另一种以坯料的主体轴心旋转90度放入模锻型槽以吻合其水平方向为主的弯曲形状。
目前弯曲制坯型槽结构设计的不足之处在于：一是无法很好兼顾模锻型槽垂直和水平两个方向复合弯曲形状对坯料形状的工艺诉求，只能以其一为主；二是无法实现模具垂直运动对坯料进行水平方向的弯曲，以便于不用进行旋转操作而移入模锻型槽以吻合其水平方向弯曲的形状和利于坯料的定位。其弊端在于:对于复合弯曲形状的模锻型槽，为了使坯料覆盖型槽，避免成形缺陷，不得不增大坯料，带来了材料消耗增加，设备能耗增大，以及模具寿命的降低；对于弯曲后旋转90度放入模锻型槽的方式，因弯曲过程坯料存在拉伸和压扁变形，放入模锻型槽时相互接触部分为弯曲时的开放变形处，因形状未加以约束，难以平稳接触和准确定位，带来操作困难，劳动强度增大或生产效率低，易产生成形缺陷，工艺不稳定，或不得不增加坯料解决以上问题，同时也带来了材料消耗增加，设备能耗增大，以及模具寿命的降低。
发明内容
本发明的目的是针对现有弯曲制坯型槽结构设计的不足之处，提供一种模锻制坯的弯曲模具，在不增加水平运动机构或垂直转换为水平运动机构的前提下，以一种简易的方式满足坯料两个方向复合弯曲或水平弯曲及弯曲后易于定位的工艺诉求。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种模锻制坯的弯曲模具，包括上模和下模，上模的下表面设置有上模型槽，下模的上表面设置有下模型槽，下模型槽中设有凸出于型槽底面的凸起部，上模型槽中设有与凸起部相对应的上凹部，上凹部向上模型槽的槽顶面凹陷，凸起部和上凹部均沿模具的宽度方向水平延伸，所述下模型槽的凸起部上设有用于约束坯料水平移动的水平约束凹槽，水平约束凹槽的中心轴线与下模型槽的中心轴线重合，且水平约束凹槽关于其中心轴线对称；所述上模型槽和下模型槽设有用于引导坯料沿模具宽度方向单侧流动的、且上下对应的水平弯曲引导凹槽，水平弯曲引导凹槽的中心轴线在模具宽度方向上偏离下模型槽的中心轴线，且水平弯曲引导凹槽的中心轴线两侧互不对称。
所述上模型槽的上凹部设有内陷的水平约束凹槽，上凹部的水平约束凹槽和所述凸起部的水平约束凹槽上下相对设置。
所述水平约束凹槽的横截面为圆弧形或椭圆形。
所述水平弯曲引导凹槽的其中一侧为能够与坯料接触的倾斜侧壁，以在合模过程中引导坯料沿倾斜侧壁向对侧流动，以实现坯料沿模具宽度方向的水平弯曲。
所述下模型槽上的水平弯曲引导凹槽的倾斜侧壁的倾斜度为45-70度。
所述水平弯曲引导凹槽上倾斜侧壁底部向对侧水平延伸形成水平面，在上模和下模合模后，在模具宽度方向一侧形成开放结构。
所述水平弯曲引导凹槽上与倾斜侧壁相对的另一侧设有约束侧壁，在上模和下模合模后，约束侧壁的顶面和上模配合形成半开放结构或闭式结构。
所述下模型槽中设置多个水平弯曲引导凹槽，多个水平弯曲引导凹槽引导坯料流动的方向相同或不完全相同。
本发明的有益效果是：本发明是在现有的弯曲模具基础上，不增加水平运动机构或垂直转换为水平运动机构，只是通过对型槽的结构进行改进，设置水平约束凹槽约束坯料水平移动，设置水平弯曲引导凹槽引导坯料向水平方向弯曲，从而在两种结构的作用下可实现坯料的水平方向弯曲，而模具原有的型槽结构还可以实现坯料的垂直弯曲，因此，在模具合模的过程中，可以同时实现水平和垂直两个方向的复合弯曲，同时可对坯料进行一定的压扁变形。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1中的A-A剖视图；
图4为图1中的B-B剖视图；
图5为图1中的C-C剖视图；
图6为图2中的D-D剖视图；
图7为上模的仰视图；
图8为下模的俯视图；
图中标记：1、下模，2、上模，3、水平约束凹槽，4、上凹部，5、下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ，6、上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ，7、下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ，8、上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ，9、上模型槽，10、下模型槽，11、凸起部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
参照附图1、7、8所示，一种模锻制坯的弯曲模具，包括上模2和下模1，上模2的下表面设置有上模型槽9，下模1的上表面设置有下模型槽10，下模型槽10中设有凸出于型槽底面的凸起部11，上模型槽9中设有与凸起部11相对应的上凹部4，上凹部4向上模型槽9的槽顶面凹陷，凸起部11和上凹部4均沿模具的宽度方向水平延伸，因为凸起部11的表面高于两侧的型槽，因此凸起部11和上凹部4在模具合模后，挤压坯料在垂直方向弯曲。
在本实施例中，如图8所示，所述的凸起部11设置为两个，相应的，所述的上凹部4也设置为两个，如图7所示。
在上述坯料垂直弯曲的同时，为了实现坯料的水平弯曲，在模具的型槽中还设置了约束坯料水平流动的结构和引导坯料水平弯曲的结构，这样在合模过程中就可以同时实现坯料垂直弯曲和水平弯曲。
如图3、8所示，所述的约束坯料水平流动的结构为设置在凸起部11中间位置的水平约束凹槽3，水平约束凹槽3的中心轴线与下模型槽10的中心轴线重合，且水平约束凹槽3关于其中心轴线左右对称，水平约束凹槽3的横截面为圆弧形或椭圆形，优选的，水平约束凹槽3的形状与坯料的外形吻合，可以左右约束坯料。
作为另一种选择，还可以在上模2的上凹部4中间位置设置与下模1上的水平约束凹槽3上下对应的另一个水平约束凹槽，这样上模2和下模1合模时，可以上下夹持住坯料，对于坯料该部分的水平约束效果更好。
引导坯料水平弯曲的结构为设置在上模型槽9和下模型槽10上、上下对应的水平弯曲引导凹槽，水平弯曲引导凹槽在本实施例中的设置位置如图4-8所示，包括下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5、上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6、下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7和上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8，所述的下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5、上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6、下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7和上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8所具有的共同特征是：水平弯曲引导凹槽的中心轴线在模具宽度方向上偏离下模型槽10的中心轴线，且水平弯曲引导凹槽的中心轴线两侧互不对称，水平弯曲引导凹槽的其中一侧为能够与坯料接触的倾斜侧壁，以引导坯料沿倾斜侧壁向对侧流动，以实现坯料沿模具宽度方向的水平弯曲。水平弯曲引导凹槽的倾斜侧壁的倾斜度为45-70度。
如图4、6、7、8所示，该图中显示的是下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5、上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6，下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5的倾斜侧壁为右侧的弧形侧壁，槽底向左水平延伸到下模宽度方向的边沿；上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6的倾斜侧壁为右侧的弧形侧壁，槽顶向左水平延伸到上模宽度方向的边沿，因此下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5和上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6左侧为开放结构，而下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5和上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6的右侧间距较小，形成闭式结构。在上下模合模过程中，下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5和上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6可以引导坯料向左流动，即向左水平弯曲。
如图5、6、7、8所示，该图显示的是下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7和上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8，下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7的倾斜侧壁为左侧的倾斜直面，倾斜直面圆滑过渡到水平延伸的槽底，在倾斜直面相对的另一侧设有约束侧壁，可以约束坯料水平流动的程度和形状；上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8的倾斜侧壁为左侧的弧形侧壁；下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7和上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8的左右两侧均为半开放结构。在上下模合模过程中，下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7和上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8可以引导坯料向右流动，即坯料向右水平弯曲。
本实施例中，两组水平弯曲引导凹槽分别引导坯料向相反的方向流动。在实际生产中，可以根据坯料的目标形状，选择水平弯曲引导凹槽的引导方向，可以相反，也可以相同。水平弯曲引导凹槽的设置数量和位置也根据实际需要进行设置，以满足制坯的要求。
本发明的模具在使用时，将坯料放在下模型槽10上，并由水平约束凹槽3支撑坯料，然后上模2下行合模，在上模型槽9的下压作用下，坯料在垂直方向弯曲，当坯料与下模1上的下模水平弯曲引导凹槽Ⅰ5、下模水平弯曲引导凹槽Ⅱ7上的倾斜侧壁接触时，坯料在挤压力作用下沿倾斜侧壁发生水平方向的流动，即水平弯曲，此时在水平约束凹槽3和上凹部4的合模作用下，将坯料夹紧，约束坯料的水平移动；当上模2继续下压，使得上模水平弯曲引导凹槽Ⅰ6和上模水平弯曲引导凹槽Ⅱ8上的倾斜侧壁与坯料上部接触时，坯料上部也会发生水平流动；在上述结构的共同配合下，使得坯料一次合模过程中，既完成了垂直方向的弯曲，又完成了水平方向的弯曲。
此外，本发明也可依据制坯形状的要求和模锻放料定位的需要对坯料进行定量、定形的压偏。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
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