大型封头一步成形方法

摘要

本发明公开了一种大型封头一步成形方法,解决了大型封头辗压成形方式中压机压力不足和粘模的问题。它包括用于制作封头的封头坯体、用于固定封头坯体的下模以及用于辗压成形的第一上砧和第二上砧，第一上砧底面直径为c，距底面高度为a处的截面的直径为b；第二上砧底面直径为g，距底面高度为d处直径为f；封头锻件成品内腔高度为h；有c/g≥1；并且当a=d≤h时，b/f＞1；将钢锭制成封头坯体并放入下模；利用第一上砧进行封头坯体辗压；再利用第二上砧进行封头坯体辗压；然后利用第一上砧进行封头坯体辗压修正；最后封头成形，取出产品。本发明通过第一上砧和第二上砧的交替辗压，再用第一上砧辗压修正成形，解决了辗压成形方式中压机压力不足和粘模的问题。

权利要求

1.大型封头一步成形方法,其特征在于包括用于制作封头的封头坯体(2)、用于固定封头坯体(2)的下模(1)以及用于辗压成形的第一上砧(3)和第二上砧(4)；所述的第一上砧(3)从上到下直径依次变小，底面直径为c，距底面高度为a处的截面的直径为b；所述的第二上砧(4)从上到下直径依次变小，底面直径为g，距底面高度为d处直径为f；封头锻件成品内腔高度为h；有c/g≥1；并且当a＝d≤h时，b/f＞1；包括以下步骤：a、将钢锭制成封头坯体(2)并放入下模(1)；

b、将第一上砧(3)底面正对封头坯体(2)上表面进行第一次旋转辗压形成封头腔体；

c、当第一上砧(3)出现粘模或者压力不足时，用第二上砧(4)替换第一上砧(3)放入封头坯体(2)腔体中进行第二次旋转辗压，直至封头坯体(2)的腔体深度与设计的封头成品腔体深度相适配；

d、换下第二上砧(4)，将第一上砧(3)放入封头坯体(2)的腔体中对封头坯体(2)的腔体进行辗压修整；

e、封头成形，取出产品。

2.根据权利要求1所述的大型封头一步成形方法,其特征在于：在辗压过程中，当a＝h时，有b/a≥1.6。

说明书

大型封头一步成形方法

技术领域

[0001] 本发明涉及热加工领域，尤其是一种大型封头一步成形方法。

背景技术

[0002] 封头成形方法有板坯拉伸成形，月牙形上砧旋转辗压成形，旋压成形和爆炸成形等多种。(见太原科技大学2009年硕士论文《大型厚壁半球形封头成形工艺的理论与实验研究》，作者郭玉茹)。板坯拉伸成形前坯体的直径要远远大于辗压成形后封头的直径，这就需要设备有很大的工作台面尺寸，另外，锻造大型的复杂形状板坯是相当困难的，因此，受到板坯制备的限制，板坯拉伸成形不适用于大尺寸或者带有一体化复杂结构的封头成形；传统的辗压成形方式受到的制约有压机压力不足和粘模问题，特别是当封头尺寸很大，内腔较深时，旋转辗压到一定深度后，上砧被坯料包裹不能脱离，旋转辗压就无法继续，而且此时要想使金属继续沿着经向流动以充满模具就需要很大的压力；旋压成形属于冷成形，无法满足高的性能指标，且生产效率很低；爆炸成形方法实施控制困难，危险性大。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种大型封头一步成形方法，解决了大型封头辗压成形方式中压机压力不足和粘模的问题。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用技术方案是：大型封头一步成形方法,其特征在于包括用于制作封头的封头坯体、用于固定封头坯体的下模以及用于辗压成形的第一上砧和第二上砧；所述的第一上砧从上到下直径依次变小，底面直径为c，距底面高度为a处的截面的直径为b；所述的第二上砧从上到下直径依次变小，底面直径为g，距底面高度为d处直径为f；封头锻件成品内腔高度为h；有c/g≥1；并且当a＝d≤h时，b/f＞1；包括以下步骤：

[0005] a、将钢锭制成封头坯体并放入下模；

[0006] b、将第一上砧底面正对封头坯体上表面进行第一次旋转辗压形成封头腔体；

[0007] c、当第一上砧出现粘模或者压力不足时，用第二上砧替换第一上砧放入封头坯体腔体中进行第二次旋转辗压，直至封头坯体的腔体深度与设计的封头成品腔体深度相适配；

[0008] d、换下第二上砧，用第一上砧放入封头坯体的腔体中对封头坯体的腔体进行辗压修整；

[0009] e、封头成形，取出产品。

[0010] 进一步的，在辗压过程中，当a＝h时，有b/a≥1.6。

[0011] 本发明的有益效果是：本发明的大型封头一步成形方法，通过第一上砧和第二上砧的交替辗压，再用第一上砧辗压修整成形，解决了辗压成形方式中压机压力不足和粘模的问题，提高了成形效率。由于在辗压过程中，当a＝h时，有b/a≥1.6，使得辗压成形更容易实现，若当a＝h时，b/a的数值较小时，即封头锻件成品内腔高度相对较高，则辗压成形操作的难度较大，不利于一步成形。

附图说明

[0012] 图1为本发明的大型封头一步成形方法的封头坯体与下模的配合示意图；

[0013] 图2为本发明的大型封头一步成形方法中利用第一上砧进行封头坯体第一次辗压的示意图；

[0014] 图3为本发明的大型封头一步成形方法中利用第二上砧进行封头坯体第二次辗压的示意图；

[0015] 图4为本发明的大型封头一步成形方法中利用第一上砧进行封头坯体辗压修整的示意图；

[0016] 图中，1—下模，2—封头坯体，3—第一上砧，4—第二上砧。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围不限于以下所述。

[0018] 如图1至图4所示，本发明的大型封头一步成形方法,其特征在于包括用于制作封头的封头坯体2、用于固定封头坯体2的下模1以及用于辗压成形的第一上砧3和第二上砧4；所述的第一上砧3从上到下直径依次变小，底面直径为c，距底面高度为a处的截面的直径为b；所述的第二上砧4从上到下直径依次变小，底面直径为g，距底面高度为d处直径为f；封头锻件成品内腔高度为h；有c/g≥1；并且当a＝d≤h时，b/f＞1；包括以下步骤：

[0019] a、将钢锭制成封头坯体2并放入下模1,此时下模1的作用是将封头坯体2进行固定，以方便后续的旋转辗压工序。

[0020] b、将第一上砧3底面正对封头坯体2上表面进行第一次旋转辗压形成封头腔体，此时形成的封头腔体只是一个雏形。

[0021] c、当第一上砧3出现粘模或者压力不足时，用第二上砧4替换第一上砧3放入封头坯体2腔体中进行第二次旋转辗压，直至封头坯体2的腔体深度与设计的封头成品腔体深度相适配；由于有c/g≥1；并且当a＝d≤h时，b/f＞1，也就是说，第二上砧4的底面的直径不大于第一上砧3的底面的直径，且在同一高度上，第二上砧4的截面的直径小于第一上砧3的截面的直径，这样设计以后，第二上砧4相对第一上砧3偏瘦，使得第二上砧4在辗压过程中不与封头坯体2发生粘黏，使得辗压深度达到设计的封头成品腔体深度。

[0022] d、换下第二上砧4，将第一上砧3放入封头坯体2的腔体中对封头坯体2的腔体进行辗压修整，经过第二上砧4辗压过后，封头坯体2的腔体的深度达到了设计的封头成品腔体的深度，此时换上第一上砧3只需进行修正即可，不会出现粘黏的现象。

[0023] e、封头成形，取出产品。然后可以进行下一个封头的辗压生产。

[0024] 本发明的大型封头一步成形方法，通过第一上砧3和第二上砧4的交替辗压，再用第一上砧3辗压修整成形，解决了辗压成形方式中压机压力不足和粘模的问题，提高了成形效率。

[0025] 进一步的，在辗压过程中，当a＝h时，有b/a≥1.6，使得辗压成形更容易实现，若当a＝h时，b/a的数值较小时，即封头锻件成品内腔高度相对较高，则辗压成形操作的难度较大，不利于一步成形。以a＝h＝1.5m为例，若此时b为1.8m，则b/a＝1.2,经试验使用第一上砧3第一次辗压时有较大粘黏现象，使用第二上砧4时，辗压到设计的封头成品腔体深度需要较大的压力，且耗时较长，金属流动性不强，使用第一上砧3进行修正时，出现少许粘黏，大型封头能一步成形；以a＝h＝1.4m为例，若此时b为2.1m，则b/a＝1.5,经试验使用第一上砧3第一次辗压时有较大粘黏现象，使用第二上砧4时，辗压到设计的封头成品腔体深度需要较大的压力，且耗时较长，金属流动性不强，使用第一上砧3进行修正时，出现少许粘黏，大型封头能一步成形；以a＝h＝1.5m为例，若此时b为2.4m，则b/a＝1.6,经试验使用第一上砧3第一次辗压时有较大粘黏现象，使用第二上砧4时，辗压到设计的封头成品腔体深度只需要普通压力，且耗时较短，金属流动性较好，使用第一上砧3进行修正时，没有出现粘黏，大型封头能够一步成形；以a＝h＝1.4m为例，若此时b为2.38m，则b/a＝1.7,经试验使用第一上砧3第一次辗压时有较大粘黏现象，使用第二上砧4时，能一次性辗压到设计的封头成品腔体深度，且耗时较短，金属流动性较好，使用第一上砧3进行修正时，没有出现粘黏，大型封头能够一步成形；以a＝h＝1.5m为例，若此时b为3m，则b/a＝2,经试验使用第一上砧3第一次辗压时有较大粘黏现象，使用第二上砧4时，辗压到设计的封头成品腔体深度只需要普通压力，且耗时较短，金属流动性较好，使用第一上砧3进行修正时，没有出现粘黏，大型封头能够一步成形；因此作为优选的方式是在辗压过程中，当a＝h时，有b/a≥1.6。