锻模制造方法

摘要

本发明涉及锻模制造方法，其步骤包括：设计出整体模具并计算模具工作时的载荷及应力分布情况；根据得到力学数据选择合适的拼接缝位置，使所有子模具拼接后形成整体模具相同的型腔；根据力学数据设计连接件，要求连接件将子模具拼接成整体模具能满足设计强度要求；分别制作出实物，并进行粗加工、热处理，对定位用的平面和键槽进行精加工；先在定位平面安装定位键，用在定位基准，然后进去其他位置拼接和安装；得到拼接的整体模具，并进行型腔加工。由于子模具尺寸更小，其加工质量更加容易保证，制造成本也显著降低；且多个子模具可以同时进行制造，使模具加工周期也相应缩短。

权利要求

1.锻模制造方法，其特征在于，包括顺序进行的以下步骤：

A、设计出整体模具，计算模具在工作时，空间三个方向的载荷及残余应力分布情况；

B、根据A步骤中得到的残余应力分布情况，设计子模具的拼接缝位置，拼接缝位置要避开残余应力集中区域，并且所有子模具拼接后，形成与整体模具相同的模具型腔；

C、根据A步骤中得到的空间三个方向的载荷，设计子模具在拼接位置处的底面和侧面所选用的连接件的材质、形状和规格，要求采用连接件进行子模具拼接后能够满足整体模具在工作时的设计强度要求；

D、选取子模具拼接时的一个平面作为定位平面，在所有子模具定位平面的拼接处设计定位键槽和定位键；

E、根据步骤C、D得到的子模具设计、连接件设计和定位键设计，制造出子模具、连接件和定位键，并且对所有子模具、连接件和定位键进行粗加工和热处理；

F、对子模具的定位键槽、连接件和定位键进行精加工，对子模具的定位平面和其他拼接面进行精加工，将定位键装入定位键槽，并且用螺钉将定位键与定位键槽固定，再利用连接件将所有子模具连接固定；对组合好的模具型腔进行加工，形成与整体模具相同的型腔。

2.如权利要求1所述的锻模制造方法，其特征在于，所述整体模具的长度为宽度的三倍以上。

3.如权利要求1或2所述的锻模制造方法，其特征在于，所述连接件包括连接板和螺栓，所述步骤F中，利用连接件将所有子模具连接固定，是将连接板设置在相邻两个子模具的侧面接缝处，并且用螺栓将连接板与子模具侧面固定。

4.如权利要求3所述的锻模制造方法，其特征在于，所述步骤A中，计算模具在工作时，空间三个方向的载荷及残余应力分布情况，是通过数值模拟计算。

说明书

锻模制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及锻造用的模具，具体的是一种适用于大型锻造模具的制造方法。

背景技术

[0002] 热模锻加工需要用到锻模，锻模型腔具有与锻件凹凸相反的对应形状，锻造设备的压力将坯料压入锻模中，即可得到相应形状的锻件。

[0003] 随着锻造技术的发展，大型锻件的需求越来越多，而其对应的锻模尺寸也相应增大。由于锻模的性能和尺寸精度要求都非常高，锻模尺寸越大，其产品质量越难以保证，制造成本更加高昂。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种锻模制造方法，使大型锻模加工更加容易，且制造成本降低。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

[0006] 锻模制造方法，包括顺序进行的以下步骤：

[0007] A、设计出整体模具，计算模具在工作时，空间三个方向的载荷及残余应力分布情况；

[0008] B、根据A步骤中得到的残余应力分布情况，设计子模具的拼接缝位置，拼接缝位置要避开残余应力集中区域，并且所有子模具拼接后，形成与整体模具相同的模具型腔；

[0009] C、根据A步骤中得到的空间三个方向的载荷，设计子模具在拼接位置处的底面和侧面所选用的连接件的材质、形状和规格，要求采用连接件进行子模具拼接后能够满足整体模具在工作时的设计强度要求；

[0010] D、选取子模具拼接时的一个平面作为定位平面，在所有子模具定位平面的拼接处设计定位键槽和定位键；

[0011] E、根据步骤C、D得到的子模具设计、连接件设计和定位键设计，制造出子模具、连接件和定位键，并且对所有子模具、连接件和定位键进行粗加工和热处理；

[0012] F、对子模具的定位键槽、连接件和定位键进行精加工，对子模具的定位平面和其他拼接面进行精加工，将定位键装入定位键槽，并且用螺钉将定位键与定位键槽固定，再利用连接件将所有子模具连接固定；对组合好的模具型腔进行加工，形成与整体模具相同的型腔。

[0013] 进一步的，所述整体模具的长度为宽度的三倍以上。

[0014] 进一步的，所述连接件包括连接板和螺栓，所述步骤F中，利用连接件将所有子模具连接固定，是将连接板设置在相邻两个子模具的侧面接缝处，并且用螺栓将连接板与子模具侧面固定。

[0015] 进一步的，所述步骤A中，计算模具在工作时，空间三个方向的载荷及残余应力分布情况，是通过数值模拟计算。

[0016] 本发明的有益效果是：上述锻模制造方法，将整体模具分成几个子模具进行制造，子模具可以用键、连接件进行安装固定，形成与整体模具相同的型腔，由于子模具尺寸更小，其加工质量更加容易保证，制造成本也显著降低；且多个子模具可以同时进行制造，使模具加工周期也相应缩短。

附图说明

[0017] 图1是采用本发明的方法制造的子模具拼接成整体后的示意图；

[0018] 图中附图标记为：子模具1、定位平面11、定位键2、连接板3。

具体实施方式

[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0020] 锻模制造方法，包括顺序进行的以下步骤：

[0021] A、设计出整体模具，计算模具在工作时，空间三个方向的载荷及残余应力分布情况；

[0022] B、根据A步骤中得到的残余应力分布情况，设计子模具的拼接缝位置，拼接缝位置要避开残余应力集中区域，并且所有子模具拼接后，形成与整体模具相同的模具型腔；

[0023] C、根据A步骤中得到的空间三个方向的载荷，设计子模具在拼接位置处的底面和侧面所选用的连接件的材质、形状和规格，要求采用连接件进行子模具拼接后能够满足整体模具在工作时的设计强度要求；

[0024] D、选取子模具拼接时的一个平面作为定位平面，在所有子模具定位平面的拼接处设计定位键槽和定位键；

[0025] E、根据步骤C、D得到的子模具设计、连接件设计和定位键设计，制造出子模具、连接件和定位键，并且对所有子模具、连接件和定位键进行粗加工和热处理；

[0026] F、对子模具的定位键槽、连接件和定位键进行精加工，对子模具的定位平面和其他拼接面进行精加工，将定位键装入定位键槽，并且用螺钉将定位键与定位键槽固定，再利用连接件将所有子模具连接固定；对组合好的模具型腔进行加工，形成与整体模具相同的型腔。

[0027] 本发明的锻模制造方法，特别适用于大型锻模，尤其是适用于整体模具的长度为宽度的三倍以上的长条类大型锻模。

[0028] 其基本过程是，先按照需求设计出整体模具，然后计算出该模具在工作时的，空间三个方向的载荷情况，以及残余应力的分布情况，具体的计算过程，优选的可以采用计算机进行数值模拟计算。

[0029] 然后根据残余应力的分布情况，选择合适的子模具拼接缝位置，使所有的子模具拼接后形成一个整体模具，即是拼接成的模具具有与整体模具相同的型腔。拼接位置选择要避开残余应力集中区域，防止模具使用时在拼接处发生变形破坏。

[0030] 然后根据前述得到的空间三个方向的载荷，设计连接件的形状、材料、连接方式等，连接件用于将相邻的子模具连接成整体，并且连接件需要有足够的强度使子模具拼接后能够满足整体模具在工作时的设计强度要求。

[0031] 需要选取子模具拼接时的一个平面作为定位平面，定位平面用于设置定位键槽，定位键槽用于后续子模具加工和拼接的基准，根据定位键槽设计定位键。

[0032] 根据前述的子模具设计、连接件设计和定位键设计，制造出子模具、连接件和定位键的实物，并且对所有子模具、连接件和定位键进行粗加工和热处理。

[0033] 然后对所有子模具的定位键槽进行精加工，对连接件和定位键进行精加工，要求加工达到设计标准，然后以定位键槽为基准，对子模具的定位平面及其他拼接面进行精加工。

[0034] 将定位键装入定位键槽，使子模具准确拼接，并且用螺钉将定位键与定位键槽固定，再利用连接件将所有子模具连接固定，此时所有子模具拼接成一个整体，对组合好的模具型腔进行加工，形成与整体模具相同规格的型腔。

[0035] 至此，一套由子模具拼接形成的整体模具制造完成，由于子模具尺寸小于整体模具，子模具制造过程中，例如锻造、热处理等操作过程，质量更容易保证，而且制造成本也更低。子模具的定位平面设置了定位键槽作为加工和安装的基准，能够保证子模具连接后具有足够的尺寸精度。子模具之间采用连接件进行连接固定，连接件的强度能够满足模具使用时性能需求。

[0036] 由于采用子模具拼接的形式，当某一块子模具出现损坏时，可以单独对该块子模具进行修复或更换，锻模维护成本降低。

[0037] 本锻模制造方法，尤其适用于长度为宽度的三倍以上的长条形模具。

[0038] 例如图1所示：该实施例中，锻模材质为5CrNiMo模具钢，外形轮廓尺寸为6900×1500×600mm，整体成长条形。

[0039] 采用本发明的锻模制造方法，设计出整体模具后，利用数字模拟计算出整体模具在工作时的载荷和残余应力情况，确定为图1中三个子模具1进行拼接，三个子模具外形轮廓尺寸均为2300×1500×600mm。

[0040] 子模具1的底面为定位平面11，在所有子模具的定位平面11接缝处设计了定位键槽和相应的定位键2，定位键槽和定位键2采用沉头螺钉进行固定；在相邻两个子模具1的侧面接缝处设计了连接板3，并且用螺栓将连接板与子模具侧面固定。

[0041] 设计的定位键2、连接板3、沉头螺钉和螺栓材质均采用为5CrNiMo模具钢，定位键2外形轮廓尺寸为480×120×65mm，共2个；固定定位键2的沉头螺钉公称直径φ20mm，采用粗牙螺纹，共4颗；连接板3外形轮廓尺寸为1760×410×188mm，共4个；安装连接板3的螺栓公称直径φ42mm，采用粗牙螺纹，每个连接板3设置16颗螺栓。

[0042] 随后根据前述设计，制造出所有子模具1、连接板3和定位键2实物，并且进行粗加工和热处理，粗加工余量为10mm。

[0043] 对子模具1的定位键槽、连接件3和定位键2进行精加工，对子模具1的定位平面11和拼接的侧面进行精加工，将定位键2装入定位键槽，并且用沉头螺钉紧固，再进行侧面的连接板3的安装和紧固，模具拼接完成。最后对模具型腔的结构进行精加工，使其形成与整体模具相同的型腔。