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1、10申请公布号CN101972792A43申请公布日20110216CN101972792ACN101972792A21申请号201010518555722申请日20101022B21C25/02200601B21C23/2020060171申请人南京迪威尔重型锻造股份有限公司地址210048江苏省南京市六合区沿江工业开发区中山科技园72发明人田继红张利74专利代理机构山西五维专利事务所有限公司14105代理人杨耀田54发明名称一种大型杯形件的热反挤压成型模具57摘要一种大型杯形件的热反挤压成型模具，涉及反挤压成型装置。本发明可降低大型杯形件热反挤压的成型力，并解决现有技术生产效率低的问题。本。
2、发明的反挤压冲头装配在压力机压头上；反挤压筒的内腔由盛料腔、过渡台阶和反挤压腔组成，其下端带有限位台阶；底座固定在压力机的工作台面上；底座的内腔由上端内腔、中部内孔和下端内腔组成；下端内腔设置有承压垫板；承压垫板的中心孔与压力机的顶杆滑动配合，其上端面支承着顶料杆；顶料杆大端与中部内孔滑动配合，小端与反挤压腔滑动配合；限位台阶的外壁与上端内腔的壁面滑动配合；法兰用螺栓与底座的上端固定；反挤压筒与底座之间设置有N个均布的所述圆柱螺旋压缩弹簧，N和M为正整数。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图3页CN101972794A1/1页21一种大型杯。
3、形件的热反挤压成型模具，其特征在于所述模具包括反挤压冲头2、反挤压筒4、法兰5、螺栓6、圆柱螺旋压缩弹簧7、底座8、承压垫板9、顶料杆11；所述反挤压冲头2装配在压力机压头1上；所述反挤压筒4的内腔由两个不同内径的同心圆筒组成，上面部分为盛料腔42，下面部分为反挤压腔44，所述盛料腔42的内径DD比所述反挤压腔44的内径D大D，所述盛料腔42与所述反挤压腔44之间有角度为的过渡台阶43，1045；所述反挤压筒4的下端带有一个限位台阶45；所述反挤压筒4的下端设置有N个均布的弹簧定位窝46；所述底座8固定在压力机的工作台面上；所述底座8的内腔由三个不同内径的同心圆筒组成，上面部分为上端内腔81，。
4、中间部分为中部内孔84，下面部分为下端内腔85；所述中部内孔84的外侧设置有N个均布的柱状的弹簧凹坑83；所述下端内腔85设置有所述承压垫板9；所述承压垫板9的中心孔与压力机的顶杆10滑动配合；所述承压垫板9的上端面支承着所述顶料杆11；所述顶料杆11为上小下大台阶式的圆柱体，其大端与所述中部内孔84滑动配合，其小端与所述反挤压腔44滑动配合；所述限位台阶45的外壁与所述上端内腔81的壁面滑动配合；所述法兰5用M个所述螺栓6与所述底座8的上端固定；所述反挤压筒4与所述底座8之间设置有N个均布的所述圆柱螺旋压缩弹簧7；N个均布的所述圆柱螺旋压缩弹簧7是对应地放置在N个均布的所述弹簧定位窝46和N。
5、个均布的所述弹簧凹坑83内；其中，N和M均为正整数，D和均为正数。2按照权利要求1所述的一种大型杯形件的热反挤压成型模具，其特征在于所述盛料腔42端口部位加工有10斜锥41。3按照权利要求1所述的一种大型杯形件的热反挤压成型模具，其特征在于所述限位台阶45的外壁与所述上端内腔81的壁面可滑动的最大距离等于A，也即所述反挤压筒4的下底面47与底座8的上端内腔81的底平面82之间的最大距离等于A，对A的数值要求大于反挤压制件12的高度H与坯料3被全部减径挤压到反挤压腔44内且尚未开始反挤压成型时的高度H的差值HH的12倍，即A12HH，其中A、H和H均为正数。4按照权利要求1所述的一种大型杯形件的。
6、热反挤压成型模具，其特征在于所述圆柱螺旋压缩弹簧7的弹性力大小，由以下三个条件确定当所述反挤压筒4的下底面47与所述上端内腔81的底平面82距离等于A时，N个所述圆柱螺旋压缩弹簧7的总的弹性力之和F弹1在数值上应大于所述坯料3的重量G坯与所述反挤压筒4的重量G筒之和的15倍，即F弹115G坯G筒；当所述反挤压筒4的下底面47与所述上端内腔81的底平面82接触时，N个所述圆柱螺旋压缩弹簧7的总的弹性力之和F弹2在数值上应小于使得所述坯料3由反挤压筒4的盛料腔42逐步被减径挤压到反挤压筒4的反挤压腔44内的减径挤压变形力F减的07倍，即F弹207F减；以上工作状态中每个所述圆柱螺旋压缩弹簧7均处在。
7、许用工作范围内；以上所述F弹1、F弹2、F减、G坯和G筒均为正数。权利要求书CN101972792ACN101972794A1/5页3一种大型杯形件的热反挤压成型模具技术领域0001本发明属于杯形件成型技术领域，具体涉及一种大型杯形件的热反挤压成型装置。背景技术0002反挤压成型技术是一种先进的少无切削的金属压力加工工艺，具有“高效、优质、低消耗”等特点，在技术上和经济上都有很高的使用价值。0003杯形件是反挤压典型制件。对于杯形件的制备，目前国内外大都采用反挤压成型技术。由于反挤压成型过程中材料处于三向压应力状态，材料抗力较强，且金属流动时与凸模、凹模均有相对运动，摩擦力较大，对设备吨位要求。
8、较高。为减小成型力，较大一些的黑色金属反挤压制件都采用热反挤压成型技术，但据资料统计黑色金属热反挤压冲头直径大都仍局限在100毫米之内。0004为减小热反挤压成型力，专利申请“一种制作发电机护环热锻环坯的方法及模具申请号为2005100125652”采取了坯料包套成形的方法来减小发电机护环热锻环坯时的成型力，专利申请“一种大型环筒类锻件热冲挤成型工艺及装置申请号为2009100742301”采用把一次变形分开为多次变形的方法来减小大型环筒类锻件的热冲挤成型力，这些方法均可减小热反挤压成型力，达到“小设备干大活”的目的，但生产效率较低。发明内容0005本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种。
9、大型杯形件的热反挤压成型模具，有效降低大型杯形件热反挤压成型工艺的成型力，提高生产效率。0006本发明是通过以下技术方案实现的0007一种大型杯形件的热反挤压成型模具，其特征在于所述模具包括反挤压冲头、反挤压筒、法兰、螺栓、圆柱螺旋压缩弹簧、底座、承压垫板、顶料杆；所述反挤压冲头装配在压力机压头上；所述反挤压筒的内腔由两个不同内径的同心圆筒组成，上面部分为盛料腔，下面部分为反挤压腔，所述盛料腔的内径DD比所述反挤压腔的内径D大D，所述盛料腔与所述反挤压腔之间有角度为的过渡台阶，1045；所述反挤压筒的下端带有一个限位台阶；所述反挤压筒的下端设置有N个均布的弹簧定位窝；所述底座固定在压力机的工作。
10、台面上；所述底座的内腔由三个不同内径的同心圆筒组成，上面部分为上端内腔，中间部分为中部内孔，下面部分为下端内腔；所述中部内孔的外侧设置有N个均布的柱状的弹簧凹坑；所述下端内腔设置有所述承压垫板；所述承压垫板的中心孔与压力机的顶杆滑动配合；所述承压垫板的上端面支承着所述顶料杆；所述顶料杆为上小下大台阶式的圆柱体，其大端与所述中部内孔滑动配合，其小端与所述反挤压腔滑动配合；所述限位台阶的外壁与所述上端内腔的壁面滑动配合；所述法兰用M个所述螺栓与所述底座的上端固定；所述反挤压筒与所述底座之间设置有N个均布的所述圆柱螺旋压缩弹簧；N个均布的说明书CN101972792ACN101972794A2/5页。
11、4所述圆柱螺旋压缩弹簧是对应地放置在N个均布的所述弹簧定位窝和N个均布的所述弹簧凹坑内；其中，N和M均为正整数，D和均为正数。0008所述盛料腔端口部位加工有10斜锥供导料使用。0009所述限位台阶的外壁与所述上端内腔的壁面可滑动的最大距离等于A，也即所述反挤压筒的下底面与底座的上端内腔的底平面之间的最大距离等于A，对A的数值要求大于反挤压制件的高度H与坯料被全部减径挤压到反挤压腔内且尚未开始反挤压成型时的高度H的差值HH的12倍，即A12HH，其中A、H和H均为正数。0010所述圆柱螺旋压缩弹簧的弹性力大小，由以下三个条件确定0011当所述反挤压筒的下底面与所述上端内腔的底平面距离等于A时，。
12、N个所述圆柱螺旋压缩弹簧的总的弹性力之和F弹1在数值上应大于所述坯料的重量G坯与所述反挤压筒的重量G筒之和的15倍，即F弹115G坯G筒；0012当所述反挤压筒的下底面与所述上端内腔的底平面接触时，N个所述圆柱螺旋压缩弹簧的总的弹性力之和F弹2在数值上应小于使得所述坯料由反挤压筒的盛料腔逐步被减径挤压到反挤压筒的反挤压腔内的减径挤压变形力F减的07倍，即F弹207F减；0013以上工作状态中每个所述圆柱螺旋压缩弹簧均处在许用工作范围内。0014以上所述F弹1、F弹2、F减、F反、G坯和G筒均为正数。0015本发明的优点及积极效果是00161反挤压成型过程中，部分金属被反挤向上流动，由此而产生的。
13、坯料与反挤压筒之间的摩擦力会很大，对于中小型模具而言，此摩擦力可由模具结构本身来克服，相应也就增大了反挤压成型力，而对于大型杯形件反挤压成型而言，此摩擦力在数值上会非常大，不宜由模具本身来克服。本发明中的模具采用反挤压筒与坯料随动的方法，使得在反挤压成型过程中，反挤压筒相对于底座有相对运动，可消除部分摩擦力的影响，从而减小反挤压成型力，省力效果明显；00172在坯料减径挤压变形前，反挤压筒已经在坯料的带动下开始向下滑动到最低位置，可满足后续反挤压成型过程中反挤压筒要向上滑动的空间要求；00183常规热反挤压成型，坯料外周表面粗糙，坯料与成型型腔之间的间隙不均，会出现制件壁厚不均匀、表面质量不高。
14、等缺陷。而以减径挤压的方式将坯料由盛料腔压入反挤压腔后，坯料与反挤压腔之间几乎没有间隙，可减小由于间隙不均而造成的壁厚不均匀现象，同时可改善坯料外周表面粗糙度，提高热反挤压制件的表面质量；00194反挤压成型终了、取走反挤压制件后模具在重力和圆柱螺旋压缩弹簧的弹性力的作用下迅速恢复初始状态，为下次反挤压成型做好了准备，与现有技术相比，大大提高了生产效率。附图说明0020图1为本发明反挤压筒的结构示意图；0021图2为本发明底座的结构示意图；0022图3为本发明将坯料放入盛料筒时的状态示意图；0023图4为本发明反挤压冲头压下并接触坯料时的状态示意图；0024图5为本发明反挤压冲头压下坯料、反挤。
15、压筒被坯料带动向下滑动到与底座的上说明书CN101972792ACN101972794A3/5页5端内腔的底平面相接触时的状态示意图；0025图6为本发明反挤压冲头将坯料减径挤压到反挤压腔时的状态示意图；0026图7为本发明反挤压冲头压入坯料进行反挤压成型中间过程的状态示意图；0027图8为本发明反挤压成型过程结束时的状态示意图；0028图9为本发明反挤压制件脱离反挤压冲头和反挤压筒时的状态示意图。具体实施方式0029如图1至图9所示，一种大型杯形件的热反挤压成型模具，包括反挤压冲头2、反挤压筒4、法兰5、螺栓6、圆柱螺旋压缩弹簧7、底座8、承压垫板9、顶料杆11；所述反挤压冲头2装配在压力机。
16、压头1上；所述反挤压筒4的内腔由两个不同内径的同心圆筒组成，上面部分为盛料腔42，下面部分为反挤压腔44，所述盛料腔42的内径DD比所述反挤压腔44的内径D大D，所述盛料腔42与所述反挤压腔44之间有角度为的过渡台阶43，1045；所述反挤压筒4的下端带有一个限位台阶45；所述反挤压筒4的下端设置有N个均布的弹簧定位窝46；所述底座8固定在压力机的工作台面上；所述底座8的内腔由三个不同内径的同心圆筒组成，上面部分为上端内腔81，中间部分为中部内孔84，下面部分为下端内腔85；所述中部内孔84的外侧设置有N个均布的柱状的弹簧凹坑83；所述下端内腔85设置有所述承压垫板9；所述承压垫板9的中心孔与。
17、压力机的顶杆10滑动配合；所述承压垫板9的上端面支承着所述顶料杆11；所述顶料杆11为上小下大台阶式的圆柱体，其大端与所述中部内孔84滑动配合，其小端与所述反挤压腔44滑动配合；所述限位台阶45的外壁与所述上端内腔81的壁面滑动配合；所述法兰5用M个所述螺栓6与所述底座8的上端固定；所述反挤压筒4与所述底座8之间设置有N个均布的所述圆柱螺旋压缩弹簧7；N个均布的所述圆柱螺旋压缩弹簧7是对应地放置在N个均布的所述弹簧定位窝46和N个均布的所述弹簧凹坑83内；其中，N和M均为正整数，D和均为正数。0030所述盛料腔42端口部位加工有10斜锥41供导料使用。0031所述限位台阶45的外壁与所述上端内。
18、腔81的壁面可滑动的最大距离等于A，也即所述反挤压筒4的下底面47与底座8的上端内腔81的底平面82之间的最大距离等于A，对A的数值要求大于反挤压制件12的高度H与坯料3被全部减径挤压到反挤压腔44内且尚未开始反挤压成型时的高度H的差值HH的12倍，即A12HH，其中A、H和H均为正数。0032所述圆柱螺旋压缩弹簧7的弹性力大小，由以下三个条件确定0033当所述反挤压筒4的下底面47与所述上端内腔81的底平面82距离等于A时，N个所述圆柱螺旋压缩弹簧7的总的弹性力之和F弹1在数值上应大于所述坯料3的重量G坯与所述反挤压筒4的重量G筒之和的15倍，即F弹115G坯G筒，确保在反挤压冲头2接触坯料。
19、3前依靠N个所述圆柱螺旋压缩弹簧7的总的弹性力之和F弹1能将反挤压筒4与坯料3一起弹起，使得限位台阶45的上表面与法兰5的下表面相接触；0034当所述反挤压筒4的下底面47与所述上端内腔81的底平面82接触时，N个所述圆柱螺旋压缩弹簧7的总的弹性力之和F弹2在数值上应小于使得所述坯料3由反挤压筒4的盛料腔42逐步被减径挤压到反挤压筒4的反挤压腔44内的减径挤压变形力F说明书CN101972792ACN101972794A4/5页6减的07倍，即F弹207F减，确保在所述坯料3发生减径挤压变形前所述反挤压筒4的下底面47已与所述上端内腔81的底平面82接触；0035以上工作状态中每个所述圆柱螺旋。
20、压缩弹簧7均处在许用工作范围内。0036使得所述坯料3由反挤压筒4的盛料腔42逐步被减径挤压到反挤压筒4的反挤压腔44内的减径挤压变形力F减与所述坯料3被反挤压成型为反挤压制件的过程中的反挤压成型力F反之间的关系应满足F减02F反，确保在减径挤压过程中不发生反挤压变型。0037以上所述F弹1、F弹2、F减、F反、G坯和G筒均为正数，具体数值均可由常规热挤压计算公式计算得出。0038所述螺栓6是用来固定所述法兰5并承受反挤压制件12脱模时的脱模力。0039应用本发明的一种大型杯形件的热反挤压成型工艺步骤如下0040将加热后的坯料3放置在反挤压筒4的盛料腔42内；0041压力机压头1下压，带动反挤。
21、压冲头2接触到坯料3；0042压力机压头1继续下压，带动反挤压冲头2压下坯料3，反挤压筒4在坯料3的带动下沿底座8的上端内腔81的壁面开始向下滑动，并压缩N个均布的圆柱螺旋压缩弹簧7，直到反挤压筒4的下底面47与底座8的上端内腔81的底平面82相接触，N为正整数；0043压力机压头1继续下压，带动反挤压冲头2压下坯料3，坯料3由反挤压筒4的盛料腔42逐步被减径挤压到反挤压筒4的反挤压腔44内，直到坯料3被全部减径挤压到反挤压腔44内且坯料3的底部与顶料杆11的上表面贴合，此时坯料3尚未开始反挤压成型，其高度为H，H为正数；0044压力机压头1继续下压，带动反挤压冲头2压入坯料3，开始反挤压成型。
22、过程，部分金属被反挤向上流动，带动反挤压筒4沿底座8的上端内腔81的壁面向上滑动，直到反挤压成型过程结束，此过程中坯料3被反挤压成型为反挤压制件12，反挤压制件12的高度等于H，H为正数；0045压力机压头1停止下压并反向提起，带动反挤压冲头2、反挤压制件12以及反挤压筒4向上运动，反挤压筒4的限位台阶45的上表面与法兰6的下表面相接触，反挤压筒4被限制运动，而反挤压制件12在继续向上运动的过程中被卸料板图中未标出限制运动，脱离反挤压冲头2，然后压力机的顶杆10向上顶出，推动顶料杆11向上顶出反挤压制件12，反挤压制件12脱离反挤压筒4，随后被取出；0046压力机的顶杆10向下收回、顶料杆11。
23、在重力作用下向下滑动到与承压垫板9接触，反挤压筒4在N个均布的圆柱螺旋压缩弹簧7的弹性力的作用下保持其限位台阶45的上表面与法兰5的下表面相接触的状态，模具恢复到初始状态；0047重复上述工艺步骤到，可连续不断地完成大型杯形件的热反挤压成型。0048所述步骤到中，反挤压筒4沿底座8的上端内腔81的壁面可滑动的最大距离等于A，对A的数值要求大于反挤压制件12的高度H与坯料3被全部减径挤压到反挤压腔44内且尚未开始反挤压成型时的高度H的差值HH的12倍，即A12HH，A为正数。0049所述步骤结束时，反挤压筒4沿底座8的上端内腔81的壁面向下滑动的距离等于A，确保反挤压筒4在后续的反挤压成型过程中。
24、有足够的向上滑动的空间。说明书CN101972792ACN101972794A5/5页70050所述步骤结束时，反挤压筒4沿底座8的上端内腔81的壁面向上滑动的距离等于B，其中B为正数且BA，确保反挤压筒4的限位台阶45的上表面不与法兰6的下表面相接触。0051所述步骤结束时，反挤压筒4的下底面47与底座8的上端内腔81的底平面82距离等于A，保证后续工艺过程循环的正常进行。0052所述步骤中坯料3由反挤压筒4的盛料腔42逐步被减径挤压到反挤压筒4的反挤压腔44内的减径挤压变形力F减与所述步骤中坯料3被反挤压成型为反挤压制件12的过程中的反挤压成型力F反之间的关系应满足F减02F反，确保在减径挤压过程中不发生反挤压变形，其中F减与F反均为正数，具体数值均可由常规热挤压计算公式计算得出。说明书CN101972792ACN101972794A1/3页8图1图2图3图4说明书附图CN101972792ACN101972794A2/3页9图5图6图7图8说明书附图CN101972792ACN101972794A3/3页10图9说明书附图CN101972792A。