一種用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具及其加工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于氣門座的閉式模鍛模具及其加工工藝，具體的說是一種用于多種類型的船用柴油機氣門座閉式模鍛模具及其加工工藝，屬于熱鍛鍛造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣門座是船用柴油機的重要部件之一，在柴油機工作時，氣門座要與氣門桿高頻率的接觸摩擦和碰撞，由于它們工作在特殊的高溫環(huán)境中，故氣門座必須采用能夠承受高溫強度和抗氧氣腐蝕的耐熱鋼來制造，而耐熱鋼的可鍛性比一般鍛造用的合金結(jié)構(gòu)鋼要高得多，是一種可鍛性很差的難鍛造材質(zhì)。
[0003]在氣門座的制造中，由于船用柴油機的種類繁多、生產(chǎn)批量小，耐熱鋼的可鍛性差，各相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)在制造氣門座時，基本多采用自由鍛造工藝，但由于自由鍛造工藝加工方式多是靠人為經(jīng)驗鍛打制坯，毛坯成形差，容易因工藝溫度不穩(wěn)定、材料可鍛性低而產(chǎn)生組織折疊、性能達不到要求，不良品率高，導(dǎo)致金屬材料利用率低、消耗大的問題。因此，需采用閉式模鍛工藝，通過在壓力機上對鍛件進行模鍛成形及沖連皮模，提高材料利用率和金屬組織性能，降低不良品率。
[0004]但目前鍛件成形及沖孔受工藝溫度、鍛件厚度影響，需三套模具實現(xiàn)。要在三臺壓力機上短時間內(nèi)實現(xiàn)三個工序，每臺壓力機至少需要兩人操作，生產(chǎn)成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定，能夠在一臺壓力機上實現(xiàn)制坯、成形、沖孔的三個過程，通過更換少量部件就能加工多種類型的船用柴油機氣門座閉式模鍛模具及其加工工藝。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，包括壓力機，壓力機的工作臺面上通過同一模架依次固定有制坯模、沖連皮模及成形模；制坯模、沖連皮模及成形模在同一模架上呈品字形布置；模架包括上模座及下模座，上、下模座通過支撐機構(gòu)固定連接；所述成形模包括設(shè)置于上模座底部的上模應(yīng)力圈，上模應(yīng)力圈的內(nèi)部通過上模芯壓緊圈固定有上模芯，上模芯的底部與下模芯相觸接，上、下模芯組成閉式模膛；下模芯封閉于下模內(nèi)，下模外側(cè)套接有下模應(yīng)力圈；成形模外置有上、下承擊塊，上、下承擊塊為同一軸線布置。
[0007]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，制坯模由上而下依次包括制坯上模、制坯下模、制坯下模座及制坯模調(diào)整墊片；制坯模通過調(diào)整螺栓與上模座相連接，通過導(dǎo)向銷與下模座相連接；制坯模調(diào)整墊片為可拆卸式。
[0008]進一步的，前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，沖連皮模由上而下依次包括沖頭座、卸料板、沖頭、沖連皮定位1?及沖連皮1?座。沖頭座的下固定有沖頭，沖頭穿過卸料板上的中心孔與沖連皮定位模上的沖頭開槽相配合，卸料板通過兩側(cè)的螺栓與沖連皮定位模固定連接，沖連皮定位模的下端通過主軸連接有沖連皮模座。
[0009]進一步的，前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，上模芯呈錐臺結(jié)構(gòu)，所述錐臺橫截面積較大的一面與上模應(yīng)力圈相觸接。
[0010]進一步的，前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，上模芯與上模應(yīng)力圈之間設(shè)有上墊板，所述上墊板通過上墊板螺釘固定于上模芯的頂端。
[0011]進一步的，前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，支撐機構(gòu)對稱設(shè)置于上、下模座的兩端，包括導(dǎo)柱，所述導(dǎo)柱的外側(cè)套接有導(dǎo)套。
[0012]進一步的，前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，下模座與下模芯之間設(shè)有下墊板，所述下墊板上設(shè)有開孔，所述開孔內(nèi)穿有下頂桿，所述下頂桿的一端與下模芯徑向相觸，另一端安裝于下模座內(nèi)部。
[0013]進一步的，前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，上、下模應(yīng)力圈及上、下模座、螺栓組成限位鎖止結(jié)構(gòu)，上、下模應(yīng)力圈上設(shè)有直槽，上、下模座上開有T形槽，上、下模應(yīng)力圈及上、下模座之間均有間距，間距通過螺栓固定連接。
[0014]本發(fā)明提供的用于柴油機氣門座的閉式模鍛加工工藝，加工工藝步驟為:
1、首先根據(jù)氣門座的規(guī)格選用制造材料，通過全自動圓鋸機中自帶的電子秤對材料進行稱重，同時對材料重量進行自動分選；完成稱重分選后利用探傷儀進行超聲波探傷；
I1、采用中頻感應(yīng)加熱裝置對材料進行加熱，所述中頻感應(yīng)加熱裝置包括溫度自動控制裝置及坯料自動分選機構(gòu)，該中頻感應(yīng)加熱裝置安裝于壓力機制坯模的左側(cè)；依據(jù)不同材料，進行中頻感應(yīng)加熱至鍛造工藝所要求的溫度后，在制坯模上進行鐓粗；為了使坯料在模中定位牢靠，根據(jù)氣門座外徑大小不同，應(yīng)進行至少一次鐓粗，并依據(jù)材料不同控制鐓粗變形量；
II1、在制坯模上預(yù)鍛制坯后，坯料進入沖壓皮模進行沖壓，其后進入成形模，為了獲得優(yōu)質(zhì)的氣門座模鍛件，模鍛采用上、下模芯組成的閉式模鍛成形，利用上模芯對坯料在下模及下模芯中擠壓成形，最終形成氣門座標準件，完成后的氣門座再進行空冷。
[0015]前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛加工工藝，氣門座材料為4Cr9Si2、4CrlOSi2Mo 或 Crl2MoV。
[0016]前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛加工工藝，步驟III中，氣門座模鍛件在閉式模鍛中成形時，金屬流動的方向與上模芯運動的方向一致或垂直。
[0017]前述的用于柴油機氣門座的閉式模鍛加工工藝，步驟II中，中頻感應(yīng)加熱裝置對材料進行加熱時的溫度為4Cr9Si2、4CrlOSi2Mo為1120?1150 0C ；Crl2MoV為980?9900C0
[0018]本發(fā)明的特點是:本發(fā)明操作方便、性能穩(wěn)定。通過將三副模具布置在一個工作臺面上，利用一臺壓力機，完成整個鍛制過程，提高生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。由于使用了閉式模鍛，提高了材料利用率和金屬組織性能。本發(fā)明通過更換少量部件達到加工多種類型的氣門座的目的，不僅提高了勞動生產(chǎn)率，減少了模具加工費用和周期，同時也使原材料比自由鍛造大為節(jié)約，改善了氣門座的金屬組織，提高氣門座在使用中的性能，確保氣門座在柴油機運行的高溫狀態(tài)下，從而提高氣門座的使用壽命。
[0019]本發(fā)明還將兩組承擊塊外置，使得模具不直接承受到打擊，控制模具閉合高度，模具更換簡單，通用性好，減少模具制造成本，提高勞動生產(chǎn)率。同時，由于本結(jié)構(gòu)設(shè)置了限位鎖止結(jié)構(gòu)和外置獨立沖擊塊裝置，使得本結(jié)構(gòu)能夠很好的控制模具高度閉合，延長模具使用壽命。本發(fā)明還具有模具更換簡單，通用性強、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的工作狀態(tài)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的制坯模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明沖連皮模的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖的A-A剖視示意圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖的B-B剖視示意圖。
【具體實施方式】
[0026]本實施例提供的一種用于柴油機氣門座的閉式模鍛模具，結(jié)構(gòu)如圖1至圖6所示，包括一臺壓力機，該壓力機的工作臺面上通過同一模架依次固定有制坯模、成形模及沖連皮模三組模具，且制坯模、沖連皮模及成形模在同一模架上呈品字形布置。
[0027]其中，模架由上模座16、下模座I組成，上、下模座通過螺栓連接固定于壓力機的工作臺面上，該模架的安裝高度及強度要求由壓力機確定，壓力機為上模座的上下移動提供動力能量。同時，上模座與下模座之間通過設(shè)有支撐機構(gòu)固定連接，該支撐機構(gòu)包括兩端對稱設(shè)置的導(dǎo)柱8，該導(dǎo)柱的外周套接有導(dǎo)套9。
[0028]在上模座的下方通過螺栓固定有上模應(yīng)力圈10，且沿上模應(yīng)力圈的內(nèi)圓周通過上模芯壓緊圈螺栓15連接有上模芯壓緊圈11 ;而在上模芯壓緊圈的內(nèi)部固定有上模芯12，該上模芯為錐臺結(jié)構(gòu)，且該錐臺結(jié)構(gòu)截面積較大的一面與上模芯壓緊圈結(jié)合，在上模芯底部通過上墊板螺釘14固定有可調(diào)整的上墊板13，模膛氣門座成形高度由上墊板調(diào)整。
[0029]在上模芯的底部配套設(shè)有下模芯6，本實施例中通過上模芯與下模芯組成閉式模膛，用閉式模鍛的模具的模膛限制金屬變形，獲得與模膛形狀一致的氣門座模鍛件，從而改善氣門座金屬組織，提高氣門座鍛件毛坯的機械性能。同時，下模芯封閉于下模3中，通過止位配合，即通過下模芯大外圓止位配合，控制下模芯位移。該下模同樣呈錐臺結(jié)構(gòu)，其中，下模橫截面積較大的一面與下模座相觸接。在下模芯的底部還安裝有下墊板5，該下墊板與下模芯一并安裝于下模內(nèi)，并保持鍛造高溫下間隙均勻。在下模的外側(cè)套接有下模應(yīng)力圈2，該下模應(yīng)力圈通過下模應(yīng)力圈螺栓7安裝于下模座上。同時，在下模芯的底部沿徑向安裝有下頂桿4，該下頂桿穿過下墊板上的開孔伸入下模座內(nèi)；這樣便可保持鍛造高溫下上模芯、下模芯與下模之間的徑向間隙均勻，避免由于間隙過大而形成縱向毛刺，加速模具磨損，同時也造成頂出產(chǎn)品困難或由于間隙過小而造成上模芯與下模芯在下?？變?nèi)運動困難的問題。上、下模應(yīng)力圈及上、下模座、螺栓組成限位鎖止結(jié)構(gòu)，該上、下模應(yīng)力圈上開有直槽，上、下模座上開有T形槽，上、下模應(yīng)力圈及上、下模座之間均有間距，該間距通過螺栓固定連接，其結(jié)構(gòu)能保證模具防松抗震能力強，并可快速安裝、調(diào)整、更換方便。
[0030]制坯模20與成形模安裝于同一組模架內(nèi)，由上而下依次包括制坯上模24、制坯下模25、制坯下模座26及制坯模