变截面锻件挤压脱模装置及方法与流程

本技术涉及金属无切削加工的，尤其是涉及变截面锻件挤压脱模装置及方法。

背景技术：

1、航空领域的各种轴锻件在工作时大多需承受巨大的扭矩载荷，因此对航空领域所使用的轴锻件都有很高的技术要求。

2、如图1所示，变截面的轴锻件呈棒状结构，包括直径不同且同轴设置的第一轴体11和第二轴体13，第一轴体11和第二轴体13的连接段形成圆台状的连接面12，中部形成有连通孔。

3、对于变截面的轴锻件，生产方式一般采用正向挤压坯料的方式成型，这种方式得到的锻件整体变形均匀，成型效率高且设备简单易操作。但正向挤压成型后的锻件如何进行脱模往往是一个难题，传统的脱模方法通常是设置反向顶出机构，通过顶杆施加外力将锻件从模具中顶出。这种方法操作上十分简单，脱模也较为迅速，但受到巨大挤压力而成型的锻件，其外表面往往会与模具内壁产生粘连，通过强行的反向顶出，往往会对锻件表面造成损伤或者变形，使得后续的二次加工变得复杂甚至影响锻件最终的使用性能，降低了锻件的生产效率和质量。

技术实现思路

1、为了提高锻件的生产效率和质量，本技术提供了变截面锻件挤压脱模装置及方法。

2、第一方面，本技术提供的变截面锻件挤压脱模装置，采用如下的技术方案：

3、变截面锻件挤压脱模装置，包括基座、定模、动模、多个模具内环、用于锻造的锻造模具，所述定模设置在基座上且开设有定模孔，所述动模通过拉拔组件沿靠近或远离定模孔方向滑移设置在基座上，多个所述模具内环拼接后形成锻件成型的容纳空间且可拆卸安装在动模上，所述拉拔组件用于驱动动模移动且使得模具内环与定模孔插接配合或脱离，所述拉拔组件包括：

4、多个拉拔杆，多个所述拉拔杆沿定模孔轴线滑移设置在基座上且与动模连接；

5、连接板，所述连接板与多个拉拔杆连接且用于驱动多个拉拔杆移动。

6、通过采用上述技术方案，将模具内环拼接后固定安装到动模上，然后连接板移动带动多个拉拔杆、动模和模具内环一起移动，使得动模和模具内环靠近定模，直至动模抵靠在定模上进行定位，且模具内环插接安装到定模孔上进行定位，预热动模和定模而对模具内环进行加热，然后将加热后坯料添加到容纳空间内，接着锻造模具启动进行锻造，锻造完成后，锻造模具远离容纳空间，同时连接板移动推动动模和模具内环远离定模，使得模具内环从定模孔上脱离，接着取下多个模具内环进行分离而得到锻件。

7、通过连接板移动推动模具内环与定模孔脱离，然后分离模具内环而得到锻件，降低了直接推动锻件脱离而使得锻件损伤和变形的概率，提高了锻件的生产效率和质量。

8、同时轴类零件为细长结构，而多个模具内环拼接后再挤压坯料过程中容易发生脱离，而为了降低脱离现象出现的概率，需要将多个模具内环全部插入孔内进行定位，虽然能够实现提高定位效果，但是将模具内环取出时十分麻烦，而且还容易使得模具内环发生变形，因此本结构在锻件加工时通过定模孔与模具内环插接配合进行定位，而拆除时模具内环与定模孔脱离后再从动模上拆除，拆除时能够对从定模孔内脱离的模具内环施力而实现拆除，因此同时实现提高定位效果和拆除时的便利性，进一步提高了锻件的生产效率和质量。

9、可选的，所述锻造模具上设置有与动模连接或脱离的检测组件，所述检测组件在锻造模具锻造完成后启动与动模连接，或者，所述检测组件在动模远离定模移动完成后启动与动模脱离；所述检测组件用于检测且控制锻造模具和动模移动速度，使得所述锻造模具和动模同时远离定模且两者移动速度保持一致。

10、通过采用上述技术方案，锻造模具靠近模具内环而锻造完成后，检测组件启动将锻造模具和动模相互连接，检测组件控制锻造模具和动模同时远离定模且速度一致，使得锻造模具和锻造后的锻件一起移动，因此在锻造完成时锻造模具继续与锻件保持抵触而使得锻件保持原状，动模移动完成后停止，且使得模具内环与定模孔脱离；检测组件启动使得动模和锻造模具脱离，因此锻造模具即能继续移动远离动模和锻件，使得锻造模具从容纳空间内脱离，然后即能取下模具内环重复进行锻造。

11、通过动模和模具内环一起移动，使得模具内环逐步远离定模孔，使得模具内环能够与在外界空气作用下冷却，加快了冷却效率，使得锻件能够更快冷却成型，因此缩短了冷却花费的时间，而且冷却同时使得动模一起移动，使得锻件继续保持原状，而且缩短了动模远离锻件移动花费的时间，降低了锻件造成损伤的概率，同时缩短了锻件冷却花费时间，从而大大提高了锻件效率和质量。

12、可选的，所述检测组件包括：

13、拉力传感器，所述拉力传感器设置在锻造模具上且检测元件竖直向下设置；

14、移动块，所述移动块设置在拉力传感器检测元件上；

15、电磁铁，所述电磁铁设置在动模上且通电后吸附在移动块上进行定位，当所述锻造模具和基座移动速度不一致而使得拉力传感器数值发生变化时，对所述锻造模具和动模移动速度进行调节且使得两者移动速度保持一致；

16、接触传感器，所述接触传感器设置在基座上，当所述连接板抵靠到基座上时与接触传感器接触且控制电磁铁断电。

17、通过采用上述技术方案，锻造模具靠近定模进行锻造，锻造模具带动移动块靠近电磁铁，而电磁铁通电对移动块产生吸力，使得移动块拉动拉力传感器而吸附到电磁铁上，锻造完成后锻造模具停止移动，从而使得拉力传感器维持一定的拉力数值。

18、锻造模具远离定模，同时连接板推动动模远离定模，而拉力传感器拉力值保持在一定范围内，当锻造模具和动模移动速度不一致时，拉力传感器拉力值发生变化，从而调节锻造模具和动模移动速度，使得拉力传感器的拉力值维持在一定范围内，从而使得锻造模具和动模两者移动保持同步，当连接板推动动模移动到位后，连接板抵靠在基座上进行定位，同时连接板抵靠到接触传感器，接触传感器触发信号控制电磁铁断电，使得对移动块的吸力消失，移动块在拉力传感器拉力作用下回移远离电磁铁，从而实现锻造模具和动模两者移动保持同步。

19、可选的，所述锻造模具包括平压组件和锻造组件，所述平压组件用于挤压坯料成型形成锻件外形，所述锻造组件用于锻造连通孔，所述锻造组件包括：

20、连接座，所述连接座用于与驱动源连接；

21、顶杆，所述顶杆设置在连接座上且用于对挤压后的坯料进行锻造得到连通孔；

22、锻造块，所述锻造块设置在顶杆上且在顶杆驱动下滑移安装到容纳空间上进行导向定位并用于阻挡顶杆锻造连通孔时锻件变形。

23、通过采用上述技术方案，平压组件启动进入容纳空间内而对坯料挤压形成锻件外形，平压组件远离容纳空间后，连接座移动带动顶杆进入容纳空间，顶杆启动挤压坯料锻造形成连通孔，同时锻造块滑移安装到模具内侧壁上进行导向定位，且顶杆锻造过程中，锻造块下移也会挤压因为顶杆挤压而变形的锻件，使得锻件能够继续维持平压时的形状，从而进一步提高了对锻件的质量；而顶杆锻造连通孔，从而使得顶杆呈细长的杆状结构，锻造块固定安装在顶杆上从而提高了顶杆的应力，降低了顶杆因为受力而损坏的概率，提高了对锻件的生产效率。

24、可选的，所述顶杆包括相互连接的抵压部和抵接部，所述抵压部用于锻造连通孔且直径小于抵接部，当所述抵压部抵靠到模具内环内底壁处时，所述抵接部抵靠在模具内环顶部上进行定位。

25、通过采用上述技术方案，当抵压部抵靠到模具内环内底壁上时，抵接部抵靠到模具内环上进行定位，以此来实现分力，降低了顶杆顶部收到的撞击力和顶杆顶部磨损的概率，提高了顶杆的寿命，提高了对锻件的生产效率和质量。

26、可选的，所述模具内环内设置有的缩颈部，多个所述缩颈部配合形成用于成型连接面的安装面，所述安装面截面呈圆台状且顶部直径大于底部直径，所述安装面上放置有玻璃垫，所述玻璃垫在坯料挤压过程受热熔化而形成用于润滑的润滑层。

27、通过采用上述技术方案，安装面配合用于锻造锻件的连接面，同时通过安装面无需其他定位结构即能实现玻璃垫的放置，对坯料进行挤压锻造时，玻璃垫在坯料热量和挤压力作用下发生熔化，而且随着坯料的挤压还能使得熔化后液体朝向坯料与模具内环之间的间隙流动，使得在坯料和模具内环之间形成一层极薄的润滑层，从而大大降低了锻件损坏的概率，而且玻璃垫在模具内环拼装时即能放置，使得结构简单稳定，从而提高了锻件的生产效率和质量。

28、可选的，所述动模上开设有与多个模具内环插接配合的动模孔，多个所述模具内环通过定位组件进行拼接定位且对模具内环进行定位，所述定位组件包括：

29、抵接环，所述抵接环设置在模具内环外侧壁上且抵靠在动模背离定模一侧的侧壁上进行定位；

30、定位块，所述定位块设置在模具内环外侧壁上，相邻两个所述模具内环拼接时通过两个定位块插接配合进行连接，多个所述定位块抵靠在动模靠近定模一侧的侧壁上进行定位且用于阻挡两个定位块脱离；所述动模孔上开设有供插接后两个定位块通过的定位槽。

31、通过采用上述技术方案，多个模具内环拼接时相邻两个模具内环上的定位块相互插接，使得多个模具内环相互拼接，然后将拼接后的定位块穿过定位槽，使得抵接环抵靠到动模上进行定位，然后转动模具内环带动定位块与定位槽错位，使得定位块抵靠在动模另一侧的侧壁上进行定位，从而使得模具内环固定安装到动模上，而反向操作即能实现模具内环的拆卸，同时从动模远离定模一侧进行拆除，降低了定模对模具内环拆除时产生不利干扰，提高了拆除时的便利性，提高了锻件的生产效率，而且定位块抵靠在动模上而阻挡来个定位块相互脱离，从而通过简单结构即能实现模具内环的拼接和拆装，提高了锻件的生产效率。

32、可选的，所述动模上嵌设有在弹力作用下抵压在抵接环上的定位环。

33、通过采用上述技术方案，定位环抵压在抵接环上进行定位，从而增大了定位块与动模之间的摩擦力，降低了定位块发送转到的概率，而拆除时拉动模具内环挤压定位环，从而减小了定位块与动模之间的摩擦力，因此即能转动模具内环进行拆除，因此同时提高了模具内环的稳定性和拆除时的便利性，提高了锻件的生产效率和质量。

34、可选的，所述连接板与拉拔杆可拆卸连接且使得拉拔杆从基座上取下。

35、通过采用上述技术方案，连接板与拉拔杆拆除，然后即能将拉拔杆从基座上取下，从而实现连接板和动模的安装和拆卸。

36、第二方面，本技术提供的挤压脱模方法，

37、挤压脱模方法，包括以下步骤：

38、s1、安装模具内环：将多个模具内环拼接后固定安装到动模上；

39、s2、合模：拉拔组件启动带动动模和模具内环靠近定模，使得动模抵靠到定模上进行定位，且模具内环插接安装在定模孔上进行定位；

40、s3、锻造：预热动模和定模，然后将加热后坯料添加到容纳空间内，锻造模具启动进行锻造；

41、s4、脱模：脱模步骤为：

42、步骤一：检测组件在锻造时启动，使得锻造完成时锻造模具与动模连接；

43、步骤二：锻造模具和动模远离定模，同时检测组件对锻造模具与动模的移动速度进行检测且控制并使得两者移动速度保持一致；

44、步骤三：动模移动到位，检测组件启动将锻造模具和动模脱离，锻造模具继续回移至原位；

45、s5、分离模具内环：取下多个模具内环进行分离而得到锻件，重复进行s1-s5。

46、通过采用上述技术方案，将模具内环拼接后固定安装到动模上，拉拔组件启动带动模具内环插接安装到定模孔上，对动模和定模进行预热，然后将预热后的坯料添加到容纳空间内，锻造模具启动进行锻造，同时检测组件启动，使得锻造完成时动模和锻造模具连接，锻造模具、动模和模具内环同时远离定模，检测组件对锻造模具和动模移动速度进行检测，使得锻造模具和动模移动速度一致，当动模移动到位后，检测组件启动使得锻造模具和动模脱离，然后锻造模具继续回移至原位，最后拆下多个模具内环后进行分拆即得到锻件，然后继续重复以上工序进行锻造，从而提高了锻造的生产效率和质量。

47、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

48、通过连接板移动推动模具内环与定模孔脱离，然后分离模具内环而得到锻件，降低了直接推动锻件脱离而使得锻件损伤和变形的概率，提高了锻件的生产效率和质量；在锻件加工时通过定模孔与模具内环插接配合进行定位，而拆除时模具内环与定模孔脱离后再从动模上拆除，因此同时实现提高定位效果和拆除时的便利性，进一步提高了锻件的生产效率和质量。