热锻复合模具制造方法和热锻复合模具

摘要

本发明提供了一种热锻复合模具制造方法和热锻复合模具，属于机械技术领域。它解决了复合模具易破裂，承载能力低，结构比较复杂，制造成本高，开发周期长等技术问题。本热锻复合模具制造方法包括选料及制备模体、模体处理和加工模腔及组装，热锻复合模具包括包括内模体和外模体，内模体呈块状，在内模体上开有凹陷的模腔，外模体上开有凹陷的内模安装座，内模体的外形与内模安装座的形状相匹配，且当内模体装入内模安装座时模腔朝向内模安装座的外侧。本发明制造方法工序简单，开发周期短，开发成本低，模具具有外柔内刚的特性，承载能力强，使用寿命长，且结构简单，节省大量锻件材料，锻件质量高。

说明书

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其是涉及一种热锻复合模具制造方法和热锻复合模具。

背景技术

热锻模是用于将热态金属模锻成形的模具。模锻时，坯料金属通过变形才能制成锻件，这就需要模具对坯料金属施加极大的力作用才能达到预定的效果。由于坯料金属在受力作用而变形的同时会给予模具反作用力，通常会导致模具也有一定量的形变。由于连续不断的作业，会导致模具发生形变，产品的质量也难以得到保证。此外，现有的模具通常是整块化的，模具的开发是根据需要进行设计和制作的，模具没有标准化，每次制作模具都需要经过下料—粗加工—热处理—精加工等繁琐、复杂的加工工序，模具的开发周期长，成本高。由于模具结构上存在的缺陷，通过模具加工所得锻件的加工余量大，需要耗费加多的锻件材料，且锻件的尺寸精度和表面质量也不高。

为了克服上述缺陷，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种热锻复合模具[申请号：CN200520008072.7]，它包括外模和内模，其中，外模由平面外模和曲面外模组成，外模为硬模，内模为软模，内模贴在外模的平面外模和曲面外模的内壁上，在内模与外模之间设有绳，绳的一端与内模固定在一起，绳的另一端与外模固定在一起，在外模的外壁设有支架。

上述方案在一定程度上提高了模具的结构强度，延长了使用寿命。但是，由于其外模为硬模，内模为软模，在工作时，一旦冲击力较大，在内模发生较大形变时容易导致外模破裂，其承载能力低仍然不高。此外，这种模具的结构比较复杂，制造成本高，模具的开发周期长。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种易于实施，模具开发周期短，开发成本低廉，且模具承载能力强，使用寿命长的热锻复合模具制造方法。

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种结构简单，加工所得锻件的加工余量小，能够节省大量锻件材料，锻件质量高的热锻复合模具。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本热锻复合模具的制造方法，其特征在于，该制造方法包括如下步骤：

A、选料及制备模体：分别选取用于制作内模、外模的内模材料和外模材料，然后用选定的内模材料和外模材料分别制作内模体和外模体，且内模体呈块状，外模体上开有凹陷的内模安装座；

B、模体处理：分别对内模体和外模体进行热处理和表面处理，并使内模体的外形与内模安装座的形状相匹配；

C、加工模腔及组装：根据预先设计好的模腔形状，在内模体上加工出凹陷的模腔，对模腔内壁进行表面处理，然后将内模体装入外模体的内模安装座，并使内模体的模腔朝向内模安装座的外侧，即制得热锻复合模具。

本发明中的模体预先批量制作，形成标准化的内模体和外模体，内模体能够方便地装入外模体中。当需要开发模具时，只需在内模体上加工出需要的模腔即可。通过这种将模体产品化的方式，能够使模具的制作工序简单，有效地缩短模具的开发周期，降低模具开发成本。这里的模腔形状可以根据需要设计。

在上述的热锻复合模具的制造方法中，在上述的步骤A中，所述选定的内模材料的硬度大于外模材料的硬度。

由于内模体的材质硬度高，外模体的材质韧性好，整个模具具有外柔内刚的特性，充分利用了两种材料的机械性能。在内模体发生形变时，外模体能够及时吸收形变，并对整个内模体起到保护作用，使模具的承载能力更高、使用寿命长。

在上述的热锻复合模具的制造方法中，所述的内模体的材料为F28、HT模具钢中的任意一种；所述的外模体的材料为V2模具钢。F28模具钢适用于400吨以下的热锻模；HT适用于中小型高速热挤锻模、精锻模。

在上述的热锻复合模具的制造方法中，在上述的步骤A中，在外模体的底部加工出与内模安装座相贯通的排气孔；在上述的步骤B中，内模体的外壁与外模体中内模安装座的内壁密封配合。

内模体和外模体是密封配合的，由于设置了排气孔，当内模体与外模体配合时，能够方便地将空气排出，易于两者之间的装配。

在上述的热锻复合模具的制造方法中，在上述的步骤A中，所述的内模体加工成圆柱体、椭圆形柱体或多边形柱体中的任意一种。圆柱体的内模体易于加工，而椭圆形柱体或多边形柱体能够有效防止在工作过程中发生转动。此外，这种结构能够加工长形的锻件，扩大模具的使用范围。

通过上述热锻复合模具的制造方法制得的热锻复合模具，包括内模体和外模体，其特征在于，所述的内模体呈块状，在内模体上开有凹陷的模腔，所述的外模体上开有凹陷的内模安装座，上述的内模体的外形与内模安装座的形状相匹配，且当内模体装入内模安装座时模腔朝向内模安装座的外侧。

在上述的热锻复合模具中，所述的内模体的硬度大于外模体的硬度。

在上述的热锻复合模具中，所述的内模体的材料为F28、HT模具钢中的任意一种；所述的外模体的材料为V2模具钢。

在上述的热锻复合模具中，所述的外模体的底部开有与内模安装座相贯通的排气孔；所述的内模体的外壁与外模体中内模安装座的内壁密封配合。

在上述的热锻复合模具中，所述的内模体为一体式结构，所述的外模体为一体式结构；所述的内模体为圆柱体、椭圆形柱体或多边形柱体中的任意一种。

与现有的技术相比，本热锻复合模具制造方法的优点在于：模体预先批量制作，形成标准化的内模体和外模体，当需要开发模具时，只需在内模体上加工出需要的模腔即可，整个模具的制作工序简单，有效地缩短模具的开发周期，降低模具开发成本。本热锻复合模具的优点在于：由于内模体的材质硬度高，外模体的材质韧性好，整个模具具有外柔内刚的特性，充分利用了两种材料的机械性能，模具承载能力强，使用寿命长，且结构简单，能够节省大量锻件材料，锻件质量高。

附图说明

图1是本发明提供的实施例1的结构示意图。

图2是本发明提供的实施例1的俯视结构示意图。

图3是本发明提供的实施例1的半剖图。

图4是本发明提供的实施例2的结构示意图。

图5是本发明提供的实施例2的俯视结构示意图。

图6是本发明提供的实施例2的半剖图。

图中，内模体1、模腔11、外模体2、内模安装座21、排气孔22。

具体实施方式

实施例1：

如图1、图2和图3所示，本热锻复合模具包括内模体1和外模体2。内模体1呈块状，且内模体1为一体式的圆柱体。在内模体1上开有凹陷的模腔11。这里的模腔11形状可以根据需要设计。外模体2为一体式结构，在外模体2上开有凹陷的内模安装座21，上述的内模体1的外形与内模安装座21的形状相匹配，且当内模体1装入内模安装座21时模腔11朝向内模安装座21的外侧。

外模体2的底部开有与内模安装座21相贯通的排气孔22。内模体1的外壁与外模体2中内模安装座21的内壁密封配合。通过这种结构能够方便地将内模安装座21中的空气排出。

本实施例中，内模体1的硬度大于外模体2的硬度。其中，内模体1的材料为F28、HT模具钢中的任意一种，外模体2的材料为V2模具钢。上述的F28、HT、V2模具钢均为制作模具的钢材的型号，其中V2、F28、HT模具钢成分分别如表1、表2、表3所示：

表1：V2钢的化学成份(重量百分含量)

表2：F28钢的化学成份(重量百分含量)

表3：HT钢的化学成份(重量百分含量)

热锻复合模具的制造方法包括如下步骤：

A、选料及制备模体：分别选取用于制作内模、外模的内模材料和外模材料，然后用选定的内模材料和外模材料分别制作内模体1和外模体2，且内模体1呈块状，外模体2上开有凹陷的内模安装座21。选定的内模材料的硬度大于外模材料的硬度。这里的内模体1的材料为F28、HT模具钢中的任意一种；外模体2的材料为V2模具钢。其中，内模体1加工成圆柱体。在外模体2的底部加工出与内模安装座21相贯通的排气孔22。

B、模体处理：分别对内模体1和外模体2进行热处理和表面处理，并使内模体1的外形与内模安装座21的形状相匹配。通过表面处理使内模体1的外壁与外模体2中内模安装座21的内壁密封配合。

C、加工模腔及组装：根据预先设计好的模腔形状，在内模体1上加工出凹陷的模腔11，对模腔11内壁进行表面处理，然后将内模体1装入外模体的内模安装座21，并使内模体1的模腔11朝向内模安装座21的外侧，即制得热锻复合模具。

由于，本发明的模体预先批量制作，形成标准化的内模体1和外模体2，当需要开发模具时，只需在内模体1上加工出需要的模腔11即可，整个模具的制作工序简单，有效地缩短模具的开发周期，降低模具开发成本20～30％，提高制造效率。由于，本热锻复合模具具有外柔内刚的特性，能够有效延长其使用寿命。由于内模体1加工非常方便，能够有效提高锻件的尺寸精度和表面质量，并且跟现有的模具相比，能够使锻件的加工余量大量减少，节约锻件材料，降低生产成本。

实施例2：

如图4、图5和图6所示，本实施例中，内模体1的形状为椭圆形柱体，内模体1的外形与内模安装座21的形状相匹配。其余均与实施例1相同，本文不做赘述。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了内模体1、模腔11、外模体2、内模安装座21、排气孔22等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。