1.本實(shí)用新型涉及模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體為一種用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具。

背景技術(shù)：

2.旋轉(zhuǎn)旋鍛(旋鍛)是一種用于管件、棒料等零件精密成型的工藝方法，鍛錘沿周向均布于待加工零件的周?chē)?，鍛錘在繞零件轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿徑向做高頻、小行程的鍛打運(yùn)動(dòng)，使待加工零件由小變形而累積到較大變形。

3.旋鍛法是生產(chǎn)鎢絲坯料和細(xì)棒的常用塑性加工方法，不同尺寸的棒材于氫氣氣氛中加熱到1400～1600℃，在不同型號(hào)的旋鍛機(jī)上進(jìn)行旋鍛。開(kāi)始道次變形量不宜過(guò)大,隨后可適當(dāng)增加變形量，旋鍛變形過(guò)程中工件和模具間用石墨潤(rùn)滑。加工后的鎢棒密度可達(dá)18.8～19.2g/mm3，但是在鍛打時(shí)金屬流動(dòng)性差，容易在模具縫接觸位置出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大等不利于整體性能的缺陷，產(chǎn)品性能以及生產(chǎn)效率會(huì)受到嚴(yán)重影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，通過(guò)對(duì)旋鍛模具結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，能使旋鍛所產(chǎn)生的缺陷均勻分散，而不是集中分布在同一條直線(xiàn)上。

5.本實(shí)用新型技術(shù)方案如下。

6.一種用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，所述模具設(shè)有旋鍛面，相鄰模具的合模面為曲面，合模線(xiàn)呈s形曲線(xiàn)，與旋鍛件接觸為螺旋曲面，曲面最大轉(zhuǎn)角為90

°

，上下表面與旋鍛件的接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)。

7.進(jìn)一步地，包括第一模具塊、第二模具塊、第一模具塊上表面、第二模具塊上表面、第一模具塊下表面、第二模具塊下表面、合模面、合模線(xiàn)和旋鍛面；所述第一模具塊上包括有第一模具塊上表面和第一模具塊下表面；所述第二模具塊上包括有第二模具塊上表面和第二模具塊下表面，連接上下表面的旋鍛面構(gòu)成模腔；所述第一模具塊與第二模具塊合模面為曲面，合模線(xiàn)呈s形曲線(xiàn)，與旋鍛件接觸為旋鍛面，曲面最大轉(zhuǎn)角為90

°

，上下表面與旋鍛件的接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)。

8.進(jìn)一步地，旋鍛腔上直徑為16mm。

9.進(jìn)一步地，旋鍛腔下直徑為12mm。

10.進(jìn)一步地，模具塊與旋鍛件接觸曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)正半段，旋鍛面為螺旋曲面。

11.進(jìn)一步地，模具塊與旋鍛件接觸曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)負(fù)半段，旋鍛面為螺旋曲面。

12.進(jìn)一步地，各模具塊螺旋旋鍛面的表面采用拋光處理，拋光后的粗糙度為rz0.2～0.4。有利于減少旋鍛模具與旋鍛件之間的摩擦力，降低材料流動(dòng)難度，降低設(shè)備的震動(dòng)值，使材料缺陷去集中化。

13.進(jìn)一步地，所述旋鍛面的表面粗糙度為rz0.3。

14.本實(shí)用新型的有益效果：

15.1，通過(guò)改變旋鍛模具旋鍛面的結(jié)構(gòu)，以曲面為合模面，以s型曲線(xiàn)為合模線(xiàn)，使旋鍛件沿合模線(xiàn)分布的缺陷分散化，而非集中在表面的同一軸向上，提升其軸向的整體性能。

16.2，通過(guò)改變旋鍛模具上表面的結(jié)構(gòu)，以曲線(xiàn)形式與旋鍛件接觸，旋鍛件先與兩個(gè)模具塊相接觸，隨后與模具塊接觸，最終完全進(jìn)入旋鍛腔，使旋鍛件沿徑向的表面缺陷以曲線(xiàn)形式分布，減少棒狀旋鍛件在同一水平截面上的缺陷，提升旋鍛件的徑向性能。

17.3，通過(guò)改變旋鍛模具下表面的結(jié)構(gòu)，以曲線(xiàn)形式與旋鍛件接觸，旋鍛件先與兩個(gè)模具塊分離，隨后與模具塊分離，最終完全離開(kāi)旋鍛腔，使最終旋鍛件沿徑向的表面缺陷以曲線(xiàn)形式分布，減少棒狀旋鍛件在同一水平截面上的缺陷，提升旋鍛件的徑向性能。

18.4，適用范圍廣，不僅適用于成型實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具設(shè)計(jì)，也可以用于不同直徑的實(shí)心金屬棒料類(lèi)產(chǎn)品的旋鍛模具的設(shè)計(jì)。

附圖說(shuō)明

19.圖1為合模狀態(tài)的模具主體三維圖：

20.圖2為模具塊(1)的三維圖：

21.圖3為模具塊(2)的三維圖：

22.附圖中：第一模具塊1、第二模具塊2、第一模具塊上表面1.1，第二模具塊上表面2.1、第一模具塊下表面1.2、第二模具塊下表面2.2、合模面3、合模線(xiàn)4、旋鍛面5。

具體實(shí)施方式

23.下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

24.在本實(shí)施例中術(shù)語(yǔ)“上”“下”“左”“右”“前”“后”“上端”“下端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造或操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

25.如圖1～3所示，所述模具設(shè)有旋鍛面5，相鄰模具的合模面為曲面，合模線(xiàn)呈s形曲線(xiàn)，與旋鍛件接觸為螺旋曲面，曲面最大轉(zhuǎn)角為90

°

，上下表面與旋鍛件的接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)。包括第一模具塊1、第二模具塊2、第一模具塊上表面1.1、第二模具塊上表面2.1、第一模具塊下表面1.2、第二模具塊下表面2.2、合模面3、合模線(xiàn)4和旋鍛面5；所述第一模具塊1上包括有第一模具塊上表面1.1和第一模具塊下表面1.2；所述第二模具塊2上包括有第二模具塊上表面2.1和第二模具塊下表面2.2，連接上下表面的旋鍛面5構(gòu)成模腔；所述第一模具塊1與第二模具塊2合模面3為曲面，合模線(xiàn)4呈s形曲線(xiàn)，與旋鍛件接觸為旋鍛面5，曲面最大轉(zhuǎn)角為90

°

，上下表面與旋鍛件的接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)。旋鍛腔上直徑為16mm，旋鍛腔下直徑為12mm。第一模具塊1與旋鍛件接觸曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)正半段，旋鍛面為螺旋曲面。第二模具塊2與旋鍛件接觸曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)負(fù)半段，旋鍛面為螺旋曲面。各模具塊螺旋旋鍛面的表面采用拋光處理，拋光后的粗糙度為rz0.2～0.4。所述旋鍛面的表面粗糙度為rz0.3。

26.采用以上結(jié)構(gòu)，旋鍛件進(jìn)入模具腔時(shí)，首先與第一模具塊上表面1.1接觸，再與第二模具塊上表面2.1接觸。旋鍛件在離開(kāi)模具腔時(shí)，先與第二模具塊2下表面分離，再與第一模具塊1下表面分離，使最終旋鍛件沿徑向的表面缺陷以曲線(xiàn)形式分布，減少棒狀旋鍛件在

同一水平截面上的缺陷，提升旋鍛件的徑向性能。

27.采用以上結(jié)構(gòu)，旋鍛件與合模線(xiàn)接觸處所產(chǎn)生的缺陷將沿旋鍛件表面以螺旋形軸向分布，減少棒狀旋鍛件側(cè)表面的缺陷集中情況，提高旋鍛件的軸向表面性能。

28.在本實(shí)例中，旋鍛模具的旋鍛面要求表面光滑，四個(gè)模具塊合模時(shí)要求同軸度高，若旋鍛模具在制造過(guò)程中檢測(cè)到表面不光滑，應(yīng)采用橡膠砂輪拋光的方式進(jìn)行修復(fù)，能夠提升材料的流動(dòng)性，提高旋鍛后零件尺寸精度和表面粗糙度。

29.本實(shí)用新型在旋鍛加工時(shí)，將四個(gè)旋鍛模具沿周向均布固定安裝在旋鍛機(jī)的凹槽內(nèi)，產(chǎn)品的最終結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)為φ12mm。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸選取原材料坯管外徑為φ16～18mm，在旋鍛模具進(jìn)給的過(guò)程中，當(dāng)旋鍛模具旋鍛面構(gòu)成的旋鍛圓弧值縮小至φ16mm時(shí)，旋鍛模具旋鍛面開(kāi)始與棒料接觸，在圓弧面的作用下實(shí)施鍛打，直至縮小至φ12mm。

30.旋鍛模具采用以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以完成高密度鎢合金棒料的旋鍛工藝加工，降低設(shè)備振動(dòng)值，外圓旋鍛精度提升，解決了鎢合金棒料表面缺陷集中等問(wèn)題，不僅適用于高密度鎢合金棒料的旋鍛模具的設(shè)計(jì)，也可用于不同直徑的實(shí)心金屬棒料類(lèi)產(chǎn)品的旋鍛模具的設(shè)計(jì)。

31.最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。技術(shù)特征：

1.一種用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，所述模具設(shè)有旋鍛面(5)，其特征在于：相鄰模具的合模面為曲面，合模線(xiàn)呈s形曲線(xiàn)，與旋鍛件接觸為螺旋曲面，曲面最大轉(zhuǎn)角為90

°

，上下表面與旋鍛件的接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，其特征在于，包括第一模具塊(1)、第二模具塊(2)、第一模具塊上表面(1.1)、第二模具塊上表面(2.1)、第一模具塊下表面(1.2)、第二模具塊下表面(2.2)、合模面(3)、合模線(xiàn)(4)和旋鍛面(5)；所述第一模具塊(1)上包括有第一模具塊上表面(1.1)和第一模具塊下表面(1.2)；所述第二模具塊(2)上包括有第二模具塊上表面(2.1)和第二模具塊下表面(2.2)，連接上下表面的旋鍛面(5)構(gòu)成模腔；所述第一模具塊(1)與第二模具塊(2)合模面(3)為曲面，合模線(xiàn)(4)呈s形曲線(xiàn)，與旋鍛件接觸為旋鍛面(5)，曲面最大轉(zhuǎn)角為90

°

，上下表面與旋鍛件的接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，其特征在于，旋鍛腔上直徑為16mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，其特征在于，旋鍛腔下直徑為12mm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，特征在于，第一模具塊(1)與旋鍛件接觸曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)正半段。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，特征在于，第一模具塊(1)與旋鍛件接觸旋鍛面為螺旋曲面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，特征在于，第二模具塊(2)與旋鍛件接觸曲線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)負(fù)半段。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，特征在于，第二模具塊(2)與旋鍛件接觸旋鍛面為螺旋曲面。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，其特征在于：各模具塊螺旋旋鍛面的表面采用拋光處理，拋光后的粗糙度為rz0.2～0.4。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具，其特征在于：所述旋鍛面的表面粗糙度為rz0.3。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型提供了一種用于實(shí)心高密度鎢合金棒料的旋鍛模具。該模具主體包含兩種模具塊，每種各兩個(gè)，合模時(shí)以軸線(xiàn)中心對(duì)稱(chēng)相間分布，模具之間以弧面形式接觸，上下表面設(shè)計(jì)為非平面，兩相鄰模具與旋鍛件接觸線(xiàn)為正弦曲線(xiàn)，模具主體的工作區(qū)域開(kāi)設(shè)圓錐狀旋鍛腔。本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)模具結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵參數(shù)的優(yōu)化，能顯著改善旋鍛缺陷在旋鍛件表面直線(xiàn)分布，達(dá)到均勻化的目的。該模具不僅適用于實(shí)心高密度鎢合金棒料，也適用于直徑12-18mm實(shí)心類(lèi)旋鍛產(chǎn)品旋鍛模具的設(shè)計(jì)。品旋鍛模具的設(shè)計(jì)。品旋鍛模具的設(shè)計(jì)。

技術(shù)研發(fā)人員：李小強(qiáng) 余梓楓 潘存良 范佳峰 徐港來(lái) 江晨陽(yáng) 屈盛官

受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.09.13

技術(shù)公布日：2022/3/16