[发明专利]异形深型腔热锻精密钩舌模具及其加工方法

说明书

技术领域

本发明属于锻造模具，主要用于锻造加工出铁路火车所用钩舌的一种模具。

背景技术

目前钩舌的生产大部分使用铸造模具进行加工，包括消失模，砂模等。许多相关的研究也一直围绕在铸造工艺的优化等方面。如在2011年第八期的《铸造》有一文“车钩钩舌的铸造工艺模拟与优化”【中图分类号：TP391.9 TG24  文献标识码：B 文件编号：1011-4977(2011)08-0765-04】，该文章就指出：“在原工艺基础上对16号车钩钩舌采用ProCAST铸造模拟软件对钩舌充型及凝固过程进行了数值模拟，预测了铸件冲砂、夹渣、缩孔疏松的可能产生部位，在此基础上，对原有的工艺进行了改进和优化。”这篇文章出自“华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室”。可以看出，该研究是针对现有铸造工艺的改进，加工方法没有得到改变，是利用铸造模具来生产钩舌。但是铸造加工出的钩舌的力学性能不够理想，普遍存在铸件冲砂、夹渣、缩孔疏松、抗拉性能低，延伸强度低，使用寿命不高等缺陷。

目前也有部分研究者开始了对锻造钩舌成形工艺及数值模拟优化的研究，并得出通过锻造替代铸造生产锻造钩舌的研究结果，但在钩舌锻造模具方面的研究并不深入，更多的是研究锻造钩舌该产品的性能。如2012年6月出版的《锻造技术》第37卷第3期有一文“铁路货车锻造钩舌成形工艺及数值模拟优化”，该文章主要介绍的是锻造钩舌的加工工艺和对锻造钩舌锻造过程受力和变形情况的分析，并得出根据产品的尺寸和形状特点制定自由锻制坯、两次模锻和两次切边的锻造工艺。该文章指出以刚塑性有限元法为基础，利用Deform-3D软件对锻造钩舌制坯和模锻过程进行三维有限元模拟，揭示了锻造钩舌在模锻变形过程中金属的流动规律，分析了在两次模锻成形过程中产品的变形受力情况和变形过程中产品的缺陷情况，为优化锻造工艺提供了有力的依据，并通过改进锻造工艺极大的提高了钩舌的合格率。但是该文章并没有介绍锻造钩舌所使用的锻造模具的设计与生产和模具的内部型腔深度及其构成，分模面的选取，材料选择等一系列相关的研究。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种异形深型腔热锻精密钩舌模具及其加工方法，它替代原来的铸造模具和铸造工艺，克服了现有钩舌铸件的质量缺陷，从而提高生产效率和加工出的钩舌的整体性能。

本发明异形深型腔热锻精密钩舌模具，它包括上模、下模，上模的模板和下模的模板均为长方体，两者活动连接，上下模的型腔形状大小相同，型腔的形状与钩舌的形状相同，型腔位于模板的正中部分。其中，型腔是由若干段圆弧和直线闭合而成，构成钩舌的外形。

本发明模具的加工方法，具体步骤是：（1）锻打：热锻模具钢5CrNiMo；（2）龙门铣：铣上下模板，上下面留量3mm；（3）钻：钻床钻吊装孔；（4）数控铣：对需要加工面进行编程后上加工中心进行粗铣，包括型腔、键、定位孔、排料槽、倒角等，尺寸留量0.5-1mm；通过Pro-e软件对模具内部钩舌型腔进行三维设计，同时确定具体的拔模高度和分模面；（5）热处理：先高温回火为600度左右，时间为6-8小时，再进行820度左右的淬火，时间为8-10小时，之后三次回火：两次高温回火，温度在420度左右，共16小时，一次低温回火，温度在200度左右，时间为7个小时，使上下模板的硬度达到HRC39-44；两次回火之间有10-20小时的空冷时间；（6）精铣：对需要加工面进行编程后上加工中心进行精铣至尺寸；（7）修磨去毛刺和尖角；（8）装配、合模、调试、包装验收。

通过本发明加工方法得到的异形深型腔热锻精密钩舌模具，它替代原来的铸造模具和铸造工艺，克服了现有钩舌铸件的质量缺陷，从而提高生产效率和加工出的钩舌的整体性能。

附图说明

图1是钩舌的零件图；

图2是本发明模具上下模的合模图；

图3是下模体的示意图。

具体实施方式

本发明异形深型腔热锻精密钩舌模具，它包括上模、下模，上模的模板1和下模的模板2均为长方体，两者活动连接，上下模的型腔6形状大小相同，型腔的形状与钩舌的形状相同，型腔位于模板的正中部分。其中，型腔6是由若干段圆弧和直线闭合而成，构成钩舌的外形。