[发明专利]超声辅助精锻方法与装置

摘要

本发明公开了超声辅助精锻方法与装置，涉及锻造领域，包括上凹模、下凹模、上冲头、下冲头、上超声振动机构和下超声振动机构；将超声振动装置穿过冲垫套、模板中间的通槽与冲头固定连接，变幅杆将放大后的超声振动传递给冲头，冲头再将振动传递给坯料，通过改变超声振动的频率、振幅、振动模式和冲头的形状、尺寸来适用于不同产品的精锻，该方法和装置大幅提高了金属的塑性变形能力，提高金属填充性，减小了坯料与模具之间的摩擦力，细化晶粒组织，降低成形表面的粗糙度，提高了锻件的脱模能力，适用性广，提高了材料利用率和产品合格率。

主权项

1.超声辅助精锻方法，其特征在于，在常规的精锻模具上设置超声振动机构，使上超声振动机构穿过上冲垫套(4)、上模板(5)中间的通槽与上冲头(12)固定连接，上超声换能器(9)将电信号转换成机械振动并传递给上超声变幅杆(8)，上超声变幅杆(8)将放大后的超声振动传递给上冲头(12)，上冲头(12)再将振动传递给坯料，使产生谐振的上冲头(12)将超声振动传递给坯料，下超声振动机构与上超声振动机构相同，同样的，使下超声振动机构穿过下冲垫套(15)、下模板(16)中间的通槽与下冲头(23)固定连接，下超声换能器(21)将电信号转换成机械振动并传递给下超声变幅杆(19)，下超声变幅杆(19)将放大后的超声振动传递给下冲头(23)，下冲头(23)再将振动传递给坯料，使产生谐振的下冲头(23)将超声振动传递给坯料；通过调节超声振动的振幅、频率和振动模式，适用于不同条件下的精锻成形；在下冲头(23)顶出制件时开启超声振动，以减小锻件和模具之间的结合力，提高脱模能力，包括如下步骤：步骤S1：首先根据锻件的材料、形状复杂程度、尺寸大小和成形温度等选择超声振动频率，调节超声振动功率即调节超声振动振幅，通过更换换能器或变幅杆来产生合适的超声振动模式，仿真计算并设计冲头的长度为波长，冲头的固有频率为超声振动频率；步骤S2：将上超声振动机构、下超声振动机构分别与上冲头(12)、下冲头(23)固定连接，并将其安装到精锻模具上，使上冲头(12)、下冲头(23)穿过上凹模(2)、下凹模(25)上开设的通槽，将前期处理过的毛坯放入模具中，压力机工作，上超声振动机构下行，开始合模；步骤S3：上凹模(2)、下凹模(25)闭合后，合模缸锁紧，同时开启与上冲头(12)、下冲头(23)相连的上超声振动机构、下超声振动机构，上冲头(12)进一步下压，下冲头(23)进一步上压，成形制件，保压；步骤S4：关闭上冲头(12)、下冲头(23)上的超声振动，上凹模(2)部分上行，开模后开启下冲头(23)一侧的超声振动机构，通过下冲头(23)上行将锻件顶出。