本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鍛造用凹面砧及鍛造裝置。

背景技術(shù)：

從世界工業(yè)的發(fā)展情況看，電力、冶金、化工等行業(yè)對(duì)大型鍛件的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，大型鍛件的重量不斷增加，其性能和質(zhì)量的要求不斷提高。鍛壓行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的地位，是裝備制造業(yè)，特別是機(jī)械設(shè)備、汽車(chē)、船舶以及軍工、航空航天工業(yè)中不可或缺的重要基礎(chǔ)。

大型鍛件通常用于制造機(jī)械設(shè)備中的重要零件，其負(fù)荷繁重，工況復(fù)雜，為確保運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，必須對(duì)其內(nèi)在質(zhì)量的要求。另一方面由于鋼錠重量尺寸的增大，鍛件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)又在始終提高。

平砧就是常用的一種鍛造工具，在中小型鍛錘和壓機(jī)上運(yùn)用較多。用傳統(tǒng)的鐓粗、拔長(zhǎng)變形工藝來(lái)打碎鋼錠內(nèi)部的鑄造組織、修復(fù)內(nèi)部的冶金缺陷已不能滿足鍛件的品德懇求。拔長(zhǎng)、鐓粗是大型鍛件鍛造中應(yīng)用最廣泛的兩個(gè)工步，拔長(zhǎng)與鐓粗比較，因?yàn)榕髁献冃尾糠值捏w積小，變形量大，應(yīng)力高?，F(xiàn)有的凹面砧制造出的鍛件大面積的凹陷問(wèn)題，后序處理費(fèi)用高昂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鍛造用凹面砧及鍛造裝置，其旨在改善現(xiàn)有的平砧制造出的鍛件大面積的凹陷；后序處理費(fèi)用高昂、甚至鍛件無(wú)法使用帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失的問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種鍛造用凹面砧，其具有凹面且定義有與凹面相對(duì)的基準(zhǔn)平面，凹面與基準(zhǔn)平面之間的距離從凹面的中心向兩端逐漸同步減少。且凹面與基準(zhǔn)平面之間的最大距離與最小距離的差值為3.5mm-6.5mm。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述凹面與基準(zhǔn)平面之間的最大距離與最小距離的差值為4.5mm-5mm。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述鍛造用凹面砧還包括與基準(zhǔn)平面平行的底面。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述鍛造用凹面砧還包括從底面凸出設(shè)置的凸出部，凸出部從底面的中心向兩端逐漸同步延伸。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述凹面延伸至鍛造用凹面砧相對(duì)的兩側(cè)邊緣。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述凹面相對(duì)兩端的距離為1800mm-2000mm。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述凹面為平滑的曲面。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述凹面具有平面區(qū)域，平面區(qū)域與基準(zhǔn)平面之間的距離恒定。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，上述鍛造用凹面砧的材質(zhì)為5CrNiMo或5CrMnMo。

一種鍛造裝置，其包括上述鍛造用凹面砧。

本發(fā)明實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧及鍛造裝置的有益效果是：通過(guò)對(duì)鍛造用凹面砧結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，消除鍛件在鍛造過(guò)程中的彈性形變、體積力的影響。凹面位置及形狀的設(shè)計(jì)降低鍛造用凹面砧在各個(gè)方向材質(zhì)和厚度上的不均勻性，從而減小由鍛造用凹面砧對(duì)鍛件的影響，解決鍛件的缺陷，提高鍛件的冶金質(zhì)量。利用鍛造用凹面砧進(jìn)行鍛件的鍛造，可簡(jiǎn)化鍛件的鍛造工藝以及后續(xù)處理流程，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的鍛造用凹面砧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的鍛造用凹面砧的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的鍛造用凹面砧的第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三提供的鍛造用凹面砧的第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-鍛造用凹面砧；200-鍛造用凹面砧；300-鍛造用凹面砧；101-第一方向；102-第二方向；103-第三方向；104-邊線；110-基準(zhǔn)平面；111-凹面；120-底面；201-第一平面；202-第二平面；301-平面區(qū)域；310-凸出部。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，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，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的鍛造用凹面砧100的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例提供了用于鍛造大鍛件的鍛造用凹面砧100，鍛造用凹面砧100具有凹面111、底面120且定義有基準(zhǔn)平面110，基準(zhǔn)平面110與凹面111相對(duì)設(shè)置。

本實(shí)施例中，鍛造用凹面砧100整體大致呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)。鍛造用凹面砧100沿第一方向101延伸，且在第一方向101上具有長(zhǎng)度a，鍛造用凹面砧100沿第二方向102具有形成于凹面111和底面120之間的厚度，沿第三方向103上具有寬度。

凹面111是在第二方向102上凹陷的表面，其與基準(zhǔn)平面110之間的距離從凹面111的中心向第一方向101的兩端逐漸同步減少。上述的同步減少具體體現(xiàn)在，凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的距離在鍛造用凹面砧100沿第一方向101的中點(diǎn)處(長(zhǎng)度a的中點(diǎn))最大。進(jìn)一步地，在第一方向101上，凹面111在鍛造用凹面砧100沿第一方向101的中點(diǎn)的兩側(cè)具有相同距離的位置處，凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的距離相同。

換言之，在第一方向101上，凹面111以通過(guò)長(zhǎng)度a的中心且沿第二方向102延伸的面為對(duì)稱(chēng)面對(duì)稱(chēng)布置，使得鍛件在鍛造過(guò)程中與鍛造用凹面砧100接觸的部位不會(huì)出現(xiàn)凹陷或突出。

凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的最大距離與最小距離的差值為3.5mm-6.5mm。即在第二方向102上，相對(duì)于基準(zhǔn)平面110，凹面111具有的最大深度為3.5mm-6.5mm。在本發(fā)明的其他較佳的實(shí)施例中，相對(duì)于基準(zhǔn)平面110，凹面111具有的最大深度為4.5mm-5mm。優(yōu)選地，本實(shí)施例中，最大深度b為5mm。深度b的設(shè)定以克服原材料的彈性形變、體積力的影響為限，以消除鍛造用凹面砧100在各個(gè)方向的不均質(zhì)和厚度上的不均勻等影響因素。

本實(shí)施例中，凹面111為一個(gè)光滑的曲面，且凹面111沿第一方向101相對(duì)的兩側(cè)的邊線104處于基準(zhǔn)平面110上，凹面111沿第三方向103且位于同一直線的點(diǎn)與基準(zhǔn)平面110之間的距離相同。凹面111沿第一方向101延伸至鍛造用凹面砧100相對(duì)的兩側(cè)邊緣，即鍛造用凹面砧100在第一方向101的相對(duì)兩側(cè)的邊線104與基準(zhǔn)平面110之間的距離為零。

在本發(fā)明其他實(shí)施例中，根據(jù)所需要鍛造的鍛件的尺寸，鍛造用凹面砧100相對(duì)第一方向101的兩側(cè)的邊線104也可以不與基準(zhǔn)平面110共面，即鍛造用凹面砧100在第一方向101的相對(duì)兩側(cè)的邊線104與基準(zhǔn)平面110之間的距離相等但不為零。

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1，在本實(shí)施例中，鍛造用凹面砧100的底面120為一平面，且底面120與基準(zhǔn)平面110平行。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，底面120也可以為曲面，或者在底面120上設(shè)置增大摩擦的凸起或者凹槽。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中，鍛造用凹面砧100在第一方向101的長(zhǎng)度與在第三方向103上的寬度不相互限制，且鍛造用凹面砧100在第二方向102上的厚度也不受第一方向101的長(zhǎng)度的限制。

凹面111相對(duì)兩端的長(zhǎng)度a(兩側(cè)的邊線104之間的距離)例如可以為1180mm-1230mm，進(jìn)一步地，在本發(fā)明其他實(shí)施例中，長(zhǎng)度a可以為1850mm-1950mm。鍛造用凹面砧100的長(zhǎng)度a為1800mm-2000mm時(shí)，凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的最大距離與最小距離的差值b為3.5mm-6.5mm。鍛造用凹面砧100在第一方向101上的長(zhǎng)度a與凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的最大距離與最小距離的差值b的比值范圍優(yōu)選為1800：6.5-2000：3.5，以消除鍛件在鍛造過(guò)程平砧工作面受熱膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力。

在本實(shí)施例中，鍛造用凹面砧100的材質(zhì)為5CrNiMo鋼。5CrNiMo鋼具有良好的韌性、強(qiáng)度和高耐磨性，屬熱作模具鋼。它在室溫和500℃～600℃時(shí)的力學(xué)性能幾乎相同。在加熱到500℃時(shí)，仍能保持住HB300左右的硬度。由于鋼中含有鉬，因而對(duì)回火脆性并不敏感。從600℃緩慢冷卻下來(lái)以后，沖擊韌性?xún)H稍有降低。

鍛造用凹面砧100的主要優(yōu)點(diǎn)是：鍛造用凹面砧100具有凹面111。凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的距離從中心向兩端逐漸同步減少的設(shè)置，以消除在鍛造過(guò)程中材料的彈性形變、體積力的影響，避免了鍛造用凹面砧100在熱場(chǎng)作用下應(yīng)力的改變對(duì)最終鍛造出的鍛件具有凹陷的缺陷，從而降低了生產(chǎn)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)損失。利用具有本實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧100的鍛造裝置鍛造出的鍛件同板厚度的偏差小于3mm，且鍛件的工作面平整光滑。

實(shí)施例二

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的鍛造用凹面砧200的的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧200與實(shí)施例一提供的鍛造用凹面砧100的主要區(qū)別在于凹面111。

在本實(shí)施例中，鍛造用凹面砧200還具有第一平面201、第二平面202。凹面111沿第一方向101延伸，且凹面111的兩側(cè)邊的邊線104分別與第一平面201、第二平面202相重合。

在本實(shí)施例中，第一平面201與第二平面202皆處于一個(gè)平面，且均與基準(zhǔn)平面110共面。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，可以根據(jù)鍛件的尺寸、形狀而改變第一平面201與第二平面202相互之間的相對(duì)位置關(guān)系，例如第一平面201與第二平面202相互平行布置，但均不與基準(zhǔn)平面110共面，或者第一平面201與第二平面202以銳角或鈍角的方式布置等。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，第一平面201與第二平面202沿第一方向101的長(zhǎng)度相等，同理，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，第一平面201與第二平面202沿第一方向101的長(zhǎng)度也可以不相等。

在本實(shí)施例中，鍛造用凹面砧200沿第一方向101的長(zhǎng)度a為1850mm-1950mm，凹面111沿第一方向101相對(duì)兩端的距離小于長(zhǎng)度a，且第一平面201與第二平面202沿第一方向101的長(zhǎng)度相等且均為5mm。凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的最大距離與最小距離的差值為4.5mm-5mm，即在第二方向102上，相對(duì)于基準(zhǔn)平面110，凹面111具有的最大深度b為4.5mm-5mm。

在制造鍛造用凹面砧200時(shí)，通過(guò)銑光、磨光之后得到的凹面111光滑的曲面。需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明中所述的光滑的曲面僅僅是從宏觀的角度的描述，在微觀概念里，凹面111的表面可能是階梯狀或者凹凸不平的。

在本實(shí)施例中鍛造用凹面砧200的材質(zhì)也可以為5CrMnMo鋼。5CrMnMo鋼是熱作模具鋼，除淬透性，耐熱疲勞性稍差外，5CrMnMo鋼具有與5CrNiMo鋼類(lèi)似的性能，適于制作要求具有較高強(qiáng)度和高耐磨性的各種類(lèi)型鍛模，可獲得較高的強(qiáng)度與耐熱疲勞強(qiáng)度、一定的硬度與耐磨性、良好的韌性鋼與導(dǎo)熱性。

鍛造用凹面砧200的主要優(yōu)點(diǎn)是：鍛造用凹面砧200能夠消除在鍛造過(guò)程中材料的彈性形變、體積力的影響，避免了鍛造用凹面砧200在熱場(chǎng)作用下應(yīng)力的改變對(duì)最終鍛造出的鍛件具有凹陷的缺陷。降低了生產(chǎn)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)損失。鍛造用凹面砧200鍛造加工的鍛件能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整。利用具有本實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧200的鍛造裝置鍛造出的鍛件同板厚度的偏差小于3mm。

實(shí)施例三

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供的鍛造用凹面砧300的第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧300與實(shí)施例一提供的鍛造用凹面砧100的一個(gè)區(qū)別在于凹面111。在本實(shí)施例中，凹面111還具有平面區(qū)域301，平面區(qū)域301與基準(zhǔn)平面110相對(duì)平行設(shè)置。平面區(qū)域301與基準(zhǔn)平面110之間的距離恒定，且該距離與凹面111與基準(zhǔn)平面110之間的最大距離相等。即在第二方向102上，相對(duì)于基準(zhǔn)平面110，凹面111具有的最大深度b等于平面區(qū)域301與基準(zhǔn)平面110之間的距離。

圖4為本實(shí)施例三提供的鍛造用凹面砧300的第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參閱圖4，平面區(qū)域301關(guān)于鍛造用凹面砧300沿第一方向101的中心位置對(duì)稱(chēng)設(shè)置。即平面區(qū)域301為關(guān)于鍛造用凹面砧300第一方向101的中心對(duì)稱(chēng)的正方形平面、或者長(zhǎng)方形平面。

參閱圖3、圖4，本實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧300與實(shí)施例一提供的鍛造用凹面砧100的區(qū)別點(diǎn)還在于：鍛造用凹面砧300還包括凸出部310，凸出部310與鍛造用凹面砧300的底面120連接。

在利用鍛造用凹面砧300鍛造過(guò)程中，凸出部310起到支撐作用，同時(shí)還可承載和部分地抵消鍛壓過(guò)程中沿第二方向102的鍛壓作用力，減小鍛造用凹面砧300的形變量，增大其使用壽命。

凸出部310從底面120的中心沿第一方向101向兩端逐漸同步延伸。在本實(shí)施例中，凸出部310的形狀為梯臺(tái)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，凸出部310也可以為圓柱型、多棱柱形或者其他不規(guī)則的形狀。凸出部310也可以為支撐框架等。

需要說(shuō)明的是鍛造用凹面砧300的外周面的形狀不受限制，可以為平面、曲面、或者設(shè)置有凸起等。

優(yōu)選地，在其他實(shí)施例中，鍛造用凹面砧300的側(cè)面可以設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)起吊孔(圖未示)，起吊裝置與起吊孔連接起吊鍛造用凹面砧300，方便鍛造用凹面砧300的移動(dòng)或者安裝。

需要說(shuō)明的是，鍛造用凹面砧300的內(nèi)部焊層或者結(jié)構(gòu)可以為多種方式，例如，靠近凹面111的內(nèi)層沿第二方向102自上而下層層設(shè)置堆焊層(圖未示)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，堆焊層也可以依次排開(kāi)、網(wǎng)狀交叉布置等其他堆積方式設(shè)置。堆焊層增加工作面的塑性，在鍛造過(guò)程中，鍛造用凹面砧300外周可能會(huì)產(chǎn)生局部的塑性變形，堆焊層增加鍛造用凹面砧300的塑性，延長(zhǎng)其使用年限。

利用具有本實(shí)施例提供的鍛造用凹面砧300的鍛造裝置鍛造出的鍛件同板厚度的偏差小于3mm。

本發(fā)明提供的鍛造用凹面砧100、鍛造用凹面砧200、鍛造用凹面砧300及鍛造裝置的主要優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)對(duì)的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，消除鍛件在鍛造過(guò)程中的彈性形變、體積力的影響。凹面111位置及形狀的設(shè)計(jì)降低原材料在各個(gè)方向材質(zhì)不均和材質(zhì)厚度上的不均勻?qū)ψ罱K鍛件的影響，從而解決鍛件的缺陷問(wèn)題，提高鍛件的冶金質(zhì)量。利用鍛造用凹面砧100、鍛造用凹面砧200、鍛造用凹面砧300進(jìn)行鍛件的鍛造，可簡(jiǎn)化鍛件的鍛造工藝以及后續(xù)處理流程，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線完整。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。