制作钛合金下横臂用模具工装的制作方法

1.本实用新型涉及锻造技术领域，特别是涉及一种制作钛合金下横臂用模具工装。


背景技术：

2.在越野车的连接件中，下横臂起到关键承重作用，多采用铸钢件或者钛合金铸件，并经机加工后使用。由于下横臂中间空当间距大(达到400mm)，采取正常生产工艺，其材料利用率达不到45％，兼钛合金因其价值高、成形难度大，其成形难度集中体现在其锻造温度低，可锻造温度区间小(一般在100℃左右，一般钢制产品的在350℃左右) 从而导致钛合金的应用受到限制。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种制作钛合金下横臂用模具工装，以解决现有钛合金下横臂制作应用受限的问题。
4.根据本实用新型实施例提供的一种制作钛合金下横臂用模具工装，包括预锻模具组和终锻模具组，所述预锻模具组包括扣合适配的第一预锻模具和第二预锻模具，所述终锻模具组包括扣合适配的第一终锻模具和第二终锻模具，所述第一预锻模具和所述第二预锻模具设有相对称的预锻模具槽，所述第一终锻模具和所述第二终锻模具设有相对称的终锻模具槽。
5.根据本实用新型实施例的制作钛合金下横臂用模具工装，通过设置由上下扣合适配的第一预锻模具和第二预锻模具构成的预锻模具，实现对钛合金坯料的预锻，设置由上下扣合适配的第一终锻模具和第二终锻模具构成的终锻模具，实现对预锻件的终锻，进而完成钛合金下横臂的锻造制作，保证钛合金下横臂锻造尺寸的精准度，提升钛合金应用范围，提高锻造制作效率。
6.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻模具槽沿所述预锻模具组的长度方向设有两个可一一容纳一个下横臂的预锻槽位。
7.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻模具槽沿所述预锻模具组的长度方向包括中间区域以及位于所述中间区域两侧的第一侧区域和第二侧区域，所述中间区域设有切分凸起，所述第一侧区域和所述第二侧区域的型腔深度和所述下横臂对应位置的厚度相匹配，所述第一侧区域与所述中间区域之间和所述第二侧区域与所述中间区域之间均设有预锻台阶轴槽。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻台阶轴槽的深度与所述下横臂的单侧的台阶轴的高度相适配。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻模具槽沿所述预锻模具组的长度方向设有两个可一一容纳一个下横臂的终锻槽位。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻模具槽沿所述终锻模具组长度方向的两端的型腔深度和下横臂对应位置的厚度相匹配，所述终锻模具槽的中部设有终锻台阶轴
槽。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻台阶轴槽的深度与所述下横臂的单侧的台阶轴的高度相适配。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻模具槽的两端分别设有高台，所述高台沿所述终锻模具组宽度方向的两侧分别设有所述型腔。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述高台的高度与所述下横臂对应位置的深度相适配。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻模具槽的周侧设有预锻毛边桥部和预锻舱部，所述终锻模具槽的周侧设有终锻毛边桥部和终锻舱部。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装的第一预锻模具的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装的第一预锻模具的俯视图；
19.图3为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装的第一终锻模具的结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装的第一终锻模具的俯视图；
21.图5为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装制备的预锻件的结构示意图；
22.图6为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装制备的预锻件的前视图；
23.图7为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装制备的下横臂的结构示意图；
24.图8为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装制备的下横臂的前视图；
25.图9为本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装中所用的钛合金原棒料的结构示意图。
26.附图标记：
27.100、钛合金原棒料；110、拔长区；120、固定区；200、预锻件； 210、第一预锻下横臂；220、分切区；230、台阶轴；240、第二预锻下横臂；300、预锻模具；310、切分凸起；320、预锻台阶轴槽；330、预锻定位槽；400、终锻模具；410、终锻台阶轴槽；420、高台。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
29.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
31.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
33.如图1至图9所示，本实用新型实施例提供一种制作钛合金下横臂用模具工装，包括预锻模具组和终锻模具组，所述预锻模具组包括扣合适配的第一预锻模具300和第二预锻模具300，所述终锻模具组包括扣合适配的第一终锻模具400和第二终锻模具400，所述第一预锻模具 300和所述第二预锻模具300设有相对称的预锻模具槽，所述第一终锻模具400和所述第二终锻模具400设有相对称的终锻模具槽。可以理解的是，预锻模具组用于对坯料进行预锻，终锻模具组用于对预锻件200 进行终锻。具体的，预锻模具组包括上下扣合适配的第一预锻模具300 和第二预锻模具300，第一预锻模具300和第二预锻模具300设有相对称的预锻模具槽，也就是说，第一预锻模具300扣设在第二预锻模具300的上侧，使得第一预锻模具300内的预锻模具槽与第二预锻模具 300内的预锻模具槽上下对称扣合，对应组成预锻钛合金下横臂的整体模具槽，实现对坯料的预锻。
34.进一步地，终锻模具组包括上下扣合适配的第一终锻模具400和第二终锻模具400，第一终锻模具400和第二终锻模具400设有相对称的终锻模具槽，也就是说，第一终锻
模具400扣设在第二终锻模具400 的上侧，使得第一终锻模具400内的终锻模具槽与第二终锻模具400 内的终锻模具槽上下对称扣合，对应组成终锻钛合金下横臂的整体模具槽，实现对预锻件200的终锻，制得钛合金下横臂产品。
35.根据本实用新型实施例的制作钛合金下横臂用模具工装，通过设置由上下扣合适配的第一预锻模具300和第二预锻模具300构成的预锻模具300，实现对钛合金坯料的预锻，设置由上下扣合适配的第一终锻模具400和第二终锻模具400构成的终锻模具400，实现对预锻件 200的终锻，进而完成钛合金下横臂的锻造制作，保证钛合金下横臂锻造尺寸的精准度，提升钛合金应用范围，提高锻造制作效率。
36.根据本实用新型的一个实施例，预锻模具槽沿预锻模具组的长度方向设有可容纳两个下横臂的预锻槽位。可以理解的是，预锻模具槽沿预锻模具组的长度方向设置，如图1和图2所示的左右方向。预锻模具槽包括一体成型的两个预锻槽位，每个预锻槽位均可容纳一个下横臂。也就是说，预锻模具组对坯料进行预锻加工制得的预锻件200包括两个预锻下横臂，提高预锻效率，节省坯料使用量，提高坯料的利用率。
37.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻模具槽沿所述预锻模具组的长度方向包括中间区域以及位于所述中间区域两侧的第一侧区域和第二侧区域，所述中间区域设有切分凸起310，所述第一侧区域和所述第二侧区域的型腔深度和所述下横臂对应位置的厚度相匹配，所述第一侧区域与所述中间区域之间和所述第二侧区域与所述中间区域之间均设有预锻台阶轴槽320。可以理解的是，预锻模具槽沿预锻模具组的长度方向包括中间区域以及位于中间区域两侧的第一侧区域和第二侧区域，也就是说，预锻模具槽由中间区域及位于中间区域左右两侧的预锻槽位，中间区域用于分离两个预锻槽位。
38.具体的，中间区域设有切分凸起310，凸起将两个预锻槽位即第一侧区域和第二侧区域分离，预锻过程中使预锻件200上锻压成分切区220，进而实现对预锻件200的分切，形成独立第一预锻下横臂210 和第二预锻下横臂240。
39.进一步地，预锻槽位远离切分凸起310的一端设有型腔，型腔的深度和下横臂对应位置的厚度相匹配，预锻槽位靠近切分凸起310的一端设有预锻台阶轴槽320，用以对钛合金坯料锻压形成台阶轴230。预锻台阶轴槽320的设置个数与下横臂上的台阶轴230的个数相同。
40.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻台阶轴槽320的深度与所述下横臂的单侧的台阶轴230的高度相适配。可以理解的是，预锻台阶轴槽320的深度下横臂的单侧的台阶轴230的高度相适配，实现对钛合金坯料单侧台阶轴230的锻压成型。
41.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻模具槽沿所述预锻模具组的长度方向设有两个可一一容纳一个下横臂的终锻槽位。可以理解的是，终锻模具槽沿终锻模具组的长度方向设置，如图3和图4所示的左右方向。终锻模具槽包括一体成型的两个终锻槽位，分别容纳第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240。也就是说，终锻模具组同时对第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240进行终锻加工制得的两个下横臂成品，提高终锻效率和产能。
42.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻模具槽沿所述终锻模具组长度方向的两端的型腔深度和下横臂对应位置的厚度相匹配，所述终锻模具槽的中部设有终锻台阶轴槽410。可以理解的是，终锻槽位沿终锻模具组长度方向左右布置。两个终锻槽位的背离端分
别设有型腔，型腔的深度与下横臂对应位置的厚度相适配，实现对第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240对应位置处的终锻冲压。两个终锻槽位的靠近端分别设有终锻台阶轴槽410，用以对第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240锻压形成台阶轴230。终锻台阶轴槽410的设置个数与下横臂上的台阶轴230的个数相同。
43.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻台阶轴槽410的深度与所述下横臂的单侧的台阶轴230的高度相适配。可以理解的是，终锻台阶轴槽410的深度下横臂的单侧的台阶轴230的高度相适配，实现对第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240单侧台阶轴230的锻压成型。
44.根据本实用新型的一个实施例，所述终锻模具槽的两端分别设有高台，所述高台沿所述终锻模具组宽度方向的两侧分别设有所述型腔。可以理解的是，终锻模具槽的左右两端分别设有高台，高台的前后两侧即终锻模具组的宽度方向分别设有型腔，高台可有效增加成型时金属流动倾向性，利于终锻锻造时冲型，提高终锻效率。
45.根据本实用新型的一个实施例，所述高台的高度与所述下横臂对应位置的深度相适配。可以理解的是，高台的高度与下横臂对应位置的深度相适配，保证终锻产品的质量。
46.根据本实用新型的一个实施例，所述预锻模具槽的周侧设有预锻毛边桥部和预锻舱部，所述终锻模具槽的周侧设有终锻毛边桥部和终锻舱部。可以理解的是，为了保证预锻和终锻的工艺质量，在预锻模具槽的周侧设置预锻毛边桥部和预锻舱部，防止预锻模具槽的钛合金溢流，在终锻模具槽的周侧设有终锻毛边桥部和终锻舱部，防止终锻模具槽的钛合金溢流，同时，卡限尺寸。
47.本实用新型实施例制作钛合金下横臂用模具工装的具体锻造方法如下：
48.测量钛合金原棒料100的厚度，按照0.6min/mm～0.8min/mm计算加热第一设定时间，将钛合金原棒料100放置在加热炉内，加热炉内的设定温度为相变点下
‑
60℃～
‑
20℃，对钛合金原料棒料进行加热。
49.值得说明的是，钛合金原棒料100包括中间的拔长区110和两端的固定区120，减小材料的使用量，提高材料的使用率，同时方便进行模具装配，提高锻造效率。
50.将加热后的钛合金原棒料100进行拔长作业，也就是说，钛合金原棒料100的两端即固定区120不作变形操作，对拔长区110进行拔长，使得整体长度与预锻模具300的安装槽位相适配，进而制得坯料。可以理解的是，采用拔长式制坯料，固定区120尺寸不变，仅对拔长区 110进行操作，无复杂尺寸，有助于自动化操作的实现。
51.将坯料进行打磨清理，将坯料表面的缺陷进行清理，保证自由锻造的坯料的质量，提高下横臂产品的质量精细程度。
52.将打磨清理后的坯料放置在加热炉内，加热炉内的设定温度为相变点下
‑
60℃～
‑
20℃，测量坯料的厚度，并按照0.6min/mm～0.8min/mm 计算加热第二设定时间。
53.将完成加热后的坯料放置在预锻模具300内，进行预锻制得预锻件200。其中，固定区120放置在预锻定位槽330内，在预锻台阶轴槽 320的作用下，坯料上预锻形成台阶轴230，在切分凸起310的作用下，坯料中部形成分切区220。值得说明的，预锻件200包括第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240的整体，第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240之间预锻形成有分切区220。也就是说，坯料经过预锻，制得两个相同结构的第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240，第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240之间的分切区220可
有效将第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240区分开，方便后期的分切加工。
54.将制得的预锻件200进行打磨清理，将预锻过程中产生的表面缺陷进行清理，提高预锻件200的加工的精细程度。沿预锻件200的分切区220进行切分，实现将第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240进行分离，并分别对第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240的分切端进行打磨清理。值得说明的，第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂 240为结构相同的两个部件，也就是说，采用一根钛合金原棒料100 进行加工，实现同时制备两个预锻件200下横臂，有效减少材料成本，同时提高材料的利用率，提高锻造效率。
55.将第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240放置在加热炉内，加热炉内的设定温度为相变点下
‑
60℃～
‑
20℃，测量第一预锻下横臂210 或第二预锻下横臂240的厚度，并按照0.6min/mm～0.8min/mm计算加热第三设定时间。
56.将完成加热后的第一预锻下横臂210和第二预锻下横臂240取出，并对应放置在终锻模具400内，即第一预锻下横臂210上右侧的台阶轴 230对应终锻模具400内左侧的终锻台阶轴槽410，第一预锻下横臂210 左端对应终锻模具400内左侧的高台420，第二预锻下横臂240上左侧的台阶轴230对应终锻模具400内右侧的终锻台阶轴槽410，第二预锻下横臂240右端对应终锻模具400内右侧的高台420，完成终锻，对终锻件进行打磨清理，制得两个下横臂，保证产品质量，至此，完成钛合金下横臂的制作。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
58.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。