本實用新型涉及一種鍛造模具，特別涉及一種縱向分體預應力鍛造模具。

背景技術：

對于冷鍛、冷擠壓、粉末冶金等工藝，由于在室溫下成形，坯料變形抗力巨大，模具型腔表面承受的壓力高，普通的整體式結構模具易出現(xiàn)裂紋導致破壞，因此，工程中常用預應力組合模具，通過在模具外側設置有多層預應力環(huán)，起到了延長模具壽命的作用。預應力模具水平面內(nèi)為徑向和切向兩個方向，豎直面內(nèi)沖頭擠壓方向為縱向?，F(xiàn)有技術的多層預應力環(huán)的模具結構，其多層預應力環(huán)在水平面內(nèi)徑向呈同心圓環(huán)結構。這種預應力結構形式增加了徑向預應力的大小，在一定程度上延緩了模具的壽命。然而，對于一些形狀沿豎直方向過渡劇烈的鍛件或擠壓件，其坯料對模具型腔的反作用力使得模具型腔內(nèi)壁所受的應力大小沿縱向差距很大，縱向整體式的預應力環(huán)無法有效平衡豎直方向上的應力分布。

因此，需要一種縱向分體預應力鍛造模具，能夠產(chǎn)生不同的預應力，通過縱向上應力幅值分布的調(diào)整，能夠有效平衡豎直方向上的應力分布，進而更好地平衡成形凹模所受的變形抗力，更有效地降低凹模所受的應力，可更好的延長模具的使用壽命。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種縱向分體預應力鍛造模具，能夠產(chǎn)生不同的預應力，通過縱向上應力幅值分布的調(diào)整，能夠有效平衡豎直方向上的應力分布，進而更好地平衡成形凹模所受的變形抗力，更有效地降低凹模所受的應力，可更好的延長模具的使用壽命。

本實用新型的縱向分體預應力鍛造模具，包括具有坯料成型腔的凹模和與凹模配合形成沿凹?？v向分布不同預應力的預應力件；

進一步，所述預應力件為沿凹模外表面縱向分層設置的多個預應力環(huán)；

進一步，所述預應力環(huán)與凹模過盈配合設置；

進一步，多個預應力環(huán)分別與凹模配合的過盈量不同；

進一步，所述多個預應力環(huán)的材料不同；

進一步，所述多個預應力環(huán)材料分別可為45鋼、D2模具鋼、硬質(zhì)合金中的一種；

進一步，分別與凹模配合的預應力環(huán)在水平面內(nèi)徑向呈徑向同心圓的多層圓環(huán)結構；

進一步，所述預應力環(huán)內(nèi)側形狀與凹模外側形狀相適應；

進一步，還包括設置于凹模型腔上的具有坯料內(nèi)腔的擠壓筒，所述擠壓筒的坯料內(nèi)腔與凹模型腔連通設置。

本實用新型的有益效果：本實用新型的縱向分體預應力鍛造模具，采用縱向分層的預應力結構，能夠產(chǎn)生不同的預應力進而在凹?？v向形成不同的預應力分布，通過縱向上調(diào)整應力幅值分布，能夠有效平衡豎直方向上的應力分布，進而更好地平衡成形凹模所受的變形抗力，更有效地降低凹模所受的應力，可更好的延長模具的使用壽命。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的多個預應力環(huán)的結構示意圖；

圖3為凹模型腔剖面結構示意圖。

具體實施方式

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的多個預應力環(huán)的結構示意圖；

圖3為凹模型腔剖面結構示意圖；如圖所示：本實施例的縱向分體預應力鍛造模具，包括具有坯料成型腔的凹模4和與凹模4配合形成沿凹模4縱向分布不同預應力的預應力件；“凹模縱向”是指與坯料成型腔平行的方向，現(xiàn)有技術的預應力環(huán)在豎直方向上是整體，它在縱向上的過盈量大小基本一致，所以對于內(nèi)層凹模4所施加的預應力，其應力幅值沿縱向是不可調(diào)整的；圖2為縱向分層預應力結構的示意圖。對圖3所示凹模4型腔而言，在成形過程中，圓角區(qū)A和B所受應力最大，而斜面區(qū)域所受應力小，使得沿縱向分布的應力幅值差別很大。因此，大致按縱向上應力分布大小將其劃分為4個區(qū)域，對每個區(qū)域設置不同的預應力環(huán)，以此獲得沿縱向分布的不同大小的預應力，從而更好地平衡成形凹模4所受的變形抗力，更有效地降低凹模4所受的應力。因此，本實用新型通過預應力件，通過水平產(chǎn)生的不同預應力在凹模4縱向形成不同預應力分布，能夠有效平衡豎直方向上的應力分布，進而更好地平衡成形凹模4所受的變形抗力，更有效地降低凹模4所受的應力，可更好的延長模具的使用壽命。

本實施例中，所述預應力件為沿凹模4外表面縱向分層設置的多個預應力環(huán)(如圖1中的預應力環(huán)(5,6,7,8))；單個個預應力環(huán)相對于凹模4徑向設置，在凹模4縱向(相對于水平面內(nèi)的切向)上形成由多個預應力環(huán)組成的多層環(huán)狀結構，且每層預應力環(huán)以相對獨立的形式分布于凹模4外表面，也就是說，在鍛造過程中，凹模4受到的預應力分別由縱向上的每層預應力環(huán)產(chǎn)生。預應力環(huán)的數(shù)目以及剖分位置根據(jù)成形過程中凹模4所受的應力決定，通過擠壓成形有限元分析可獲得凹模4所受應力分布，以此作為預應力環(huán)的設置依據(jù)。

本實施例中，所述預應力環(huán)(5,6,7,8)與凹模4過盈配合設置；將預應力環(huán)(5,6,7,8)加熱后套接于凹模4外表面，冷卻后預應力環(huán)便固定于凹模4上。

本實施例中，多個預應力環(huán)(5,6,7,8)分別與凹模4配合的過盈量不同；對縱向上每個不同的預應力環(huán)設定不同的過盈量，各環(huán)與凹模4間的過盈量大小不一樣，這樣在與凹模4裝配后產(chǎn)生的彈性變形不一樣，也就產(chǎn)生了不同的預應力，從而實現(xiàn)縱向上應力幅值分布的調(diào)整，過盈量大小由作用在凹模4內(nèi)壁上的應力決定。

本實施例中，所述多個預應力環(huán)(5,6,7，8)的材料不同；現(xiàn)有技術的預應力環(huán)是一個整體，其所用的材料為均一材料，無法在縱向上實現(xiàn)變材料設計，不能充分有效地利用材料的強度余量，因此，本實施例中，對每個預應力可采用不同的材料進行制造，不同的材料具有不同的彈性模量，這也使得與凹模4裝配后產(chǎn)生的彈性變形不同，從而實現(xiàn)縱向上不同的預應力分布。這種在縱向上實現(xiàn)變材料設計，能充分有效地利用材料的強度余量。

本實施例中，所述多個預應力環(huán)材料(5,6,7,8)分別可為45鋼、D2模具鋼、硬質(zhì)合金中的一種；也可通過設置大小不同的過盈量并結合選用不同的模具材料，使得各個預應力環(huán)與凹模4接觸面之間產(chǎn)生大小不同的彈性變形，從而產(chǎn)生沿縱向分布的不同的預應力。

本實施例中，分別與凹模4配合的預應力環(huán)(5,6,7,8)在水平面內(nèi)徑向呈徑向同心圓的多層圓環(huán)結構；多層預應力環(huán)(5,6,7,8)在水平面內(nèi)徑向呈同心圓環(huán)結構，這種預應力結構形式增加了徑向預應力的大小，在一定程度上延緩了模具的壽命，實現(xiàn)了水平向內(nèi)的預應力徑向加強和縱向預應力平衡。

本實施例中，所述預應力環(huán)(5,6,7,8)內(nèi)側形狀與凹模4外側形狀相適應；使得預應力與變形抗力的平衡更加均勻，大大減小應力幅度波動，從而延長了內(nèi)層凹模4整體的疲勞壽命。

本實施例中，還包括設置于凹模4型腔上的具有坯料內(nèi)腔的擠壓筒3，所述擠壓筒3的坯料內(nèi)腔與凹模4型腔連通設置；本實用新型由沖頭1、坯料2、擠壓筒3、凹模4、預應力環(huán)(5，6，7，8)組成；其中預應力環(huán)(5，6，7，8)分別與凹模4為過盈配合，且各環(huán)與凹模4間的過盈量大小不一樣，其大小由作用在凹模4內(nèi)壁上的應力決定；預應力環(huán)(5,6,7,8)所用的模具材料可分別指定，具體選材根據(jù)所需要提供的預應力大小決定，一般可選45鋼、D2模具鋼、硬質(zhì)合金等。其工作原理為：壓力機上工作臺面豎直向下運動，帶動沖頭1向下運動，對坯料2進行擠壓，坯料在凹模4內(nèi)成形。預應力環(huán)(5,6,7,8)分別與凹模4為過盈配合，通過設置大小不同的過盈量以及通過選用不同的模具材料，使得各個預應力環(huán)與凹模4接觸面之間產(chǎn)生大小不同的彈性變形，從而產(chǎn)生沿縱向分布的不同的預應力。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。