專利名稱：多向模鍛壓力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍛壓金屬零件用的模鍛壓力機(jī)。
二.
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鍛壓工藝也從自由鍛到模鍛再向精密模鍛(簡稱精鍛)的方向發(fā)展。對于諸如下列形狀的鍛件I.兩頭大、中間小的鍛件，如噴管，套筒，手柄等；2.兩頭小、中間大的鍛件，如球形接頭，六角接頭，缸體等；3.帶側(cè)向枝芽的鍛件，如十字軸，閥體，管接頭等；有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是如果采用常規(guī)的鍛壓工藝，將無法從沖頭運(yùn)動的方向取出鍛件，所以，精鍛這類形狀復(fù)雜、品種繁多的鍛件，都必需采用多向模鍛工藝(也叫分模模鍛或閉式模鍛工藝)。與普通模鍛工藝相比較，多向模鍛工藝有許多優(yōu)點(diǎn)1，沒有飛邊，沒有模鍛斜度，因此節(jié)約材料，減少加工，降低生產(chǎn)成本；2，毛坯在封閉模腔內(nèi)成形時(shí)，處于三向應(yīng)力狀態(tài)，金屬的塑性大為提高，毛坯只需要一次加熱、一次成形即可，因此提高生產(chǎn)效率；3，鍛件的金屬流線沿輪廓合理分布，可以提高鍛件的機(jī)械性能。但是，目前缺乏一種理想的多向模鍛設(shè)備?，F(xiàn)在生產(chǎn)中所使用的多向模鍛設(shè)備分為兩類機(jī)械傳動的機(jī)械壓力機(jī)和液壓傳動的液壓機(jī)。用作多向模鍛用的機(jī)械壓力機(jī)又分為三種情況一，將現(xiàn)有的機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行改裝。如圖I所示，是床身[I]上部有齒輪[2]驅(qū)動的曲柄[3]連桿[4]機(jī)構(gòu)帶動滑塊[5]沿垂直方向作往復(fù)運(yùn)動的通用機(jī)械壓力機(jī)(也叫沖床)。將該壓力機(jī)的工作臺[10]改裝加工出一個(gè)錐孔[11]，具有相同錐度的左右可分凹模和[7]置于錐孔[11]中，依靠可分凹模的自重合模在一起。當(dāng)滑塊[5]上的沖頭[6]向下運(yùn)動、鍛出鍛件[8]的同時(shí)，在左右可分凹模[12]和[7]上要產(chǎn)生張模力P，迫使可分凹模[12]和[7]向左右張開，出現(xiàn)縫隙S，從而產(chǎn)生飛邊[9]。即使凹模加工再精確，但是，由于存在間隙、彈性變形和模具磨損，飛邊總是不可避免。這就帶來了以下兩個(gè)缺陷，致使鍛件的成本增加1，需要消耗的材料增多，飛邊重量要占到整個(gè)鍛件重量的3 10% ;2，需要切邊的設(shè)備、模具、人工和電費(fèi)；這種改裝的機(jī)械壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械傳動的速度快，生產(chǎn)率很高，所以，在加工小型鍛件，特別是在閥門、銅制品行業(yè)中使用非常普遍。但是，這種壓力機(jī)的缺點(diǎn)是在鍛壓時(shí)，無法產(chǎn)生大于張模力的合模力，以致出現(xiàn)飛邊，使成本增加；此外，它只能垂直分模，不能水平分模和復(fù)合分模，限制了它的使用范圍。二，在現(xiàn)有的機(jī)械壓力機(jī)上加裝一付具有水平分?；虼怪狈帜５膶Ｓ媚＜?。在該壓力機(jī)沖頭向下的行程中，使可分凹模能夠產(chǎn)生大于張模力的合模力，以致不會產(chǎn)生飛邊，取得精鍛的效果。但是，這種專用模架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，合模機(jī)構(gòu)的剛性差、彈性變形大、不可靠，常常發(fā)生開模、產(chǎn)生飛邊的情況，而且這種專用模架有局限性，往往只適宜鍛某一類鍛件，而不能鍛其他鍛件。三，設(shè)計(jì)、制造雙動機(jī)械壓力機(jī)。如前所述，精鍛件形狀復(fù)雜、品種繁多，對壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)和合模方式的要求也各有不同，而這種雙動壓力機(jī)缺乏適應(yīng)不同鍛件的萬能性，而且價(jià)格昂貴。總之，機(jī)械壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動速度快，生產(chǎn)效率高。其缺點(diǎn)是要實(shí)現(xiàn)垂直分模、水平方面和復(fù)合分模的多個(gè)方向的分模，產(chǎn)生并保持一段時(shí)間所需的合模力，比較困難，甚至不可能。另一類是使用液壓傳動的多向模鍛液壓機(jī)。恰恰相反，這類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是很容易實(shí)現(xiàn)垂直分模、水平分模和復(fù)合分模的多個(gè)方向的分模，并能產(chǎn)生和保持足夠大于張模力的合模力，鍛件不會出現(xiàn)飛邊，并具有適應(yīng)不同鍛件的萬能性。但是，這類設(shè)備的明顯缺點(diǎn)是運(yùn)動速度慢，生產(chǎn)率低。 圖2所示是一種多向模鍛液壓機(jī)。其床身[3]的上部是由主缸[I]、活塞[2]和滑塊[4]所組成的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下部的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由左右油缸[12]、[6]及其活塞>[7]以及頂料缸[9]組成。左右活塞[11]、[7]推動左右凹模[10]、[8]閉合后，產(chǎn)生并保持著合模力F，并調(diào)整好合模力F大于張模力P。當(dāng)沖頭[5]向下運(yùn)動鍛出鍛件[13]時(shí)，左右凹模[10]、[8]不會張開，也就不會產(chǎn)生飛邊。從圖2中可以看出，主缸[I]內(nèi)的活塞[2]的一次行程是由向下空行程Hl和工作行程H2以及回程H3組成。相對機(jī)械壓力機(jī)來說，液壓機(jī)的運(yùn)動速度慢、生產(chǎn)效率低是眾所周知的。其原因在于1，在空行程Hl和回程H3時(shí)，液壓傳動的活塞的運(yùn)動速度要比機(jī)械傳動的滑塊慢得多；2，向下行程結(jié)束、向上回程開始，液壓油路上的控制閥要換向，這也需要時(shí)間；3，最主要的原因還在于工作行程H2。對于機(jī)械傳動的滑塊來說，依靠飛輪儲存的動能和慣性力，使滑塊上的沖頭能很快克服毛坯的變形抗力而鍛出鍛件。但對于液壓傳動的沖頭[5]來說，作用在毛坯上的力是靜壓力。沖頭[5]剛開始和毛坯接觸時(shí)，主缸[I]中的油壓是低壓，隨著油泵不斷輸入高壓油，沖頭[5]才不斷向下運(yùn)動，直至油壓升高到最后鍛件成形為止。主缸[I]中的油從低壓升到高壓，是由于缸中油的體積被壓縮而形成的。而被壓縮縮小的體積是由油泵來補(bǔ)充的，這就要需要補(bǔ)充的時(shí)間，這就是液壓機(jī)的升壓時(shí)間，這個(gè)時(shí)間最多的要占到一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間的30%。鍛壓結(jié)束時(shí)，主缸[I]中的油從高壓卸到低壓還需要時(shí)間。多向模鍛液壓機(jī)運(yùn)動速度慢，除了降低生產(chǎn)率以外，還帶來另一個(gè)問題是降低模具壽命。這是因?yàn)榧訜岬拿骱湍＞呓佑|的時(shí)間長，模具發(fā)熱、退火，容易磨損而失效。所以，這就限制了多向模鍛液壓機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的使用范圍。由于缺乏理想的多向模鍛設(shè)備，多向模鍛工藝的廣泛應(yīng)用也受到了限制。
三，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的構(gòu)思是“移花接木”，把機(jī)械壓力機(jī)的上部“嫁接”到多向模鍛液壓機(jī)的下部，構(gòu)成一種新的多向模鍛壓力機(jī)，其特征在于上部米用機(jī)械傳動，其工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)一連桿帶動的滑塊沿垂直方向往復(fù)運(yùn)動；下部采用液壓傳動，其工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)一油缸中的活塞可以沿水平方向往復(fù)運(yùn)動，也可以沿垂直方向往復(fù)運(yùn)動。這樣一來，就可以把前述的多向模鍛機(jī)械壓力機(jī)和多向模鍛液壓機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，而把各自的缺點(diǎn)克服掉，形成了一種較為理想的多向模鍛壓力機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是1，上部機(jī)械傳動的滑塊運(yùn)動速度快，生產(chǎn)效率高；2，下部液壓傳動的油缸-活塞，很容易實(shí)現(xiàn)垂直分模、水平分模和復(fù)合分模，能適用于精鍛形狀復(fù)雜、品種繁多的鍛件，而且鍛件沒有飛邊，沒有模鍛斜度，降低生產(chǎn)成本。當(dāng)然，新的多向模鍛壓力機(jī)比現(xiàn)有的多向模鍛液壓機(jī)或機(jī)械壓力機(jī)多了一套傳動裝置，壓力機(jī)的制造成本有所增加，但是，鍛件沒有飛邊，沒有模鍛斜度，節(jié)約了材料，省去了切邊的設(shè)備、模具、人工和電費(fèi)，總的經(jīng)濟(jì)效益是合算的。 有了新的多向模鍛壓力機(jī)將有助于在實(shí)際生產(chǎn)中推廣采用多向模鍛工藝。
四，


圖I是現(xiàn)有機(jī)械壓力機(jī)改裝后的模鍛示意圖。圖2是現(xiàn)有多向模鍛液壓機(jī)的模鍛示意圖。圖3是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。圖4是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中的下部油缸配置圖。圖5是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。圖6是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。圖7是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。圖8是本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例。
五，
具體實(shí)施例方式圖3所示是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。在床身[I]的上部有齒輪[2]驅(qū)動的曲柄連桿[4]機(jī)構(gòu)帶動滑塊[5]沿垂直方向作上下運(yùn)動。在床身[I]下部左右兩側(cè)沿水平方向安裝有油缸[14]和[7]，油缸內(nèi)的活塞[13]和[8]帶動垂直分模的左右凹模[12]和可以在工作臺[10]上作相向或相反運(yùn)動。壓力機(jī)工作循環(huán)開始前，裝有沖頭[6]的滑塊[5]處在上死點(diǎn)位置，左右活塞[13]和[8]推動左右凹模[12]和[9]處在閉合位置，并作用著合模力F。工作開始時(shí)，將毛坯放入凹模[12]和[9]所組成的模腔內(nèi)，開動機(jī)械傳動的齒輪[2]，使滑塊[5]帶著沖頭[6]向下作功，因而毛坯精鍛成鍛件[15]。然后，在沖頭回程至上死點(diǎn)的同時(shí)，左右活塞[13]和[8]推動左右凹模[12[和[9]張開，取出鍛件。最后，左右活塞[13]和[8]推動左右凹模[12[和[9]再度閉合，并重新作用著合模力F，工作循環(huán)結(jié)束。精鍛時(shí)，雖然鍛件[15]要對左右凹模[12]和[9]產(chǎn)生張模力P，但因?yàn)橐呀?jīng)調(diào)整好合模力F大于張模力P，左右凹模不會張開、出現(xiàn)縫隙，所以，鍛件[15]不會產(chǎn)生飛邊，也就避免了前述飛邊所帶來的種種缺陷。沿水平方向配置的油缸，如圖4a和圖4b所示，也可以是左、右、前、后三個(gè)或四個(gè)，后面的油缸也可以與中心線偏離一個(gè)角度a。圖5所示是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。在床身[I]的上部有機(jī)械傳動的沖頭[6]作上下運(yùn)動。在床身[I]中部左右兩側(cè)沿垂直方向安裝有油缸[15]和[7]，油缸內(nèi)的活塞[14]和[8]帶動上模板[9]沿垂直方向作上下運(yùn)動。水平分模的上模[10]固定在上模板上，下模[11]固定在工作臺[12]上。工作循環(huán)開始前，沖頭[6]處在上死點(diǎn)位置，左右活塞[14]和[8]帶著上模板[9]以及上模[10]處在最下位置，與下模[11]閉合在一起，并在左右活塞[14]和[8]上作用著合模力F。工作開始時(shí)，將毛坯從上模[10]的孔中放入模腔，開動機(jī)械傳動，使沖頭[6]向下作功，毛坯鍛成鍛件[13]。然后，在沖頭[6]回程至上死點(diǎn)的同時(shí)，左右活塞[14]和[8]帶著上模板[9]也向上回到最上位置，上模[10]向上張開，取出鍛件[13]。最后，左右活塞[14]和[8]帶著上模板[9]向下運(yùn)動，使上模[10]和下模[11]再度閉合，并重新作用著合模力F,工作循環(huán)結(jié)束。同樣，由于合模力F大于張模力P，所以，鍛件[13]不會產(chǎn)生飛邊。圖6所示是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。與第二個(gè)實(shí)施例相似，在床身[I]的上部有機(jī)械傳動的沖頭[6]作上下運(yùn)動。在床身[I]中部左右兩側(cè)沿垂直方向安裝有油缸[20]和，油缸內(nèi)的活塞[19]和[8]帶動上模板[18]沿垂直方向作上下運(yùn)動。水平分模的上模 固定在上模板[18]上，下模[12]固定在工作臺上。并且，在工作臺面上的左右兩側(cè)水平方向還安裝有左右油缸[16]和[9]，油缸的活塞[15]和[10]上裝有沖頭[14]和[11]。工作循環(huán)開始前，沖頭[6]處在上死點(diǎn)位置，垂直方向的左右活塞[19]和[8]帶著上模板以及上模[17]處在最下位置，與下模[12]閉合在一起，并在左右活塞[19]和[8]上作用著合模力F2。水平方向的左右活塞[15]和[10]帶著左右沖頭[14]和[11]伸入在上模[17]和下模[12]之間，并作用著合模力F1。工作開始時(shí)，將毛坯從上模[17]的孔中放入模腔，開動機(jī)械傳動，使沖頭[6]向下作功，毛坯鍛成鍛件[13]。然后，在沖頭[6]回程至上死點(diǎn)的同時(shí)，水平方向的左右活塞[15]和[10]帶著左右沖頭[14]和[11]退回，垂直方向的左右活塞[19]和[8]帶著上模板[18]也向上回程，上模[17]向上張開，取出鍛件。最后，垂直方向的左右活塞[19]和[8]帶著上模板[18]向下運(yùn)動，使上模[17]和下模[12]再度閉合，水平方向的左右沖頭[14]和[11]重新伸入上模[17]和下模[12]之間，工作循環(huán)結(jié)束。圖7所示是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。在床身[I]的上部有機(jī)械傳動的沖頭[6]作上下運(yùn)動。在床身[I]中部左右兩側(cè)沿垂直方向安裝有油缸[20]和[7]，油缸內(nèi)的活塞和[8]帶動上模板[18]沿垂直方向作上下運(yùn)動。水平分模的上模[17]固定在上模板上。并且，在床身[I]下部工作臺[12]上平面的左右兩側(cè)、沿水平方向還安裝有油缸和[9]，油缸內(nèi)的左右活塞[14]和[10]帶著垂直分模的左右半模[13]和[11]在工作臺面[12]上作相向或相反運(yùn)動。這是既有水平分模又有垂直分模的復(fù)合分模。工作循環(huán)開始前，沖頭[6]處在上死點(diǎn)位置，工作臺面[12]上的左右活塞[14]和[10]推動左右半模[13]和[11]閉合在一起、組成下模，并作用著水平合模力F1。同時(shí)，床身[I]中部垂直方向的左右活塞[19]和[8]推動上模板[18]向下運(yùn)動，使上模[17]與下模[13] [11]閉合在一起，并作用著垂直合模力F2。工作開始時(shí)，將毛坯從上模[17]的孔中放入模腔，開動機(jī)械傳動，使沖頭[6]向下作功，毛坯鍛成鍛件[16]。然后，在沖頭[6]回程至上死點(diǎn)的同時(shí)，垂直方向的左右活塞[19]和[8]帶著上模板[18]和上模[17]向上回程，水平方向的左右活塞[14]和[10]推動左右半模[13]和[11]相反運(yùn)動，此時(shí)，組合模腔完全張開，取出鍛件[16]。最后，水平方向的左右半模[13]和[11]再度閉合，垂直方向的上模[17]再度下降，又組成復(fù)合模腔，并作用著水平合模力Fl和垂直合模力F2，工作循環(huán)結(jié)束。同樣，由于合模力F大于張模力P，所以，鍛件[16]不會產(chǎn)生飛邊。圖8所示是本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例。與第一個(gè)實(shí)施例相同，在床身[I]的上部有齒輪[2]驅(qū)動的曲柄[3]連桿[4]機(jī)構(gòu)帶動滑塊[5]沿垂直方向作上下運(yùn)動。在床身[I]下部左右兩側(cè)沿水平方向安裝也有油缸[17]和[8]，所不同的是油缸[17]和[8]設(shè)置在工作臺[7]的下面，油缸內(nèi)的活塞[16]和[9]帶動垂直分模的左右半模[18]和[10]在工作臺[7]的底面作相向或相反運(yùn)動；并且，在床身[I]的底部安裝有下油缸[12]，其活塞[13]上裝有下模板[14]，下模板[14]上裝有與左右半模[18]和[10]水平分模的下模[15]，沿垂直方向上下運(yùn)動；下油缸[12]的活塞[13]內(nèi)還裝有頂料缸[11]。工作循環(huán)開始前，沖頭處在上死點(diǎn)位置，左右半模[18]和[10]以及下模[15]處在張開狀態(tài)。工作開始時(shí)，在張開的模腔中放入毛坯，先將左右半模[18]和[10]閉合，再將下模[15]向上閉合，并作用著合模力F，接著沖頭[6]向下作功，毛坯鍛成鍛件[19]。然后，在沖頭[6]回程至上死點(diǎn)的同時(shí)，左右半模[18]和[10]以及下模[15]重新張開，頂料缸[11]將鍛件[19]頂出，取 出鍛件[19]，工作循環(huán)結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種多向模鍛壓力機(jī)，其特征在于上部采用機(jī)械傳動，其工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)-連桿帶動的滑塊沿垂直方向作往復(fù)運(yùn)動；下部采用液壓傳動，其工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)-油缸驅(qū)動的活塞可以設(shè)置在水平方向作作往復(fù)運(yùn)動，也可以設(shè)置在垂直方向往復(fù)運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多向模鍛壓力機(jī)，其特征在于驅(qū)動上部滑塊運(yùn)動，可以是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，也可以是多連桿機(jī)構(gòu)或曲柄-楔式機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多向模鍛壓力機(jī)，其特征在于驅(qū)動下部活塞沿水平方向運(yùn)動的油缸，可以是左右各一個(gè)，也可以是左、右、前、后三個(gè)或四個(gè)；驅(qū)動下部活塞沿垂直方向運(yùn)動的油缸，可以是中心一個(gè)，也可以是左右兩個(gè)；油缸-活塞可以設(shè)置在壓力機(jī)工作臺的上面，也可以設(shè)置在壓力機(jī)工作臺的下面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I和3所述的多向模鍛壓力機(jī)，其特征在于其活塞中可以再設(shè)置沖孔用或頂料用的小油缸一活塞。
全文摘要
一種多向模鍛壓力機(jī)，其特征在于床身[1]上部采用機(jī)械傳動，其工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)一曲柄[3]連桿[4]帶動的滑塊[5]沿垂直方向往復(fù)運(yùn)動；下部采用液壓傳動，其工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)一油缸[14]、[7]中的活塞[13]、[8]可以設(shè)置在水平方向往復(fù)運(yùn)動，也可以設(shè)置在垂直方向往復(fù)運(yùn)動。該壓力機(jī)既有機(jī)械傳動快速、生產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)；又有液壓傳動容易實(shí)現(xiàn)垂直分模、水平分模和復(fù)合分模，以適應(yīng)于精鍛形狀復(fù)雜、品種繁多的鍛件的優(yōu)點(diǎn)；而且鍛件沒有飛邊、沒有模鍛斜度，減少材料消耗，不需要切邊的設(shè)備、模具、人工和電費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號B21J9/06GK102806293SQ20121031000
公開日2012年12月5日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者劉世雄 申請人:劉世雄