CN102909302B - 可实现热钣金件等温热成型锻压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可实现热钣金件等温热成型锻压机，包括机身、工作油缸、滑块及工作台，特征在于：工作台为移动工作台，所述移动工作台上平面和所述滑块下平面上通过紧固件均一次固装有耐高温金属垫板和陶瓷板，所述陶瓷板内设有加热单元；在所述滑块的陶瓷板下平面和所述移动工作台陶瓷板上平面均设有模具快速装卡机构，所述锻压机工作区域四周边上安装有保温装置。优点是：可实现在高温状态下的锻造过程中充分保持工作区域温度，实现热钣金件的等温压制；使温度损失减小到最小，且可大幅度节约能源及降低加工成本，提高产品锻造质量和生产效率。进而满足航空航天行业对飞机钛合金等温热成形件的加工需要。

Description

可实现热钣金件等温热成型锻压机

技术领域

本发明属于锻压机械技术领域，特别是涉及一种可实现热钣金件等温热成型锻压机。

背景技术

近年来，我国航空事业正在迅猛发展。随着新一代战机、直升机、大型飞机、高性能发动机的研制开发，对航空器的制造提出了高推重比、高可靠性、高耐久性、长寿命、低成本等要求，因此对材料和工艺的要求也不断提高，大量的钛合金、高温合金材料被采用。尤其是钛合金，由于其质轻而强度高，同时又具有良好的耐热耐低温性能，因而是航空工业最佳的结构材料。

目前，在飞机钛合金尾段构件等温热成形的锻造过程中，对锻造温度要求比较严格，即其锻造温度应持续保持在900℃左右的温度范围内。传统锻压设备的工作区域为敞开式结构，由于此种结构在锻造过程中热量损失严重，导致锻造温度很难达到等温状态；而且模具需要采取不断的加热措施才能进行下一工件的锻造。此外，由于上述锻造机械一般是采用人工换取模具，在需要换取模具时，需等锻压机温度降至常温时，操作人员才能进行操作，待换取模具及放入工件后，则需要压机重新加热升温再进行压制。由于模具的频繁更换与传统的人工装卡方式导致压机热量严重损失，这样不仅浪费了大量能源，影响工作效率，加大了加工成本；而且使锻造难度增大，成品率很低。故导致传统的锻造加工机械已无法满足航空业迅猛发展的现状。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可实现热钣金件等温热成型锻压机。本压机不仅可实现在高温状态下的锻造过程中充分保持工作区域温度，使温度损失减小到最小，而且还可大幅度节约能源及降低生产成本，提高钣金件产品锻造质量和生产效率。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

可实现热钣金件等温热成型锻压机，包括上横梁、下横梁和立柱构成的三梁四柱式机身、安装在上横梁上的工作油缸、与工作油缸连接的滑块以及设置在下横梁上的工作台，其特征在于：所述工作台为移动工作台，所述移动工作台上平面和所述滑块下平面上通过紧固件均依次固装有耐高温金属垫板和陶瓷板，所述陶瓷板内设有加热单元；在所述滑块的陶瓷板下平面和所述移动工作台陶瓷板上平面均设有模具快速装卡机构，所述锻压机工作区域四周边上安装有保温装置。

所述模具快速装卡机构包括：相向运动的夹紧横梁和驱动缸，所述夹紧横梁一端连接用于推动其水平方向运动的驱动缸，所述驱动缸通过支架固定在压机机身上，所述驱动缸穿过炉门区域的部分设有隔热保温部件，所述驱动缸上设有压力监测发讯机构。

所述保温装置包括：炉门、炉门支架、用于驱动炉门移动的驱动机构和用于检测滑块及炉门移动位置的发讯机构，所述炉门支架与锻压机机身固定，所述炉门分布在锻压机机身四周，并分别通过铰链与炉门支架连接，所述驱动机构一端与炉门支架固接，另一端与炉门固装，所述发讯机构分别安装在炉门支架和锻压机机身上。

所述炉门为分布在锻压机机身四周的可水平方向及上下移动的前炉门、可水平方向移动的后炉门、左炉门和右炉门。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述陶瓷板上紧固有用于夹紧横梁导向的导轨和导向槽，所述夹紧横梁通过导轨和导向槽与陶瓷板滑动配合。

所述陶瓷板上还固装有用于夹紧横梁限位的限位块。

所述位于锻压机机身前侧的炉门支架上通过铰链安装有导轨。

所述驱动机构包括前炉门上下移动驱动机构和炉门水平开启闭合驱动机构。

所述发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构、炉门水平开启闭合运动发讯机构和滑块位置发讯机构。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明采用上述技术方案，即在锻压机工作区域四周边装有保温装置，该保温装置为水平方向及上下移动的前炉门、可水平方向的后炉门、左炉门和右炉门，在压机锻造过程中，使四周炉门与滑块可形成一个封闭腔。当滑块开始下行，直至上模具接触到工件时且上压完毕处于保压阶段前时，发讯机构发讯，四周炉门由驱动机构驱动处于打开状态，与滑块之间形成一定间隙，防止滑块下行将炉门损坏。当滑块保压处于停止状态时，发讯机构发讯，四周炉门由驱动机构驱动，使炉门关闭，与滑块形成一个封闭腔，这样不仅可保证锻压机温度不会大量损失以及压制工件时的压制温度处于等温状态，保证锻压工件的质量；而且还可大幅度节约能源及降低加工成本，提高生产效率。此外，本机通过具有保温功能的移动工作台和模具快速装卡机构可实现锻压机在高温状态下的快速装卡、取送模具和工件，本结构不仅可保证锻造成型的工艺温度，满足航空航天行业对飞机钛合金等温热成形件的加工需要，能保证压机工作区域持续在1000度高温状态下，实现工件的热态压制，锻造过程中无需重复加热，节约大量能源，且可大幅度提高工件的锻造质量和生产效率，进而满足了航空业迅猛发展的现状。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明移动工作台的结构示意图；

图3是本发明模具快速装卡机构的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明保温装置的结构示意图；

图6是图5的后视图。

图中：1、上横梁；2、下横梁；3、立柱；4、滑块；5、移动工作台；5-1、耐高温金属垫板；5-2、陶瓷板；5-3、陶瓷围板；5-4、围板托架；5-5、驱动机构；5-6、滚轮；5-7、加热单元；5-8、测温单元；5-9、螺栓；5-10、定位键；5-11、水冷单元；6、工作油缸；7、导向柱；8、导套；9、保温装置；9-1、前炉门；9-2、后炉门；9-3、左炉门；9-4、右炉门；9-5、炉门支架；9-6、导轨；9-7、前炉门上下移动驱动机构；9-8、炉门水平开启闭合驱动机构；9-9、前炉门上下运动发讯机构；9-10、炉门水平开启闭合运动发讯机构；9-11、滑块位置发讯机构；10、快速装卡机构；10-1、隔热保温部件；10-2、限位块；10-3、夹紧横梁；10-4、导轨；10-5、护罩；10-6、定位键；10-7、驱动缸；10-8、支架；10-9、压力监测发讯机构。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1-图5，可实现热钣金件等温热成型锻压机，包括上横梁1、下横梁2和立柱3构成的三梁四柱式机身、安装在上横梁上的工作油缸6、与工作油缸连接的滑块4以及设置在下横梁上的工作台。所述工作台为移动工作台5，所述移动工作台上平面和所述滑块下平面上通过紧固件均依次固装有耐高温金属垫板5-1和陶瓷板5-2，所述陶瓷板内设有加热单元5-7；在所述滑块的陶瓷板下平面和所述移动工作台陶瓷板上平面均设有模具快速装卡机构10，所述锻压机工作区域四周边上安装有保温装置9。

请参阅图2，本实施例中，所述移动工作台上安装驱动机构5-5及滚轮5-6，在移动工作台上通过紧固件螺栓5-9依次固装有耐高温金属垫板5-1和陶瓷垫板5-2，所述耐高温金属垫板和陶瓷垫板通过定位键5-10定位。所述陶瓷垫板周边通过围板托架5-4固定有可对移动工作台起到密封作用并可减小其热量损失的陶瓷围板5-3。所述耐高温金属垫板内设有可实现移动工作台水冷的水冷通道，所述水冷通道内装有水冷单元5-11，该水冷单元可对压机锻造过程中传递的温度进行缓冷。所述陶瓷垫板内设有加热通道和测温通道，所述加热通道内装有可保持锻造温度的加热单元5-7，所述测温通道内设有可监测锻造过程中温度的测温单元5-8。

请参阅图3和图4，所述模具快速装卡机构10包括：设置在每个陶瓷板上的相向运动的夹紧横梁10-3和驱动缸10-7，所述夹紧横梁一端连接用于推动其水平方向运动的驱动缸，即驱动缸的活塞头通过法兰与夹紧横梁固接。所述驱动缸通过支架10-8固定在压机机身上，所述驱动缸上设有压力监测发讯机构10-9，为了保证压机炉内温度，即在驱动缸穿过锻压机炉门区域的部分设有隔热保温部件10-1。在夹紧横梁与驱动缸的连接处外部周围还装有护罩10-5，以便对夹紧横梁和驱动缸起到保护作用。所述陶瓷板上紧固有用于夹紧横梁导向的导轨10-4和导向槽，所述夹紧横梁通过导轨和导向槽与陶瓷板滑动配合。所述陶瓷板上还固装有用于夹紧横梁限位的限位块10-2，这样可对夹紧横梁起到准确限位的作用。

请参阅图5和图6，所述保温装置9包括：炉门、炉门支架9-5、用于驱动炉门移动的驱动机构和用于检测滑块及炉门移动位置的发讯机构，所述炉门支架与锻压机机身固定。所述炉门分布在锻压机机身四周，并分别通过铰链与炉门支架连接，所述驱动机构一端与炉门支架固接，另一端与炉门固装，所述发讯机构分别安装在炉门支架和锻压机机身上。

本实施例中，所述炉门为分布在锻压机机身四周的可水平方向及上下移动的前炉门9-1、可水平方向的后炉门9-2、左炉门9-3和右炉门9-4。

所述位于锻压机机身前侧的炉门支架9-5上通过铰链安装有导轨。

所述驱动机构包括前炉门上下移动驱动机构9-7和炉门水平开启闭合驱动机构9-8。

所述发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构9-9、炉门水平开启闭合运动发讯机构9-10和滑块位置发讯机构9-11。

所述驱动机构包括：前炉门上下移动驱动机构9-7和炉门水平开启闭合驱动机构9-8。本实施例中，所述前炉门上下移动驱动机构一端与前炉门9-1上端面固接，另一端与位于锻压机机身前侧的炉门支架9-5固接；所述炉门水平开启闭合驱动机构一端与位于锻压机机身前侧的炉门支架固接，另一端与导轨9-6固接。所述炉门水平开启闭合驱动机构一端分别与后炉门、左炉门和右炉门连接，另一端与炉门支架固接。

所述发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构9-9、炉门水平开启闭合运动发讯机构9-10和滑块位置发讯机构9-11。本实施例中，所述前炉门上下运动发讯机构9-9设置在下平台和压机的横梁上，所述炉门水平开启闭合运动发讯机构9-10安装在炉门支架9-5上，所述滑块位置发讯机构9-11设置在压机上横梁的下平面和滑块的侧面上。

本发明的工作原理为：

当操作人员需要将模具和工件放入锻压机压制时，前炉门上下运动发讯机构发讯，由前炉门上下移动驱动机构驱动前炉门上移，打开前炉门即可将模具和工件放入锻压机，放入完毕前炉门下移，直至发讯机构发讯，炉门完全闭合。

然后，锻压机滑块开始下行，直至上模具接触到工件时且上压完毕处于保压阶段前时，此时，炉门水平开启闭合运动发讯机构发讯，驱动机构驱动前炉门、后炉门、左炉门和右炉门使其向外水平方向移动5-10mm，处于打开状态，与滑块之间形成一定间隙，防止滑块下行将炉门损坏。

在锻压机对工件进行锻造时，前炉门、后炉门、左炉门和右炉门与滑块可形成一个封闭腔。当滑块保压处于停止状态时，炉门水平开启闭合运动发讯机构发讯，由驱动机构驱动四炉门复位，使炉门关闭，与滑块形成一个封闭腔，这样不仅可保证锻压机温度不会大量损失以及压制工件时的压制温度处于等温状态，保证锻压工件的质量；而且还可大幅度节约能源及降低加工成本，提高生产效率。

当需要装卡或更换模具时，将模具放到移动工作台上，每个陶瓷板上的夹紧横梁通过驱动缸推动及导轨导向，向相向方向移动，直至夹到模具。当夹紧横梁移动碰到限位块时候，驱动缸内压力会随之增大，当超过设定值时，驱动缸上的压力监测发讯机构10-9发讯传递给压机控制系统。隔热保温装置基本可实现对压机工作区域的密闭保温，使温度不至于散失。

Claims (6)

1.一种可实现热钣金件等温热成型锻压机，包括上横梁、下横梁和立柱构成的三梁四柱式机身、安装在上横梁上的工作油缸、与工作油缸连接的滑块以及设置在下横梁上的工作台，其特征在于：所述工作台为移动工作台，所述移动工作台上平面和所述滑块下平面上通过紧固件均依次固装有耐高温金属垫板和陶瓷板，所述陶瓷板内设有加热单元；在所述滑块的陶瓷板下平面和所述移动工作台陶瓷板上平面均设有模具快速装卡机构，所述锻压机工作区域四周边上安装有保温装置；

所述模具快速装卡机构包括：相向运动的夹紧横梁和驱动缸，所述夹紧横梁一端连接用于推动其水平方向运动的驱动缸，所述驱动缸通过支架固定在压机机身上，所述驱动缸穿过炉门区域的部分设有隔热保温部件，所述驱动缸上设有压力监测发讯机构；

所述保温装置包括：炉门、炉门支架、用于驱动炉门移动的驱动机构和用于检测滑块及炉门移动位置的发讯机构，所述炉门支架与锻压机机身固定，所述炉门分布在锻压机机身四周，并分别通过铰链与炉门支架连接，所述驱动机构一端与炉门支架固接，另一端与炉门固装，所述发讯机构分别安装在炉门支架和锻压机机身上；

所述炉门为分布在锻压机机身四周的可水平方向及上下移动的前炉门、可水平方向移动的后炉门、左炉门和右炉门。

2.根据权利要求1所述的可实现热钣金件等温热成型锻压机，其特征在于：所述陶瓷板上紧固有用于夹紧横梁导向的导轨和导向槽，所述夹紧横梁通过导轨和导向槽与陶瓷板滑动配合。

3.根据权利要求2所述的可实现热钣金件等温热成型锻压机，其特征在于：所述陶瓷板上还固装有用于夹紧横梁限位的限位块。

4.根据权利要求1所述的可实现热钣金件等温热成型锻压机，其特征在于：所述位于锻压机机身前侧的炉门支架上通过铰链安装有导轨。

5.根据权利要求1所述的可实现热钣金件等温热成型锻压机，其特征在于：所述驱动机构包括前炉门上下移动驱动机构和炉门水平开启闭合驱动机构。

6.根据权利要求1所述的可实现热钣金件等温热成型锻压机，其特征在于：所述压力监测发讯机构包括：前炉门上下运动发讯机构、炉门水平开启闭合运动发讯机构和滑块位置发讯机构。