CN103611749B - 模锻工艺的制坯挤压装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了模锻工艺的制坯挤压装置，其能解决现有挤压装置对压力机导轨精度要求普遍较高的问题。其包括上砧座与下模座，上砧座安装于压力机机床滑块下部，下模座安装于压力机工作平台上，其特征在于：上砧座为平板形砧座，下模座上安装有冲头导向结构，冲头导向结构包括冲头和冲头导向套，冲头导向套安装于下模座上，冲头导向套开有冲头导向孔，冲头导向孔与所述下模座的挤压模孔同心并贯通，待挤压加工的棒料放置于下模座的挤压模孔内，冲头通过冲头导向孔伸入所述下模座的挤压模孔内，对棒料进行挤压成形时平板形砧座在所述压力机机床滑块的带动下下行，并推动所述冲头在冲头导向套的导向作用下挤压所述棒料实现坯料的挤压成形。

Description

模锻工艺的制坯挤压装置

技术领域

本发明涉及热加工技术领域，尤其是涉及热加工挤压成型技术领域，具体为模锻工艺的制坯挤压装置。

背景技术

挤压工艺是目前叶片制坯所采用的主要方法之一，设计一种方便实用的热挤压装置就显得非常重要。河南科技大学郜建新同志等人在2007年第33卷第2期的文章《高压开关触头座热挤压模设计》中公开了一种高压开关触头座热挤压模，其上、下模座的对准精度完全是依靠压力的导轨精度来保证，因此其对压力机的精度要求较高，一般只适用于电动螺旋压力机上的坯料挤压成型；公告号为CN202427740U公开的一种制坯挤压模座通过增加导向装置来解决挤压工件的横向错移问题，但是其导向装置是由固定于上模座的导套和固定于下模座的导柱组成，因此导柱与导套的导向精度还是需要依赖压力机导轨精度，并且其整体结构复杂，拆装困难，只适用于精锻小叶片的挤压制坯，对于较大的模锻叶片的挤压制坯存在很大局限性，且一般只适用于摩擦压力机和电动螺旋压力机上的挤压。而在压力机上挤压成型制坯过程中，阴模的挤压口极易磨损，而现有挤压装置的阴模多采用整体式结构，整体式结构的阴模一旦磨损不仅修复成本高，而且更换不便。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了模锻工艺的制坯挤压装置，其能解决现有挤压装置对压力机导轨精度要求普遍较高的问题，并且其结构简单、拆装便捷，能够大大降低模具的修复成本。

其技术方案是这样的，其包括上砧座与下模座，所述上砧座安装于压力机机床滑块下部，所述下模座安装于压力机工作平台上，其特征在于：所述上砧座为平板形砧座，所述下模座上安装有冲头导向结构，所述冲头导向结构包括冲头和冲头导向套，所述冲头导向套安装于所述下模座上，所述冲头导向套开有冲头导向孔，所述冲头导向孔与所述下模座的挤压模孔同心并贯通，待挤压加工的棒料放置于下模座的挤压模孔内，所述冲头通过所述冲头导向孔伸入所述下模座的挤压模孔内，对所述棒料进行挤压成形时所述平板形砧座在所述压力机机床滑块的带动下下行，并推动所述冲头在所述冲头导向套的导向作用下挤压所述棒料实现坯料的挤压成形。

其进一步特征在于：

所述下模座包括阴模结构与底座结构，所述底座结构安装于所述压力机带T型槽的工作平台上，所述底座结构内安装有工件顶出机构，所述下模座的挤压模孔包括所述阴模结构的挤压模孔和底座结构的挤压模孔，所述阴模结构同心安装于所述底座结构上、使得所述阴模结构的挤压模孔与底座结构的挤压模孔同心并贯通；

所述阴模结构包括阴模、挤压口、固定环，所述挤压口安装于所述阴模的挤压模孔底部并与所述阴模的挤压模孔内壁过盈配合，所述固定环套装于所述阴模外周、并且所述固定环的内周面与所述阴模的外周面锥度配合，所述冲头导向套通过间隙配合安装于所述阴模上，所述待挤压加工的棒料放置于所述阴模的挤压模孔内，所述冲头通过所述冲头导向套内的冲头导向孔伸入所述阴模的挤压模孔内并压紧所述待挤压加工的棒料；

所述底座结构包括底部垫块、中间垫块、上部垫块与下模块，所述底部垫块通过六角头螺栓和T型槽螺母安装于所述压力机带T型槽的工作平台上，所述底部垫块、中间垫块和上部垫块的顶面均开有同心的圆形凹槽，所述中间垫块、上部垫块的底面均开有同心的圆形凸起，所述底部垫块上自下而上依次安装有所述中间垫块、上部垫块，并且所述上部垫块与中间垫块、所述中间垫块与底部垫块之间分别通过所述圆形凸起与圆形凹槽间隙配合安装，所述底部垫块、中间垫块和上部垫块开有同心并贯通的安装孔，所述下模块、工件顶出机构自上而下依次安装于所述安装孔内，所述下模块内开有所述底座结构的挤压模孔，所述阴模底部安装于所述上部垫块的圆形凹槽内，所述固定环与所述上部垫块通过圆柱头内六角螺钉连接固定；

所述工件顶出机构包括顶杆、顶杆导套和顶出座，所述顶杆导套安装于所述底部垫块的所述安装孔内，并且所述顶杆导套通过其外周的环形台阶面与所述底部垫块的圆形凹槽底面配合从而竖向限位，所述顶出座安装于所述压力机的带T型槽的工作平台内，所述顶杆安装于所述顶杆导套的导向孔内，并且所述顶杆的上端伸入所述下模块的挤压模孔内、下端与所述顶出座连接，所述顶出座与机床顶出油泵连接；

所述下模块包括垫板、第一下模块与第二下模块，所述第一下模块、第二下模块在所述中间垫块、上部垫块的所述安装孔内自下而上依次叠装于所述顶杆导套上，所述垫板安装于所述上部垫块的圆形凹槽内并压紧所述第二下模块，所述垫板、第二下模块、第一下模块开有同心并贯通的所述挤压模孔，所述阴模在所述上部垫块的圆形凹槽内并压紧所述垫板，所述阴模的挤压模孔与所述垫板、第二下模块、第一下模块之间同心并贯通的挤压模孔以及所述顶杆导套的导向孔同心并贯通。

其更进一步特征在于：所述挤压口的材料为高温合金材料；

进一步的，所述挤压口的材料为K403高温合金材料。

与现有制坯挤压装置相比较，本发明的有益效果在于：

（1）其免去了安装上、下模座的导向机构，其通过冲头导套来控制冲头外圆直径与阴模的挤压模孔内径之间的同心度从而来保证错移精度，而其上砧座采用平板形砧座，挤压成形时平板形砧座在压力机机床滑块的带动下向下直接推动冲头在冲头导向套的导向作用下将棒料挤压成形，因而其对压力机导轨的精度要求低，应用范围广，适用于油压机、水压机、摩擦压力机、电动螺旋压力机、液压螺旋压力机以及曲柄压力机等多种形式的压力机；同时，由于上砧座采用了平板形砧座，因而使得制坯挤压的开档空间H的可调范围加大，适用于更大更细长工件的挤压成形；

（2）其下模座为阴模结构与模座结构组合而成，在大批量挤压生产后当阴模磨损严重时，其能方便地进行拆卸，从而便于阴模的修复或更换，大大降低生产成本、提高生产效率；

（3）由于在挤压成形过程中挤压口的磨损最为严重，因而本发明挤压装置中用于挤压成形的阴模为分体式拼块结构，其由阴模本体与挤压口组成，挤压口安装于阴模的挤压模孔底部并与阴模的挤压模孔内壁过盈配合，当批量生产导致挤压口磨损严重后，可以快速修复、更换挤压口，更进一步降低生产成本，并提高生产效率；

（4）底座结构中上部垫块与中间垫块、中间垫块与底部垫块之间分别通过圆形凸起与圆形凹槽间隙配合安装，能够确保上部垫块、中间垫块以及底部垫块之间的同心定位，从而保证安装孔内的内模块的同心度；

（5）挤压口的材料采用高温合金材料，高温合金材料比通常所用的5CrNiMo等热作模具钢具有更强的耐磨性能，从而能有效提高挤压口的耐磨性，保证挤压工件的表面质量，减少挤压口的磨损，降低生产成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明制坯挤压装置的一种实例的结构示意图；

图2为图1的P向示意图；

图3为图1中K部的局部放大示意图；

图4为图1中制坯挤压装置挤压完工后坯料的结构示意图。

具体实施方式

见图1、图2和图3，本发明挤压装置包括上砧座与下模座，上砧座安装于压力机机床滑块1下部，下模座安装于压力机工作平台上，其中上砧座为平板形砧座2，下模座上安装有冲头导向结构，冲头导向结构包括冲头3和冲头导向套4，冲头导向套4安装于下模座上，冲头导向套4开有冲头导向孔22，冲头导向孔22与下模座的挤压模孔同心并贯通，待挤压加工的棒料21放置于下模座的挤压模孔内，冲头3通过冲头导向孔22伸入下模座的挤压模孔内，对棒料21进行挤压成形时平板形砧座2在压力机机床滑块1的带动下下行，并推动冲头3在冲头导向套4的导向作用下挤压棒料21实现坯料的挤压成形。

下模座包括阴模结构与底座结构，底座结构安装于压力机带T型槽的工作平台14上，底座结构内安装有工件顶出机构，下模座的挤压模孔包括所述阴模结构的挤压模孔23和底座结构的挤压模孔27，阴模结构同心安装于底座结构上、使得阴模结构的挤压模孔23与底座结构的挤压模孔27同心并贯通；

阴模结构包括阴模5、挤压口7、固定环6，挤压口7安装于阴模5的挤压模孔23底部并与阴模5的挤压模孔23的内壁过盈配合，装配时将挤压口7与阴模5通过过盈配合装配后再将挤压口7下表面磨平直至与阴模5下表面平齐，固定环6套装于阴模5外周、并且固定环6的内周面与阴模5的外周面锥度配合，冲头导向套4通过间隙配合安装于阴模5上，待挤压加工的棒料21放置于阴模5的挤压模孔23内，冲头3通过冲头导向套4内的冲头导向孔22伸入阴模5的挤压模孔23内并压紧待挤压加工的棒料21；挤压口7的材料为K403高温合金材料；

底座结构包括底部垫块12、中间垫块11、上部垫块10与下模块，底部垫块12通过六角头螺栓16和T型槽螺母15安装于压力机带T型槽的工作平台14上，底部垫块12、中间垫块11和上部垫块10的顶面均开有同心的圆形凹槽24，中间垫块11、上部垫块10的底面均开有同心的圆形凸起25，底部垫块12上自下而上依次安装有中间垫块11、上部垫块10，并且上部垫块10与中间垫块11、中间垫块11与底部垫块12之间分别通过圆形凸起25与圆形凹槽24间隙配合安装，底部垫块12、中间垫块11和上部垫块10开有同心并贯通的安装孔26，下模块、工件顶出机构自上而下依次安装于安装孔26内，下模块内开有底座结构的挤压模孔27，阴模5底部安装于上部垫块10的圆形凹槽251内，固定环6与上部垫块10通过圆柱头内六角螺钉20连接固定；上部垫块10、中间垫块11和底部垫块12的安装孔26是在上部垫块10、中间垫块11和底部垫块12装配后一次车加工出来的，这样不仅能保证安装孔26的直径相等，更能保证安装孔的同心度。

工件顶出机构包括顶杆13、顶杆导套18和顶出座17，顶杆导套18安装于底部垫块12的安装孔261内，并且顶杆导套18通过其外周的环形台阶面29与底部垫块12的圆形凹槽252底面配合从而竖向限位，顶出座17安装于压力机的带T型槽的工作平台14内，顶杆13安装于顶杆导套18的导向孔28内，并且顶杆13的上端伸入下模块的挤压模孔内、下端与顶出座17连接；

下模块包括垫板8、第一下模块19与第二下模块9，第一下模块19、第二下模块9在中间垫块11、上部垫块10的安装孔26内自下而上依次叠装于顶杆导套18上，垫板8安装于上部垫块10的圆形凹槽251内并压紧第二下模块9，垫板8、第二下模块9、第一下模块19开有同心并贯通的挤压模孔27，阴模5在上部垫块10的圆形凹槽251内并压紧垫板8，阴模5的挤压模孔23与垫板、第二下模块、第一下模块之间同心并贯通的挤压模孔27以及顶杆导套18的导向孔28同心并贯通。

下面结合附图，具体描述一下本发明装置的工作过程：取下冲头导向套4，将压力机机床滑块1连同平板形砧座2一同抬起到足够高，以便能有空间将挤压前的棒料21塞入阴模5内，即h1>L1。将加热到挤压温度并保温足够时间的棒料21从加热炉中取出后放入阴模5中，然后将冲头导向套4放在阴模5上，再将事先预热好的冲头3放入冲头导向套的内孔中，压力机机床滑块1连同平板形砧座2一同下行，当平板形砧座2的下表面与冲头2的上表面接触时即开始挤压变形，直至模具闭合（即上砧座2的下表面与冲头3上表面接触，h=0）；

待冷却时间过后，将压力机机床滑块1连同平板形砧座2一同抬起到足够高，以便从阴模5中取出挤压后坯料时不至于与平板形砧座2干涉，即h1>L2。取下冲头导向套。启动机床顶出油泵，顶出座17带动顶杆13上行，顶杆13上平面接触坯料下平面后继续上行，直至顶杆13将坯料头部顶出便于夹持取出即可；

由于挤压口7磨损最快，当发现挤压后的坯料表面出现拉毛缺陷后，旋开圆柱头内六角螺钉20即可将固定环6、阴模5和挤压口7一起取出，之后通过从阴模5的另一头将挤压口7顶出，然后再换上另外一个备用的挤压口即完成挤压口7的更换。

Claims (8)

1.模锻工艺的制坯挤压装置，其包括上砧座与下模座，所述上砧座安装于压力机机床滑块（1）下部，所述下模座安装于压力机工作平台上，其特征在于：所述上砧座为平板形砧座（2），所述下模座上安装有冲头导向结构，所述冲头导向结构包括冲头（3）和冲头导向套（4），所述冲头导向套（4）安装于所述下模座上，所述冲头导向套开有冲头导向孔（22），所述冲头导向孔（22）与所述下模座的挤压模孔同心并贯通，待挤压加工的棒料放置于下模座的挤压模孔内，所述冲头（3）通过所述冲头导向孔（22）伸入所述下模座的挤压模孔内，对所述棒料进行挤压成形时所述平板形砧座（2）在所述压力机机床滑块（1）的带动下下行，并推动所述冲头（3）在所述冲头导向套（4）的导向作用下挤压所述棒料实现坯料的挤压成形。

2.根据权利要求1所述的模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述下模座包括阴模结构与底座结构，所述底座结构安装于所述压力机带T型槽的工作平台（14）上，所述底座结构内安装有工件顶出机构，所述下模座的挤压模孔包括所述阴模结构的挤压模孔（23）和底座结构的挤压模孔（27），所述阴模结构同心安装于所述底座结构上、使得所述阴模结构的挤压模孔（23）与底座结构的挤压模孔（27）同心并贯通。

3.根据权利要求2所述的模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述阴模结构包括阴模（5）、挤压口（7）、固定环（6），所述挤压口（7）安装于所述阴模（5）的挤压模孔（23）底部并与所述阴模（5）的挤压模孔（23）内壁过盈配合，所述固定环（6）套装于所述阴模（5）外周、并且所述固定环（6）的内周面与所述阴模（5）的外周面锥度配合，所述冲头导向套（4）通过间隙配合安装于所述阴模（5）上，所述待挤压加工的棒料（21）放置于所述阴模（5）的挤压模孔（23）内，所述冲头（3）通过所述冲头导向套（4）内的冲头导向孔（22）伸入所述阴模（5）的挤压模孔（23）内并压紧所述待挤压加工的棒料（21）。

4.根据权利要求3所述的模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述底座结构包括底部垫块（12）、中间垫块（11）、上部垫块（10）与下模块，所述底部垫块（12）通过六角头螺栓（16）和T型槽螺母（15）安装于所述压力机带T型槽的工作平台（14）上，所述底部垫块（12）、中间垫块（11）和上部垫块（10）的顶面均开有同心的圆形凹槽（24），所述中间垫块（11）、上部垫块（10）的底面均开有同心的圆形凸起（25），底部垫块（12）上自下而上依次安装有所述中间垫块（11）、上部垫块（10），并且所述上部垫块（10）与中间垫块（11）、所述中间垫块（11）与底部垫块（12）之间分别通过所述圆形凸起（25）与圆形凹槽（24）间隙配合安装，所述底部垫块（12）、中间垫块（11）和上部垫块（10）开有同心并贯通的安装孔（26），所述下模块、工件顶出机构自上而下依次安装于所述安装孔（26）内，所述下模块内开有所述底座结构的挤压模孔（27），所述阴模（5）底部安装于所述上部垫块（10）的圆形凹槽（251）内，所述固定环（6）与所述上部垫块（10）通过圆柱头内六角螺钉（20）连接固定。

5.根据权利要求4所述的模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述工件顶出机构包括顶杆（13）、顶杆导套（18）和顶出座（17），所述顶杆导套（18）安装于所述底部垫块（12）的所述安装孔（261）内，并且所述顶杆导套（18）通过其外周的环形台阶面（29）与所述底部垫块（12）的圆形凹槽（252）底面配合从而竖向限位，所述顶出座（17）安装于所述压力机的带T型槽的工作平台（14）内，所述顶杆（13）安装于所述顶杆导套（18）的导向孔（28）内，并且所述顶杆（13）的上端伸入所述下模块的挤压模孔（27）内、下端与所述顶出座（17）连接，所述顶出座（17）与机床顶出油泵连接。

6.根据权利要求5所述的模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述下模块包括垫板（8）、第一下模块（19）与第二下模块（9），第一下模块（19）、所述第二下模块（9）在所述中间垫块（11）、上部垫块（10）的所述安装孔（26）内自下而上依次叠装于所述顶杆导套（18）上，所述垫板（8）安装于所述上部垫块（10）的圆形凹槽（251）内并压紧所述第二下模块（9），所述垫板（8）、第二下模块（9）、第一下模块（19）开有同心并贯通的所述挤压模孔（27），所述阴模（5）在所述上部垫块（10）的圆形凹槽（251）内并压紧所述垫板（8），所述阴模（5）的挤压模孔（23）与所述垫板、第二下模块、第一下模块之间同心并贯通的挤压模孔（27）以及所述顶杆导套（18）的导向孔（28）同心并贯通。

7.根据权利要求3、4、5、6中任一所述模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述挤压口的材料（7）为高温合金材料。

8. 根据权利要求7所述模锻工艺的制坯挤压装置，其特征在于：所述挤压口的材料为K403高温合金材料。