CN104550605A - 锻造装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻造装置，其具有包括下模(30)的预成形模具组件。下模(30)具有第一顶出针和第二顶出针(52a、52b)，这些顶出针(52a、52b)布置在放置预成形品(12)的纵向端面(12a、12b)的位置中。传送机构(32)具有用于保持预成形品(12)的各个端部的第一保持部和第二保持部(48a、48b)。第一保持部和第二保持部(48a、48b)各自具有限定有凹部(66)的指状物(58)。预成形品(12)的由第一顶出针和第二顶出针(52a、52b)支撑的端部分别进入凹部(66)中。各个凹部(66)将支撑部(62)的远端部分成两个支撑齿(68a、68b)。第一保持部和第二保持部(48a、48b)还各自具有用于沿压缩预成形品(12)的方向按压预成形品(12)的按压部(60)。

Description

锻造装置

技术领域

本发明涉及一种具有用于将长形实心工件锻造成锻件的模具组件的锻造装置。

背景技术

用于机动车的曲轴借助锻造工序制造。锻造工序包括例如压缩工序、粗加工工序、精加工工序和去毛刺(修边)工序。在压缩工序中，将棒形工件压缩成具有椭圆形剖面和通常被成形为曲轴重量部的多个部分的一次成形品。粗加工工序使一次成形品成为二次成形品，该二次成形品的形状和维数与将被制造为最终锻件的曲轴的形状和维数类似。精加工工序将二次成形品精加工成曲轴，该曲轴本质上具有最终形状和维数(下文中称作“毛刺曲轴”)。在去毛刺(修边)工序中，去除形成在毛刺曲轴的边缘上的毛刺。

用于执行压缩工序、粗加工工序、精加工工序和去毛刺(修边)工序的模具通常合并在单个锻造装置中。例如，如日本特开第05-000349号公报中所公开的，这种锻造装置与传送机构组合，该传送机构操作，以将棒形工件、一次成形品、二次成形品和毛刺曲轴依次递送给用于在上面执行后续工序的模具组件。去毛刺曲轴由传送机构从锻造装置排出。

毛刺最终从曲轴切断，作为碎料。因此，如果毛刺从锻件的周边突出较大距离，则材料利用率较低，这使得难以降低所制造的锻造曲轴的成本。

本领域中已经进行了尝试，以最小化在锻件上出现毛刺。例如，如日本特开第2000-071138号公报中所公开的，如果棒形工件被预成形为长形锻件(该长形锻件在对其执行压缩工序之前维数更长且直径更小)(预成形品)，则降低锻造比并且所产生的任何毛刺变小。

进一步地，长形锻件需要递送到压缩模具组件。日本专利3377741以及日本特开第2000-071138号公报中公开了用于保持和递送这种长形锻件的已知机构。日本专利3377741中公开的机构通过将保持部插入在长形锻件的相对端之下然后提起保持部来递送长形品(具体参见图11)。

发明内容

通常，用于形成预成形品的预成形模具组件包括顶出针，该顶出针用于使预成形品与预成形模具组件分开。如果日本专利3377741中公开的机构与预成形模具组件组合，则保持部在插入在长形锻件(即，预成形品)的相对端下面时，可能与顶出针干涉。换言之，因为保持部由于与顶出针干涉而无法进入长形锻件的相对端之下，所以日本专利3377741中公开的机构无法用于递送预成形品。

本发明的主要目的是提供一种锻造装置，该锻造装置具有能够在锻件已经由顶出针从模具组件释放之后容易地进入长形锻件的相对端之下的保持部。

根据本发明，提供了一种锻造装置，该锻造装置包括：模具组件，该模具组件被构造为将长形实心工件锻造成锻件；以及传送机构，该传送机构被构造为从所述模具组件递送所述锻件。所述模具组件包括一对顶出针，该对顶出针布置在所述模具组件的锻造面的附近，用于分别支撑所述锻件的纵向端部并使所述锻件与所述锻造面分离。所述传送机构具有用于分别保持所述锻件的所述纵向端部的第一保持部和第二保持部。所述第一保持部和所述第二保持部各自具有用于从下方分别支撑所述锻件的所述纵向端部的指状物，所述指状物中各自限定有用于分别容纳所述锻件的所述纵向端部的凹部，所述纵向端部由所述顶出针支撑。

顶出针布置在用于支撑锻件的端部的位置中。随着工件变形，当长形实心工件的材料流到锻造面与顶出针之间的空隙中时，形成毛刺。因为在长形实心工件的端部中流动的材料的量较小，所以流动到空隙中的材料的量也较小。因此，使所形成的毛刺的尺寸最小化。

传送机构的第一保持部和第二保持部的指状物中各自限定有用于分别容纳锻件的纵向端部的各个凹部，而纵向端部由顶出针支撑。因此，指状物能够保持锻件，而不与锻件和顶出针物理干涉。

因此，即使顶出针被布置在上述位置中，限定有凹部的指状物也能够在锻件与模具组件的锻造面分离之后保持并递送锻件。

优选地，所述第一保持部和所述第二保持部还具有各自的按压部，用于从所述顶出针的上方的位置分别按压所述锻件的纵向端面。沿各自方向按压锻件，以便被第一保持部的按压部和第二保持部的按压部压缩。由此，锻件被夹入或夹紧在第一保持部的按压部与第二保持部的按压部之间。因为锻件位于合适的位置，所以在由传送机构递送锻件时防止了锻件的位置移动。在递送锻件的位置处，可以在预定位置释放锻件。

由于锻件由按压部夹紧并由指状物保持，所以锻件可以由传送机构以稳定方式递送。

优选地，所述顶出针各自布置在用于分别按压所述锻件的所述纵向端部(包括所述纵向端面)的位置中。换言之，顶出针各自布置在锻件的纵向端面放置在顶出针的上端面上的位置中。因为锻件的纵向端面未超过顶出针远离锻造面的端部，所以长形实心工件的材料不流到顶出针的端部与模具组件之间的空隙中。因此，可以进一步减小所形成的毛刺的尺寸。

本发明的上述和其他目的、特征和优点根据以下结合附图的描述将变得更加显而易见，附图中，以例示性示例的方式示出本发明的优选实施方式。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的锻造装置的传送机构的平面图，该平面图与例示用于制造曲轴的过程的顺序流程结合示出；

图2是锻造装置的预成形模具组件的下模和由预成形模具组件制作的预成形品的立体图；

图3是示出由顶出针支撑的预成形品的相对端由保持部保持的方式的立体图；

图4是图3所示的一个保持部和相邻部件的局部放大立体图；

图5是示出保持部保持预成形品的方式的平面图，该图未例示按压部；

图6是示出按压部在开始按压预成形品的同时紧靠预成形品的一端的方式的局部平面图；以及

图7是示出按压部在开始按压预成形品的同时紧靠预成形品的一端的方式的局部垂直剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述根据本发明的优选实施方式的锻造装置。在下面要描述的实施方式中，将描述曲轴由锻造装置制造为锻件的情况。在附图中，箭头X和箭头Y分别指示诸如曲轴等的锻件的纵向和横向，并且箭头Z指示垂直方向。纵向、横向和垂直方向还分别称作X、Y和Z方向。

首先，下面将参照图1描述用于将曲轴制造为锻件的过程的顺序流程。

如图1所示，首先在棒形工件10上执行预成形工序。更具体地，将棒形工件10预成形为预成形品(锻件)12，该预成形品(锻件)12的直径小于棒形工件10的直径且长度大于棒形工件10的长度。

接着，在压缩工序中，将预成形品12压缩为一次成形品(锻件)14。一次成形品14包括毛刺16，该毛刺16从一次成形品14的周边缘突出。因为，在预成形工序中，将棒形工件10预成形为预成形品12，所以毛刺16从一次成形品14的周边缘突出的距离小于棒形工件10不经过预成形的情况下毛刺16突出的距离。

接着，对一次成形品14执行粗加工工序，以便使一次成形品14成为二次成形品18，该二次成形品18的形状和维数与要制造的曲轴的形状和维数类似。

此后，对二次成形品18执行精加工工序，从而制作毛刺曲轴20，该毛刺曲轴20本质上形成有想要实现的最终形状和维数。精加工工序之后是去毛刺(修边)工序，该去毛刺(修边)工序将毛刺16从毛刺曲轴20的边缘去除，从而制作曲轴22，作为最终锻件。

棒形工件10包括长形实心工件。因此，预成形品12、一次成形品14、二次成形品18、毛刺曲轴20和曲轴22也分别是长形实心体的形式。

如上所述，根据本实施方式的锻造装置包括用于分别执行预成形工序、压缩工序、粗加工工序、精加工工序和修边工序的未示出的预成形模具组件、压缩模具组件、粗加工模具组件、精加工模具组件和修边模具组件。预成形模具组件包括下模30(参见图2)。模具组件以上述指定顺序排布为阵列。将预成形品12、一次成形品14、二次成形品18和毛刺曲轴20经由与锻造装置结合的传送机构32(参见图1)递送给模具组件，用于在各个模具组件中执行后续工序。曲轴22也经由传送机构32从修边模具组件排出。

如图1所示，传送机构32包括第一把持手组件34、第二把持手组件36、第三把持手组件38、第四把持手组件40、第五把持手组件42和第六把持手组件44，它们分别把持棒形工件10、预成形品12、一次成形品14、二次成形品18、毛刺曲轴20和曲轴22。第一至第六把持手组件34至44接合到两个进给杆46a、46b。

进给杆46a、46b可以沿由箭头A和B指示的方向同步位移，以便将棒形工件10、预成形品12、一次成形品14、二次成形品18和毛刺曲轴20递送给用于在上面执行后续工序的模具组件。进给杆46a、46b还操作，以将曲轴22从修边模具组件排出。

第一把持手组件34将棒形工件10传送到预成形模具组件。第一把持手组件34沿棒形工件10的纵向把持相对端。

第二把持手组件36具有第一保持部48a和第二保持部48b。第二把持手组件36在用第一保持部48a和第二保持部48b保持预成形品12的同时，将预成形品12传送给压缩模具组件。下面将结合预成形模具组件详细描述第二把持手组件36。

首先，下面将描述锻造装置的预成形模具组件。预成形模具组件包括：下模30，该下模30固定在如图2所示的位置中；以及可移动的上模(未示出)，可以由未例示的升降机构远离和朝向下模30升降该可移动的上模(未示出)。

下模30具有下模锻造面50，该下模锻造面50限定用于锻造预成形品12的模腔的一部分。下模锻造面50通常是半圆柱形。虽然未示出，但是上模具有类似的上模锻造面，该上模锻造面也限定模腔的一部分。

下模30包括一对顶出针(即，第一顶出针52a和第二顶出针52b)，用于使预成形品12与下模30(即，下模锻造面50)分开。第一顶出针52a和第二顶出针52b具有各自的上尖端部，这些上尖端部穿过下模锻造面50中限定的各个插入孔54露出并且沿Z方向向上延伸。

第一顶出针52a和第二顶出针52b可以经由诸如液压缸等的未例示位移机构沿Z方向位移(即，升降)。如图2所示，当提起第一顶出针52a和第二顶出针52b时，向上推动预成形品12，并且在支撑在第一顶出针52a和第二顶出针52b上的同时，预成形品12与下模30分离。第一顶出针52a和第二顶出针52b彼此同步位移。

第一顶出针52a和第二顶出针52b被定位成使得，当提起第一顶出针52a和第二顶出针52b时，第一顶出针52a和第二顶出针52b推动并保持预成形品12的各自纵向端部，这些纵向端部包括预成形品12的各自纵向端面12a、12b。换言之，第一顶出针52a和第二顶出针52b推动包括预成形品12的纵向端面12a、12b的端部，从而提起预成形品12。

第一顶出针52a和第二顶出针52b各自具有在其上端面中限定的曲槽56。曲槽56的曲率与预成形品12的外周面的曲率互补，以防止预成形品12滚动和脱落。

如图1、图3和图4所示，第二把持手组件36的第一保持部48a和第二保持部48b保持预成形品12，该预成形品12已与下模30(即，预成形模具组件)分离。下面将详细描述第一保持部48a和第二保持部48b。因为第一保持部48a和第二保持部48b的结构相同，所以其特征由分别具有不同后缀“a”和“b”的相同附图标记来表示，下面以示例的方式描述第一保持部48a。

如在侧视图中看到的，第一保持部48a具有指状物58和按压部60，该按压部60具有大致倒L形。如图4和图5所示，指状物58包括大致Y形支撑部62和比支撑部62窄的连结部64。为了促进理解本发明，图5中省略了按压部60的例示。

支撑部62具有凹部66，该凹部66限定在其远端部中并且面朝下模锻造面50。当第一保持部48a接近预成形品12移动时，由第一顶出针52a保持的预成形品12的纵端部进入凹部66中。凹部66将支撑部62的远端部分成沿Y方向延伸的两个支撑齿68a、68b。

支撑齿68a在其面朝支撑齿68b的端面上具有弯曲保持面70a。弯曲保持面70a曲率与预成形品12的外周面的曲率互补。类似地，支撑齿68b在其面朝支撑齿68a的端面上具有弯曲保持面70b。弯曲保持面70b的曲率与预成形品12的外周面的曲率互补。弯曲保持面70a、70b彼此面对面定位。

连接到支撑部62的后端的连结部64具有限定在其中的两个螺栓孔72(参见图5)。如后面所述，两个螺栓74(参见图4)穿过各自的螺栓孔72插入。

如上所述，如在侧视图中看到的，按压部60具有大致倒L形，并且包括：垂直壁76，该垂直壁76沿Z方向延伸；以及水平壁78，该水平壁78从垂直壁76的上端朝向预成形品12沿Y方向延伸。

垂直壁76具有两个螺栓插入孔80，这两个螺栓插入孔80被限定为垂直穿过垂直壁76并且沿Z方向延伸。当螺栓74穿过各个螺栓插入孔80以及穿过各个螺栓孔72插入时，使螺栓74的下端从螺栓孔72露出，这些螺栓孔72被限定为穿过指状物58的连结部64。螺母82被拧在螺栓74的露出下端上。因此，螺栓74将指状物58和按压部60紧固到一起，从而组成第一保持部48a。当以该方式组装第一保持部48a时，水平壁78从支撑部62向上隔开。

如后面将描述的，水平壁78包括顶端面，该顶端面远离螺栓插入孔80布置，用于按压预成形品12的端面12a。

如上所述，第二保持部48b的结构与第一保持部48a的结构相同。第二保持部48b与第一保持部48a相同的那些部件由相同的附图标记来表示，并且下面将不详细描述这些特征。

以上述方式构造的第一保持部48a和第二保持部48b经由各自的支架84a、84b连接到各个进给杆46a、46b(参见图1)。

图1所示的第三把持手组件38、第四把持手组件40、第五把持手组件42和第六把持手组件44也分别沿一次成形品14、二次成形品18、毛刺曲轴20和曲轴22的纵向把持相对端。

根据本实施方式的锻造装置基本如上所述进行构造。下面与预成形工序有关地描述锻造装置的操作和优点。

为了从棒形工件10制作曲轴22，将棒形工件10容纳在锻造装置的储料器中。此时，进给杆46a、46b彼此分开，并且棒形工件10不被第一把持手组件34把持。

然后，使进给杆46a、46b沿着Y方向(沿图1中的箭头A和B的方向)朝向彼此位移，直到最终第一把持手组件34把持棒形工件10的相对端为止。使进给杆46a、46b沿着一个X方向位移，以朝向预成形模具组件递送棒形工件10。一旦到达预成形模具组件，进给杆46a、46b就沿Y方向彼此远离位移，从而将棒形工件10从第一把持手组件34释放。将棒形工件10放置在预成形模具组件的下模30的下模锻造面50上。

此时，第一顶出针52a和第二顶出针52b的上端面与下模锻造面50齐平。换言之，第一顶出针52a和第二顶出针52b分别容纳在插入孔54中，并且不突出超过下模锻造面50。

接着，启动升降机构，以使预成形模具组件的上模朝向下模30下降，从而闭合预成形模具组件。下模锻造面50和上模锻造面共同组成模腔。此时，棒形工件10被锻造成与模腔互补的形状，从而制作预成形品12。

预成形品12的一端延伸到第一顶出针52a上的位置，并且另一端延伸到第二顶出针52b上的位置。更具体地，预成形品12的端部各自在第一顶出针52a和第二顶出针52b的上端面上的大致中间位置处具有端面12a、12b。由此，包括各自端面12a、12b的预成形品12的纵向端部分别放置在第一顶出针52a和第二顶出针52b上。第一顶出针52a和第二顶出针52b以大约是其上端面的面积的大约一半的面积承载预成形品12的各个端部。

在将棒形工件10锻造成预成形品12期间，在棒形工件10的材料朝向第一顶出针52a和第二顶出针52b的上端面延伸的同时，材料流到存在于下模30与第一顶出针52a和第二顶出针52b之间的空隙中。流到空隙中的材料产生毛刺，该毛刺从预成形品12沿径向向外方向稍微突出。

当使棒形工件10变形时，棒形工件10的材料不流到其他空隙中。因此，最小化了所形成的毛刺的尺寸。除非另有说明，因为第一顶出针52a和第二顶出针52b布置在放置预成形品12的纵向端面12a、12b的位置中，所以可以尽可能地减小所形成的毛刺的尺寸。

接着，将上模提起远离下模30，从而打开预成形模具组件。此后，如图2所示，启动位移机构，以提起第一顶出针52a和第二顶出针52b，该第一顶出针52a和第二顶出针52b远离下模30向上推动预成形品12。

当提起第一顶出针52a和第二顶出针52b离开下模30时，第一顶出针52a和第二顶出针52b支撑预成形品12的纵向端部。第一顶出针52a和第二顶出针52b的上端面具有各自的曲槽56，这些曲槽56的曲率与预成形品12的外周面的曲率互补。进一步地，因为预成形品12的纵向端部放置在曲槽56中，所以防止了预成形品12从第一顶出针52a和第二顶出针52b脱落。

此后，使进给杆46a、46b沿着Y方向朝向彼此位移，从而使第二把持手组件36的第一保持部48a和第二保持部48b朝向预成形品12移动。

如上所述，第一保持部48a和第二保持部48b的支撑部62具有各自的凹部66。当使第一保持部48a和第二保持部48b朝向预成形品12移动时，分别由第一顶出针52a和第二顶出针52b支撑的预成形品12的端部进入各自的凹部66中。换言之，凹部66防止了支撑部62与预成形品12物理干涉，或与第一顶出针52a和第二顶出针52b物理干涉。

当预成形品12的端部进入各自的凹部66中时，支撑齿68a、68b的弯曲保持面70a、70b沿着预成形品12的外周面定位。除非另有说明，如图3、图4、图5和图7所示，预成形品12的端部放置在各自的弯曲保持面70a、70b上，因此，预成形品12保持在支撑齿68a、68b上。

随着第一保持部48a和第二保持部48b更靠近预成形品12接近，如图6和图7所示，按压部60的水平壁78的顶端面紧靠预成形品12的各个端面12a、12b。因为水平壁78位于各个指状物58的上方，所以水平壁78的顶端面保持不与第一顶出针52a和第二顶出针52b物理干涉。水平壁78的顶端面紧靠预成形品12的各个端面12a、12b的上部区域。

当水平壁78的顶端面紧靠预成形品12的各个端面12a、12b时，按压部60沿各个方向(即，沿着Y方向)推动预成形品12的端面12a、12b，以便沿着其纵向压缩预成形品12。

当预成形品12的端面12a、12b被按压部60推动时，预成形品12由两个按压部60定位并夹紧。更具体地，在预成形品12被按压部60夹紧的同时，预成形品12由第一保持部48a和第二保持部48b的支撑齿68a、68b从下面支撑。因此，预成形品12被第一保持部48a和第二保持部4b稳固地约束。同时，第一把持手组件34把持新的棒形工件10。

接着，使进给杆46a、46b(参见图1)沿着X方向位移，以将预成形品12传送到压缩模具组件。此时，防止了预成形品12脱落或发生位置移动，这是因为预成形品12被第一保持部48a和第二保持部48b稳固地约束。同时，将新的棒形工件10递送到预成形模具组件。

此后，使进给杆46a、46b沿Y方向远离彼此位移。因此，从第二把持手组件36释放预成形品12，并且从第一把持手组件34释放新的棒形工件10。

新的棒形工件10由预成形模具组件预成形，同时，预成形品12被压缩模具组件压缩。换言之，制造出新的预成形品12和一次成形品14。

在打开预成形模具组件和压缩模具组件之后，使进给杆46a、46b沿Y方向朝向彼此位移。第一把持手组件34把持另一个新的棒形工件10，而第二把持手组件36和第三把持手组件38分别把持预成形品12和一次成形品14。

随后，将一次成形品14递送给粗加工模具组件，将预成形品12递送给压缩模具组件，并且将预成形品12递送给预成形模具组件。然后，闭合模具组件，以执行预成形工序、压缩工序和粗加工工序。换言之，由各个模具组件制造出预成形品12、一次成形品14和二次成形品18。

在打开预成形模具组件、压缩模具组件和粗加工模具组件之后，第一把持手组件34把持又一个新的棒形工件10。第二把持手组件36、第三把持手组件38和第四把持手组件40分别把持预成形品12、一次成形品14和二次成形品18。将棒形工件10、预成形品12、一次成形品14和二次成形品18分别递送给预成形模具组件、压缩模具组件、粗加工模具组件和精加工模具组件。

当闭合模具组件时，制造出预成形品12、一次成形品14、二次成形品18和毛刺曲轴20。在打开模具组件之后，将预成形品12、一次成形品14、二次成形品18和毛刺曲轴20分别递送给压缩模具组件、粗加工模具组件、精加工模具组件和修边模具组件。同时，将新的棒形工件10递送给预成形模具组件。

在进一步闭合上述模具组件时，制造出预成形品12、一次成形品14、二次成形品18、毛刺曲轴20和曲轴22。在打开模具组件之后，分别将预成形品12、一次成形品14、二次成形品18和毛刺曲轴20递送给压缩模具组件、粗加工模具组件、精加工模具组件和修边模具组件。与从锻造装置排出曲轴22的同时，将新的棒形工件10递送给预成形模具组件。

重复上述顺序，以连续制作多个曲轴22。

本发明不限于上述实施方式，而可以在不偏离本发明的范围的情况下对本发明进行各种改变和修改。

例如，第一保持部48a和第二保持部48b可以没有按压部60。

根据本发明的锻造装置不限于曲轴22的制造，而是可以用于制造其他类型的长形锻件。

Claims (3)

1.一种锻造装置，该锻造装置包括：

模具组件，该模具组件被构造为将长形实心工件(10)锻造成锻件(12)；以及

传送机构(32)，该传送机构(32)被构造为从所述模具组件递送所述锻件(12)，其中，

所述模具组件包括一对顶出针(52a、52b)，该对顶出针(52a、52b)布置在所述模具组件的锻造面的附近，用于分别支撑所述锻件(12)的纵向端部并使所述锻件(12)与所述锻造面分离；

所述传送机构(32)具有用于分别保持所述锻件(12)的所述纵向端部的第一保持部(48a)和第二保持部(48b)；并且

所述第一保持部(48a)和所述第二保持部(48b)各自具有用于从下方分别支撑所述锻件(12)的所述纵向端部的指状物(58)，所述指状物(58)中各自限定有用于分别容纳所述锻件(12)的所述纵向端部的凹部(66)，所述纵向端部由所述顶出针(52a、52b)支撑。

2.根据权利要求1所述的锻造装置，其中，所述第一保持部(48a)和所述第二保持部(48b)各自还具有按压部(60)，用于从所述顶出针(52a、52b)的上方的位置分别按压所述锻件(12)的纵向端面。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的锻造装置，其中，所述顶出针(52a、52b)各自布置在用于分别按压所述锻件(12)的包括所述纵向端面的所述纵向端部的位置中。