CN105562451B - 一种卧式液压冷挤压机床及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卧式液压冷挤压机床及其加工方法，包括成形装置和上料装置两部分，所述成形装置包括芯棒、芯棒液压缸、凹模、凹模液压缸、机械手和润滑液喷嘴，所述芯棒位于凹模中心部位，芯棒和凹模可根据工件不同呈不同形状，所述机械手设在凹模前端，其开合动作由气动控制，所述润滑液喷嘴也设在凹模外侧，其方向对着芯棒；所述上料装置包括上料模、上料液压缸、挺料杆、推杆、推杆液压缸，所述挺料杆设在上料模底部的中心部位，推杆设在挺料杆的中心。该发明可以挤压成形内、外表面不同形状的套筒类工件，生产效率高，生产成本低。成形后成品工件的表面质量好，精度高，力学性能好。

Description

一种卧式液压冷挤压机床及其加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工设备领域，尤其涉及一种卧式液压冷挤压机床及其加工方法。

背景技术

针对内、外表面需要加工的套筒类工件，传统的机械加工方式要经过粗加工、半精加工、精加工及热处理，工序多，投入的设备数量多，能耗很大，对操作者的技术要求也很高，加工成本高，但生产效率低，且产品的质量参差不齐，精度和表面质量都不会太高。

发明内容

本发明目的是克服背景技术不足，此卧式液压冷挤压机床及其加工方法采用液压系统来控制成形模具和推送料装置，把需要加工的套筒类工件的内、外表面一次成形，投入设备少，生产效率高，能耗大大降低，从而生产成本大大降低。由于是采用的冷挤压工艺，成形后工件内、外表面的表面质量好，精度高，力学性能好。

本发明是通过以下技术方案实现：一种卧式液压冷挤压机床及其加工方法，包括成形装置和上料装置两部分，成形装置包括芯棒、芯棒液压缸、凹模、凹模液压缸和机械手，芯棒液压缸连接芯棒，凹模液压缸连接凹模，芯棒位于凹模中心部位，可根据工件不同呈不同形状，机械手设在凹模外侧；上料装置包括上料模、上料液压缸、挺料杆、推杆和推杆液压缸，上料液压缸连接上料模，推杆液压缸连接推杆，挺料杆设在上料模底部的中心部位，上料模可以沿挺料杆前后滑动，推杆设在挺料杆的中心，推杆可以在挺料杆内前后滑动。

进一步，所述芯棒液压缸可沿加工方向推送芯棒到加工位；凹模液压缸可沿加工方向推送凹模到加工位，上料液压缸可使上料模沿加工方向来回移动，推杆液压缸可沿加工方向推动推杆有位移。

进一步，所述机械手为气动控制，且机械手合并状态时可挡住工件，使工件从做后退动作的芯棒上脱落。

进一步，所述凹模是内锥形开口，且所述内锥形开口最外端内径大于工件毛坯外径，凹模的工作段最小径向尺寸小于工件毛坯外径。

进一步，所述芯棒头部为外锥形，外锥形直径小于芯棒工作段直径，芯棒头部工作段直径小于或者等于工件毛坯内径。

进一步，所述挺料杆外径跟上料模内径间隙配合，挺料杆内径与工件内径相等。

进一步，所述凹模外侧设有一润滑液喷嘴，润滑液喷嘴方向对着芯棒。

进一步，所述上料模内径与工件毛坯外径、推杆与毛坯工件内径均为间隙配合。

进一步，其工艺方法步骤如下：

（1）上料：将加工毛坯放置由上料模、挺料杆和推杆组成的空腔里；

（2）芯棒运行：芯棒液压缸推动芯棒向工件毛坯靠近，润滑液喷嘴在芯棒运行过程中向芯棒喷润滑液；当芯棒接触到工件时，润滑液喷嘴停止工作；芯棒液压缸继续带动芯棒进入工件毛坯的孔内，一直到芯棒接触到推杆即芯棒到达工作位置，芯棒液压缸停止工作；

（3）凹模运行：凹模液压缸带动凹模向右移动直至与上料模接触并压紧；

（4）挤压成形加工：凹模和上料模保持贴近状态下，凹模液压缸带动凹模、上料液压缸带动上料模同时向右侧运动；由于凹模是内锥形开口，内锥形最外端内径大于工件毛坯外径，凹模工作段最小径向尺寸小于或者等于工件毛坯外径，由于挺料杆顶住工件毛坯不动，所以工件毛坯受到三向挤压力作用，金属会沿着凹模运动的反方向，在凹模和芯棒组成的管状空腔流动；当凹模及上料模运动到一个预定位移后，挤压成形结束，工件毛坯被挤压变形成形为成品工件；在挤压过程中，推杆在推杆液压缸的作用下，一直会微推芯棒，避免工件毛坯卡死在芯棒上；

（5）凹模和上料模复位：上料液压缸和凹模液压缸分别带动上料模和凹模复位，由于工件对芯棒包紧力很大，远远大于工件对凹模和上料模的摩擦力，所以工件会留在芯棒上；

（6）推杆微推芯棒：两块机械手在气动控制下合并，合并后机械手与芯棒有小间隙，随后推杆液压缸加压，推动推杆微推芯棒产生一个小位移，由于机械手挡住工件不动，所以使工件和芯棒产生了松动；

（7）芯棒及推杆复位、脱件：芯棒液压缸带动芯棒向后退，机械手继续挡住工件不动，这样芯棒完成复位，工件从芯棒上脱落下来，与此同时，推杆在推杆液压缸作用下复位，之后机械手由气动控制复位到初始状态，开始下一个工作循环。

本发明优点在于把需要加工的套筒类工件的内、外表面一次成形，投入设备少，材料利用率高，自动化生产，生产效率很高，能耗大大降低，故生产成本大大降低；由于采用的冷挤压成形方法，工件毛坯在三向压应力下成形，挤压后工件材料的晶粒组织更加细小密实，同时经冷挤压产生加工硬化，成形后工件内、外表面的表面质量好，精度高，比相同材料用机械加工方法加工的工件力学性能指标好。

附图说明

图1为本发明的初始状态结构示意图。

图2为本发明的加工状态结构示意图。

图3为本发明复位卸件时的结构示意图。

图中：1--芯棒；11--外锥形； 12--芯棒液压缸；2--凹模；21--内锥形；22--凹模液压缸；3--上料模；31--上料液压缸；4--机械手；5--工件毛坯；6--推杆； 61--推杆液压缸；7--挺料杆； 8--润滑液喷嘴；9-工件。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，进一步详细说明本发明。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不是用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1，一种卧式液压冷挤压机床及其加工方法，包括成形装置和上料装置两部分，成形装置包括芯棒1、芯棒液压缸12、凹模2、凹模液压缸22和机械手4，芯棒液压缸12连接芯棒1，凹模液压缸22连接凹模2，芯棒1位于凹模2中心部位，芯棒1和凹模2可根据工件9不同呈不同形状，芯棒1设有喷润滑液的润滑液喷嘴8，其方向对着芯棒1，两块机械手4设在凹模2外侧，机械手4的开合为气动控制；上料装置包括上料模3、上料液压缸31、挺料杆7、推杆6和推杆液压缸61，上料液压缸31连接上料模3，推杆液压缸61连接推杆6，挺料杆7设在上料模3底部的中心部位，上料模3可以沿挺料杆7前后滑动，推杆6设在挺料杆7的中心，推杆6可以在挺料杆7内前后滑动。

在图1中的初始状态，由于上料模3、推杆6与工件毛坯5均为间隙配合，操作人员把工件毛坯5放到由上料模3、挺料杆7和推杆6组成的空腔里。

请参阅图2，芯棒液压缸12推动芯棒1向工件毛坯5靠近，润滑液喷嘴8在芯棒1运行过程中向芯棒1喷润滑液，当芯棒1接触到工件5时，润滑液喷嘴8停止工作；由于芯棒1头部为外锥形11，外锥形11直径小于芯棒1工作段直径，其工作段直径小于或者等于工件毛坯5内径，芯棒液压缸12带动芯棒1进入工件毛坯5的孔内，一直到芯棒1接触到推杆6即芯棒1到达工作位置，芯棒液压缸12停止工作。随后凹模液压缸22带动凹模2向右移动并与上料模3压紧；之后凹模2和上料模3保持贴近状态同时向右侧运动，而挺料杆7顶住工件毛坯5不动，由于凹模2是内锥形21开口，内锥形21最外端内径大于工件毛坯5外径，凹模2工作段最小径向尺寸小于工件毛坯5外径，所以工件毛坯5受到三个方向挤压力作用，会沿着凹模2运动的反方向，在凹模2和芯棒1组成的管状空腔流动。在挤压过程中，推杆6在推杆液压缸61的作用下，一直会微推芯棒1，避免工件毛坯5卡死在芯棒1上。当凹模2及上料模3运动到一个预定位移后，挤压成形结束，工件毛坯5被挤压变形成形为工件9。

请参阅图3，工件9挤出成形结束后，芯棒液压缸12停止工作，上料液压缸31和凹模液压缸22分别带动上料模3和凹模2复位，由于工件9对芯棒1包紧力很大，远远大于工件9对凹模2和上料模3的摩擦力，所以工件9会留在芯棒1上；这时两块机械手4在气动控制下合并，合并后机械手4与芯棒1有小间隙；随后推杆液压缸61加压，推动推杆6微推芯棒1产生一个小位移，由于机械手4挡住工件5不动，所以使工件9和芯棒1产生了松动；这时芯棒液压缸12带动芯棒1向后退，机械手4继续挡住工件9不动，这样芯棒1完成复位，工件9从芯棒1上脱落下来，与此同时，推杆6在推杆液压缸61作用下复位。之后机械手4由气动控制下分开，复位到初始状态。这时芯棒1、凹模2、上料模3、推杆6及机械手4都完成了复位工作，再把下一个工件毛坯5放到上料模3里，开始下一个工作循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明，凡在本发明的精神和原则内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种卧式液压冷挤压机床，包括成形装置和上料装置两部分，其特征在于：所述成形装置包括芯棒、芯棒液压缸、凹模、凹模液压缸和机械手，所述芯棒液压缸连接芯棒，凹模液压缸连接凹模，芯棒位于凹模中心部位，所述芯棒和凹模可根据工件不同呈不同形状，所述机械手设在凹模外侧；所述上料装置包括上料模、上料液压缸、挺料杆、推杆和推杆液压缸，所述上料液压缸连接上料模，推杆液压缸连接推杆，所述挺料杆设在上料模底部的中心部位，上料模可以沿挺料杆前后滑动，推杆设在挺料杆的中心，推杆可以在挺料杆内前后滑动；所述芯棒液压缸可沿加工方向推送芯棒到加工位；凹模液压缸可沿加工方向推送凹模到加工位，上料液压缸可使上料模沿加工方向来回移动，推杆液压缸可沿加工方向推动推杆有位移；上料模、挺料杆和推杆组成空腔。

2.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床，其特征在于：所述机械手为气动控制，且机械手合并状态时可挡住工件，使工件从做后退动作的芯棒上脱落。

3.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床，其特征在于：所述凹模是内锥形开口，且所述内锥形开口最外端内径大于工件毛坯外径，凹模工作段最小径向尺寸小于工件毛坯外径。

4.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床，其特征在于：所述芯棒头部为外锥形，外锥形直径小于芯棒工作段直径，芯棒头部工作段直径小于或者等于工件毛坯内径。

5.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床，其特征在于：所述挺料杆外径跟上料模内径间隙配合，挺料杆内径与工件毛坯内径相等。

6.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床及其加工方法，其特征在于：所述凹模外侧设有一润滑液喷嘴，润滑液喷嘴方向对着芯棒。

7.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床，其特征在于：所述上料模内径与工件毛坯外径、推杆与工件毛坯内径均为间隙配合。

8.根据权利要求1所述的卧式液压冷挤压机床的加工方法，其特征在于:其工艺方法步骤如下：

（1）上料：将加工毛坯放置由上料模、挺料杆和推杆组成的空腔里；

（2）芯棒运行：芯棒液压缸推动芯棒向工件毛坯靠近，润滑液喷嘴在芯棒运行过程中向芯棒喷润滑液；当芯棒接触到工件毛坯时，润滑液喷嘴停止工作；芯棒液压缸继续带动芯棒进入工件毛坯的孔内，一直到芯棒接触到推杆即芯棒到达工作位置，芯棒液压缸停止工作；

（3）凹模运行：凹模液压缸带动凹模向右移动直至与上料模接触并压紧；

（4）挤压成形加工：凹模和上料模保持贴近状态下，凹模液压缸带动凹模、上料液压缸带动上料模同时向右侧运动；由于凹模是内锥形开口，内锥形最外端内径大于工件毛坯外径，凹模工作段最小径向尺寸小于或者等于工件毛坯外径，由于挺料杆顶住工件毛坯不动，所以工件毛坯受到三向挤压力作用，金属会沿着凹模运动的反方向，在凹模和芯棒组成的管状空腔流动；当凹模及上料模运动到一个预定位移后，挤压成形结束，工件毛坯被挤压变形成形为成品工件；在挤压过程中，推杆在推杆液压缸的作用下，一直会微推芯棒，避免工件毛坯卡死在芯棒上；

（5）凹模和上料模复位：上料液压缸和凹模液压缸分别带动上料模和凹模复位，由于工件对芯棒包紧力大于工件对凹模和上料模的摩擦力，所以工件会留在芯棒上；

（6）推杆微推芯棒：两块机械手在气动控制下合并，合并后机械手与芯棒有间隙，随后推杆液压缸加压，推动推杆微推芯棒产生一个位移，由于机械手挡住工件不动，所以使工件和芯棒产生了松动；

（7）芯棒及推杆复位、脱件：芯棒液压缸带动芯棒向后退，机械手继续挡住工件不动，这样芯棒完成复位，工件从芯棒上脱落下来，与此同时，推杆在推杆液压缸作用下复位，之后机械手由气动控制复位到初始状态，开始下一个工作循环。