CN106623722A - 一种自动闭塞锻造成形模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动闭塞锻造成形模具，金属压力加工技术领域，本发明包括刚性模座、浮动凹模、对称设置在下凹模座两侧的自动锁模装置，上凹模座的上端面两侧对称设置有卡槽，自动锁模装置包括摆动锁杆和驱动摆动锁杆摆动的动力机构，摆动锁杆顶部设置有与卡槽配合卡紧的锁头，上凹模与下凹模合模时，动力机构驱动摆动锁杆向靠近上凹模的方向摆动，直至锁头与卡槽接触并卡紧，上凹模与下凹模开模时，动力机构驱动摆动锁杆向远离上凹模的方向摆动，直至锁头脱离卡槽并复位。本发明不仅有利于增大合模压力，并实现了锁模装置对上下凹模锁紧、解锁的自动化控制。

Description

一种自动闭塞锻造成形模具

技术领域

本发明涉及金属压力加工技术领域，更具体地说，涉及一种自动闭塞锻造成形模具。

背景技术

近年来，闭塞锻造作为一种精密锻造成形技术，在汽车、航空航天等行业的零部件生产制造中迅速发展起来。该技术的特点是，先合模再利用冲头对模膛内的坯料进行挤压成形，通过合模力与挤压力使坯料处于具有良好塑性的三向压应力状态，可以在一次成形中获得变形量较大、形状复杂、精度高的零件。与传统开式锻造工艺相比，省去了大部分切削加工工序，生产成本低、材料利用率高。在一些零部件的生产过程中，尤其是对于三销轴、十字轴等上下对称的零部件的闭塞锻造成形，为了保证金属上下流动均匀，获得较好的产品，也常常要求采用双向闭塞锻造工艺。

目前，在双向闭塞锻造工艺中，常采用氮气弹簧、碟形弹簧等弹性元件来支撑、锁紧上下可分凹模，该类型模具的合模压力较小，只适于生产小型锻件。为增大上下模具间的合模压力，保障锻造成型质量，在一些双向闭塞锻造模具中，设置了锁紧装置，用于锁紧上下可分凹模，增大了合模压力，但如何控制该锁紧装置自动锁紧和解锁的问题却一直未得到有效解决，从而使得生产加工效率较低、锁紧操作繁杂。如何实现对锁紧装置的自动化控制成为行业内研究的重点方向。

通过专利检索，中国专利申请号：2015203298652，申请日：2015年5月21日，发明创造名称为：一种双向闭塞锻造模架，该申请案公开了一种双向闭塞锻造模架，包括上凹模、下凹模、上冲头、下冲头、上模板、下模板、上工作台和下工作台，上凹模与下凹模相向接触可形成模腔，下冲头固定在所述下工作台上，下凹模通过下模板固定连接在下工作台上，下冲头上端可穿过下凹模的通孔伸入模腔，下冲头与下凹模的通孔形成配合密封，下模板与下工作台之间对称设有弹性元件；上冲头固定在所述上工作台上，上凹模通过上模板固定连接在上工作台上，上冲头上端可穿过上凹模的通孔伸入模腔，上冲头与上凹模的通孔形成配合密封，上模板与上工作台之间对称设有弹性元件。该申请案结构简单，可以完成双向闭塞锻造工艺；但是该申请案的不足之处在于，仅依靠弹性元件提供闭塞合模压力，压力较小，适于生产的锻件尺寸范围较小。

又如中国专利申请号：2012101469667，申请日：2012年5月14日，发明创造名称为：一种突缘的闭塞挤压成形方法，该申请案公开了一种突缘的闭塞挤压成形方法，该成形方法的具体步骤是：首先制备突缘毛坯，然后将突缘毛坯在温度950～1200℃的范围内进行感应加热，得到端部镦粗后的突缘镦粗件；然后将突缘镦粗件放入闭塞挤压成形模具中采用闭塞径向挤压方法一次成形得到突缘的挤压件；将挤压件的轴颈反挤压成形及内孔、飞边冲切，最后机械加工制备成突缘。该申请案使用的闭塞挤压成形模具采用了带锁钩合模装置的双浮动凹模结构，增大了合模压力，但却不能实现对于上下可分凹模锁紧、解锁的自动化控制，从而使得生产效率较低、操作繁杂。

再如中国专利申请号：2016103402585，申请日为2016年5月20日，发明创造名称为：一种闭塞锻造成形模具，该申请案涉及一种闭塞锻造成形模具，包括刚性模座、浮动凹模、挤压凸模和锁紧卡爪机构，刚性模座包括上吊板、上垫板、上固定板、外导套、外导柱、下固定板、下垫板和下底板；浮动凹模包括上浮动板、上凹模、下浮动板和下模；挤压凸模包括上凸模和下凸模；锁紧卡爪机构包括卡爪和杠杆机构，通过锁紧卡爪机构实现上浮动板和下浮动板的连接，并通过锁紧卡爪机构的运动实现模具的开模和合模。该申请案中上浮动板上设置有镶块，镶块上设有斜面，卡爪在杠杆机构的作用下与镶块相接触，且镶块的斜面上设置有波纹凸起，提高了卡爪和镶块的摩擦力，增大了合模力，但该申请案存在以下不足：(1)通过卡爪与镶块的斜面配合提供锁紧力，不断开合模过程中该配合面磨损严重，导致后续锁紧精度下降；(2)卡爪解锁的灵活性不高，开模时容易出现卡爪被锁、难以开模的风险，仍需要进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中双向闭塞锻造合模压力较小、锁紧装置工作过程自动化程度较低的不足，提供了一种自动闭塞锻造成形模具，不仅增大了合模压力，而且实现了锁紧装置对上下可分凹模锁紧、解锁的自动化控制，从而使得双向闭塞锻造工艺操作简便，生产效率提高，适于生产的锻件尺寸范围增大。

2.技术方案

为达到上述目的，提供的技术方案为：

本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，包括刚性模座和浮动凹模，刚性模座包括上模座、上冲头、下模座和下冲头，浮动凹模包括上凹模座、上凹模、下凹模和下凹模座，还包括对称设置在下凹模座两侧的自动锁模装置，上凹模座的上端面两侧对称设置有卡槽，所述自动锁模装置包括摆动锁杆和驱动摆动锁杆摆动的动力机构，摆动锁杆顶部设置有与卡槽配合卡紧的锁头，上凹模与下凹模合模时，动力机构驱动摆动锁杆向靠近上凹模的方向摆动，直至锁头嵌入卡槽内部并卡紧，上凹模与下凹模开模时，动力机构驱动摆动锁杆向远离上凹模的方向摆动，直至锁头脱离卡槽并复位。

进一步地，所述上凹模的两侧对称设置有导向杆，下凹模的两侧对应设置有与导向杆相配合的导向槽，导向杆和导向槽的长度均大于上凹模与下凹模的最大开口度。

进一步地，所述锁头与摆动锁杆呈L形分布，且锁头向下延伸有用于卡紧卡槽的凸起。

进一步地，所述动力机构包括转动圆盘、驱动连杆及弹性元件，下凹模座上设置有固定座，转动圆盘活动设置于固定座内部，摆动锁杆的尾部与转动圆盘相连，固定座远离下凹模的一侧设置有用于阻挡摆动锁杆的挡块；

驱动连杆一端与转动圆盘相连，另一端通过活动支座与弹性元件相连，下模座上设置有限位套筒，所述弹性元件设置于限位套筒内部，活动支座的底端限制在限位套筒内部。

进一步地，所述固定座为与转动圆盘同心的圆环，转动圆盘嵌设于该圆环内并能够绕圆心转动，固定座轴向的两端设置有限位片，该限位片向靠近转动圆盘的方向延伸。

进一步地，所述摆动锁杆的尾部设置有第一连接轴，该第一连接轴与转动圆盘相连，摆动锁杆能够绕第一连接轴转动。

进一步地，所述驱动连杆与转动圆盘相连的一端设置有第二连接轴，转动圆盘上开设有弧形滑槽，所述第二连接轴嵌设于弧形滑槽内，并能够在该弧形滑槽内滑动；

所述第二连接轴上设置有锁钩，固定座靠近下凹模的一侧设置有与锁钩相配合卡紧的锁块。

进一步地，所述锁钩靠近第二连接轴的一端开设有紧固卡槽，第二连接轴卡设于该紧固卡槽内，锁钩远离第二连接轴的一端设置有向外突出的弧形锁紧段，锁块的顶端为与该锁紧段相配合的锁紧弧面。

进一步地，所述锁钩通过第三连接轴与转动圆盘相连，锁钩能够绕第三连接轴转动，该第三连接轴位于上述弧形滑槽的圆心位置。

进一步地，所述上凹模座上设置有定长螺杆，上模座上对应设置有与定长螺杆相配合的定位孔。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，通过自动锁模装置的设置，使得上凹模与下凹模合模时，摆动锁杆可以牢牢将上凹模与下凹模锁紧，增加两者间的合模压力，防止锻造成型时上凹模与下凹模发生相互错动或攒动，从而避免工件形状发生改变、尺寸精度下降，尤其在加工大型锻件时，可以有效保障锻造成型质量，提高工件加工合格率。

(2)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，动力机构可以驱动摆动锁杆进行自主摆动，并能控制在开合模阶段摆动锁杆摆动的不同方向，实现了摆动锁杆锁紧和解锁过程的自动化控制，使得锻造工艺操作简便，生产效率大幅度提高。

(3)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，上凹模的两侧对称设置有导向杆，下凹模的两侧对应设置有与导向杆相配合的导向槽，且导向杆和导向槽的长度均大于上凹模与下凹模的最大开口度，使得在合模/开模的整个加工过程中，导向杆始终在导向槽内滑动，不仅对开合模过程进行有效导向，更可以避免因上凹模与下凹模的浮动而造成的模腔变形现象，有效提高了工件的加工精度和质量。

(4)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，固定座为与转动圆盘同心的圆环，固定座轴向的两端设置有限位片，该限位片向靠近转动圆盘的方向延伸，对转动圆盘起到轴向限位作用，防止转动圆盘发生轴向窜动，更避免转动圆盘窜动到固定座以外，有效提高转动圆盘的运动稳定性，从而保障自动锁模装置的高效运行。

(5)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，上凹模座的上端面两侧对称设置有卡槽，摆动锁杆顶部设置有锁头，锁头向下延伸有用于嵌入卡紧该卡槽的凸起，通过锁头凸起与卡槽的嵌入配合实现对模具的锁紧，能有效增大摩擦力，且该卡槽内设有薄层橡胶，减少锁头在长期使用中的磨损，从而增强自动锁模装置的锁紧效果和稳定性。

(6)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，转动圆盘上开设有弧形滑槽，第二连接轴上设置有锁钩，固定座上设置有与锁钩相配合卡紧的锁块，锁钩与锁块的配合设计能使得冲头挤压锻件坯料时，有效保障上凹模和下凹模之间的时刻锁紧，避免在挤压锻件坯料时出现意外撑开现象，有助于保障锻件加工质量，提高锻件加工效率。

(7)本发明的一种自动闭塞锻造成形模具，通过动力机构的巧妙设计和与摆动锁杆的协同配合，利用模具在合/开模的自身运动状态，实现对摆动锁杆摆动方向和摆动程度的有效驱动，不需要其他额外动力控制摆动锁杆的运动，操作简便，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的一种自动闭塞锻造成形模具的工作初始状态示意图；

图2为本发明的一种自动闭塞锻造成形模具合模时的状态示意图；

图3为本发明的一种自动闭塞锻造成形模具摆动锁杆锁紧时的状态示意图；

图4为图3中A处的局部放大结构示意图；

图5为本发明的一种自动闭塞锻造成形模具的下行极限状态示意图；

图6为本发明的一种自动闭塞锻造成形模具解锁时摆动锁杆上升的状态示意图；

图7为本发明的一种自动闭塞锻造成形模具解锁时摆动锁杆向外摆动的状态示意图；

图8为本发明中自动锁模装置的结构示意图；

图9为本发明中转动圆盘的结构示意图；

图10为本发明中弧形滑槽的结构示意图；

图11为本发明中锁钩的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、上模座；2、模具弹簧；3、上冲头；4、上凹模座；401、卡槽；5、上凹模；6、导向杆；7、导向槽；8、下凹模；9、下凹模座；10、下冲头；11、下模座；12、摆动锁杆；1201、锁头；1202、第一连接轴；13、转动圆盘；1301、弧形滑槽；14、驱动连杆；1401、第二连接轴；15、弹性元件；1501、限位套筒；1502、活动支座；16、固定座；17、挡块；18、锁钩；1801、第三连接轴；1802、紧固卡槽；1803、锁紧段；19、锁块；1901、锁紧弧面。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种自动闭塞锻造成形模具，包括刚性模座、浮动凹模和自动锁模装置，如图1所示，其中刚性模座包括上模座1、上冲头3、下模座11和下冲头10，上冲头3固定安装在上模座1上，下冲头10固定安装在下模座11上；浮动凹模包括上凹模座4、上凹模5、下凹模8和下凹模座9，其中上凹模座4通过模具弹簧2与上模座1浮动连接，下凹模座9通过模具弹簧2与下模座11浮动连接，模具弹簧2可为金属螺旋弹簧或氮气弹簧或聚氨脂弹簧，具体在本实施例中模具弹簧2为金属螺旋弹簧。上凹模5和下凹模8分别对应固定在上凹模座4和下凹模座9上，上凹模5和下凹模8相向接触时可形成闭合模腔，上凹模5和下凹模8中心均开设有通孔，上冲头3和下冲头10分别穿过该通孔伸入闭合模腔内。

本实施例中上凹模5的两侧对称设置有导向杆6，下凹模8的两侧对应设置有与导向杆6相配合的导向槽7，且导向杆6和导向槽7的长度均大于上凹模5与下凹模8的最大开口度，使得上凹模5与下凹模8在合模/开模的整个加工过程中，导向杆6始终在导向槽7内滑动，导向杆6和导向槽7的配合不仅对开合模过程进行有效导向，更可以避免因上凹模5与下凹模8的浮动而造成的模腔变形现象，有效提高了工件的加工精度和质量。进一步地，上凹模座4上设置有定长螺杆，上模座1上对应设置有与定长螺杆相配合的定位孔，定位孔与定长螺杆相配合同样对开/合模过程进行有效导向，保障模具运行稳定。

自动锁模装置对称设置在下凹模座9两侧，上凹模座4的上端面两侧对称设置有向下凹陷的卡槽401，自动锁模装置包括摆动锁杆12和驱动摆动锁杆12摆动的动力机构，摆动锁杆12顶部设置有与卡槽401配合卡紧的锁头1201，锁头1201与摆动锁杆12呈L形分布，且锁头1201向下延伸有用于卡紧卡槽401的凸起，该凸起与卡槽401相配合，能有效增大摩擦力，从而增强自动锁模装置的锁紧效果和稳定性，同时卡槽401内铺设有一层薄层橡胶，可以有效降低锁头1201的磨损。当上凹模5与下凹模8合模时，动力机构驱动摆动锁杆12向靠近上凹模5的方向摆动，直至锁头1201嵌入卡槽401内并逐渐卡紧，如图4所示，实现合模时的自动锁紧过程；当上凹模5与下凹模8开模时，动力机构则驱动摆动锁杆12向远离上凹模5的方向摆动，直至锁头1201逐渐脱离卡槽401并恢复初始状态，实现开模时的自动解锁过程。

本实施例通过自动锁模装置的设置，使得上凹模5与下凹模8合模时，摆动锁杆12可以牢牢将上凹模5与下凹模8锁紧，增加两者间的合模压力，防止锻造成型时上凹模5与下凹模8发生相互错动或攒动，从而避免出现工件形状改变、尺寸精度下降，甚至工件报废的情况，尤其在加工大型锻件时，可以有效保障锻造成型质量，提高工件加工合格率；其次，动力机构可以驱动摆动锁杆12进行自主摆动，并能控制在开合模阶段摆动锁杆12摆动的不同方向，实现了摆动锁杆12锁紧和解锁过程的自动化控制，使得锻造工艺操作简便，生产效率大幅度提高。

实施例2

本实施例的一种自动闭塞锻造成形模具，基本同实施例1，进一步地，本实施例中动力机构包括转动圆盘13、驱动连杆14及弹性元件15，如图1所示，下凹模座9上设置有固定座16，转动圆盘13活动设置于固定座16内部，具体为固定座16为与转动圆盘13同心的圆环，转动圆盘13嵌设于该圆环内并能够绕圆心转动，固定座16轴向的两端设置有限位片，该限位片向靠近转动圆盘13的方向延伸，且该限位片沿转动圆盘13周向环绕间隔分布，限位片将转动圆盘13卡嵌在固定座16内，对转动圆盘13起到轴向限位作用，防止转动圆盘13发生轴向窜动，更避免转动圆盘13窜动到固定座16以外，有效提高转动圆盘13的运动稳定性，从而保障自动锁模装置的高效运行。

本实施例中摆动锁杆12的尾部与转动圆盘13相连，具体为摆动锁杆12的尾部设置有第一连接轴1202，如图8、图9所示，该第一连接轴1202与转动圆盘13相连，摆动锁杆12能够绕第一连接轴1202转动，固定座16远离下凹模8的一侧设置有用于阻挡摆动锁杆12的挡块17，从而控制摆动锁杆12的摆动程度，该挡块17位于固定座16轴向的一端，且挡块17向靠近转动圆盘13的方向延伸，同时具有防止转动圆盘13轴向窜动的作用。驱动连杆14一端与转动圆盘13相连，另一端通过活动支座1502与弹性元件15相连，下模座11上设置有限位套筒1501，弹性元件15设置于限位套筒1501内部，活动支座1502的底端限制在限位套筒1501内部，活动支座1502可在限位套筒1501内上下运动。本实施例中弹性元件15可采用氮气弹簧。

本实施例中驱动连杆14与转动圆盘13相连的一端设置有第二连接轴1401，如图8、图9所示，转动圆盘13上开设有弧形滑槽1301，该弧形滑槽1301的两端由与其弧形侧壁相切的圆弧组成，第二连接轴1401嵌设于弧形滑槽1301内，并能够在该弧形滑槽1301内滑动；第二连接轴1401上还设置有锁钩18，固定座16靠近下凹模8的一侧设置有与锁钩18相配合卡紧的锁块19，具体为锁钩18靠近第二连接轴1401的一端开设有紧固卡槽1802，如图11所示，第二连接轴1401卡设于该紧固卡槽1802内，锁钩18远离第二连接轴1401的一端设置有向外突出的弧形锁紧段1803，锁块19的顶端为与该锁紧段1803相配合的锁紧弧面1901。

本实施例中动力机构的设置能有效驱动摆动锁杆12进行左右摆动，从而实现摆动锁杆12的自动锁紧和解锁过程，下面以图1中右侧的摆动锁杆12为例，具体说明摆动锁杆12的锁紧及解锁过程。

如图1所示为模具工作初始状态，自动锁模装置处于打开状态，弹性元件15在限位套筒1501内处于压缩状态，对其顶部的活动支座1502具有向上的支撑力，使得活动支座1502在弹性元件15的作用下处于限位套筒1501的最高位置，摆动锁杆12依靠在挡块17上，驱动连杆14与转动圆盘13相连的一端处于最低位置，锁钩18的弧形锁紧段1803抵靠在锁块19内侧，使得第二连接轴1401位于弧形滑槽1301的最右端。

开始加工时，将锻件坯料放入下凹模8的模腔中，上凹模5在上模座1的驱动下，开始下行与下凹模8进行合模，形成闭合模腔，此过程中导向杆6在导向槽7内滑动导向，如图2所示，上模座1继续下行，模具弹簧2开始受力压缩，下凹模座9位置下降，由于活动支座1502在弹性元件15的作用下处于限位套筒1501的最高位置，驱动连杆14与转动圆盘13相连的一端将带动转动圆盘13在固定座16内沿顺时针方向绕圆心转动，此时锁钩18也沿顺时针方向发生转动，弧形锁紧段1803沿锁块19内侧逐渐上移，且第一连接轴1202同样沿顺时针方向作圆弧转动，第一连接轴1202的竖直位置下降，水平位置右移，由于挡块对摆动锁杆12的阻挡作用，摆动锁杆12则反向沿逆时针方向转动，摆动锁杆12逐渐向靠近上凹模座4的一侧转动，直至摆动锁杆12的锁头1201与上凹模座4上的卡槽401配合锁紧，如图4所示，锁头1201卡陷入卡槽401内部进行锁紧，此时，锁钩18的弧形锁紧段1803恰好沿锁块19内侧滑出，如图3所示。模具弹簧2继续压缩，由于锁钩18不再受锁块19的限制阻挡，第二连接轴1401将沿转动圆盘13上的弧形滑槽1301向左滑动，从而同步推动锁钩18绕弧形滑槽1301的圆心进行逆时针转动，使锁紧段1803逐渐与锁块19的锁紧弧面1901接触钩合，此时，第二连接轴1401正好运动到弧形滑槽1301的最左端。锁紧弧面1901的设计能有效降低两者间的磨损，保障锁紧段1803与锁紧弧面1901的顺利钩合，如图5所示，至此，摆动锁杆12实现了对模具的自动锁模预紧。

摆动锁杆12自动预紧后，模具弹簧2会继续向下压缩，下凹模座9继续下降，在此过程中上冲头3和下冲头10逐渐与模腔中的锻件坯料接触并挤压。上冲头3和下冲头10挤压锻件坯料时，坯料因受力四处溢出，对上凹模5和下凹模8都会产生较大的反作用力，该反作用力使上凹模5和下凹模8产生相互撑开的趋势，当反作用力较大时，有可能使上凹模5和下凹模8没有紧密接触，甚至使上凹模5和下凹模8之间出现间隙，影响锻件加工质量。如何保障此过程中的锁紧力一直是行业内难以解决的难题。

本实施例中动力机构的设计可以实现摆动锁杆12锁紧力的不断加大，有效保障上凹模5和下凹模8之间的时刻锁紧，避免在挤压锻件坯料时出现意外撑开现象，有助于提高锻件加工效率。具体过程如下：

摆动锁杆12自动预紧后，模具弹簧2会继续向下压缩，固定座16、摆动锁杆12、上凹模座4与下凹模座9构成一个整体，由于摆动锁杆12已经陷入卡槽401内将上凹模座4与下凹模座9锁紧，摆动锁杆12无法继续向靠近上凹模座4的方向产生逆时针转动，即转动圆盘13无法产生顺时针转动，此时驱动连杆14将向活动支座1502施加反作用力，使活动支座1502向下压缩弹性元件15，使弹性元件15在限位套筒1501内向下运动，弹性元件15受力不断向下压缩过程中，对于驱动连杆14的反作用力不断增大，驱动连杆14对于转动圆盘13的作用力不断增大，根据以上分析，驱动连杆14驱动转动圆盘13产生顺时针转动的趋势不断增大，第一连接轴1202随之产生顺时针转动、竖直位置下降的趋势不断增大，即摆动锁杆12竖直位置下降、产生逆时针转动的趋势不断增大，使得摆动锁杆12对于模具的锁紧力不断增大。随着上冲头3和下冲头10不断挤压锻件坯料的进行，摆动锁杆12对于模具的锁紧效果也逐步增强，有效增强了上凹模5和下凹模8之间的合模压力，保障了锻件加工质量。直至上模座1达到下行极限状态，合模锻造工作完成。

本实施例中锁钩18和锁块19的配合设置有助于进一步保障上凹模5和下凹模8之间的合模压力，防止上凹模5和下凹模8之间出现间隙，锁钩18和锁块19配合锁紧，使转动圆盘13无法产生逆时针转动，即无法带动第一连接轴1202产生逆时针转动，即第一连接轴1202无法产生竖直位置上移、水平位置左移的运动，从而避免了摆动锁杆12出现竖直位置上升的运动，使摆动锁杆12始终卡紧在卡槽401内，固定座16、摆动锁杆12、上凹模座4与下凹模座9构成一个稳定整体，从而保障上凹模5和下凹模8合模后间距不再变化，上凹模座4与下凹模座9之间的整体高度不再变化，避免上凹模5和下凹模8出现间隙，提高了锻件加工精度。合模锻造结束后，动力机构还可以驱动摆动锁杆12实现自动解锁，下面以图6中右侧的摆动锁杆12为例，具体说明摆动锁杆12的自动解锁复位过程。

如图6、图7所示，合模锻造工作完成后，上模座1开始上行，模具弹簧2和弹性元件15受力减小，不断拉长，活动支座1502位置不断上升，直至达到限位套筒1501的最高位置，然后下凹模座9继续上行，驱动连杆14一端的第二连接轴1401首先沿弧形滑槽1301向右运动，从而使锁钩18产生顺时针转动，锁紧段1803与锁紧弧面1901的钩合接触面逐渐减小，直至锁紧段1803完全与锁紧弧面1901脱离；下凹模座9继续上行，驱动连杆14将带动转动圆盘13产生逆时针转动，锁钩18同步逆时针转动，即锁紧段1803沿锁块19的内侧不断转动，摆动锁杆12与转动圆盘13相连的一端也被带动作逆时针转动，使摆动锁杆12的竖直位置上升，水平位置左移，摆动锁杆12的锁头1201逐渐与上凹模座4上的卡槽401分离，如图6所示；当摆动锁杆12的内侧左移到与上凹模座4的侧壁相接触时，上凹模座4阻挡限制摆动锁杆12的进一步左移，随着下凹模座9的继续上行，转动圆盘13继续产生逆时针转动，摆动锁杆12则因上凹模座4的阻挡作用产生顺时针转动，逐渐向远离上凹模座4的方向偏移，如图7所示，当摆动锁杆12的重心位置偏离到竖直方向以外时，摆动锁杆12在自身重力的作用下将继续产生顺时针转动，直至摆动锁杆12的外侧与挡块17依靠接触。至此，摆动锁杆12复位至原始状态，自动锁模装置的解锁过程结束。上凹模5在上模座1的带动下，开始与下凹模8分离，逐渐回复到工作初始状态。

本实施例通过动力机构的巧妙设计和与摆动锁杆12的协同配合，利用模具在合/开模时的自身运动状态，实现对摆动锁杆12摆动方向和摆动程度的有效驱动，不需要其他额外动力控制摆动锁杆12的运动，操作简便，降低了生产成本；其次，该动力机构与模具合/开模的运行过程相配合，使摆动锁杆12能自动实现锁紧、解锁控制，模具运行的自动化程度有所提高，有利于提高加工效率；再次，锁钩18与锁块19的配合设计有助于摆动锁杆12锁紧力的不断增强，使驱动连杆14由预锁紧不断加强锁紧效果，有效增加了合模压力，保障了锻件加工质量。

实施例3

本实施例的一种自动闭塞锻造成形模具，基本同实施例2，进一步地，本实施例中锁钩18通过第三连接轴1801与转动圆盘13相连，如图9、图10所示，锁钩18能够绕第三连接轴1801转动，且该第三连接轴1801位于上述弧形滑槽1301弧形侧壁的圆心位置。当驱动连杆14一端的第二连接轴1401沿弧形滑槽1301滑动时，锁钩18即被驱动绕第三连接轴1801转动，从而实现锁钩18与锁块19的配合锁紧或脱离，且将锁钩18与转动圆盘13相连，有助于提高锁钩18的结构强度和结构稳定性，保障其运行过程的稳定性，使整个自动锁模装置的运行更加平稳高效。

实施例4

本实施例的一种自动闭塞锻造成形模具，基本同实施例2，进一步地，本实施例中弹性元件15采用螺旋弹簧。

采用本实施例的自动闭塞锻造成形模具进行的锻造成形方法，按照以下步骤进行：

步骤一、确认模具初始状态：自动锁模装置的活动支座1502处于限位套筒1501最高位置，摆动锁杆12依靠在挡块17上；

初始状态下弹性元件15在限位套筒1501内处于压缩状态，对其顶部的活动支座1502具有向上的支撑力，使得活动支座1502在弹性元件15的作用下处于限位套筒1501的最高位置，且此时驱动连杆14与转动圆盘13相连的一端处于最低位置，摆动锁杆12在自重作用下垂落依靠在挡块17上；

本实施例中的成形模具还包括锁钩18，初始状态下锁钩18的弧形锁紧段1803抵靠在锁块19内侧。

步骤二、将坯料放入下凹模8的模腔中，上凹模5下行与下凹模8合模，自动锁模装置实现预紧：下凹模座9位置下降，驱动连杆14带动转动圆盘13转动，摆动锁杆12在挡块17的阻挡下向靠近上凹模座4的一侧转动，直至摆动锁杆12的锁头1201与上凹模座4上的卡槽401配合锁紧；

在不断合模过程中，转动圆盘13同步带动锁钩18发生转动，弧形锁紧段1803沿锁块19内侧逐渐上移，当锁头1201卡陷入卡槽401内部锁紧时，锁钩18的弧形锁紧段1803恰好沿锁块19内侧滑出；然后模具弹簧2继续压缩，锁钩18不再受锁块19的限制阻挡，第二连接轴1401沿弧形滑槽1301滑动，使锁紧段1803逐渐与锁块19的锁紧弧面1901接触钩合。

步骤三、模具弹簧2继续压缩，上冲头3和下冲头10接触并挤压锻件坯料进行加工，自动锁模装置实现增强锁紧，直至上模座1达到下行极限状态：活动支座1502向下压缩弹性元件15，驱动连杆14对于转动圆盘13的作用力不断增大，使得摆动锁杆12对于模具的锁紧力不断增大。

步骤四、锻造加工完成，上模座1开始上行，自动锁模装置向外侧打开解锁：驱动连杆14首先带动第二连接轴1401沿弧形滑槽1301滑动，使锁钩18与锁块19脱离，然后驱动连杆14带动转动圆盘13转动，从而带动摆动锁杆12转动使其竖直位置上升，水平位置左移，锁头1201逐渐与卡槽401分离；摆动锁杆12的内侧移至与上凹模座4的侧壁相接触时，摆动锁杆12因上凹模座4的阻挡而逐渐向远离上凹模座4的方向偏移转动，当摆动锁杆12的重心位置偏离到竖直方向以外时，在自身重力的作用下将继续向远离上凹模座4的方向偏移，直至与挡块17依靠接触，解锁完成。

步骤五、上凹模5与下凹模8分离，取出加工好的锻件。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动闭塞锻造成形模具，包括刚性模座和浮动凹模，刚性模座包括上模座(1)、上冲头(3)、下模座(11)和下冲头(10)，浮动凹模包括上凹模座(4)、上凹模(5)、下凹模(8)和下凹模座(9)，其特征在于：还包括对称设置在下凹模座(9)两侧的自动锁模装置，上凹模座(4)的上端面两侧对称设置有卡槽(401)，所述自动锁模装置包括摆动锁杆(12)和驱动摆动锁杆(12)摆动的动力机构，摆动锁杆(12)顶部设置有与卡槽(401)配合卡紧的锁头(1201)，上凹模(5)与下凹模(8)合模时，动力机构驱动摆动锁杆(12)向靠近上凹模(5)的方向摆动，直至锁头(1201)嵌入卡槽(401)内部并卡紧，上凹模(5)与下凹模(8)开模时，动力机构驱动摆动锁杆(12)向远离上凹模(5)的方向摆动，直至锁头(1201)脱离卡槽(401)并复位。

2.根据权利要求1所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述上凹模(5)的两侧对称设置有导向杆(6)，下凹模(8)的两侧对应设置有与导向杆(6)相配合的导向槽(7)，导向杆(6)和导向槽(7)的长度均大于上凹模(5)与下凹模(8)的最大开口度。

3.根据权利要求1所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述锁头(1201)与摆动锁杆(12)呈L形分布，且锁头(1201)向下延伸有用于卡紧卡槽(401)的凸起。

4.根据权利要求1所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述动力机构包括转动圆盘(13)、驱动连杆(14)及弹性元件(15)，下凹模座(9)上设置有固定座(16)，转动圆盘(13)活动设置于固定座(16)内部，摆动锁杆(12)的尾部与转动圆盘(13)相连，固定座(16)远离下凹模(8)的一侧设置有用于阻挡摆动锁杆(12)的挡块(17)；

驱动连杆(14)一端与转动圆盘(13)相连，另一端通过活动支座(1502)与弹性元件(15)相连，下模座(11)上设置有限位套筒(1501)，所述弹性元件(15)设置于限位套筒(1501)内部，活动支座(1502)的底端限制在限位套筒(1501)内部。

5.根据权利要求4所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述固定座(16)为与转动圆盘(13)同心的圆环，转动圆盘(13)嵌设于该圆环内并能够绕圆心转动，固定座(16)轴向的两端设置有限位片，该限位片向靠近转动圆盘(13)的方向延伸。

6.根据权利要求4所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述摆动锁杆(12)的尾部设置有第一连接轴(1202)，该第一连接轴(1202)与转动圆盘(13)相连，摆动锁杆(12)能够绕第一连接轴(1202)转动。

7.根据权利要求4所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述驱动连杆(14)与转动圆盘(13)相连的一端设置有第二连接轴(1401)，转动圆盘(13)上开设有弧形滑槽(1301)，所述第二连接轴(1401)嵌设于弧形滑槽(1301)内，并能够在该弧形滑槽(1301)内滑动；

所述第二连接轴(1401)上设置有锁钩(18)，固定座(16)靠近下凹模(8)的一侧设置有与锁钩(18)相配合卡紧的锁块(19)。

8.根据权利要求7所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述锁钩(18)靠近第二连接轴(1401)的一端开设有紧固卡槽(1802)，第二连接轴(1401)卡设于该紧固卡槽(1802)内，锁钩(18)远离第二连接轴(1401)的一端设置有向外突出的弧形锁紧段(1803)，锁块(19)的顶端为与该锁紧段(1803)相配合的锁紧弧面(1901)。

9.根据权利要求7所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述锁钩(18)通过第三连接轴(1801)与转动圆盘(13)相连，锁钩(18)能够绕第三连接轴(1801)转动，该第三连接轴(1801)位于上述弧形滑槽(1301)的圆心位置。

10.根据权利要求1或9所述的一种自动闭塞锻造成形模具，其特征在于：所述上凹模座(4)上设置有定长螺杆，上模座(1)上对应设置有与定长螺杆相配合的定位孔。