CN108712937B - 锻压机和用于在锻压机中锻造工件的方法 - Google Patents

Abstract

一种锻压机，其具有锻压机机架，具有上支座和下支座以及相对于锻压机机架作用的主驱动器，该主驱动器用于向上支座与下支座之间的工件施加主变形力，以及具有辅助驱动器，该辅助驱动器用于向工件施加辅助变形力，以及一种在锻压机中锻造工件的方法，该锻压机具有上支座和下支座以及主驱动器，通过其驱使上支座与下支座之间的起变形作用的主运动，其中工件除了通过主运动引起的变形以外还通过起变形作用的且由辅助驱动器驱使的辅助支座的辅助运动而改变形状，在所述锻压机和所述方法中，当辅助驱动器支撑在由主驱动器施以朝着工件的方向的主变形力的组件上时，或者当辅助驱动器驱动辅助支座并且为了辅助支座的辅助运动，以独立于主驱动器的主运动驱动的组件的方式移动辅助支座时，能够以节能的方式实现不同的锻造工艺类型，如无模锻造、模锻和/或刨光。

Description

锻压机和用于在锻压机中锻造工件的方法

技术领域

本发明涉及一种锻压机，其具有锻压机机架，具有上支座和下支座以及相对于锻压机机架作用的用于向在上支座与下支座之间的工件施加主变形力的主驱动器，并且具有用于向工件施加辅助变形力的辅助驱动器。本发明还涉及一种用于在锻压机中锻造工件的方法，该锻压机具有上支座和下支座以及主驱动器，通过其驱动在上支座与下支座之间的起变形作用的主运动，其中工件除了通过主运动所引起的变形外还通过起变形作用的由辅助驱动器驱动的辅助支座的辅助运动而改变形状。

背景技术

尤其地，在模锻技术中已经公开了在通用的锻压机中的主驱动器和辅助驱动器，其中例如主驱动器的作用是，关闭模具并以此向工件施加变形作用，而辅助驱动器则是为了打孔过程或者其它的变形过程而用在模具内。然而在此，相应的辅助驱动器驱动不被视为锻造支座的孔杆或者滑块。同样地，关于例如DE11 2014 001 453 T5中提及的拉伸机(与锻压机不同的是，其中工件相对较薄并且因此需要较低的压力)已经公开了利用不同的驱动器来实现各种拉伸长度。

本发明的目的是提出一种通用的锻压机以及一种通用的锻造方法，利用该方法能够以节能的方式实现不同类型的锻造工艺，如无模锻造、模锻、和/或刨光。

发明内容

本发明的目的是通过具有独立权利要求特征的锻压机以及锻造方法来实现。此外，也可以独立地，通过从属权利要求以及下述说明中的有利的实施方案来实现。

如此，可以在一种锻压机上以节能的方式实现不同类型的锻造工艺，该锻压机具有锻压机机架，具有上支座和下支座以及相对于锻压机机架作用的用于向上支座与下支座之间的工件施加主变形力的主驱动器，以及具有用于向工件施加辅助变形力的辅助驱动器，所述锻压机的特征在于，所述辅助驱动器支撑在由主驱动器施以朝着所述工件方向的主变形力的组件上。

当在主驱动器与辅助驱动器之间进行适当的协调时，可以以节能的方式来设计辅助驱动器，即，例如可以使用需要较少油量的气缸。同样，必须由辅助驱动器推动的物质可以较容易地构造得较小，因此这是节能的。

尤其地，主驱动器可以例如作为锻造驱动器使用以及辅助驱动器可以作为刨光驱动器使用，这使得当对此只须移动对于刨光所需的油量或者只须移动对于刨光所需的物质时，能够显著地减少刨光所需的能量。

就这点而言，在锻压机(其中辅助驱动器支撑在由主驱动器施以朝着工件方向的主变形力的组件上)中，可以较容易地使得辅助驱动器以最佳的方式适应于用于施加辅助变形力所需的条件。

这种情况下在刨光工序中，尤其可以为锻造支座或类似物设置较小的体积或较小的质量，因为刨光工序通常以较高的冲程次数和较小的力量进行。

同样地，例如在模锻中也是可行的，当辅助驱动器用于无模锻造和主驱动器用于模锻时，其中例如为了分配质量通过辅助驱动器对工件进行锻造，而这在模锻中只可能在必需或有利尺寸的情况下发生。然而，在此也可以经常是这样的情况，即相对于通常的模锻过程(其导致在工件中有非常复杂的物质运动)，为了质量分配所需的运动需要更小的冲程和更小的力量。

尤其地，辅助驱动器可以支撑在由主驱动器推动的驱动轴上。这一设置最终确保实现与传统锻造过程相符的流程。这样，传统的锻压机可以在不需要额外设置的情况下用于锻造和刨光，其中在刨光过程中，通常出现对于自由旋转的气缸来说没用的高流量和可能是不必要的高冲程。当辅助驱动器支撑在由主驱动器推动的驱动轴上时，锻造和刨光的运动过程保持一致，这同样适用于无模锻造和模锻的过渡，只有这样可以以补充的方式使用辅助驱动器于快速的和/或较弱的锻造工艺类型。

辅助驱动器也可以支撑在横梁上，该横梁通过拉杆与主驱动器相互作用。之后，辅助驱动器通常从侧面发挥作用，该侧面在主驱动器的对面作用于每个工件，这在结果上考虑到在锻压机中出现的力平衡，是不应加以批判的，只要工件的物质在重量方面不会显著下降或者工件例如通过外部固定装置在任何情况下都能够以某种方式固定。然而这种方案造成锻压机本身的运动过程有一定程度上的偏差，这是随后相应需要考虑的。根据具体实施方案，辅助驱动器支撑横梁(该横梁通过拉杆与主驱动器相互作用)上可以为辅助驱动器保留更多空间，这是因为在从主驱动器指出的方向上会有更多的构造空间并且在主驱动器的各个方面总体节约。

就这方面来说，特别是驱动轴或通过拉杆与主驱动器相互作用的横梁可以考虑作为组件，该组件被主驱动器施以朝着工件方向的主变形力。

被主驱动器施以朝着工件方向的主变形力的组件可以在必要情况下通过固定装置以可固定的方式构造，如此，当辅助驱动器作用于工件时，这一力量至少不必完全由主驱动器施加。与此相应的，锻压机可以优选地具有用于以可选的方式将组件相对于锻压机机架固定的固定装置。

这种固定装置可以是例如固定衬套或者夹紧楔，利用其可以以可固定的方式构造相应的组件。这种固定装置特别适用于，选择性地将驱动轴固定在机架上，例如固定在拉杆或支柱上，以便通过此方式来释放主驱动器。

应当理解的是，当由辅助驱动器推动的辅助支座可以选择性地相对于锻压机机架固定时，同样地可以相应地释放辅助驱动器，以便在主驱动器工作时释放辅助驱动器。另一方面，辅助支座可以完全地固定于组件(辅助驱动器支撑在该组件上)上，特别是当该组件被主驱动器施以朝着工件方向的主变形力时。然而特别优选的是，以不同方式依赖于方向地进行相应的固定。这样辅助支座可以沿着在主运动中作用于辅助支座的力的作用方向通过一种设备来固定，从而使得辅助驱动器不必再施以相应的力。这种设备可以例如在驱动轴或者横梁以及被主驱动器施以朝着工件方向的主变形力的组件上实现，这是非常有效率的并且以易于构造的方式实现相应的释放。相反，辅助驱动器施以相应的固定力也是可以的，这是因为它显著地小于由主驱动器施加的变形力。

优选的，该锻压机具有由主驱动器推动的辅助支座和附加支座，其中辅助支座和附加支座一起组成了锻压机的下支座和上支座。这种设计直接导致，辅助支座的质量小于由辅助支座和附加支座组成的下支座或上支座的质量，因此会带来能量上的优势。除此之外，由辅助支座和附加支座组成的组合可用于主运动，这因此由于较大的质量以及(有可能)较大的面积而有优势。

不同类型的锻造工艺，如无模锻造、模锻和/或刨光，可以借助一种用于在锻压机中锻造工件的方法以节能的方式实现，所述锻压机具有上支座和下支座以及主驱动器，通过其驱使上支座与下支座之间的起变形作用的主运动，其中工件除了通过主运动引起的变形以外还通过起变形作用的且由辅助驱动器驱使的辅助运动而改变形状，所述方法的特征在于，所述辅助驱动器驱动辅助支座，并且为了辅助支座的辅助运动，以独立于主驱动器的主运动驱动的组件的方式移动辅助支座。

与模锻压机(在模锻压机中辅助驱动器能够推动孔杆或者其他滑块)不同，被驱动的辅助支座可以实现下述操作，即，用于无模锻造中的(特别是与模锻有关的)直接的锤锻运动或者(特别与无模锻造有关的)刨光运动，作为辅助运动可以以节能的方式实现，当辅助驱动器相应地与为辅助运动设置的运动相互协调配合时。

尤其地，辅助驱动器可以支撑在被主驱动器施以朝着工件方向的主变形力的组件上，其中该组件在变形前通过辅助支座或者在辅助运动前固定并且在主运动前解除固定。这尤其使得主驱动器能够从在辅助运动时或者在通过辅助支座变形时出现的力中释放。

优选地固定在锻压机机架上，基于此可以实现特别有效地释放主驱动器。

根据具体实施方式，可以想到的是，固定装置或固定不完全，以便能够或者应当吸收在通过辅助支座变形时或在辅助运动中出现的所有力，使得必要时这些力的一部分也必须由主驱动器施加。然而，固定或固定装置使得主驱动器相应部分的解除具有相应的优势。

尤其地，上支座或下支座可以分成辅助支座和附加支座。之后优选地，在辅助支座的辅助运动中只移动辅助支座，并且在主运动中一起移动辅助支座和附加支座，以便于较大的质量和较大的面积能够用于主运动，这尤其在无模锻造过程(该无模锻造过程在必要时应与刨光相结合)中十分有利。

优选的，通过辅助驱动器移动的质量小于通过主驱动器移动的质量，以便于以易于实施的方式获得相应的能量优势。当通过辅助驱动器施加的变形力小于通过主驱动器施加的变形力时，对累积或替代是有利的。这使得辅助驱动器可以相应的更小地形成并且与之相应的以节能的方式形成。尤其是，所谓的流体(该流体用于气缸-活塞装置并且必须运动)体积以这种方式在辅助驱动器中降低到最小值，当没有其他与此相对立的实施方法时。

如上所述，该主驱动器可以作为锻造驱动器，特别是在无模锻造中，使用，以及辅助驱动器可以作为刨光驱动器使用。应当理解的是，像传统锻压机中那样操作，刨光优选地在锻造或无模锻造之后进行。

如上所述，辅助驱动器也可以用于无模锻造以及主驱动器也可以用于模锻。这种情况下优选地，工件首先通过辅助驱动器以分布工件的质量为目的进行预锻，然后通过主驱动器借助锻模或者锻模作用完成锻造。这种情况应当理解为，(如有必要)还可以考虑在模锻之后进行无模锻造或者利用辅助驱动器进行刨光。

为了能够获得足够高的压力，有利的是，至少主驱动器构造成液压方式，这样可以施加用于锻造所必需的压力。但是可以考虑，当施加较小的力时，辅助驱动器是例如以机械的或机电的方式设计，因为这更实惠。特别优选的是，辅助驱动器以液压方式设计，以便能够通过该驱动器施加相应的高的力，并且因此在工件上安全地锻造。

应当理解的是，上述或权利要求中描述的解决方案的技术特征，如有必要，也可以相结合，以便能以相应累积的方式实现优势。

附图说明

本发明进一步的优点、目的和特点借助于下述实施案例的说明来阐述，特别是在附图中进行介绍。在附图中：

图1是第一锻压机的侧视图的局部剖视部分；

图2是第二锻压机的侧视图，局部剖视；并且

图3是第三锻压机的侧视图，局部剖视。

具体实施方式

图中所示的锻压机10各自具有锻压机机架11，其以传统的方式包括上横梁12和下横梁或基础横梁14，它们各自通过支柱16和拉杆18相互可操作地连接。根据具体的实施方案，支柱16和拉杆18可以由一个整体或者多个部分构成。应当理解的是，如现有技术已知的，最终可以设置具有不同数量和对称性的支柱16和拉杆18。然而，特别常见的是两个或四个支柱16以及拉杆18。还应当理解的是，根据具体的实施方案，支柱16和拉杆18不一定必须彼此同轴地设置。

同样地，锻压机10以传统的方式具有驱动轴20，该驱动轴由主驱动器30驱动并且承载上支座22。

与上支座22相对的是支撑在下横梁或基础梁14上的下支座24。

相反，主驱动器30支撑在上横梁12上，由此可以以传统的方式在上支座22与下支座24之间施加锻造力和锻造运动。

在图2所示的变体中，另外设置了模具26，其可以选择性地将其上部的半模安装在上支座22上和将下部的半模安装在下支座24上。应当理解的是，在不同实施方案中，模具26或其部分永久地安装在上支座22或者下支座24上或者与它们一体式地形成。

应当理解的是，其他锻造压力机的效果可以相反，使得例如基础横梁是上横梁，或者主驱动器支撑在下横梁上。这最终仅仅导致或者最多导致运动方向的反转，因为最终通过锻压机机架11达到力的平衡，它们形成的方向与主驱动器30的作用方向无关。

在上述实施例中，主驱动器30具有主气缸32，该气缸设置在上横梁12上并且主活塞34在该气缸中运动，其力量能够作用在上支架22上。应当理解的是，在不同的实施例中，在不同实施例中，在不脱离本示例性实施例的基本功能的情况下，也可以设置更多的主缸32和主活塞34。

在所有实施例中，上支座22和下支座24以模锻的方式作用于工件50上。

在图1和2中所示的锻压机10中设置有辅助驱动器40，其辅助气缸42布置在驱动轴23和主活塞34内部。这种实施方案为辅助驱动器40留了较多的空间，其中(如有必要)当然也可以设置更小的辅助气缸42，使得在具体实施时可以在不同实施例中考虑不同的实施方案。尤其是，更小的辅助气缸42可以实现下述操作，即，如有必要，主气缸32和主活塞34在实施例中根据图1到图3反转，其中，主活塞34支撑在上横梁12上和主气缸32支撑在驱动轴20上并且向上打开。

在图1所示的实施例中，驱动轴20通过固定衬套62在支柱16以及拉杆18上引导，其表述为固定装置60，如有必要，驱动轴20可以通过固定装置固定在锻压机机架11以及支柱16或拉杆18上。在本实施例中，如果驱动轴不通过固定装置60固定，固定衬套62也用于引导驱动轴20。

通过固定装置60，辅助驱动器40施加的辅助力可以直接通过支柱16以及拉杆18和下横梁14补偿，使得主驱动器30从这些力中释放，因此，当只是部分释放时，也是有利的。

应当理解的是，在图2和图3的实施例中，如有必要，可以设置相应的固定装置以及固定衬套。

还应当理解的是，在不同的实施例中，如有必要，一部分支柱16或拉杆18只可以用作引导驱动轴20，而另一部分可以支撑固定装置60。还应当理解的是，也可以使用其他装置代替固定衬套62，借助该装置可以将驱动轴20相对于锻压机机架11。

同样可以考虑的是，在图3的实施例中，将驱动轴20引导到支柱16及拉杆18上或有必要的话固定在支柱16及拉杆18上。同样地，当必需时，在图3的实施例中，可以在柱16或拉杆18上引导或夹紧下支座24。

辅助驱动器40分别驱动辅助活塞44，该辅助活塞与一个辅助支座46连接并且可以将辅助驱动器40的力施加到各个工件50上。在这种情况下，与图1和图2的实施例不同，在图3的实施例中，具有辅助气缸42的辅助驱动器40设置在下横梁或基础梁14中。

相对于主驱动器30，辅助驱动器40是这样设计的，即，施加相应较小的或者力量较少的运动，如在刨光过程中在自由锻压机中或者在补充无模锻造过程中在模锻压机(请参见图2)中出现的运动。相应的，其较小的设计使得次级驱动器40可以以较少的能量操作。

如在图2所示的实施例示意性描述的，上支座22(如有必要)也可以分为辅助支座46和附加支座36。其作用是，只需一个较小的面积用于辅助驱动器40的辅助运动。当然，这也导致需要较小的质量，这相应的在能量上是更有利的。应当理解的是，上支座22的这种分开也可能在图1的实施例中实现。同样地，在图3的实施例中下支座24也可以相应地以分开的方式构造。

尤其地，在锻压机10的实施方案的合适的方法步骤中，减少移动的质量可以通过以下方式来实现，即在辅助运动时不移动或不需要移动驱动轴20。

这种情况应当理解的是，当在辅助运动中比在主运动中使用较快或者较短冲程时，也能相应地减少能量，这是因为与传统锻压机(在传统锻压机中即便较小或较快或者能量较小的运动必须通过主驱动器施加)相比，最终已经实现获取能量。

在上述实施例中，在尤其是用于释放辅助驱动器40的主运动过程中，不必固定辅助支座46，这是因为辅助支座可以在图1和图2的实施例中支撑在驱动轴20上和在图3的实施例中支撑在下横梁以及基础横梁14上，其可以在施加主要力时用作设备。由此以简单的方式释放辅助驱动器40。当反向运动时力量显著地减少，从而通常不必例如通过固定装置(如夹紧元件或者类似物)来释放。

附图标记列表：

10 锻压机

11 锻压机机架

12 上横梁

14 下横梁/基础横梁

16 支柱

18 拉杆

20 驱动轴

22 上支座

24 下支座

26 模具

30 主驱动器

32 主气缸

34 主活塞

36 附加支座

40 辅助驱动器

42 辅助气缸

44 辅助活塞

46 辅助支座

50 工件

60 固定装置

62 固定衬套

Claims (10)

1.一种锻压机(10)，其具有锻压机机架(11)，具有上支座(22)和下支座(24)以及相对于锻压机机架(11)作用的主驱动器(30)，所述主驱动器用于向所述上支座(22)与所述下支座(24)之间的工件(50)施加主变形力，以及具有辅助驱动器(40)，所述辅助驱动器用于向所述工件(50)施加辅助变形力，所述锻压机的特征在于，所述辅助驱动器(40)支撑在由所述主驱动器(30)施以朝着所述工件(50)的方向的主变形力的组件上；所述锻压机(10)还具有由所述辅助驱动器(40)驱动的辅助支座(46)，以及附加支座(36)，所述辅助支座(46)和所述附加支座(36)一起形成所述下支座(24)或所述上支座(22)，在辅助支座(46)的辅助运动中只移动辅助支座(46)，以及在主运动中一起移动辅助支座(46)和附加支座(36)；

所述辅助驱动器(40)支撑在由所述主驱动器(30)驱动的驱动轴(20)上或者支撑在通过拉杆(18)与所述主驱动器(30)相互作用的横梁(14)上；

通过固定装置(60)来选择性地将所述组件相对于所述锻压机机架(11)固定；

其中，所述主驱动器(30)作为锻造驱动器使用和所述辅助驱动器(40)作为刨光驱动器使用；

通过所述辅助驱动器(40)移动的质量小于通过所述主驱动器(30)移动的质量，和/或通过所述辅助驱动器(40)施加的变形力小于通过所述主驱动器(30)施加的变形力，使得所述辅助驱动器(40)可以相应的更小地形成并且与之相应的以节能的方式形成。

2.根据权利要求1所述的锻压机(10),其特征在于，刨光在锻造之后进行。

3.根据权利要求1或2所述的锻压机(10),其特征在于，所述辅助驱动器(40)用于无模锻造和所述主驱动器(30)用于模锻。

4.根据权利要求3所述的锻压机(10),其特征在于，所述工件(50)首先通过所述辅助驱动器(40)进行预锻，以分布所述工件(50)的质量，然后通过所述主驱动器(30)完成锻造。

5.一种用于在锻压机(10)中锻造工件(50)的方法，所述锻压机具有上支座(22)和下支座(24)以及主驱动器(30)，通过其驱使上支座(22)与下支座(24)之间的起变形作用的主运动，其中工件(50)除了通过主运动引起的变形以外还通过起变形作用的且由辅助驱动器(40)驱使的辅助运动而改变形状，所述锻造工件的方法的特征在于，所述辅助驱动器(40)驱动辅助支座(46)，并且为了辅助支座(46)的辅助运动，以独立于主驱动器(30)的主运动驱动的组件的方式移动辅助支座(46)；上支座(22)或下支座(24)被分成辅助支座(46)和附加支座(36)，并且在辅助支座(46)的辅助运动中只移动辅助支座(46)，以及在主运动中一起移动辅助支座(46)和附加支座(36)；

所述辅助驱动器(40)支撑在由主驱动器(30)施以朝着工件(50)的方向的主变形力的组件上，所述辅助驱动器(40)支撑在由所述主驱动器(30)驱动的驱动轴(20)上或者支撑在通过拉杆(18)与所述主驱动器(30)相互作用的横梁(14)上；

通过固定装置(60)来选择性地将所述组件相对于所述锻压机机架(11)固定；

其中，所述主驱动器(30)作为锻造驱动器使用和所述辅助驱动器(40)作为刨光驱动器使用；

通过所述辅助驱动器(40)移动的质量小于通过所述主驱动器(30)移动的质量，和/或通过所述辅助驱动器(40)施加的变形力小于通过所述主驱动器(30)施加的变形力，使得所述辅助驱动器(40)可以相应的更小地形成并且与之相应的以节能的方式形成。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述组件在变形前通过辅助支座(46)固定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述组件在变形前通过辅助支座(46)固定在锻压机机架(11)上，并且在主运动之前解除固定。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的方法，其特征在于，刨光在锻造之后进行。

9.根据权利要求5至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述辅助驱动器(40)用于无模锻造和所述主驱动器(30)用于模锻。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述工件(50)首先通过所述辅助驱动器(40)进行预锻，以分布所述工件(50)的质量，然后通过所述主驱动器(30)完成锻造。

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