CN109926502B - 一种钢材高温切断装置及加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的一种钢材高温切断装置，其特征在于：包括支架、加热炉、静切断台、切断刀组件和动切断台；所述加热炉固定设置于所述支架上，所述加热炉内具有第一通孔，所述第一通孔内用于穿过钢材进行加热；所述静切断台固定设置于所述支架上，所述静切断台上开设有第二通孔，所述第二通孔用于穿过所述钢材，且所述钢材外壁紧贴所述第二通孔内壁；所述切断刀组件设置于所述静切断台和所述动切断台之间，所述切断刀组件包括龙门支架、冲压杆件和切断刀；所述动切断台包括翻转板、翻转气缸、压合板和压合气缸。具有降本增效，污染少的优点。

Description

一种钢材高温切断装置及加工工艺

技术领域

本发明涉及钢材锻造成型领域。

背景技术

挖掘机斗齿是挖掘机上的重要部件，类似于人的牙齿，也是易损件，是由齿座和齿尖组成的组合斗齿，二者靠销轴连接。由于斗齿磨损失效部分是齿尖，只要更换齿尖即可。

现有的挖掘机斗齿多采用锻造成型。其一般包括以下几个大步骤：(1)钢材切断；(2)锻造成型；(3)表面处理。其中，钢材切断多采用锯切钢材，切割过程中会用到大量皂化液，产生大量废水，对水源会造成污染；而且切割过程中，会产生锯沫，对钢材资源造成浪费。另外，锻造过程中也会造成钢材的损耗，而且锻造过程中需要持续加热，会消耗大量的电力；同时，锻造多采用空气锤、冲床等，工人劳动强度大，而且对工人的技术能力有较高的要求；由于是人工锻造，产品的尺寸存在不匀的情况，会导致锻造件产生缺陷。

因此，如何对现有的钢材加工成型设备及加工工艺进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种无损耗，效率高，节能环保，对工人要求低，成型质量高的钢材无损耗锻造成型设备；以及提供一种利用上述成型设备的钢材加工工艺。

本发明的另一个目的在于提供一种降本增效，污染少的钢材高温切断装置；以及提供利用上述切断装置的钢材加工工艺。

本发明的再一个目的在于提供一种劳动强度低，技术要求低，成型质量高的钢材挤压成型装置；以及利用上述成型装置的加工工艺。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种钢材无损耗锻造成型设备，其特征在于：包括高温切断装置、初锻装置、挤压成型装置和传送装置；

所述高温切断装置包括支架、加热炉、静切断台、切断刀组件和动切断台；所述支架用于支撑、安装所述加热炉、所述静切断台、所述切断刀组件和所述动切断台；所述加热炉固定设置于所述支架上，所述加热炉内具有第一通孔，所述第一通孔内用于穿过钢材进行加热；所述静切断台固定设置于所述支架上，所述静切断台上开设有第二通孔，所述第二通孔用于穿过所述钢材，且所述钢材外壁紧贴所述第二通孔内壁；所述切断刀组件设置于所述静切断台和所述动切断台之间，所述切断刀组件包括龙门支架、冲压杆件和切断刀，所述龙门支架固定设置于所述支架上，所述冲压杆件活动设置于所述龙门支架上，所述切断刀固定设置于所述冲压杆件下端，所述冲压杆件驱动所述切断刀沿竖直方向运动，从而对所述钢材进行切断；所述动切断台包括翻转板、翻转气缸、压合板和压合气缸，所述翻转板铰接于所述支架上，所述翻转气缸驱动所述翻转板转动，所述压合板、所述压合气缸为两个且相对设置于所述翻转板上，所述压合板内壁呈半圆形，两侧的所述压合板合拢后形成第三通孔，所述第三通孔可夹持或松开所述钢材，所述压合气缸驱动所述压合板合拢或远离；所述支架前侧开设有下料口，所述下料口下方设置有所述传送装置，且所述翻转板向下翻转，所述压合板松开后，所述钢材可从所述下料口落入所述传送装置；

所述初锻装置用于对切断后的所述钢材进行初步锻造，形成能进入所述挤压成型装置的初坯；

所述挤压成型装置包括框架、下模座、挤压杆件、上模座、上模、下模和夹持杆件；所述框架用于支撑、安装所述上模座、所述下模座、所述挤压杆件、所述上模、所述下模和所述夹持杆件；所述下模座固定设置于所述框架下方；所述挤压杆件活动设置于所述框架上；所述上模座固定设置于所述挤压杆件下端，所述挤压杆件驱动所述上模座沿竖直方向运动，从而对所述钢材进行挤压；所述上模包括顶板、冲头和围边，所述顶板固定设置于所述上模座下方，所述冲头固定设置于所述顶板下方，所述围边固定设置于所述顶板下方，且所述冲头位于所述围边内侧；所述下模固定设置于所述下模座上，所述下模包括柱体，所述柱体内开设有下凹腔；所述围边上开设有多个夹持槽，所述夹持杆件包括夹持气缸和夹持板，所述夹持板滑动设置于所述夹持槽，且所述夹持板紧贴所述夹持槽，所述夹持板内壁可平滑连接所述围边内壁，所述夹持气缸可驱动所述夹持板沿横向运动；所述冲头可进入所述下凹腔，所述冲头、所述围边、所述夹持板、所述下凹腔之间形成模腔，所述模腔用于挤压成型产品；

所述传送装置为两个，设置于所述高温切断装置和所述初锻装置之间，以及所述初锻装置和所述挤压成型装置之间。

作为改进，所述静切断台前端设置有刀托，所述刀托紧贴所述压合板后端，所述刀托厚度略大于所述切断刀厚度。刀托对切断刀具有保护作用，避免切断刀碰撞静切断台或动切断台。

作为优选，所述切断刀下端呈圆弧形，对应的所述刀托呈圆弧形。圆弧形切断刀具有更小的接触面积，提高单位面积的压强，有利于快速高效的切断钢材。

作为改进，所述围边下方还设置有契合边，所述下凹腔四周设置有契合槽，所述契合边可紧贴所述契合槽。减小上模和下模之间的缝隙，提高成型质量；也有利于上下模的对准定位。

进一步的，所述契合槽内设置有弹垫，所述弹垫接触所述契合边。使其上下模接触更加平和，避免两者发生激烈碰撞，提高设备的使用寿命。

作为改进，所述柱体上开设有多个排气孔，所述排气孔连通所述下凹腔和大气。排气孔有利于成型时下凹腔的空气能及时排除，提高成型质量。

作为优选，所述排气孔靠近所述下凹腔段呈竖直方向排列。排气孔虽然较小(越0.5mm左右)，但在挤压时，仍会有及其微小的钢材进入排气孔，而竖直方向排气孔的设置，使得微小的钢材能在上下模分离时，更加容易的从排气孔中脱离，避免堵塞排气孔，也能保证产品的成型质量。

一种钢材加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：利用加热炉，将钢材加热至1100～1400℃；

S2：将烧红的钢材从加热炉伸出，并进入静切断台和动切断台；

S3：切断刀组件将进入动切断台的钢材切断；

S4：翻转板向下翻转，翻转到位后压合板松开，使得切断后的钢材掉落入传送装置；

S5：传送装置将钢材运送至初锻装置处，工人将钢材放置初锻装置上进行锻造，得到初坯；

S6：将初坯放置传送装置，并将初坯运送至挤压成型装置；下一工人将初坯放入下凹腔；

S7：上模座下降，上模和下模合拢将初坯挤压成型产品；

S8：上模座上升一小段，夹持杆件向内收紧，将产品夹紧；

S9：上模座继续上升，直到产品完全脱离下模；

S10：夹持杆件向外移动，同时工人将产品从上模上取下。

作为优选，上述S1中钢材的加热温度为1200℃。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：

1、采用高温切断装置，并采用相应的工艺流程，对钢材进行切断，可以完全做到无污水排放，无锯沫损耗，具有降本增效的优点。而且动切断台的可翻转和可开合设置，能大大提高生产效率。

2、全程无损耗锻造，能节约大量钢铁资源和电力资源，具有降低能耗，提高效益的优点。

3、传统的冲压设备，一般上模作为内模，下模作为外模，冲压时在上模和下模交界处容易产生飞边。而本方案采用冲头作为内模，围边和下模共同组成外模，使得上模和下模交界处不会产生飞边，既能减少钢材的损耗，又能提供成型质量，还能较少处理飞边的工序，提供生产效率。

4、传统的冲压设备，由于下模和产品的接触面积大于上模和产品的接触面积，因此上模和下模分离时，一般是上模从产品上脱离，产品仍然留在下模，此时需要使用顶杆将产品从下模中顶出。而本方案采用了夹持杆件，在上下模分离的同时，能将产品先从上模上脱离，再用夹持杆件夹紧，将产品从下模中拉出，从而完成产品的分离。具有操作快捷高效，设备结构简单可靠的优点。

5、另外，采用挤压成型的设备工艺，具有劳动强度低，不需要技术工，且挤压尺寸接近成品尺寸的优点。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的立体结构示意图；

图2是根据本发明的一个优选实施例的平面视图；

图3是根据本发明的一个优选实施例中支架和加热炉的立体结构示意图；

图4是根据本发明的一个优选实施例中高温切断装置的立体结构示意图(未显示部分支架及加热炉)；

图5是根据本发明的一个优选实施例中高温切断装置的立体结构示意图)未显示部分支架及加热炉)，并显示了动切断台向下翻转时的状态图；

图6是根据本发明的一个优选实施例中挤压成型装置的立体结构示意图；

图7是根据本发明的一个优选实施例中挤压成型装置的半剖视图；

图8是根据本发明的一个优选实施例中上模和下模的立体结构示意图；

图9是根据本发明的一个优选实施例中上模和下模的半剖视图；

图10是根据本发明的一个优选实施例中上模和下模的爆炸视图；

图11是根据本发明的一个优选实施例中上模的立体结构示意图；

图12是根据本发明的一个优选实施例中上模的半剖视图；

图13是根据本发明的一个优选实施例中下模的立体结构示意图；

图14是根据本发明的一个优选实施例中下模的半剖视图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

如图1至14所示，本发明的一个优选实施例包括高温切断装置1、初锻装置2、挤压成型装置3和传送装置4；具体结构如下：

高温切断装置1包括支架11、加热炉12、静切断台13、切断刀组件14和动切断台15；支架11用于支撑、安装加热炉12、静切断台13、切断刀组件14和动切断台15；加热炉12固定设置于支架11上，加热炉12内具有第一通孔121，第一通孔121内用于穿过钢材进行加热；静切断台13固定设置于支架11上，静切断台13上开设有第二通孔131，第二通孔131用于穿过钢材，且钢材外壁紧贴第二通孔内壁131，钢材外壁紧贴第二通孔内壁131的设置能防止钢材在切断时发生沿径向的变形。切断刀组件14设置于静切断台13和动切断台15之间，切断刀组件14包括龙门支架141、冲压杆件142和切断刀143，龙门支架141固定设置于支架11上，冲压杆件142活动设置于龙门支架141上，切断刀143固定设置于冲压杆件142下端，冲压杆件142驱动切断刀143沿竖直方向运动，从而对钢材进行切断；动切断台15包括翻转板151、翻转气缸152、压合板153和压合气缸154，翻转板151铰接于支架11上，翻转气缸152驱动翻转板151转动，压合板153、压合气缸154为两个且相对设置于翻转板151上，压合板153内壁呈半圆形，两侧的压合板153合拢后形成第三通孔155，第三通孔155可夹持或松开钢材，压合气缸154驱动压合板153合拢或远离；支架11前侧开设有下料口111，下料口111下方设置有传送装置4，且翻转板151向下翻转，压合板153松开后，钢材可从下料口111落入传送装置4。其中静切断台13前端设置有刀托132，刀托132紧贴压合板153后端，刀托132厚度略大于切断刀143厚度。本实施例中，切断刀143下端呈圆弧形，对应的刀托132呈圆弧形。

初锻装置2用于对切断后的钢材进行初步锻造，形成能进入挤压成型装置3的初坯。

挤压成型装置3包括框架31、下模座32、挤压杆件33、上模座34、上模35、下模36和夹持杆件37；框架31用于支撑、安装上模座32、下模座33、挤压杆件34、上模、下模35和夹持杆件36；下模座32固定设置于框架31下方；挤压杆件33活动设置于框架31上；上模座34固定设置于挤压杆件33下端，挤压杆件33驱动上模座34沿竖直方向运动，从而对钢材进行挤压；上模35包括顶板351、冲头352和围边353，顶板351固定设置于上模座34下方，冲头352固定设置于顶板351下方，围边353固定设置于顶板351下方，且冲头352位于围边353内侧；下模36固定设置于下模座32上，下模36包括柱体361，柱体361内开设有下凹腔362；围边353上开设有多个夹持槽3531，夹持杆件37包括夹持气缸371和夹持板372，夹持板372滑动设置于夹持槽3531，且夹持板372紧贴夹持槽3531，夹持板372内壁可平滑连接围边353内壁，夹持气缸371可驱动夹持板372沿横向运动；冲头352可进入下凹腔362，冲头352、围边353、夹持板372、下凹腔362之间形成模腔3a，模腔3a用于挤压成型产品。其中，围边353下方还设置有契合边354，下凹腔362四周设置有契合槽363，契合边354可紧贴契合槽363。契合槽363内设置有弹垫38，弹垫38接触契合边354。柱体361上开设有多个排气孔364，排气孔364连通下凹腔362和大气。排气孔364靠近下凹腔362段呈竖直方向排列。

传送装置4为两个，设置于高温切断装置1和初锻装置2之间，以及初锻装置2和挤压成型装置3之间。

本实施例的钢材加工工艺，包括以下步骤：

S1：利用加热炉，将钢材加热至1200℃；

S2：将烧红的钢材从加热炉伸出，并进入静切断台和动切断台；

S3：切断刀组件将进入动切断台的钢材切断；

S4：翻转板向下翻转，翻转到位后压合板松开，使得切断后的钢材掉落入传送装置；

S5：传送装置将钢材运送至初锻装置处，工人将钢材放置初锻装置上进行锻造，得到初坯；

S6：将初坯放置传送装置，并将初坯运送至挤压成型装置；下一工人将初坯放入下凹腔；

S7：上模座下降，上模和下模合拢将初坯挤压成型产品；

S8：上模座上升一小段，夹持杆件向内收紧，将产品夹紧；

S9：上模座继续上升，直到产品完全脱离下模；

S10：夹持杆件向外移动，同时工人将产品从上模上取下。

其中，S1至S4为利用高温切断装置所进行的加工工艺；S6至S10为利用挤压成型装置所进行的加工工艺。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种钢材高温切断装置，其特征在于：包括支架、加热炉、静切断台、切断刀组件和动切断台；所述支架用于支撑、安装所述加热炉、所述静切断台、所述切断刀组件和所述动切断台；所述加热炉固定设置于所述支架上，所述加热炉内具有第一通孔，所述第一通孔内用于穿过钢材进行加热；所述静切断台固定设置于所述支架上，所述静切断台上开设有第二通孔，所述第二通孔用于穿过所述钢材，且所述钢材外壁紧贴所述第二通孔内壁；所述切断刀组件设置于所述静切断台和所述动切断台之间，所述切断刀组件包括龙门支架、冲压杆件和切断刀，所述龙门支架固定设置于所述支架上，所述冲压杆件活动设置于所述龙门支架上，所述切断刀固定设置于所述冲压杆件下端，所述冲压杆件驱动所述切断刀沿竖直方向运动，从而对所述钢材进行切断；所述动切断台包括翻转板、翻转气缸、压合板和压合气缸，所述翻转板铰接于所述支架上，所述翻转气缸驱动所述翻转板转动，所述压合板、所述压合气缸为两个且相对设置于所述翻转板上，所述压合板内壁呈半圆形，两侧的所述压合板合拢后形成第三通孔，所述第三通孔可夹持或松开所述钢材，所述压合气缸驱动所述压合板合拢或远离；所述支架前侧开设有下料口，所述下料口下方设置有传送装置，且所述翻转板向下翻转，所述压合板松开后，所述钢材可从所述下料口落入所述传送装置。

2.根据权利要求1所述的一种钢材高温切断装置，其特征在于：所述静切断台前端设置有刀托，所述刀托紧贴所述压合板后端，所述刀托厚度略大于所述切断刀厚度。

3.根据权利要求2所述的一种钢材高温切断装置，其特征在于：所述切断刀下端呈圆弧形，对应的所述刀托呈圆弧形。

4.一种利用如权利要求1至3任一权利要求所述钢材高温切断装置的钢材高温切断的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：利用加热炉，将钢材加热至1100～1400℃；

S2：将烧红的钢材从加热炉伸出，并进入静切断台和动切断台；

S3：切断刀组件将进入动切断台的钢材切断；

S4：翻转板向下翻转，翻转到位后压合板松开，使得切断后的钢材掉落入传送装置。

5.根据权利要求4所述的一种钢材高温切断的加工工艺，其特征在于：上述S1中钢材的加热温度为1200℃。

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