CN109967679A - 一种生产多种复杂模锻件的模架 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产多种复杂模锻件的模架,包括上连接板和下连接板;上平台和下平台通过导柱和导套连接一体;所述的上连接板和上平台之间安装上垫板和上基板;上成型缸安装在上成型缸槽内,上成型缸的一端固定在上动模上;上动模套装在上静模上;上基板、上平台和上静模安装座的中心安装顶出缸,顶出缸的输出端连接顶出杆,下平台、下基板和下连接板的四角处设置有四个贯通的导孔,每个导孔内放置一根齿柱,下基板的侧壁上安装齿轮,齿轮由下基板侧壁上的开口与齿柱咬合,每个齿轮都安装在下基板侧壁上固定的电机的输出端;齿柱的顶部固定在下动模的底部。本申请通过双向成型的方式,消除复杂锻件在成形过程中存在的涡流、分流缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产多种复杂模锻件的模架,属于复杂锻件加工装置技术领域。
背景技术
目前国内航空航天用的复杂锻件一般是依靠简单锻件的机加工完成。不仅使整个生产周期变长,而且这种锻件的力学性能比相同尺寸的精锻件的力学性能要差的多,因此只能通过增加锻件重量来达到该零件的设计要求。复杂锻件是指几何特征及其分布复杂、不存在明显对称关系的锻件。这类锻件大都具有腹板、筋、局部凸台等截面突变结构,是承力构件的重要类型,在航空航天和其他工业领域应用十分广泛。这类锻件在成形过程中材料的流动和填充规律非常复杂,容易产生折叠、穿流、充不满等宏观缺陷。
发明内容
本发明针对消除复杂锻件在成形过程中存在的涡流和分流缺陷等问题,提供一种生产多种复杂模锻件的模架,模具设计成分体模具,分成动模和静模,成形时,下动静模放坯料,上动静模配合液压机下压成形,达到普通模架的效果。当上动静模的下压位置达到设定的限位点时,模架采用自动控制系统启动,此时上下静模静止,上下动模根据锻件特殊的形状及成形要求正向或反向运动。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,包括上连接板和下连接板;上平台和下平台通过导柱和导套连接一体;导柱和导套有四组,导套套装在导柱上;连接一体的上平台和下平台安装在上连接板下连接板之间;所述的上连接板和上平台之间安装上垫板和上基板,上垫板位于上连接板和上基板之间;所述的下平台和下连接板之间安装下基板和下垫板,下垫板位于下基板和下连接板之间;上基板和上平台两侧的侧壁上设有贯通的上成型缸槽,上成型缸安装在上成型缸槽内,上成型缸的一端固定在上基板上,另一端固定在上动模上;上动模为环状,上动模套装在上静模上,上静模通过上静模安装座安装在上平台下方;上静模的中心设有一根顶出杆,上基板、上平台和上静模安装座的中心设置有通孔,通孔内安装顶出缸,顶出缸的输出端连接顶出杆,顶出杆可以通过卡接或者螺纹连接等方式固定在一起;下平台的上方安装下静模,下静模的外侧套装环状的下动模;所述的下平台、下基板和下连接板的四角处设置有四个贯通的导孔,每个导孔内放置一根齿柱,下基板的侧壁上安装齿轮,齿轮由下基板侧壁上的开口与齿柱咬合,每个齿轮都安装在下基板侧壁上固定的电机的输出端;齿柱的顶部固定在下动模的底部。
上下连接板可以把模架连接到锻造液压机上。
上下液压缸分成两组:一组是与普通模架相同的上下顶出缸,另一组是参与成形的液压缸。针对复杂锻件,合理设计工艺,在主变形完成后,启动辅助变形缸,采用活塞尾的锻造成形方式二次成形。整个成形过程在一套模具内完成。无需二次加热、无需更换模具、无需考虑锻造拔模角等制约普通锻造无法避免的限制,从而更大程度的提高锻件结构的合理性,减少锻造余量。
上下模架的液压顶出杆与模架间采用循环水隔热,上下模座与液压顶杆间增加云石英隔热垫,防止成形过程中温度对液压及控制装置的影响。
上下平台上连接八个定位销,用于固定模座。
上下模座靠定位销固定于平台上。
下平台内置齿轮齿条系统,用于平衡因液压系统延时而产生的倾斜。
上下导柱间即模架的工作区域。
在上述技术方案的基础上,本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性,还可以对上述的技术方案作出如下的改进:
进一步,所述的下静模的中心设置有顶出杆,下平台下基板和下垫板中间设置有下顶出缸安装孔,下顶出缸底部固定在下连接板上,下顶出缸的输出端与下静模中心的顶出杆连接。
进一步,所述的上静模和上平台之间安装有上隔热板。
进一步,所述的下静模和下平台之间安装下隔热板。
进一步,所述的上基板、上平台和上静模以及下基板、下平台和下静模之间分别设置有贯穿的定位销。
进一步,所述的上连接板和上垫板之间设置有缓冲板,缓冲板具有弧形的凸面,上垫板具有与弧形凸面配合的凹槽,上垫板通过四角的螺栓固定在上连接板上,且螺栓位于上连接板和上垫板之间的螺杆上套装缓冲弹簧。
进一步,所述的缓冲板与上连接板之间设置有定位销。
目前国内及国际的通用设备一般为在单一方向上的成形,这种成形方法对结构简单的锻件来说是可行的。但对于像飞机主轮轮毂这种复杂结构件来说,因为锻件的复杂结构,在成形过程中不可能使锻件的成形金属在同一方向上同时向另一方向成形,金属在流动成形过程中,易出现成形金属沿某点行成涡流状或分流状,即涡流、穿流缺陷。本方案针对这一问题,设计出一种带有液压系统和控制系统,可带动锻件同时在不同方向成形。
本发明的优点在于:消除复杂锻件在成形过程中存在的涡流、分流缺陷。同时尽可能的减小锻造余量,提高锻件的整体力学性能。本申请模架可镶入不同模座,与液压机相配合,完成各种复杂铝合金结构件的成形。而且利用该模架可提高使用模锻压机的精度,实现复杂构件的近净尺寸成形。可大大提高材料的利用率,降低生产成本,缩短制造周期,降低能源消耗。
附图说明
图1为本申请一种生产多种复杂模锻件的模架立体结构示意图;
图2为本申请一种生产多种复杂模锻件的模架的俯视图;
图3为图2的A-A方向主剖面图;
图4为图3的B处液压系统局部放大图。
附图标记记录如下:1-上连接板,2-上垫板,3-上基板,4-上平台,5-上紧固销,6-导套,7-导柱,8-下紧固销,9-下平台,10-下基板,11-下垫板,12-下连接板,13-上隔热板,14-上成形缸,15-上静模,16-上动模,17-下动模,18-下静模,19-下隔热板,20-齿柱,21-齿轮,22-定位销,23-下顶出缸,24-顶出缸,25-电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
一种生产多种复杂模锻件的模架(参见图1-4),包括上连接板1和下连接板12;上平台4和下平台9通过导柱7和导套6连接一体;导柱7和导套6有四组,导套6套装在导柱7上;连接一体的上平台4和下平台9安装在上连接板1下连接板12之间;所述的上连接板1和上平台4之间安装上垫板2和上基板3,上垫板2位于上连接板1和上基板3之间;所述的下平台9和下连接板12之间安装下基板10和下垫板11,下垫板11位于下基板10和下连接板12之间;上基板3和上平台4两侧的侧壁上设有贯通的上成型缸槽,上成型缸14安装在上成型缸槽内,上成型缸14的一端固定在上基板3上,另一端固定在上动模16上;上动模16为环状,上动模16套装在上静模15上,上静模15通过上静模安装座安装在上平台4下方;上静模15的中心设有一根顶出杆,上基板3、上平台4和上静模安装座的中心设置有通孔,通孔内安装顶出缸24,顶出缸24的输出端连接顶出杆;下平台9的上方安装下静模18,下静模18的外侧套装环状的下动模17;所述的下平台9、下基板10和下连接板12的四角处设置有四个贯通的导孔,每个导孔内放置一根齿柱20,下基板10的侧壁上安装齿轮21,齿轮21由下基板10侧壁上的开口与齿柱20咬合,每个齿轮21都安装在下基板10侧壁上固定的电机25的输出端;齿柱20的顶部固定在下动模17的底部。
所述的下静模18的中心设置有顶出杆,下平台9下基板10和下垫板11中间设置有下顶出缸23安装孔,下顶出缸23底部固定在下连接板12上,下顶出缸23的输出端与下静模18中心的顶出杆连接。
所述的上静模15和上平台4之间安装有上隔热板13。
下静模18和下平台9之间安装下隔热板19。
所述的上基板3、上平台4和上静模15以及下基板10、下平台9和下静模18之间分别设置有贯穿的定位销22。
所述的上连接板1和上垫板2之间设置有缓冲板,缓冲板具有弧形的凸面,上垫板2具有与弧形凸面配合的凹槽,上垫板2通过四角的螺栓固定在上连接板1上,且螺栓位于上连接板1和上垫板2之间的螺杆上套装缓冲弹簧。
所述的缓冲板与上连接板1之间设置有定位销。
在上述的实施例中:本申请的生产多种复杂模锻件的模架需要安装到主成型设备上使用:
上连接板上有四个锁砧销,这四个锁砧销的大小、尺寸和位置可根据连接的主成形设备设计。上垫板与上连接板铰接,上垫板可以根据主成形设备的状态设计成平面状态或球面状态,以此来提高设备的成形精度。上成形缸和上顶出缸(均采用液压缸)的安装在上基板中,上成形缸和顶出缸的循环系统和控制系统外控,独立于主成形设备之外。导向套和导向柱起导向和定位作用。下连接板和主成形设备的移动工作平台相连。下成形缸和下顶出缸装在下垫板和下基板上。
上隔热板和下隔热板主要是用来阻止模具产生的热量对设备和液压缸的影响。下紧固销主要用于固定下模。
工作原理:根据锻件的形状和尺寸调节上平台和下平台上模座的尺寸和形状。调节上紧固销和下紧固销的位置固定模座和模具。模具可根据产品材质进行加热保温,温度由热电偶控制。当主成形设备下压时,带动上模(上静模和上动模)下移,配合下模(下动模和下静模)完成锻件的主变形。主变形完成后,模架中的上成形缸带动上动模和下成形缸带动下动模根据锻件的复杂程度完成剩余变形,剩余变形的方向可以与主变形的方向一致,也可以与主变形的方向不一致。整个变形完成后,上模整体上升开模,上下顶出缸联动使锻件脱模。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,包括上连接板(1)和下连接板(12);上平台(4)和下平台(9)通过导柱(7)和导套(6)连接一体;导柱(7)和导套(6)有四组,导套(6)套装在导柱(7)上;连接一体的上平台(4)和下平台(9)安装在上连接板(1)下连接板(12)之间;所述的上连接板(1)和上平台(4)之间安装上垫板(2)和上基板(3),上垫板(2)位于上连接板(1)和上基板(3)之间;所述的下平台(9)和下连接板(12)之间安装下基板(10)和下垫板(11),下垫板(11)位于下基板(10)和下连接板(12)之间;上基板(3)和上平台(4)两侧的侧壁上设有贯通的上成型缸槽,上成型缸(14)安装在上成型缸槽内,上成型缸(14)的一端固定在上基板(3)上,另一端固定在上动模(16)上;上动模(16)为环状,上动模(16)套装在上静模(15)上,上静模(15)通过上静模安装座安装在上平台(4)下方;上静模(15)的中心设有一根顶出杆,上基板(3)、上平台(4)和上静模安装座的中心设置有通孔,通孔内安装顶出缸(24),顶出缸(24)的输出端连接顶出杆;下平台(9)的上方安装下静模(18),下静模(18)的外侧套装环状的下动模(17);所述的下平台(9)、下基板(10)和下连接板(12)的四角处设置有四个贯通的导孔,每个导孔内放置一根齿柱(20),下基板(10)的侧壁上安装齿轮(21),齿轮(21)由下基板(10)侧壁上的开口与齿柱(20)咬合,每个齿轮(21)都安装在下基板(10)侧壁上固定的电机(25)的输出端;齿柱(20)的顶部固定在下动模(17)的底部。
2.根据权利要求1所述的生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,所述的下静模(18)的中心设置有顶出杆,下平台(9)下基板(10)和下垫板(11)中间设置有下顶出缸(23)安装孔,下顶出缸(23)底部固定在下连接板(12)上,下顶出缸(23)的输出端与下静模(18)中心的顶出杆连接。
3.根据权利要求1所述的生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,所述的上静模(15)和上平台(4)之间安装有上隔热板(13)。
4.根据权利要求1所述的生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,下静模(18)和下平台(9)之间安装下隔热板(19)。
5.根据权利要求1所述的生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,所述的上基板(3)、上平台(4)和上静模(15)以及下基板(10)、下平台(9)和下静模(18)之间分别设置有贯穿的定位销(22)。
6.根据权利要求1所述的生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,所述的上连接板(1)和上垫板(2)之间设置有缓冲板,缓冲板具有弧形的凸面,上垫板(2)具有与弧形凸面配合的凹槽,上垫板(2)通过四角的螺栓固定在上连接板(1)上,且螺栓位于上连接板(1)和上垫板(2)之间的螺杆上套装缓冲弹簧。
7.根据权利要求6所述的生产多种复杂模锻件的模架,其特征在于,所述的缓冲板与上连接板(1)之间设置有定位销。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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