CN110026520B - 具有内冷却功能的热锻模具下模及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有内冷却功能的热锻模具下模及其冷却方法，该热锻模具下模包括下模架、凹模支撑垫块机构、凹模、凹模固定机构和冷却系统。该冷却方法是以水进入冷却系统，合模状态时从下顶杆的喷水孔中喷出，从下一号垫块的侧孔中流出；上模抬起后，水从下一号垫块和下二号垫块之间的气孔中流出；开模后，由机械手运走锻件，水直接流淌在凹模的中间模腔中；由机械手在凹模中装入毛坯，毛坯将凹模中多余的水排挤出，下一号垫块的通孔中的水由下一号垫块的侧孔排出；毛坯下移，调节块堵住下一号垫块的侧孔，下一号垫块的通孔中的水由下一号垫块与下T型垫块之间的气孔中排出。本发明，对凹模的冷却充分、及时、高效、全面。

Description

具有内冷却功能的热锻模具下模及其冷却方法

技术领域

本发明涉及一种具有内冷却功能的热锻模具下模及其冷却方法，属于热锻冷却技术领域。

背景技术

传统热锻时，模具需加热至200℃左右，模具润滑采用石墨悬浮液喷涂于模具表面，其蒸发后残余的石墨在高温下起到润滑介质的作用。这种润滑方式的弊端在于，会有大量的石墨蒸汽，造成车间工作环境污染。大量水的热锻形式中，模具不需要加热，但需要及时的进行冷却，保持模具在生产过程中处于常温状态，依靠快速成形时模具表面残留的水瞬间汽化成水蒸气进行润滑，若冷却不及时，模具和锻件会出现粘接现象和顶出力量激增的现象，大大的降低了模具的寿命，有时甚至会造成产品无法成形，因此，需要下模内冷却、上模内冷却装置进行及时冷却。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种具有内冷却功能的热锻模具下模及其冷却方法，其具体技术方案如下：

一种具有内冷却功能的热锻模具下模，包括下模架、凹模支撑垫块机构、凹模和凹模固定机构，所述凹模固定机构包围在凹模四周，凹模支撑垫块机构设置在凹模与下模架之间。还包括冷却系统，所述冷却系统从下模架中引入，从凹模支撑垫块机构和凹模之间喷出，对凹模、凹模中的工件以及凹模支撑垫块机构进行冷却。

进一步的，所述下模架包括下垫板和下模板，所述下模板固定于下垫板上，下垫板和下模板开设有同轴的通孔，该通孔中设置有下T型垫块，所述下T型垫块竖直开设有推杆通孔。

进一步的，所述凹模支撑垫块机构包括设置在下T型垫块上的下一号垫块和下二号垫块，所述下二号垫块位于下一号垫块的上方，所述下一号垫块和下二号垫块开设有同轴的通孔，所述下一号垫块的通孔内设置有紧贴着下T型垫块的调节块。

进一步的，所述凹模包括红套冷配的凹模内层和凹模外层，凹模位于下二号垫块上，

所述凹模固定机构包括凹模紧固圈、下模膛和下模座，所述凹模紧固圈和下模膛均套设在凹模四周，下模膛的上部四周内侧设置与凹陷槽，所述凹模紧固圈部分凹陷在凹陷槽中，下模座设置在下模膛的下方，下模座包围在凹模、下二号垫块和下一号垫块四周。

进一步的，所述冷却系统包括内喷水推杆和下顶杆，所述内喷水推杆贯穿于下T型垫块的通孔中，所述内喷水推杆内轴向开设有内喷水腔，内喷水腔下端为盲端，上端为敞口端，内喷水腔的侧壁开设有进水口，进水口与内喷水腔贯通，

所述下T型垫块的通孔的中部朝向四周扩大的扩大腔，扩大腔的直径大于通孔的直径，进水口位于扩大腔中，

所述下模板内水平设置有内喷水道块，内喷水道块的中心开设有进水通道，进水通道一端为敞口端，一端为盲端，盲端一侧侧壁开有进水孔，进水孔中安装有进水接头，所该敞口端对着下T型垫块，下T型垫块开设有连通进水通道和扩大腔的引水通道；

所述下顶杆的中心开设有喷腔，喷腔的下端为敞口端，上端为盲端，该敞口端的四周设置有与调节块对接的法兰，调节块的中心开设有连通喷腔和内喷水腔的中心孔，下顶杆的顶部位于下二号垫块的中心通孔中，下顶杆的上部侧壁开设有若干个喷水孔，

下二号垫块的中心通孔直径小于下一号垫块的中心通孔直径；

下一号垫块和下二号垫块之间、下一号垫块和下T型垫块之间均设置有气孔，

下一号垫块的侧壁开设有延伸到外部的侧孔。

进一步的，所述凹模、凹模支撑垫块机构在凹模固定机构中处于偏心位置。

热锻模具下模的凹模内冷却方法，该热锻模具下模为上述的热锻模具下模，包括以下步骤：

步骤一：合模状态：此时凹模中摆放有锻件，进水接头接通进水系统，朝向进水接头输送水，水经由进水通道流到扩大腔，水填充满扩大腔，并从内喷水推杆的进水口进入到内喷水腔，水位在内喷水腔内上升到下顶杆的顶部，从下顶杆的喷水孔中喷出，水充满下顶杆的外部四周，并从下一号垫块的侧孔中流出；

步骤二：上模抬起：上模抬起后，上模给下模的压力减小，内喷水推杆、调节块和下顶杆同步向上移动，调节块挡住下一号垫块的侧孔，进水接头仍然一直朝向冷却系统中输送水，水从下顶杆的喷水孔中喷出后，从下一号垫块和下二号垫块之间的气孔中流出；

步骤三：开模：开模后，由机械手运走锻件，此时，进水接头仍然处于供水状态，朝向冷却系统中输送水，水直接流淌在凹模的中间模腔中；

步骤四：装毛坯：由机械手在凹模中装入毛坯，毛坯将凹模中多余的水排挤出，下一号垫块的通孔中的水由下一号垫块的侧孔排出，进水接头仍然处于供水状态，朝向冷却系统中输送水；

步骤五：毛坯下移：压力机滑块继续下移，带动毛坯下移，调节块堵住下一号垫块的侧孔，下一号垫块的通孔中的水由下一号垫块与下T型垫块之间的气孔中排出，进水接头仍然处于供水状态，朝向冷却系统中输送水；

步骤六：再次合模：冷却系统的状态与步骤一相同。

本发明的有益效果是：

本发明，锻件取走后，冷却水充满凹模腔，对凹模的冷却充分、及时、高效、全面。

本发明，冷却水充满内下一号垫块、下二号垫块的通孔中，下顶杆的四周充满冷却水，对凹模支撑垫块机构的内部和外部均能充分冷却，实现内部冷却和外部冷却兼顾的效果。

本发明实现由固定的内冷却系统给凹模冷却，达到凹模始终处于涌水中，不影响自动化装置的运动，避免传统的拖拉软管。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明与上模配合工作时的合模状态示意图，

图3是本发明与上模配合工作时的上模微抬的状态示意图，

图4是图3继续抬起后的状态示意图，

图5是图4继续抬起后的状态示意图，

图6是本发明与下模配合工作时的开模状态示意图，

图7是图6更换上新的热锻件后的的状态示意图，

图8是图7上模下降后的状态示意图，

图9是图8上模移动到合模的状态示意图，

附图标记列表：1—下垫板，2—下模板，3—下T型垫块，4—内喷水推杆，5—内喷水腔，6—进水口，7—扩大腔，8—引水通道，9—内喷水道块，10—进水孔，11—进水接头，12—调节块，13—法兰，14—下顶杆，15—喷水孔，16—热锻件，17—凹模内层，18—凹模外层，19—凹模紧固圈，20—下模膛，21—下模座，22—下二号垫块，23—气孔，24—下一号垫块，25—喷腔，26—侧孔，27—凹模。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1是本发明的结构示意图，结合附图可见，本发明的下模包括下模架、支撑垫块机构、凹模27、凹模固定机构和冷却系统。

下模架包括下垫板1和下模板2，所述下模板2固定于下垫板1上，下垫板1和下模板2开设有同轴的通孔，该通孔中设置有下T型垫块3，下T型垫块3竖直开设有推杆通孔。

支撑垫块机构包括设置在下T型垫块3上的下一号垫块24和下二号垫块22，下二号垫块22位于下一号垫块24的上方，下一号垫块24和下二号垫块22开设有同轴的通孔，下一号垫块24的通孔内设置有紧贴着下T型垫块3的调节块12。

凹模27包括红套冷配的凹模内层17和凹模外层18，凹模27位于下二号垫块22上。

凹模固定机构包括凹模紧固圈19、下模膛20和下模座21，凹模紧固圈19和下模膛20均套设在凹模27四周，下模膛20的上部四周内侧设置与凹陷槽，凹模紧固圈19部分凹陷在凹陷槽中，下模座21设置在下模膛20的下方，下模座21包围在凹模27、下二号垫块22和下一号垫块24四周。

冷却系统包括内喷水推杆4和下顶杆14，内喷水推杆4贯穿于下T型垫块3的通孔中，内喷水推杆4内轴向开设有内喷水腔5，内喷水腔5下端为盲端，上端为敞口端，内喷水腔5的侧壁开设有进水口6，进水口6与内喷水腔5贯通。下T型垫块3的通孔的中部朝向四周扩大的扩大腔7，扩大腔7的直径大于通孔的直径，进水口6位于扩大腔7中。下模板2内水平设置有内喷水道块9，内喷水道块9的中心开设有进水通道，进水通道一端为敞口端，一端为盲端，盲端一侧侧壁开有进水孔10，进水孔10中安装有进水接头11，所该敞口端对着下T型垫块3，下T型垫块3开设有连通进水通道和扩大腔7的引水通道8。下顶杆14的中心开设有喷腔25，喷腔25的下端为敞口端，上端为盲端，该敞口端的四周设置有与调节块12对接的法兰13，调节块12的中心开设有连通喷腔25和内喷水腔5的中心孔，下顶杆14的顶部位于下二号垫块22的中心通孔中，下顶杆14的上部侧壁开设有若干个喷水孔15。下二号垫块22的中心通孔直径小于下一号垫块24的中心通孔直径。下一号垫块24和下二号垫块22之间、下一号垫块24和下T型垫块3之间均设置有气孔23。下一号垫块24的侧壁开设有延伸到外部的侧孔26。

凹模27、支撑垫块机构在凹模固定机构中也处于偏心位置。穿过气孔23的水通过偏心处的空隙流淌出去。

结合附图2-9，阐述本发明在实际生产中的应用过程，热锻模具的内冷却方法，其具体包括以下步骤：

步骤一：合模状态：结合图2，凹模中摆放有热锻件16，压力机滑块下降到下死点，冲头热锻下模上的热锻件，冲头受到热锻件阻止其下降的阻力，冲头和上顶杆的下移行程小于冲头支撑垫块系统和冲头套的下移行程，接入垫块上的进水通道位于上顶杆的水平进水槽的下方，进水通道被堵死，此时，进水接头接通进水系统，朝向进水接头输送水，水经由进水通道流到扩大腔，水填充满扩大腔，并从内喷水推杆的进水口进入到内喷水腔，水位在内喷水腔内上升到下顶杆的顶部，从下顶杆的喷水孔中喷出，水充满下顶杆的外部四周，并从下一号垫块的侧孔中流出；

步骤二：上模微抬：结合图3，热锻完成后，上模向上微抬，冲头和下模上的热锻件存在黏连现象，冲头受到黏连力的影响，上模上升的过程中，冲头仍处于热锻时的水平高度，或者冲头上移的速度小于上模上升的速度，此时，上模架上升，冲头套也同步上升，但是，冲头位置没变，或者上升的距离小于接入垫块的上升距离，最终达到进水通道与上顶杆的水平进水槽水平对齐，冲头内冷系统的水通过冲头入水接头进入上顶杆内的通水腔，并向下流动到冲头的冷却水通道，从冲头内的冷却水通道的下端喷出，下模内冷系统的位置与步骤一中一致；

步骤三：上模抬起：结合图4，接着步骤二，压力机滑块继续上移，上模继续上升，上顶杆继续上移，冲头扔黏连热锻件，冲头内冷系统与步骤二一致，此时，内喷水推杆、调节块和下顶杆同步向上移动，调节块挡住下一号垫块的侧孔，凹模进水接头仍然一直朝向下模内冷系统中输送水，水从下顶杆的喷水孔中喷出后，从下一号垫块和下二号垫块之间的气孔中流出；

步骤四：上模继续抬起：结合图5，接着步骤三，压力机滑块继续提升，冲头与热锻件分离，卸料杆继续压住热锻件，冲头内冷系统与步骤二一致，下顶杆继续向上顶出，下模内冷系统中的水从下顶杆的喷水孔中喷出，溢流到凹模腔中，达到凹模腔表面冷却，由下二号垫块与下一号垫块之间的气孔排出；

步骤五：开模：结合图6，压力机滑块达到上死点，热锻件由机械手运走，下模内冷系统喷出的水直接充满凹模腔，冲头内冷系统与步骤二一致；

步骤六：摆放毛坯热锻件：结合图7，由机械手搬运毛坯热锻件至凹模中，压力机滑块下移，上顶杆的水平进水槽上移，被接入垫块堵死，冲头内冷系统停止工作，毛坯热锻件将凹模腔中的水挤出，下顶杆下移，下模内冷系统处于工作状态，调节块下方的水从下一号垫块的侧孔中排出；

步骤七：上模继续下降：结合图8，上模继续下降，毛坯热锻件压着下顶杆和调节块继续下移，下模内冷系统处于工作状态，调节块挡住下一号垫块的侧孔，调节块下方的水从下一号垫块和下T型垫块之间的气孔排出；

步骤八：再次合模：结合图9，压力机滑块到达下死点，毛坯热锻件成形结束，下模内冷系统和冲头内冷系统与步骤一一致。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.热锻模具下模的凹模内冷却方法，该热锻模具下模包括下模架、凹模支撑垫块机构、凹模、凹模固定机构和冷却系统，所述凹模固定机构包围在凹模四周，凹模支撑垫块机构设置在凹模与下模架之间，所述冷却系统从下模架中引入，从凹模支撑垫块机构和凹模之间喷出，对凹模、凹模中的工件以及凹模支撑垫块机构进行冷却；

所述下模架包括下垫板和下模板，所述下模板固定于下垫板上，下垫板和下模板开设有同轴的通孔，该通孔中设置有下T型垫块，所述下T型垫块竖直开设有推杆通孔；

所述凹模支撑垫块机构包括设置在下T型垫块上的下一号垫块和下二号垫块，所述下二号垫块位于下一号垫块的上方，所述下一号垫块和下二号垫块开设有同轴的通孔，所述下一号垫块的通孔内设置有紧贴着下T型垫块的调节块；

所述凹模包括红套冷配的凹模内层和凹模外层，凹模位于下二号垫块上，

所述凹模固定机构包括凹模紧固圈、下模膛和下模座，所述凹模紧固圈和下模膛均套设在凹模四周，下模膛的上部四周内侧设置有凹陷槽，所述凹模紧固圈部分凹陷在凹陷槽中，下模座设置在下模膛的下方，下模座包围在凹模、下二号垫块和下一号垫块四周；

所述冷却系统包括内喷水推杆和下顶杆，所述内喷水推杆贯穿于下T型垫块的通孔中，所述内喷水推杆内轴向开设有内喷水腔，内喷水腔下端为盲端，上端为敞口端，内喷水腔的侧壁开设有进水口，进水口与内喷水腔贯通，

所述下T型垫块的通孔的中部设有朝向四周扩大的扩大腔，扩大腔的直径大于通孔的直径，进水口位于扩大腔中，

所述下模板内水平设置有内喷水道块，内喷水道块的中心开设有进水通道，进水通道一端为敞口端，一端为盲端，盲端一侧侧壁开有进水孔，进水孔中安装有进水接头，所述敞口端对着下T型垫块，下T型垫块开设有连通进水通道和扩大腔的引水通道；

所述下顶杆的中心开设有喷腔，喷腔的下端为敞口端，上端为盲端，该敞口端的四周设置有与调节块对接的法兰，调节块的中心开设有连通喷腔和内喷水腔的中心孔，下顶杆的顶部位于下二号垫块的中心通孔中，下顶杆的上部侧壁开设有若干个喷水孔，

下二号垫块的中心通孔直径小于下一号垫块的中心通孔直径；

下一号垫块和下二号垫块之间、下一号垫块和下T型垫块之间均设置有气孔，

下一号垫块的侧壁开设有延伸到外部的侧孔；

所述凹模、凹模支撑垫块机构在凹模固定机构中处于偏心位置；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：合模状态：此时凹模中摆放有锻件，进水接头接通进水系统，朝向进水接头输送水，水经由进水通道流到扩大腔，水填充满扩大腔，并从内喷水推杆的进水口进入到内喷水腔，水位在内喷水腔内上升到下顶杆的顶部，从下顶杆的喷水孔中喷出，水充满下顶杆的外部四周，并从下一号垫块的侧孔中流出；

步骤二：上模抬起：上模抬起后，上模给下模的压力减小，内喷水推杆、调节块和下顶杆同步向上移动，调节块挡住下一号垫块的侧孔，进水接头仍然一直朝向冷却系统中输送水，水从下顶杆的喷水孔中喷出后，从下一号垫块和下二号垫块之间的气孔中流出；

步骤三：开模：开模后，由机械手运走锻件，此时，进水接头仍然处于供水状态，朝向冷却系统中输送水，水直接流淌在凹模的中间模腔中；

步骤四：装毛坯：由机械手在凹模中装入毛坯，毛坯将凹模中多余的水排挤出，下一号垫块的通孔中的水由下一号垫块的侧孔排出，进水接头仍然处于供水状态，朝向冷却系统中输送水；

步骤五：毛坯下移：压力机滑块继续下移，带动毛坯下移，调节块堵住下一号垫块的侧孔，下一号垫块的通孔中的水由下一号垫块与下T型垫块之间的气孔中排出，进水接头仍然处于供水状态，朝向冷却系统中输送水；

步骤六：再次合模：冷却系统的状态与步骤一相同。

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