CN110125301A - 一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法；包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I，上模固定板I底部通过冲头支撑座与压头相连，冲头支撑座与压头的内部穿装有冲头I；一锻凹模包括下模固定板I，下模固定板I的顶部中间位置上设有顶头I，顶头I的底部与穿装在下模固定板I中间位置上的顶杆I相连；具有能够将余量平均在单边5mm，降低原材料耗材，减少加工量，原材料节约10％左右，且适用于连续化大规模生产的优点。
Description
技术领域
本发明属于煤矿液压支架中缸筒生产技术领域，具体涉及一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法。
背景技术
煤矿用液压支架缸筒为一体结构，其均采用堆焊的形式进行制备，通过上述方法制备的缸筒和堆焊部位的材料材质不一致，不便热处理，同时具有不牢固、密度小和强度低的缺陷，在使用过程中易损坏，直接影响了煤矿的安全；因此人们尝试使用锻压的方式制备缸筒，以保证其使用质量，缸筒锻压时一般采用钢管局部镦粗制成，该种方法存在着制备成本高(钢管的价格每吨为7000元左右)、镦粗部分和原料管密度不一致以及余量过大浪费材料的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种结构设计合理、成本低、整体密度高、金相组织好、余量少、节省原材料以及能够实现余热调质的煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法。
本发明的目的是这样实现的：包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I，上模固定板I底部通过冲头支撑座与压头相连，冲头支撑座与压头的内部穿装有冲头I；一锻凹模包括下模固定板I，下模固定板I的顶部中间位置上设有顶头I，顶头I的底部与穿装在下模固定板I中间位置上的顶杆I相连；顶头I外侧设有与下模固定板I固定相连的下模I，下模I的外侧设有与下模固定板I固定相连的模套I，所述下模I的上部外侧通过下压板I与模套I固定相连；所述的下模I的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；压头的外侧通过上压板I与冲头支撑座相连；所述二锻模具包括二锻凸模和二锻凹模，二锻凸模包括上模固定板II，上模固定板II的下部通过上垫板I与上压板II相连，上压板II的内部穿装有冲头连接杆I，冲头连接杆I的底部设有冲头II；上垫板与上压板II之间通过螺栓连接；二锻凹模包括下模固定板II，下模固定板II的顶部中间位置上设有下垫板I，下垫板I的顶部中间位置上设有顶头II，顶头II外侧设有与下垫板I相连的下模II，下模II的外侧设有与下模固定板II相连的模套II，下模II的上部外侧通过下压板II与模套II的顶部固定相连；所述下模II的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；所述顶头II的底部与穿装在下垫板I和下模固定板II中间位置上的顶杆II相连；所述三锻模具包括三锻凸模和三锻凹模，三锻凸模包括上模固定板III，上模固定板III的下部通过上垫板II与上压板III相连，上压板III的内部穿装有冲头连接杆II，冲头连接杆II的底部设有冲头III；上垫板II与上压板III之间通过螺栓连接；三锻凹模包括下模固定板III，下模固定板III的顶部中间位置上设有下垫板II，下垫板II的顶部中间位置上设有顶头III，顶头III外侧设有与下垫板II相连的下模III，下模III的外侧设有与下模固定板III相连的模套III，下模III的上部外侧通过下压板III与模套III的顶部固定相连；所述下模III的内腔为底部开口的圆筒形；顶头III的底部与穿装在下垫板II和下模固定板III中间位置上的顶杆III相连；所述终锻模具包括终锻凸模和终锻凹模，终锻凸模包括上模固定板IV，上模固定板IV的下部通过上垫板III与上压板IV相连，上压板IV的内部穿装有冲头连接杆III，冲头连接杆III的底部设有冲头IV；终锻凹模包括下模固定板IV，下模固定板IV的顶部设置有模座，模座的顶部设有下模IV，下模IV的外侧通过下压板IV与模座相连，下模IV的内腔为底部开口的圆筒形，模座的顶部中间位置上开设有下料通道，模座的内部设有落料腔体，落料腔体通过落料通道与下模IV的内腔相连通。
优选地，所述冲头I顶部相对应的冲头支撑座内部设有可移动垫块，可移动垫块与设置在冲头支撑座外部的液压油缸的伸缩端相连，液压油缸的固定端与冲头支撑座外侧的液压油缸支座相连。
优选地，所述冲头连接杆III和冲头IV的长度之和大于冲头连接杆II和冲头III的长度之和，冲头连接杆II和冲头III的长度之和大于冲头连接杆I和冲头II的长度之和，冲头连接杆I和冲头II的长度之和大于冲头I的长度。
优选地，所述下模I的高度、下模II的高度、下模III的高度均大于下模IV的高度。
优选地，所述上垫板与上压板II之间的冲头连接杆I上设有进水管I和出水管I，所述进水管I和出水管I之间设有延伸至冲头II内部的换热管道I。
优选地，所述换热管道I为U型，换热管道I的底部设在冲头II的内部，换热管道I上部的两端分别与进水管I和出水管I相连。
优选地，所述上垫板II与上压板III之间的冲头连接杆II上设有进水管II和出水管II，进水管II和出水管II之间设有延伸至冲头III内部的换热管道II。
优选地，所述换热管道II为U型，换热管道II的底部设在冲头III的内部，换热管道II上部的两端分别与进水管II和出水管II相连。
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，包括如下步骤：
步骤一：备料：选用圆钢或连铸圆坯；
步骤二：加热：通过吊装设备将圆钢或连铸圆坯放置在加热设备中进行加热，加热至1000-1100℃；
步骤三：镦粗：将步骤二中加热后的圆钢或连铸圆坯放置在一锻凹模内，通过液压油缸控制可移动垫块缩回，并启动压力机使一锻凸模向一锻凹模内运行对圆钢或连铸圆坯进行镦粗，使圆钢或连铸圆坯充满下模I的内腔；
步骤四：开孔：使压力机升起，压力机升起后使液压油缸控制可移动垫块向冲头I顶部移动，并支撑冲头I，阻止冲头I下压的过程中升起，当上述动作完成后启动压力机下降，使一锻凸模再次向一锻凹模内运行对坯料进行中心开孔；
步骤五：二次锻压：将中心开孔后的坯料移动至二锻凹模中，将水管与进水管I相连，回收收集槽与出水管I相连并通入水；启动压力机使二锻凸模向二锻凹模运动，对坯料进行一次冲孔；
步骤六：三次锻压：将一次冲孔后的坯料移动至三锻凹模内，将水管与进水管II相连，回水收集槽与出水管II相连并通入水；启动压力机使三锻凸模向三锻凹模运动，对坯料进行二次冲孔，此时中缸筒的内孔以及外轮廓成型；
步骤七：成型锻压：将二次冲孔后的坯料移动至终锻凹模内，启动压力机使终锻凸模向终锻凹模运动，对中缸筒的中间进行冲穿处理，冲穿后的余料通过落料通道进入落料腔体内，冲穿处理后成为半成品；
步骤八：调质：对冲穿处理后的半成品进行调质处理，即成成品。
优选地，所述步骤二中的加热设备为中频炉或天然气炉。
按照上述方案制成的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法，通过将圆钢或连铸圆坯经过加热整体锻造可以把所有尺寸锻造出来，不需要二次镦粗，并且锻造后工件的温度在850-950度左右，可利用余热进行调质工序，节省了后续加热成本；另外，通过模具能够实现对圆钢或连铸圆坯的整体锻造，实现产品的整体密度高、密度一致和金相组织好的特点；采用专用锻压模具能够将余量平均在单边5mm，降低原材料耗材，减少加工量，原材料节约10％左右，且适用于连续化大规模生产的优点。
附图说明
图1为本发明中一锻模具的结构示意图。
图2为本发明中二锻模具的结构示意图。
图3为本发明中三锻模具的结构示意图。
图4为本发明中四锻模具的结构示意图。
图5为本发明中一锻凸模的侧视结构示意图。
图6为本发明中冲头连接杆I的侧视结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
如图1～6所示，本发明为一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具以及锻压方法，该专用锻压模具包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I 1，上模固定板I 1底部通过冲头支撑座2与压头4相连，冲头支撑座2与压头4的内部穿装有冲头I 5；一锻凹模包括下模固定板I 10，下模固定板I 10的顶部中间位置上设有顶头I 9，顶头I 9的底部与穿装在下模固定板I 10中间位置上的顶杆I 55相连；顶头I 9外侧设有与下模固定板I 10固定相连的下模I 6，下模I 6的外侧设有与下模固定板I 10固定相连的模套I 8，所述下模I 6的上部外侧通过下压板I7与模套I 8固定相连；所述的下模I 6的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；压头4的外侧通过上压板I 3与冲头支撑座2相连；所述二锻模具包括二锻凸模和二锻凹模，二锻凸模包括上模固定板II 11，上模固定板II 11的下部通过上垫板I 12与上压板II 13相连，上压板II 13的内部穿装有冲头连接杆I 14，冲头连接杆I 14的底部设有冲头II 15；上垫板12与上压板II 13之间通过螺栓连接；二锻凹模包括下模固定板II 18，下模固定板II 18的顶部中间位置上设有下垫板I 19，下垫板I 19的顶部中间位置上设有顶头II 20，顶头II20外侧设有与下垫板I 19相连的下模II 21，下模II 21的外侧设有与下模固定板II 18相连的模套II 22，下模II 21的上部外侧通过下压板II 23与模套II 22的顶部固定相连；所述下模II 21的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；所述顶头II 20的底部与穿装在下垫板I 19和下模固定板II 18中间位置上的顶杆II 51相连；所述三锻模具包括三锻凸模和三锻凹模，三锻凸模包括上模固定板III 24，上模固定板III 24的下部通过上垫板II25与上压板III 26相连，上压板III 26的内部穿装有冲头连接杆II 27，冲头连接杆II 27的底部设有冲头III 28；上垫板II 25与上压板III 26之间通过螺栓连接；三锻凹模包括下模固定板III 30，下模固定板III 30的顶部中间位置上设有下垫板II 31，下垫板II 31的顶部中间位置上设有顶头III 32，顶头III 32外侧设有与下垫板II 31相连的下模III 33，下模III 33的外侧设有与下模固定板III 30相连的模套III 34，下模III 33的上部外侧通过下压板III 35与模套III 34的顶部固定相连；所述下模III 33的内腔为底部开口的圆筒形；顶头III 32的底部与穿装在下垫板II 31和下模固定板III 30中间位置上的顶杆III52相连；所述终锻模具包括终锻凸模和终锻凹模，终锻凸模包括上模固定板IV 36，上模固定板IV 36的下部通过上垫板III 37与上压板IV 38相连，上压板IV 38的内部穿装有冲头连接杆III 39，冲头连接杆III 39的底部设有冲头IV 40；终锻凹模包括下模固定板IV 53，下模固定板IV 53的顶部设置有模座41，模座41的顶部设有下模IV 42，下模IV 42的外侧通过下压板IV 43与模座41相连，下模IV 42的内腔为底部开口的圆筒形，模座41的顶部中间位置上开设有下料通道44，模座41的内部设有落料腔体45，落料腔体45通过落料通道44与下模IV42的内腔相连通。
进一步地，所述冲头I 5顶部相对应的冲头支撑座2内部设有可移动垫块46，可移动垫块46与设置在冲头支撑座2外部的液压油缸47的伸缩端相连，液压油缸47的固定端与冲头支撑座2外侧的液压油缸支座48相连。
进一步地，所述冲头连接杆III 39和冲头IV 40的长度之和大于冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和，冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和大于冲头连接杆I14和冲头II 15的长度之和，冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和大于冲头I 5的长度。
进一步地，所述下模I 6的高度、下模II 21的高度、下模III 33的高度均大于下模IV 42的高度。
进一步地，所述上垫板12与上压板II 13之间的冲头连接杆I 14上设有进水管I16和出水管I 17，所述进水管I 16和出水管I 17之间设有延伸至冲头II 15内部的换热管道I 49。
进一步地，所述换热管道I 49为U型，换热管道I 49的底部设在冲头II 15的内部，换热管道I 49上部的两端分别与进水管I 16和出水管I 17相连。
进一步地，所述上垫板II 25与上压板III 26之间的冲头连接杆II 27上设有进水管II 54和出水管II 29，进水管II 54和出水管II 29之间设有延伸至冲头III 28内部的换热管道II 50。
进一步地，所述换热管道II 50为U型，换热管道II 50的底部设在冲头III 28的内部，换热管道II 50上部的两端分别与进水管II 54和出水管II 29相连。
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，包括如下步骤：
步骤一：备料：选用圆钢或连铸圆坯；
步骤二：加热：通过吊装设备将圆钢或连铸圆坯放置在加热设备中进行加热，加热至1000-1100℃；
步骤三：镦粗：将步骤二中加热后的圆钢或连铸圆坯放置在一锻凹模内，通过液压油缸47控制可移动垫块46缩回，并启动压力机使一锻凸模向一锻凹模内运行对圆钢或连铸圆坯进行镦粗，使圆钢或连铸圆坯充满下模I 6的内腔；
步骤四：开孔：使压力机升起，压力机升起后使液压油缸47控制可移动垫块46向冲头I 5顶部移动，并支撑冲头I 5，阻止冲头I 5下压的过程中升起，当上述动作完成后启动压力机下降，使一锻凸模再次向一锻凹模内运行对坯料进行中心开孔；
步骤五：二次锻压：将中心开孔后的坯料移动至二锻凹模中，将水管与进水管I 16相连，回收收集槽与出水管I 17相连并通入水；启动压力机使二锻凸模向二锻凹模运动，对坯料进行一次冲孔；
步骤六：三次锻压：将一次冲孔后的坯料移动至三锻凹模内，将水管与进水管II28相连，回水收集槽与出水管II 29相连并通入水；启动压力机使三锻凸模向三锻凹模运动，对坯料进行二次冲孔，此时中缸筒的内孔以及外轮廓成型；
步骤七：成型锻压：将二次冲孔后的坯料移动至终锻凹模内，启动压力机使终锻凸模向终锻凹模运动，对中缸筒的中间进行冲穿处理，冲穿后的余料通过落料通道44进入落料腔体45内，冲穿处理后成为半成品；
步骤八：调质：对冲穿处理后的半成品进行调质处理，即成成品。
进一步地，所述步骤二中的加热设备为中频炉或天然气炉。
本发明中的一锻模具主要用于镦粗以及开孔，其目的是无论圆钢或连铸圆坯的直径与中缸筒的直径一致与否均能够通过本发明制备成为煤矿液压支架中缸筒，当圆钢或连铸圆坯的直径与中缸筒的直径相同时，且能够保证一锻模具开孔在中心位置时可以直接对圆钢或连铸圆坯进行开孔，无需通过镦粗工序，但上述情况较少；通过镦粗工序后能够使圆钢或连铸圆坯的密度一致并且方便开孔时找到中心位置；二锻模具和三锻模具主要用于保证内孔的直径、中缸筒的高度以及使中缸筒成型，通过设置换热管道I 49和换热管道II 50能够有效保护冲头，不仅能够延长冲头的使用寿命，还能够为实现连续化生产打下良好的基础；需要注意的是，换热管道可以为多种形式，主要用于冷却冲头；当换热管道为螺旋型时，其一侧的螺旋型与另一侧的螺旋型交错设置；通过本发明能够实现流水线式大规模生产，2人8小时能够生产130个煤矿液压支架中缸筒。采用钢管的方式锻压，钢管的价格为7000元/吨，而圆钢或连铸圆坯的价格为4800元/吨左右，当使用圆坯经过加热整体锻造可以把所有尺寸锻造出来，不需要二次镦粗，并且锻造后工件的温度在850-950度左右，可利用余热调质，节省后续加热成本；通过本发明的锻压模具以及锻压方法能够使产品内部的密度一致、相比钢管锻压密度更高、且金相组织好，强度大、使用寿命长；采用钢管锻压时钢管的尺寸、壁厚钢厂不能控制到最小，余量平均在单边10mm，而使用本发明采用封闭模锻造，留余量的多少都在控制当中，在模具开发时就把余量控制到最小，余量平均在单边5mm，降低原材料耗材，减少加工量，原材料节约10％左右。另外需要注意的是，本发明的冲头与冲头连接杆之间采用螺纹连接，不仅能够方便换热管道的加工还能够方便损坏的冲头及时更换。
下面将结合本发明的实施例，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I 1，上模固定板I 1底部通过冲头支撑座2与压头4相连，冲头支撑座2与压头4的内部穿装有冲头I 5；一锻凹模包括下模固定板I 10，下模固定板I 10的顶部中间位置上设有顶头I 9，顶头I 9的底部与穿装在下模固定板I 10中间位置上的顶杆I 55相连；顶头I 9外侧设有与下模固定板I 10固定相连的下模I 6，下模I 6的外侧设有与下模固定板I 10固定相连的模套I 8，所述下模I 6的上部外侧通过下压板I 7与模套I 8固定相连；所述的下模I 6的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；压头4的外侧通过上压板I 3与冲头支撑座2相连；所述二锻模具包括二锻凸模和二锻凹模，二锻凸模包括上模固定板II 11，上模固定板II 11的下部通过上垫板I 12与上压板II 13相连，上压板II 13的内部穿装有冲头连接杆I 14，冲头连接杆I 14的底部设有冲头II 15；上垫板12与上压板II 13之间通过螺栓连接；二锻凹模包括下模固定板II 18，下模固定板II 18的顶部中间位置上设有下垫板I 19，下垫板I 19的顶部中间位置上设有顶头II 20，顶头II 20外侧设有与下垫板I 19相连的下模II 21，下模II 21的外侧设有与下模固定板II 18相连的模套II 22，下模II 21的上部外侧通过下压板II 23与模套II 22的顶部固定相连；所述下模II 21的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；所述顶头II 20的底部与穿装在下垫板I 19和下模固定板II 18中间位置上的顶杆II 51相连；所述三锻模具包括三锻凸模和三锻凹模，三锻凸模包括上模固定板III24，上模固定板III 24的下部通过上垫板II 25与上压板III 26相连，上压板III 26的内部穿装有冲头连接杆II 27，冲头连接杆II 27的底部设有冲头III 28；上垫板II 25与上压板III 26之间通过螺栓连接；三锻凹模包括下模固定板III 30，下模固定板III 30的顶部中间位置上设有下垫板II 31，下垫板II 31的顶部中间位置上设有顶头III 32，顶头III 32外侧设有与下垫板II 31相连的下模III 33，下模III 33的外侧设有与下模固定板III 30相连的模套III 34，下模III 33的上部外侧通过下压板III 35与模套III 34的顶部固定相连；所述下模III 33的内腔为底部开口的圆筒形；顶头III 32的底部与穿装在下垫板II 31和下模固定板III 30中间位置上的顶杆III 52相连；所述终锻模具包括终锻凸模和终锻凹模，终锻凸模包括上模固定板IV 36，上模固定板IV 36的下部通过上垫板III 37与上压板IV 38相连，上压板IV 38的内部穿装有冲头连接杆III 39，冲头连接杆III 39的底部设有冲头IV 40；终锻凹模包括下模固定板IV 53，下模固定板IV 53的顶部设置有模座41，模座41的顶部设有下模IV 42，下模IV 42的外侧通过下压板IV 43与模座41相连，下模IV 42的内腔为底部开口的圆筒形，模座41的顶部中间位置上开设有下料通道44，模座41的内部设有落料腔体45，落料腔体45通过落料通道44与下模IV 42的内腔相连通。所述冲头I 5顶部相对应的冲头支撑座2内部设有可移动垫块46，可移动垫块46与设置在冲头支撑座2外部的液压油缸47的伸缩端相连，液压油缸47的固定端与冲头支撑座2外侧的液压油缸支座48相连。所述冲头连接杆III 39和冲头IV 40的长度之和大于冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和，冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和大于冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和，冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和大于冲头I 5的长度。所述下模I 6的高度、下模II 21的高度、下模III 33的高度均大于下模IV 42的高度。所述上垫板12与上压板II 13之间的冲头连接杆I 14上设有进水管I 16和出水管I 17，所述进水管I 16和出水管I17之间设有延伸至冲头II 15内部的换热管道I 49。所述换热管道I 49为U型，换热管道I49的底部设在冲头II 15的内部，换热管道I 49上部的两端分别与进水管I 16和出水管I17相连。所述上垫板II 25与上压板III 26之间的冲头连接杆II 27上设有进水管II 54和出水管II 29，进水管II 54和出水管II 29之间设有延伸至冲头III 28内部的换热管道II50。所述换热管道II 50为U型，换热管道II 50的底部设在冲头III 28的内部，换热管道II50上部的两端分别与进水管II 54和出水管II 29相连。
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，包括如下步骤：
步骤一：备料：选用圆钢或连铸圆坯；
步骤二：加热：通过吊装设备将圆钢或连铸圆坯放置在加热设备中进行加热，加热至1050℃；
步骤三：镦粗：将步骤二中加热后的圆钢或连铸圆坯放置在一锻凹模内，通过液压油缸47控制可移动垫块46缩回，并启动压力机使一锻凸模向一锻凹模内运行对圆钢或连铸圆坯进行镦粗，使圆钢或连铸圆坯充满下模I 6的内腔；
步骤四：开孔：使压力机升起，压力机升起后使液压油缸47控制可移动垫块46向冲头I 5顶部移动，并支撑冲头I 5，阻止冲头I 5下压的过程中升起，当上述动作完成后启动压力机下降，使一锻凸模再次向一锻凹模内运行对坯料进行中心开孔；
步骤五：二次锻压：将中心开孔后的坯料移动至二锻凹模中，将水管与进水管I 16相连，回收收集槽与出水管I 17相连并通入水；启动压力机使二锻凸模向二锻凹模运动，对坯料进行一次冲孔；
步骤六：三次锻压：将一次冲孔后的坯料移动至三锻凹模内，将水管与进水管II28相连，回水收集槽与出水管II 29相连并通入水；启动压力机使三锻凸模向三锻凹模运动，对坯料进行二次冲孔，此时中缸筒的内孔以及外轮廓成型；
步骤七：成型锻压：将二次冲孔后的坯料移动至终锻凹模内，启动压力机使终锻凸模向终锻凹模运动，对中缸筒的中间进行冲穿处理，冲穿后的余料通过落料通道44进入落料腔体45内，冲穿处理后成为半成品；
步骤八：调质：对冲穿处理后的半成品进行调质处理，即成成品。
进一步地，所述步骤二中的加热设备为中频炉。
实施例2
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I 1，上模固定板I 1底部通过冲头支撑座2与压头4相连，冲头支撑座2与压头4的内部穿装有冲头I 5；一锻凹模包括下模固定板I 10，下模固定板I 10的顶部中间位置上设有顶头I 9，顶头I 9的底部与穿装在下模固定板I 10中间位置上的顶杆I 55相连；顶头I 9外侧设有与下模固定板I 10固定相连的下模I 6，下模I 6的外侧设有与下模固定板I 10固定相连的模套I 8，所述下模I 6的上部外侧通过下压板I 7与模套I 8固定相连；所述的下模I 6的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；压头4的外侧通过上压板I 3与冲头支撑座2相连；所述二锻模具包括二锻凸模和二锻凹模，二锻凸模包括上模固定板II 11，上模固定板II 11的下部通过上垫板I 12与上压板II 13相连，上压板II 13的内部穿装有冲头连接杆I 14，冲头连接杆I 14的底部设有冲头II 15；上垫板12与上压板II 13之间通过螺栓连接；二锻凹模包括下模固定板II 18，下模固定板II 18的顶部中间位置上设有下垫板I 19，下垫板I 19的顶部中间位置上设有顶头II 20，顶头II 20外侧设有与下垫板I 19相连的下模II 21，下模II 21的外侧设有与下模固定板II 18相连的模套II 22，下模II 21的上部外侧通过下压板II 23与模套II 22的顶部固定相连；所述下模II 21的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；所述顶头II 20的底部与穿装在下垫板I 19和下模固定板II 18中间位置上的顶杆II 51相连；所述三锻模具包括三锻凸模和三锻凹模，三锻凸模包括上模固定板III24，上模固定板III 24的下部通过上垫板II 25与上压板III 26相连，上压板III 26的内部穿装有冲头连接杆II 27，冲头连接杆II 27的底部设有冲头III 28；上垫板II 25与上压板III 26之间通过螺栓连接；三锻凹模包括下模固定板III 30，下模固定板III 30的顶部中间位置上设有下垫板II 31，下垫板II 31的顶部中间位置上设有顶头III 32，顶头III 32外侧设有与下垫板II 31相连的下模III 33，下模III 33的外侧设有与下模固定板III 30相连的模套III 34，下模III 33的上部外侧通过下压板III 35与模套III 34的顶部固定相连；所述下模III 33的内腔为底部开口的圆筒形；顶头III 32的底部与穿装在下垫板II 31和下模固定板III 30中间位置上的顶杆III 52相连；所述终锻模具包括终锻凸模和终锻凹模，终锻凸模包括上模固定板IV 36，上模固定板IV 36的下部通过上垫板III 37与上压板IV 38相连，上压板IV 38的内部穿装有冲头连接杆III 39，冲头连接杆III 39的底部设有冲头IV 40；终锻凹模包括下模固定板IV 53，下模固定板IV 53的顶部设置有模座41，模座41的顶部设有下模IV 42，下模IV 42的外侧通过下压板IV 43与模座41相连，下模IV 42的内腔为底部开口的圆筒形，模座41的顶部中间位置上开设有下料通道44，模座41的内部设有落料腔体45，落料腔体45通过落料通道44与下模IV 42的内腔相连通。所述冲头I 5顶部相对应的冲头支撑座2内部设有可移动垫块46，可移动垫块46与设置在冲头支撑座2外部的液压油缸47的伸缩端相连，液压油缸47的固定端与冲头支撑座2外侧的液压油缸支座48相连。所述冲头连接杆III 39和冲头IV 40的长度之和大于冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和，冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和大于冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和，冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和大于冲头I 5的长度。所述下模I 6的高度、下模II 21的高度、下模III 33的高度均大于下模IV 42的高度。所述上垫板12与上压板II 13之间的冲头连接杆I 14上设有进水管I 16和出水管I 17，所述进水管I 16和出水管I17之间设有延伸至冲头II 15内部的换热管道I 49。所述换热管道I 49为U型，换热管道I49的底部设在冲头II 15的内部，换热管道I 49上部的两端分别与进水管I 16和出水管I17相连。所述上垫板II 25与上压板III 26之间的冲头连接杆II 27上设有进水管II 54和出水管II 29，进水管II 54和出水管II 29之间设有延伸至冲头III 28内部的换热管道II50。所述换热管道II 50为U型，换热管道II 50的底部设在冲头III 28的内部，换热管道II50上部的两端分别与进水管II 54和出水管II 29相连。
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，包括如下步骤：
步骤一：备料：选用圆钢或连铸圆坯；
步骤二：加热：通过吊装设备将圆钢或连铸圆坯放置在加热设备中进行加热，加热至1100℃；
步骤三：镦粗：将步骤二中加热后的圆钢或连铸圆坯放置在一锻凹模内，通过液压油缸47控制可移动垫块46缩回，并启动压力机使一锻凸模向一锻凹模内运行对圆钢或连铸圆坯进行镦粗，使圆钢或连铸圆坯充满下模I 6的内腔；
步骤四：开孔：使压力机升起，压力机升起后使液压油缸47控制可移动垫块46向冲头I 5顶部移动，并支撑冲头I 5，阻止冲头I 5下压的过程中升起，当上述动作完成后启动压力机下降，使一锻凸模再次向一锻凹模内运行对坯料进行中心开孔；
步骤五：二次锻压：将中心开孔后的坯料移动至二锻凹模中，将水管与进水管I 16相连，回收收集槽与出水管I 17相连并通入水；启动压力机使二锻凸模向二锻凹模运动，对坯料进行一次冲孔；
步骤六：三次锻压：将一次冲孔后的坯料移动至三锻凹模内，将水管与进水管II28相连，回水收集槽与出水管II 29相连并通入水；启动压力机使三锻凸模向三锻凹模运动，对坯料进行二次冲孔，此时中缸筒的内孔以及外轮廓成型；；
步骤七：成型锻压：将二次冲孔后的坯料移动至终锻凹模内，启动压力机使终锻凸模向终锻凹模运动，对中缸筒的中间进行冲穿处理，冲穿后的余料通过落料通道44进入落料腔体45内，冲穿处理后成为半成品；
步骤八：调质：对冲穿处理后的半成品进行调质处理，即成成品。
进一步地，所述步骤二中的加热设备为天然气炉。
实施例3
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I 1，上模固定板I 1底部通过冲头支撑座2与压头4相连，冲头支撑座2与压头4的内部穿装有冲头I 5；一锻凹模包括下模固定板I 10，下模固定板I 10的顶部中间位置上设有顶头I 9，顶头I 9的底部与穿装在下模固定板I 10中间位置上的顶杆I 55相连；顶头I 9外侧设有与下模固定板I 10固定相连的下模I 6，下模I 6的外侧设有与下模固定板I 10固定相连的模套I 8，所述下模I 6的上部外侧通过下压板I 7与模套I 8固定相连；所述的下模I 6的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；压头4的外侧通过上压板I 3与冲头支撑座2相连；所述二锻模具包括二锻凸模和二锻凹模，二锻凸模包括上模固定板II 11，上模固定板II 11的下部通过上垫板I 12与上压板II 13相连，上压板II 13的内部穿装有冲头连接杆I 14，冲头连接杆I 14的底部设有冲头II 15；上垫板12与上压板II 13之间通过螺栓连接；二锻凹模包括下模固定板II 18，下模固定板II 18的顶部中间位置上设有下垫板I 19，下垫板I 19的顶部中间位置上设有顶头II 20，顶头II 20外侧设有与下垫板I 19相连的下模II 21，下模II 21的外侧设有与下模固定板II 18相连的模套II 22，下模II 21的上部外侧通过下压板II 23与模套II 22的顶部固定相连；所述下模II 21的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；所述顶头II 20的底部与穿装在下垫板I 19和下模固定板II 18中间位置上的顶杆II 51相连；所述三锻模具包括三锻凸模和三锻凹模，三锻凸模包括上模固定板III24，上模固定板III 24的下部通过上垫板II 25与上压板III 26相连，上压板III 26的内部穿装有冲头连接杆II 27，冲头连接杆II 27的底部设有冲头III 28；上垫板II 25与上压板III 26之间通过螺栓连接；三锻凹模包括下模固定板III 30，下模固定板III 30的顶部中间位置上设有下垫板II 31，下垫板II 31的顶部中间位置上设有顶头III 32，顶头III 32外侧设有与下垫板II 31相连的下模III 33，下模III 33的外侧设有与下模固定板III 30相连的模套III 34，下模III 33的上部外侧通过下压板III 35与模套III 34的顶部固定相连；所述下模III 33的内腔为底部开口的圆筒形；顶头III 32的底部与穿装在下垫板II 31和下模固定板III 30中间位置上的顶杆III 52相连；所述终锻模具包括终锻凸模和终锻凹模，终锻凸模包括上模固定板IV 36，上模固定板IV 36的下部通过上垫板III 37与上压板IV 38相连，上压板IV 38的内部穿装有冲头连接杆III 39，冲头连接杆III 39的底部设有冲头IV 40；终锻凹模包括下模固定板IV 53，下模固定板IV 53的顶部设置有模座41，模座41的顶部设有下模IV 42，下模IV 42的外侧通过下压板IV 43与模座41相连，下模IV 42的内腔为底部开口的圆筒形，模座41的顶部中间位置上开设有下料通道44，模座41的内部设有落料腔体45，落料腔体45通过落料通道44与下模IV 42的内腔相连通。所述冲头I 5顶部相对应的冲头支撑座2内部设有可移动垫块46，可移动垫块46与设置在冲头支撑座2外部的液压油缸47的伸缩端相连，液压油缸47的固定端与冲头支撑座2外侧的液压油缸支座48相连。所述冲头连接杆III 39和冲头IV 40的长度之和大于冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和，冲头连接杆II 27和冲头III 28的长度之和大于冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和，冲头连接杆I 14和冲头II 15的长度之和大于冲头I 5的长度。所述下模I 6的高度、下模II 21的高度、下模III 33的高度均大于下模IV 42的高度。所述上垫板12与上压板II 13之间的冲头连接杆I 14上设有进水管I 16和出水管I 17，所述进水管I 16和出水管I17之间设有延伸至冲头II 15内部的换热管道I 49。所述换热管道I 49为U型，换热管道I49的底部设在冲头II 15的内部，换热管道I 49上部的两端分别与进水管I 16和出水管I17相连。所述上垫板II 25与上压板III 26之间的冲头连接杆II 27上设有进水管II 54和出水管II 29，进水管II 54和出水管II 29之间设有延伸至冲头III 28内部的换热管道II50。所述换热管道II 50为U型，换热管道II 50的底部设在冲头III 28的内部，换热管道II50上部的两端分别与进水管II 54和出水管II 29相连。
一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，包括如下步骤：
步骤一：备料：选用圆钢或连铸圆坯；
步骤二：加热：通过吊装设备将圆钢放置在加热设备中进行加热，加热至1000℃；
步骤三：镦粗：将步骤二中加热后的圆钢或连铸圆坯放置在一锻凹模内，通过液压油缸47控制可移动垫块46缩回，并启动压力机使一锻凸模向一锻凹模内运行对圆钢或连铸圆坯进行镦粗，使圆钢或连铸圆坯充满下模I 6的内腔；
步骤四：开孔：使压力机升起，压力机升起后使液压油缸47控制可移动垫块46向冲头I 5顶部移动，并支撑冲头I 5，阻止冲头I 5下压的过程中升起，当上述动作完成后启动压力机下降，使一锻凸模再次向一锻凹模内运行对坯料进行中心开孔；
步骤五：二次锻压：将中心开孔后的坯料移动至二锻凹模中，将水管与进水管I 16相连，回收收集槽与出水管I 17相连并通入水；启动压力机使二锻凸模向二锻凹模运动，对坯料进行一次冲孔；
步骤六：三次锻压：将一次冲孔后的坯料移动至三锻凹模内，将水管与进水管II28相连，回水收集槽与出水管II 29相连并通入水；启动压力机使三锻凸模向三锻凹模运动，对坯料进行二次冲孔，此时中缸筒的内孔以及外轮廓成型；
步骤七：成型锻压：将二次冲孔后的坯料移动至终锻凹模内，启动压力机使终锻凸模向终锻凹模运动，对中缸筒的中间进行冲穿处理，冲穿后的余料通过落料通道44进入落料腔体45内，冲穿处理后成为半成品；
步骤八：调质：对冲穿处理后的半成品进行调质处理，即成成品。
进一步地，所述步骤二中的加热设备为中频炉。
上文的示例仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式、变更和改造均应包含在本发明的保护范围之内。
实验例
以制备相同的煤矿液压支架中缸筒为例进行计算，管料用量为630kg，锻造费500元/件，圆钢的用量为570kg(节省材料10％)，锻造费为378元/件；采用管料制成煤矿液压支架中缸筒的价格为：630kg x 6元/Kg+500＝4280元/件，采用圆钢制成煤矿液压支架中缸筒的价格为：570kg x 4.5元/kg+570kg x 0.4元/kg+150元＝2943元/件，每件煤矿液压支架中缸筒能够节省1337元/件。需要说明的是上述锻造费用包括电费、模具费以及工人工资等费用之和。
Claims (10)
1.一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：该专用锻压模具包括一锻模具、二锻模具、三锻模具以及终锻模具；
所述一锻模具包括一锻凸模和一锻凹模，一锻凸模包括上模固定板I(1)，上模固定板I(1)底部通过冲头支撑座(2)与压头(4)相连，冲头支撑座(2)与压头(4)的内部穿装有冲头I(5)；一锻凹模包括下模固定板I(10)，下模固定板I(10)的顶部中间位置上设有顶头I(9)，顶头I(9)的底部与穿装在下模固定板I(10)中间位置上的顶杆I(55)相连；顶头I(9)外侧设有与下模固定板I(10)固定相连的下模I(6)，下模I(6)的外侧设有与下模固定板I(10)固定相连的模套I(8)，所述下模I(6)的上部外侧通过下压板I(7)与模套I(8)固定相连；所述的下模I(6)的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；压头(4)的外侧通过上压板I(3)与冲头支撑座(2)相连；
所述二锻模具包括二锻凸模和二锻凹模，二锻凸模包括上模固定板II(11)，上模固定板II(11)的下部通过上垫板I(12)与上压板II(13)相连，上压板II(13)的内部穿装有冲头连接杆I(14)，冲头连接杆I(14)的底部设有冲头II(15)；上垫板(12)与上压板II(13)之间通过螺栓连接；二锻凹模包括下模固定板II(18)，下模固定板II(18)的顶部中间位置上设有下垫板I(19)，下垫板I(19)的顶部中间位置上设有顶头II(20)，顶头II(20)外侧设有与下垫板I(19)相连的下模II(21)，下模II(21)的外侧设有与下模固定板II(18)相连的模套II(22)，下模II(21)的上部外侧通过下压板II(23)与模套II(22)的顶部固定相连；所述下模II(21)的内腔与煤矿液压支架中缸筒的外轮廓相适配；所述顶头II(20)的底部与穿装在下垫板I(19)和下模固定板II(18)中间位置上的顶杆II(51)相连；
所述三锻模具包括三锻凸模和三锻凹模，三锻凸模包括上模固定板III(24)，上模固定板III(24)的下部通过上垫板II(25)与上压板III(26)相连，上压板III(26)的内部穿装有冲头连接杆II(27)，冲头连接杆II(27)的底部设有冲头III(28)；上垫板II(25)与上压板III(26)之间通过螺栓连接；三锻凹模包括下模固定板III(30)，下模固定板III(30)的顶部中间位置上设有下垫板II(31)，下垫板II(31)的顶部中间位置上设有顶头III(32)，顶头III(32)外侧设有与下垫板II(31)相连的下模III(33)，下模III(33)的外侧设有与下模固定板III(30)相连的模套III(34)，下模III(33)的上部外侧通过下压板III(35)与模套III(34)的顶部固定相连；所述下模III(33)的内腔为底部开口的圆筒形；顶头III(32)的底部与穿装在下垫板II(31)和下模固定板III(30)中间位置上的顶杆III(52)相连；
所述终锻模具包括终锻凸模和终锻凹模，终锻凸模包括上模固定板IV(36)，上模固定板IV(36)的下部通过上垫板III(37)与上压板IV(38)相连，上压板IV(38)的内部穿装有冲头连接杆III(39)，冲头连接杆III(39)的底部设有冲头IV(40)；终锻凹模包括下模固定板IV(53)，下模固定板IV(53)的顶部设置有模座(41)，模座(41)的顶部设有下模IV(42)，下模IV(42)的外侧通过下压板IV(43)与模座(41)相连，下模IV(42)的内腔为底部开口的圆筒形，模座(41)的顶部中间位置上开设有下料通道(44)，模座(41)的内部设有落料腔体(45)，落料腔体(45)通过落料通道(44)与下模IV(42)的内腔相连通。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述冲头I(5)顶部相对应的冲头支撑座(2)内部设有可移动垫块(46)，可移动垫块(46)与设置在冲头支撑座(2)外部的液压油缸(47)的伸缩端相连，液压油缸(47)的固定端与冲头支撑座(2)外侧的液压油缸支座(48)相连。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述冲头连接杆III(39)和冲头IV(40)的长度之和大于冲头连接杆II(27)和冲头III(28)的长度之和，冲头连接杆II(27)和冲头III(28)的长度之和大于冲头连接杆I(14)和冲头II(15)的长度之和，冲头连接杆I(14)和冲头II(15)的长度之和大于冲头I(5)的长度。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述下模I(6)的高度、下模II(21)的高度、下模III(33)的高度均大于下模IV(42)的高度。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述上垫板(12)与上压板II(13)之间的冲头连接杆I(14)上设有进水管I(16)和出水管I(17)，所述进水管I(16)和出水管I(17)之间设有延伸至冲头II(15)内部的换热管道I(49)。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述换热管道I(49)为U型，换热管道I(49)的底部设在冲头II(15)的内部，换热管道I(49)上部的两端分别与进水管I(16)和出水管I(17)相连。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述上垫板II(25)与上压板III(26)之间的冲头连接杆II(27)上设有进水管II(54)和出水管II(29)，进水管II(54)和出水管II(29)之间设有延伸至冲头III(28)内部的换热管道II(50)。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具，其特征在于：所述换热管道II(50)为U型，换热管道II(50)的底部设在冲头III(28)的内部，换热管道II(50)上部的两端分别与进水管II(54)和出水管II(29)相连。
9.一种利用权利要求1-8所述的煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：备料：选用圆钢或连铸圆坯；
步骤二：加热：通过吊装设备将圆钢或连铸圆坯放置在加热设备中进行加热，加热至1000-1100℃；
步骤三：镦粗：将步骤二中加热后的圆钢或连铸圆坯放置在一锻凹模内，通过液压油缸(47)控制可移动垫块(46)缩回，并启动压力机使一锻凸模向一锻凹模内运行对圆钢或连铸圆坯进行镦粗，使圆钢或连铸圆坯充满下模I(6)的内腔；
步骤四：开孔：使压力机升起，压力机升起后使液压油缸(47)控制可移动垫块(46)向冲头I(5)顶部移动，并支撑冲头I(5)，阻止冲头I(5)下压的过程中升起，当上述动作完成后启动压力机下降，使一锻凸模再次向一锻凹模内运行对坯料进行中心开孔；
步骤五：二次锻压：将中心开孔后的坯料移动至二锻凹模中，将水管与进水管I(16)相连，回收收集槽与出水管I(17)相连并通入水；启动压力机使二锻凸模向二锻凹模运动，对坯料进行一次冲孔；
步骤六：三次锻压：将一次冲孔后的坯料移动至三锻凹模内，将水管与进水管II(28)相连，回水收集槽与出水管II(29)相连并通入水；启动压力机使三锻凸模向三锻凹模运动，对坯料进行二次冲孔，此时中缸筒的内孔以及外轮廓成型；
步骤七：成型锻压：将二次冲孔后的坯料移动至终锻凹模内，启动压力机使终锻凸模向终锻凹模运动，对中缸筒的中间进行冲穿处理，冲穿后的余料通过落料通道(44)进入落料腔体(45)内，冲穿处理后成为半成品；
步骤八：调质：对冲穿处理后的半成品进行调质处理，即成成品。
10.根据权利要求9所述的一种利用煤矿液压支架中缸筒专用锻压模具的锻压方法，其特征在于：所述步骤二中的加热设备为中频炉或天然气炉。
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