CN110303110B - 一种锻造液压机及锻造方法 - Google Patents

一种锻造液压机及锻造方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种锻造液压机,用于对加热后的金属工件进行锻压加工,所述锻造液压机包括:承载框架;模具,固定设置于所述承载框架,用于承载所述金属工件;压头,能够相对于所述模具运动,并向所述模具施加压力,从而对所述金属工件进行锻压加工;液压系统,安装于所述承载框架,用于驱动所述压头;以及激振系统,安装于所述承载框架,能够产生激振力,以使所述金属工件在锻压加工过程中产生相对于所述模具的振动。基于此,本公开实施例至少能够降低工件在成型过程中的变形抗力,从而在不改变锻造液压机吨位的情况下提升锻造能力,以实现同样的工件能够在较低吨位锻造液压机上加工制造的目标,并使工件在锻压过程中成形更加饱满。

Description

一种锻造液压机及锻造方法
技术领域
本公开涉及锻造加工设备领域,尤其涉及一种锻造液压机及锻造方法。
背景技术
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻造液压机是生产锻件的主要设备,锻造液压机工作时通过对加热后的工件施加压力使工件产生塑性变形。其中,对于模锻来说锻造液压机的主缸通过对工件施加压力使工件产生塑性变形,此时液压机需要施加的压力大小主要取决于工件的体积效应和表面效应。
其中,体积效应描述塑性变形过程中金属材料内部物理特性的影响,即针对一般用途结构钢,降低材料塑性变形的屈服强度呈现为体积效应;而表面效应则用于描述振动对工装模具界面摩擦的影响,即由于锻压过程使金属工件与模具表面紧密接触,继续锻压需要克服由于金属工件和模具之间的紧密接触所带来的摩擦阻力。
目前的液压机通过对工件施加静压力以使工件产生塑性变形,此时需要液压机施加巨大的压力以使工件发生塑性变形而形成所需要的设计形状。而在制造业不断发展的背景下,锻件尺寸不断加大、工件复杂度不断增高,对锻造液压机的输出压力提出了更高的要求,现有吨位的液压机往往无法满足所需的加工要求。
此外,目前的液压机工件在整个的成型过程中与模具产生巨大的摩擦力,同时由于工件内部所存在的变形抗力,使得锻造液压机不但需要使用较大的压力才能完成工件的锻造加工,对于复杂形状工件还容易在进行锻压时存在成形不饱满的问题。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供一种锻造液压机及锻造方法,能够降低工件在成型过程中的变形抗力,从而在不改变锻造液压机吨位的情况下提升锻造能力,以实现同样的工件能够在较低吨位锻造液压机上加工制造的目标,并使工件在锻压过程中成形更加饱满。
在本公开的一个方面,提供一种锻造液压机,用于对加热后的金属工件进行锻压加工,所述锻造液压机包括:
承载框架;
模具,固定设置于所述承载框架,用于承载所述金属工件;
压头,能够相对于所述模具运动,并向所述模具施加压力,从而对所述金属工件进行锻压加工;
液压系统,安装于所述承载框架,用于驱动所述压头;以及
激振系统,安装于所述承载框架,能够产生激振力,以使所述金属工件在锻压加工过程中产生相对于所述模具的振动。
在一些实施例中,所述激振系统包括:
伺服电机;
第一转轴,相对于所述承载框架可旋转,由所述伺服电机驱动,以带动设置于所述第一转轴两端的偏心块;以及
第二转轴,相对于所述承载框架可旋转,由所述第一转轴驱动,以带动设置于所述第二转轴两端的偏心块。
在一些实施例中,所述第一转轴和所述第二转轴长度相等,且所述第一转轴和所述第二转轴彼此呈轴对称设置于同一水平面。
在一些实施例中,所述偏心块的数量和/或规格可调,从而改变所述激振系统的激振力和振幅,所述伺服电机的转速可调,从而改变所述激振系统的激振力、频率和振幅。
在一些实施例中,通过调整所述偏心块的数量和/或规格、和所述伺服电机的转速,使所述激振系统的激振力在所述液压系统最大工作力的15~25%范围内、振幅在所述金属工件的材料所对应的弹性变形区内、且频率在50~70Hz。
在一些实施例中,所述激振系统还包括:
转轴套管,可转动地套装于所述第一转轴和/或所述第二转轴两端的外侧,所述转轴套管的外部具有可与所述承载框架固定连接的安装边,且所述转轴套管靠近所述第一转轴自由端和/或所述第二转轴自由端一侧的外径向外渐缩,从而在所述转轴套管的外侧形成圆锥面;
调心轴承,内圈套装于所述转轴套管外侧的所述圆锥面之外;
旋转轮,套装于所述调心轴承外圈,且所述旋转轮的两端面固定设置有偏心块;以及
涨紧套,设置于所述第一转轴的自由端或所述第二转轴的自由端,并通过法兰固定连接于所述旋转轮。
在一些实施例中,所述旋转轮包括齿轮,且设置于所述第一转轴和所述第二转轴同一端的两个所述齿轮互相啮合。
在一些实施例中,所述激振系统还包括:
第三转轴,第一端通过联轴器与所述伺服电机的输出轴动力连接;
主动齿轮,固定安装于所述第三转轴的第二端;以及
从动齿轮,固定安装于所述第一转轴的端部,并与所述主动齿轮相啮合。
在一些实施例中,所述激振系统还包括:
连接罩,固定连接于所述承载框架,用于安装所述伺服电机,且所述连接罩的内部空间可容纳所述输出轴、所述联轴器和所述第三转轴;以及
骨架密封,设置于所述第三转轴和所述连接罩之间。
在一些实施例中,所述承载框架包括:
上横梁,用于固定安装所述液压系统;
中横梁,下端面固定安装所述压头,并且在所述液压系统的驱动下,所述中横梁相对于所述上横梁可沿竖直方向运动;
下横梁,通过地脚螺栓固定安装于地基;以及
多根立柱,穿设于所述上横梁、所述中横梁和所述下横梁之间,且每根所述立柱的上端通过第一锁母安装于所述上横梁的上侧,中部通过第二锁母安装于所述下横梁的上侧,下端通过第三锁母安装于所述下横梁的下侧。
在一些实施例中,所述液压系统包括:
柱塞式主油缸,沿竖直方向设置,缸筒固定连接于所述上横梁的中心区域,柱塞固定连接于所述中横梁的中心区域,用于提供所述中横梁竖直向下运动的驱动力;以及
多个柱塞式回程油缸,沿竖直方向设置,每个所述柱塞式回程油缸的缸筒固定连接于所述上横梁的边缘处,柱塞固定连接于所述中横梁的边缘处,用于提供所述中横梁竖直向上运动的驱动力。
在一些实施例中,所述激振系统设置于所述中横梁,以使所述中横梁、所述柱塞式主油缸的柱塞和所述激振系统组成一个整体振动质量块。
在一些实施例中,所述激振系统设置于所述上横梁或所述下横梁,以使所述上横梁、所述下横梁、所述多根立柱、所述柱塞式主油缸的缸筒和所述激振系统组成一个整体振动质量块。
在本公开的另一个方面,提供一种锻造方法,采用如上文任一实施例所述的锻造液压机,包括:
在通过所述液压系统驱动所述压头对加热后的所述金属工件进行锻压加工的过程中,通过所述激振系统使所述金属工件在锻压加工过程中产生相对于所述模具的振动。
在一些实施例中,所述锻造方法还包括:
检测所述液压系统的负载压力,并在所述负载压力大于设定压力值时,启动所述激振系统。
因此,根据本公开实施例,所述锻造液压机及锻造方法能够降低工件在成型过程中的变形抗力,从而在不改变锻造液压机吨位的情况下提升锻造能力,以实现同样的工件能够在较低吨位锻造液压机上加工制造的目标,并使工件在锻压过程中成形更加饱满。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例,并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图,根据下面的详细描述,可以更加清楚地理解本公开,其中:
图1是根据本公开一些实施例的整体结构示意图;
图2是根据本公开一些实施例的激振系统结构示意图;
图3是根据本公开一些实施例与地基连接的结构示意图;
图4是根据本公开一些实施例的上横梁所在区域结构示意图;
图中:
11、金属工件,12、模具,13、压头;
2、承载框架,21、上横梁,22、中横梁,23、下横梁,24、地基,25、立柱,261、第一锁母,262、第二锁母,263、第三锁母;
3、液压系统,31、柱塞式主油缸,32、柱塞式回程油缸;
4、激振系统,41、伺服电机,421、第一转轴,422、第二转轴,43、偏心块,44、转轴套管,441、安装边,442、圆锥面,45、调心轴承,46、旋转轮,461、齿轮,47、涨紧套,48、第三转轴,491、主动齿轮,492、从动齿轮,4100、连接罩,4101、骨架密封,4102、联轴器,4103、球轴承。
应当明白,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外,相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现,不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整,并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素,并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中,当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时,在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件,也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时,该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件,也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同,除非另外特别定义。还应当理解,在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义,而不应用理想化或极度形式化的意义来解释,除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
以下结合附图1~4对本申请进行进一步描述:
如图1、3所示,在本公开的一个方面,提供一种锻造液压机,用于对加热后的金属工件11进行锻压加工,所述锻造液压机包括:
承载框架2;
模具12,固定设置于所述承载框架2,用于承载所述金属工件11;
压头13,能够相对于所述模具12运动,并向所述模具12施加压力,从而对所述金属工件11进行锻压加工;
液压系统3,安装于所述承载框架2,用于驱动所述压头13;以及
激振系统4,安装于所述承载框架2,能够产生激振力,以使所述金属工件11在锻压加工过程中产生相对于所述模具12的振动。
在锻造液压机领域中,目前在锻压过程中配合以振动成形的技术尚属空白,限制该技术应用的原因主要包括两点:
其一是在锻造液压机领域中,保证锻造液压机的整体结构稳定和工件的加工效果十分重要。因此现有技术在锻造过程中往往需要极力避免振动的发生(例如设有减振结构),从而保证锻压机框架结构以及各结构之间的连接关系稳固;此外,技术人员通常认为锻造过程中的振动是十分有害的,容易导致锻件尺寸偏差,应力集中等缺陷,因此希望金属工件11相对于模具12保持相对固定。
其二是锻造液压机区别于其他压力装置,例如对具有薄壁特性的金属或非金属材料的冲压装置(其中应用振动装置以优化冲压过程中的油膜覆盖)、或对沙石碎屑等粉末材料的挤压成型装置(其中应用振动装置以使粉末材料互相紧贴),为改变金属工件11的表面效应和体积效应,锻造液压机的负载往往极大,因此在冲压领域或挤压成型领域中应用的激振系统4难以在锻造液压机的冲头对工件已经作用了极大压力的条件下产生足以影响工件自身体积效应和表面效应的激振力,并且现有的激振系统4还容易在锻造液压机的高压力负载下产生结构性的损伤。
而本申请为了提升液压机的锻造能力,降低工件在成型时的变形抗力,克服现有技术中的技术偏见,在工件成型的过程中增加了工件振动,旨在降低工件塑性变形时的变形抗力与屈服强度,从而改善工件的体积效应。此外工件的振动还能够降低金属工件11与模具12之间接触的紧密程度,从而使继续锻压过程中需要克服的摩擦阻力减小,进而从表面效应的方向影响锻压效果。
上述振动对金属工件11体积效应和表面效应的改善,能够降低工件在成型过程中的变形抗力,从而在不改变锻造液压机吨位的情况下提升锻造能力,以实现同样的工件能够在较低吨位锻造液压机上加工制造的目标,并使工件在锻压过程中成形更加饱满。
相应的,振动的引入所导致的对锻造液压机结构可能产生的影响,尤其是对激振系统4的特殊要求将在下文具体描述:
如图2所示,在一些实施例中,所述激振系统4包括:
伺服电机41;
第一转轴421,相对于所述承载框架2可旋转,由所述伺服电机41驱动,以带动设置于所述第一转轴421两端的偏心块43;以及
第二转轴422,相对于所述承载框架2可旋转,由所述第一转轴421驱动,以带动设置于所述第二转轴422两端的偏心块43。
而在一些实施例中,所述第一转轴421和所述第二转轴422长度相等,且所述第一转轴421和所述第二转轴422彼此呈轴对称设置于同一水平面。
旋转中的所述偏心块43在产生激振力的同时,还会给所述第一转轴421和所述第二转轴422相应地带来转矩和弯矩,尤其在所述激振力较大以产生足以影响锻压状态的所述金属工件11的振动时,相应的弯矩和转矩也会较大,以致对所述框架结构以及所述激振系统4的连接稳固性产生不利的影响。
针对于此,所述激振系统4通过采用双轴结构,相对于传统激振系统4的单独转轴、曲臂或凸轮旋转结构,能够通过双轴结构各自转矩的互相抵消,有效降低所述激振系统4的对外整体转矩。进一步的,通过使所述第一转轴421和所述第二转轴422的长度相等则可以进一步强化转矩的抵消效果。
此外,通过将所述偏心块43设置于所述第一转轴421和所述第二转轴422的两端,平衡了同一所述第一转轴421或所述第二转轴422上由所述偏心块43引起的弯曲力矩,同样有效降低了所述激振系统4的对外整体弯矩。
在此基础上,通过使所述第一转轴421和所述第二转轴422的分布于同一水平面,并使激振力产生于所述偏心块43的绕轴旋转,使得激振力仅具绕水平轴旋转的单自由度,进而使激振力所产生振动的方向被限制在垂直于水平方向上,适应所述锻造液压机竖直向下的载荷方向。
进一步的,在一些实施例中,所述偏心块43的数量和/或规格可调,从而改变所述激振系统4的激振力和振幅,所述伺服电机41的转速可调,从而改变所述激振系统4的激振力、频率和振幅。
由于振动被用于改善所述金属工件11的内部物理特性,降低屈服极限,因此根据大量实验结果和实验数据分析,针对于振动的参数,在一些实施例中,通过调整所述偏心块43的数量和/或规格、和所述伺服电机41的转速,使所述激振系统4的激振力在所述液压系统3最大工作力的15~25%范围内、振幅在所述金属工件11的材料所对应的弹性变形区内、且频率在50~70Hz,以使锻压过程所引入的振动最有利于金属工件11的成型,并使整个锻压加工最具经济性。
需要说明的是,由于所述第二转轴422由所述第一转轴421驱动,因此在对所述偏心块43进行调整的过程中,优先调整设置于所述第一转轴421上的所述偏心块43的数量和/或规格,以实现对所述激振系统4所产生激振力相位的精确控制,避免所述第二转轴422上偏心块43被调整而产生的不同于原始激振力相位状态的其他相位状态。
为了实现所述激振系统4和所述承载框架2之间的稳固连接,避免激振力对连接关系的不利影响,在一些实施例中,所述激振系统4还包括:
转轴套管44,可转动地套装于所述第一转轴421和/或所述第二转轴422两端的外侧,所述转轴套管44的外部具有可与所述承载框架2固定连接的安装边441,且所述转轴套管44靠近所述第一转轴421自由端和/或所述第二转轴422自由端一侧的外径向外渐缩,从而在所述转轴套管44的外侧形成圆锥面442;
调心轴承45,内圈套装于所述转轴套管44外侧的所述圆锥面442之外;
旋转轮46,套装于所述调心轴承45外圈,且所述旋转轮46的两端面固定设置有偏心块43;以及
涨紧套47,设置于所述第一转轴421的自由端或所述第二转轴422的自由端,并通过法兰固定连接于所述旋转轮46。
通过所述转轴套管44的设置,所述旋转轮46不再直接套装于所述第一转轴421或所述第二转轴422,而是通过所述涨紧套47进行所述旋转轮46和所述第一转轴421或所述第二转轴422之间的转矩传递。从而使所述第一转轴421和所述第二转轴422只承受扭矩而不承受弯矩,使所述第一转轴421和所述第二转轴422可采用更小直径的设计方案即可满足所述激振系统4的设计要求,从而使所述激振系统4的整体重量可以有效降低。
而所述调心轴承45的设置,配合以所述转轴套管44外侧的圆锥面442,不但具有自动调心性能,不易受承载该轴承的所述转轴套管44轻微变形的影响,还能承受双向作用的轴向负荷,使得所述旋转轮46和其上的偏心块43能够在整个旋转周期都能够将轴向负荷和弯矩通过所述调心轴承45传递给所述转轴套管44,从而提高所述第一转轴421和所述第二转轴422的可靠性。
此外,所述调心轴承45和所述圆锥面442的配合,相较于一般的能够承受轴向负荷和弯矩的轴承尺寸更小,额定转速更高,从而间接提高所述激振系统4的激振力、频率和振幅的可调整范围。
进一步的,为了实现对所述第二转轴422的传动,并使所述激振系统4的结构更加紧凑,在一些实施例中,所述旋转轮46包括齿轮,且设置于所述第一转轴421和所述第二转轴422同一端的两个所述齿轮互相啮合。
进一步的,为了实现对所述第一转轴421的可靠传动,在一些实施例中,所述激振系统4还包括:
第三转轴48,第一端通过联轴器4102与所述伺服电机41的输出轴动力连接;
主动齿轮491,固定安装于所述第三转轴48的第二端;以及
从动齿轮492,固定安装于所述第一转轴421的端部,并与所述主动齿轮491相啮合。
而为了使所述伺服电机41的输出轴、所述联轴器4102和所述第三转轴48在传动过程中受到良好润滑并免受杂质的影响,在一些实施例中,所述激振系统4还包括:
连接罩4100,固定连接于所述承载框架2,用于安装所述伺服电机41,且所述连接罩4100的内部空间可容纳所述输出轴、所述联轴器4102和所述第三转轴48;以及
骨架密封4101,设置于所述第三转轴48和所述连接罩4100之间。
如图3所示,进一步的,在一些实施例中,所述承载框架2包括:
上横梁21,用于固定安装所述液压系统3;
中横梁22,下端面固定安装所述压头13,并且在所述液压系统3的驱动下,所述中横梁22相对于所述上横梁21可沿竖直方向运动;
下横梁23,通过地脚螺栓固定安装于地基24;以及
多根立柱25,穿设于所述上横梁21、所述中横梁22和所述下横梁23之间,且每根所述立柱25的上端通过第一锁母261安装于所述上横梁21的上侧,中部通过第二锁母262安装于所述下横梁23的上侧,下端通过第三锁母263安装于所述下横梁23的下侧。
而针对于锻压加工过程中所述冲头对所述金属工件11的大压力负载,在一些实施例中,所述液压系统3包括:
柱塞式主油缸31,沿竖直方向设置,缸筒固定连接于所述上横梁21的中心区域,柱塞固定连接于所述中横梁22的中心区域,用于提供所述中横梁22竖直向下运动的驱动力;以及
多个柱塞式回程油缸32,沿竖直方向设置,每个所述柱塞式回程油缸32的缸筒固定连接于所述上横梁21的边缘处,柱塞固定连接于所述中横梁22的边缘处,用于提供所述中横梁22竖直向上运动的驱动力。
柱塞式油缸是一种单作用式油缸,因此本申请中所述冲头的上下运动由主油缸和回程油缸配合工作实现,而由于柱塞只靠缸筒支承而不与缸筒接触,使缸筒易于加工,此外竖直的设置方向还使所述柱塞式主油缸31和所述多个柱塞式回程油缸32的密封件和导向不易出现单边磨损,使用寿命更长。
进一步的,如图1所示,在一些实施例中,所述激振系统4设置于所述中横梁22,以使所述中横梁22、所述柱塞式主油缸31的柱塞和所述激振系统4组成一个整体振动质量块。此时所述模具12对地静止,所述冲头振动,从而使得所述金属工件11相对于所述模具12振动。
进一步的,如图3所示,在一些实施例中,所述激振系统4设置于所述上横梁21或所述下横梁23,以使所述上横梁21、所述下横梁23、所述多根立柱25、所述柱塞式主油缸31的缸筒和所述激振系统4组成一个整体振动质量块。此时所述冲头对地静止,而所述模具12振动,从而使得所述金属工件11相对于所述模具12振动。
在本公开的另一个方面,提供一种锻造方法,采用如上文任一实施例所述的锻造液压机,包括:
在通过所述液压系统3驱动所述压头13对加热后的所述金属工件11进行锻压加工的过程中,通过所述激振系统4使所述金属工件11在锻压加工过程中产生相对于所述模具的振动。
在一些实施例中,所述锻造方法还包括:
检测所述液压系统3的负载压力,并在所述负载压力大于设定压力值时,启动所述激振系统4。
综上所述,根据本公开实施例所提供的锻造液压机及锻造方法,至少能够实现以下技术效果之一:
能够降低工件在成型过程中的变形抗力,降低材料塑性变形的屈服强度,进而从体积效应的方向影响锻压效果;能够降低金属工件与模具之间接触的紧密程度,使继续锻压过程中需要克服的摩擦阻力减小,进而从表面效应的方向影响锻压效果。基于表面效应和体积效应的改善,能够在不改变锻造液压机吨位的情况下提升锻造能力,以实现同样的工件能够在较低吨位锻造液压机上加工制造的目标,并使工件在锻压过程中成形更加饱满。
所述激振系统内的产生激振力的单自由度双轴系统,能够在不影响激振力大小的前提下,降低所述激振系统对外的合力矩,从而减少激振力对所述承力框架中连接结构的不利影响。
所述激振系统内的传动结构及相应的配合结构,则在保证所述激振系统能够产生足够大小的激振力,能够在所述锻造液压机对金属工件施加压力载荷的情况下,使所述金属工件相对于所述模具振动。
所述激振系统通过对偏心块和伺服电机的调整,可以实现对激振力的幅度、频率和最大工作力进行灵活调整,从而适应于不同规格的金属工件的锻压加工需求。
至此,已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思,没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述,完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本公开的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种锻造液压机,用于对加热后的金属工件进行锻压加工,其特征在于,所述锻造液压机包括:
承载框架;
模具,固定设置于所述承载框架,用于承载所述金属工件;
压头,能够相对于所述模具运动,并向所述模具施加压力,从而对所述金属工件进行锻压加工;
液压系统,安装于所述承载框架,用于驱动所述压头;以及
激振系统,安装于所述承载框架,能够产生激振力,以使所述金属工件在锻压加工过程中产生相对于所述模具的振动;
其中,所述激振系统包括:
伺服电机;
第一转轴,相对于所述承载框架可旋转,由所述伺服电机驱动,以带动设置于所述第一转轴两端的偏心块;以及
第二转轴,相对于所述承载框架可旋转,由所述第一转轴驱动,以带动设置于所述第二转轴两端的偏心块;
所述第一转轴和所述第二转轴长度相等,且所述第一转轴和所述第二转轴彼此呈轴对称设置于同一水平面;
所述激振系统还包括:
转轴套管,可转动地套装于所述第一转轴和所述第二转轴两端的外侧,所述转轴套管的外部具有可与所述承载框架固定连接的安装边,且所述转轴套管靠近所述第一转轴自由端和所述第二转轴自由端一侧的外径向外渐缩,从而在所述转轴套管的外侧形成圆锥面;
调心轴承,内圈套装于所述转轴套管外侧的所述圆锥面之外;
旋转轮,套装于所述调心轴承外圈,且所述旋转轮的两端面固定设置有偏心块;以及
涨紧套,设置于所述第一转轴的自由端和所述第二转轴的自由端,并通过法兰固定连接于所述旋转轮。
2.根据权利要求1所述的锻造液压机,其特征在于,所述偏心块的数量和/或规格可调,从而改变所述激振系统的激振力和振幅,所述伺服电机的转速可调,从而改变所述激振系统的激振力、频率和振幅。
3.根据权利要求2所述的锻造液压机,其特征在于,通过调整所述偏心块的数量和/或规格、和所述伺服电机的转速,使所述激振系统的激振力在所述液压系统最大工作力的15~25%范围内、振幅在所述金属工件的材料所对应的弹性变形区内、且频率在50~70Hz。
4.根据权利要求1所述的锻造液压机,其特征在于,所述旋转轮包括齿轮,且设置于所述第一转轴和所述第二转轴同一端的两个所述齿轮互相啮合。
5.根据权利要求1所述的锻造液压机,其特征在于,所述激振系统还包括:
第三转轴,第一端通过联轴器与所述伺服电机的输出轴动力连接;
主动齿轮,固定安装于所述第三转轴的第二端;以及
从动齿轮,固定安装于所述第一转轴的端部,并与所述主动齿轮相啮合。
6.根据权利要求5所述的锻造液压机,其特征在于,所述激振系统还包括:
连接罩,固定连接于所述承载框架,用于安装所述伺服电机,且所述连接罩的内部空间可容纳所述输出轴、所述联轴器和所述第三转轴;以及
骨架密封,设置于所述第三转轴和所述连接罩之间。
7.根据权利要求1所述的锻造液压机,其特征在于,所述承载框架包括:
上横梁,用于固定安装所述液压系统;
中横梁,下端面固定安装所述压头,并且在所述液压系统的驱动下,所述中横梁相对于所述上横梁可沿竖直方向运动;
下横梁,通过地脚螺栓固定安装于地基;以及
多根立柱,穿设于所述上横梁、所述中横梁和所述下横梁之间,且每根所述立柱的上端通过第一锁母安装于所述上横梁的上侧,中部通过第二锁母安装于所述下横梁的上侧,下端通过第三锁母安装于所述下横梁的下侧。
8.根据权利要求7所述的锻造液压机,其特征在于,所述液压系统包括:
柱塞式主油缸,沿竖直方向设置,缸筒固定连接于所述上横梁的中心区域,柱塞固定连接于所述中横梁的中心区域,用于提供所述中横梁竖直向下运动的驱动力;以及
多个柱塞式回程油缸,沿竖直方向设置,每个所述柱塞式回程油缸的缸筒固定连接于所述上横梁的边缘处,柱塞固定连接于所述中横梁的边缘处,用于提供所述中横梁竖直向上运动的驱动力。
9.根据权利要求8所述的锻造液压机,其特征在于,所述激振系统设置于所述中横梁,以使所述中横梁、所述柱塞式主油缸的柱塞和所述激振系统组成一个整体振动质量块。
10.根据权利要求8所述的锻造液压机,其特征在于,所述激振系统设置于所述上横梁或所述下横梁,以使所述上横梁、所述下横梁、所述多根立柱、所述柱塞式主油缸的缸筒和所述激振系统组成一个整体振动质量块。
11.一种锻造方法,采用如权利要求1~10任一所述的锻造液压机,其特征在于,包括:
在通过所述液压系统驱动所述压头对加热后的所述金属工件进行锻压加工的过程中,通过所述激振系统使所述金属工件在锻压加工过程中产生相对于所述模具的振动。
12.根据权利要求11所述的锻造方法,其特征在于,所述锻造方法还包括:
检测所述液压系统的负载压力,并在所述负载压力大于设定压力值时,启动所述激振系统。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2700098Y (zh) * 2004-03-20 2005-05-18 王辉 液压异频激振合力成型机
JP2007296615A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Toyota Motor Corp 超音波圧入装置
CN103447339A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 浙江工业大学 三轴高频复合颤振冷挤压模具
CN204685696U (zh) * 2015-06-05 2015-10-07 嘉兴学院 一种高频颤振冷挤压模具装置
CN206981445U (zh) * 2017-07-26 2018-02-09 浙江宏利汽车零部件有限公司 保持架冷挤压装置
CN108655316A (zh) * 2018-04-20 2018-10-16 天津市天锻压力机有限公司 用于锻造镁合金轮毂的锻造液压机

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2700098Y (zh) * 2004-03-20 2005-05-18 王辉 液压异频激振合力成型机
JP2007296615A (ja) * 2006-05-01 2007-11-15 Toyota Motor Corp 超音波圧入装置
CN103447339A (zh) * 2013-08-23 2013-12-18 浙江工业大学 三轴高频复合颤振冷挤压模具
CN204685696U (zh) * 2015-06-05 2015-10-07 嘉兴学院 一种高频颤振冷挤压模具装置
CN206981445U (zh) * 2017-07-26 2018-02-09 浙江宏利汽车零部件有限公司 保持架冷挤压装置
CN108655316A (zh) * 2018-04-20 2018-10-16 天津市天锻压力机有限公司 用于锻造镁合金轮毂的锻造液压机

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