CN111570697B - 一种大型三通高效自动化模锻装置及其模锻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型三通高效自动化模锻装置及其模锻方法，其技术方案要点是：一种大型三通高效自动化模锻装置，包括底座，还包括四辆可相对移动的下模具小车、与四辆下模具小车连接的上模具；底座包括四个分别与下模具小车对应的支撑轨道、位于底座正中间的立柱；四个下模具小车均包括下模具主体、主型腔、两个分支型腔、两个堵板、开设于下模具主体下端面的滑槽、轮子、动力装置；上模具底部设有与四个下模具小车的主型腔、分支型腔相对应的模具型腔。本发明通过可以根据预设轨道进行移动的下模具小车，自动将高温金属原材料从加热炉快速移动到模锻地点，能一次成型多个大型Y型三通产品，生产效率高，具有更高的安全性。

Description

一种大型三通高效自动化模锻装置及其模锻方法

技术领域

本发明涉及大型三通模锻领域，尤其涉及到一种大型三通高效自动化模锻装置及其模锻方法。

背景技术

大型Y型三通是当前火力发电、核能发电系统中，非常重要的核心零部件之一，其功能例如用于传送和分流高温高压水蒸气等。随着我国发电行业的不断发展，对大型三通的需求量越来越大，对三通的要求除了保证优秀的性能之外，对加工周期、生产成本等也都提出了越来越高的要求。

当前的大型Y型三通产品，主要包括自由锻和模锻两种生产方式。自由锻的方式一般是使用大型液压机进行自由锻并结合机加工的方式来钻孔，修整，最终成型。模锻方式，一般使用具有“Y”型内腔的模具来制造，随后再通过机加工进行钻孔与修整等。

当采用自由锻的方式来锻造整体Y型三通，材料利用率较低，造成材料的极大浪费，且提高了生产成本，生产周期也较长，不适用于大批量生产。

当采用模锻的方式来锻造整体Y型三通，一般需要专门的模具，每个模具每次可锻造出1个三通，效率相对较低。另外，将加热至1200摄氏度左右的金属原材料从加热炉移动到模锻模具处，距离通常较大，需要专门的吊具，且过程中一旦发生跌落，损失巨大，且危险性较高。

因此，我们有必要对这样一种技术方案进行改善，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型三通高效自动化模锻装置及其模锻方法，通过可以根据预设轨道进行移动的下模具小车，自动将高温金属原材料从加热炉快速移动到模锻地点，能一次成型多个大型Y型三通产品，生产效率高，具有更高的安全性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种大型三通高效自动化模锻装置，包括底座，还包括四辆可相对移动的下模具小车、与四辆所述下模具小车连接的上模具；

所述底座包括四个分别与下模具小车对应且呈十字形设置的支撑轨道、位于底座正中间的立柱，所述立柱呈方柱形设置，所述下模具小车端面可抵接于所述立柱侧壁；

四个所述下模具小车均包括下模具主体、开设于所述下模具主体上端面的主型腔、两个开设于所述下模具主体并与所述主型腔连通的分支型腔、两个分别设置于所述下模具主体并封堵分支型腔背离主型腔一端的堵板、开设于所述下模具主体下端面并与所述支撑轨道相对应的滑槽、轮子、动力装置，所述下模具主体朝向立柱的端面设置为止位面，所述止位面设置有电磁传感器；

所述上模具底部设有与四个下模具小车的主型腔、分支型腔相对应的模具型腔，所述上模具顶部设有四个压紧平面，所述上模具中心位置开设有供所述立柱穿过的通孔，所述堵板可将模具型腔分隔为四个与下模具小车的主型腔、分支型腔相对应的腔室。

本发明的进一步设置为：所述立柱侧壁开设有四个分别供对应电磁传感器穿入的方槽。

本发明的进一步设置为：所述立柱的上表面与上模具的上表面齐平。

本发明的进一步设置为：所述支撑轨道上表面分别开设有细条形槽并埋有导线，所述导线连接有延长线，所述延长线布置于地面。

本发明的进一步设置为：所述延长线沿所述下模具小车移动方向排布。

本发明的进一步设置为：一种大型三通高效自动化模锻装置的模锻方法，包括如下步骤：步骤1、四个下模具小车分别沿着对应路线移动到加热炉的附近；并且将待挤压的圆柱形金属毛坯材料，在加热炉内加热至1200摄氏度，由夹具夹持取出，放置到对应下模具小车的主型腔内；

步骤2、运输，延长线及导线通电，导线及延长线周围产生磁场，电磁传感器检测到磁信号，并将信号传给上位机，上位机控制动力装置开始工作，并且驱动轮子转动，下模具小车获得动力，通过动力装置驱动轮子的差速进行转弯，按照电磁传感器检测到的磁路轨迹不断前进移动，最终移动到支撑轨道面前，随后继续移动，滑槽与支撑轨道相对移动，直至止位面接触到立柱的侧面，电磁传感器进入方槽，表示已经到达预设位置，下模具小车停止移动，同时载着加热的金属毛坯材料到达预设位置；

步骤3、合模，上模具盖合于四个下模具小车，立柱穿设于通孔，使上模具与四个下模具小车配合，使上模具与四个下模具小车合成四个完整的Y型三通模腔；

步骤4、压紧与挤压，通过外部压紧装置，压紧四个压紧平面，由于支撑轨道的作用，避免破环下模具小车的轮子等其他部件，然后外部四台压力机同时工作，将压力机的推板及冲头伸入四个主型腔内，接触圆柱形高温金属材料，并不断挤压，使其变形，材料向分支型腔不断流动，填充分支型腔空间，直至推板/冲头向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔和分支型腔，停止继续推进；

步骤5、金属冷却后，压力机的推板和冲头撤离至模具外部，移走上模具顶部的压紧装置，移走上模具，取出四个已经挤压好的Y型三通，并转移到机加工区域进行进一步的钻孔扩孔、修整等机加工工作，最后产品完全成型。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

在控制对应下模具小车移动时，通过对延长线及导向进行通电后，延长线及导线周围产生磁场，并且电磁传感器实时感应，电磁传感器感应到磁场并输出信号，上位机控制下模具小车移动，同时磁传感器检测到的磁路轨迹不断前进移动，最终移动到支撑轨道面前。

通过电磁传感器插入方槽内，可以有效保护电磁传感器，同时确保止位面抵接于立柱侧壁，提高移动定位精度。

使用时，当四个下模具小车移动并抵接于立柱侧壁时，将上模具下移并使上模具抵接并与四个下模具小车合模，由于存在堵板分隔的作用，从而形成四个用于成型大型三通件的模具型腔；之后通过外部压紧装置压紧四个压紧平面；并通过对应四台压力机同时工作，压力机对应推板及冲头伸入四个主型腔内进行挤压锻造金属材料。

通过上述方法进行模锻大型三通，可以根据预设轨道进行移动的下模具小车，可以自动将高温金属原材料从加热炉快速移动到模锻地点，也可将成型好的三通产品快速移动到指定存放点。能够一次成型多个大型Y型三通产品，生产效率高，且避免了加热炉与模锻地点之间因距离较大而产生的金属原材料在吊具运输中途跌落的风险，从而具有更高的安全性。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1打开上模具的示意图；

图3是实施例1的爆炸示意图；

图4是实施例1中下模具小车抵接与立柱的示意图；

图5是底座的结构示意图；

图6是下模具小车的结构示意图一；

图7是下模具小车的结构示意图二；

图8是下模具小车的结构示意图三；

图9是上模具的结构示意图；

图10是实施例1所加工的大型三通的示意图。

图中数字所表示的相应部件名称：100、底座；101、支撑轨道；105、导线；1051、延长线；110、立柱；111、方槽；200、下模具小车；201、下模具主体；202、主型腔；203、分支型腔；205、堵板；207、止位面；208、电磁传感器；209、轮子；213、动力装置；217、滑槽；600、上模具；601、压紧平面；605、通孔。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：如图1至图10所示，本发明提出的一种大型三通高效自动化模锻装置，包括底座100、四辆可相对移动的下模具小车200、与四辆下模具小车200连接的上模具600。

其中底座100包括四个分别与下模具小车200对应且呈十字形设置的支撑轨道101、位于底座100正中间的立柱110，立柱110呈方柱形设置，并且固定于四个支撑轨道101中心位置，四个下模具小车200端面均可抵接于立柱110侧壁。另外支撑轨道101上表面分别开设有细条形槽并埋有导线105，四根导线105均连接有延长线1051，延长线1051布置于地面，具体长度和轨迹根据需要设置，一直延伸至金属原材料加热装置处。

下模具小车200均包括下模具主体201、开设于下模具主体201上端面的主型腔202、两个开设于下模具主体201并与主型腔202连通的分支型腔203、两个分别设置于下模具主体201并封堵分支型腔203背离主型腔202一端的堵板205、开设于下模具主体201下端面并与支撑轨道101相对应的滑槽217、轮子209、动力装置213。其中轮子209设置于下模具主体201侧壁或底面，并且轮子209抵接于地面时，支撑轨道101上端面与滑槽217的底面齐平或略低于滑槽217底面；动力装置213内置有相应的电源及电机等，为现有技术。在下模具主体201朝向立柱110的端面设置为止位面207，止位面207设置有电磁传感器208；电磁传感器208为现有技术，可感应检测磁信号，并能够输出信号至上位机，上位机可以为电脑等。在控制对应下模具小车200移动时，通过对延长线1051及导向进行通电后，延长线1051及导线105周围产生磁场，并且电磁传感器208实时感应，电磁传感器208感应到磁场并输出信号，上位机控制下模具小车200移动，同时磁传感器检测到的磁路轨迹不断前进移动，最终移动到支撑轨道101面前。

并且本实施例中，在立柱110侧壁开设有四个分别供对应电磁传感器208穿入的方槽111。通过电磁传感器208插入方槽111内，可以有效保护电磁传感器208，同时确保止位面207抵接于立柱110侧壁，提高移动定位精度。

上模具600底部设有与四个下模具小车200主型腔202、分支型腔203相对应的模具型腔，上模具600顶部设有四个压紧平面601，上模具600中心位置开设有供立柱110穿过的通孔605，堵板205可将模具型腔分隔为四个与下模具小车200主型腔202、分支型腔203相对应的腔室。使用时，当四个下模具小车200移动并抵接于立柱110侧壁时，将上模具600下移并使上模具600抵接并与四个下模具小车200合模，由于存在堵板205分隔的作用，从而形成四个用于成型大型三通件的模具型腔；之后通过外部压紧装置压紧四个压紧平面601；并通过对应四台压力机同时工作，压力机对应推板及冲头伸入四个主型腔202内进行挤压锻造金属材料。

本实施例中，立柱110的上表面与上模具600的上表面齐平。从而确保避免立柱110突出于上模具600，而影响外部压紧装置正常压紧四个压紧平面601。

实施例2，一种实施例1的大型三通高效自动化模锻装置的模锻方法，包括如下步骤：

步骤1、四个下模具小车200分别沿着对应路线移动到加热炉的附近；并且将待挤压的圆柱形金属毛坯材料，在加热炉内加热至1200摄氏度，由夹具夹持取出，放置到对应下模具小车200的主型腔202内。

步骤2、运输，延长线1051及导线105通电，导线105及延长线1051周围产生磁场，电磁传感器208检测到磁信号，并将信号传给上位机，上位机控制动力装置213开始工作，并且驱动轮子209转动，下模具小车200获得动力，通过动力装置213驱动轮子209的差速进行转弯，按照电磁传感器208检测到的磁路轨迹不断前进移动，最终移动到支撑轨道101面前，随后继续移动，滑槽217与支撑轨道101相对移动，直至止位面207接触到立柱110的侧面，电磁传感器208进入方槽111，表示已经到达预设位置，下模具小车200停止移动，同时载着加热的金属毛坯材料到达预设位置。

步骤3、合模，上模具600盖合于四个下模具小车200，立柱110穿设于通孔605，使上模具600与四个下模具小车200配合，由于下模具主体201并封堵分支型腔203背离主型腔202一端的堵板205，使上模具600与四个下模具小车200合成四个完整的Y型三通模腔，并完成合模；

步骤4、压紧与挤压，通过外部压紧装置，压紧四个压紧平面601，由于支撑轨道101的作用，避免破环下模具小车200的轮子209等其他部件。然后外部四台压力机同时工作，将压力机的推板及冲头伸入四个主型腔202内，接触圆柱形高温金属材料，并不断挤压，使其变形，材料向分支型腔203不断流动，填充分支型腔203空间，直至推板/冲头向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔202和分支型腔203，停止继续推进；

步骤5、金属冷却后，压力机的推板和冲头撤离至模具外部，移走上模具600顶部的压紧装置，移走上模具600，取出四个已经挤压好的Y型三通，并转移到机加工区域进行进一步的钻孔扩孔、修整等机加工工作，最后产品完全成型。

通过上述方法进行模锻大型三通，可以根据预设轨道进行移动的下模具小车200，可以自动将高温金属原材料从加热炉快速移动到模锻地点，也可将成型好的三通产品快速移动到指定存放点。能够一次成型多个大型Y型三通产品，生产效率高，且避免了加热炉与模锻地点之间因距离较大而产生的金属原材料在吊具运输中途跌落的风险，从而具有更高的安全性。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种大型三通高效自动化模锻装置，包括底座(100)，其特征在于：还包括四辆可相对移动的下模具小车(200)、与四辆所述下模具小车(200)连接的上模具(600)；

所述底座(100)包括四个分别与下模具小车(200)对应的支撑轨道(101)、位于底座(100)正中间的立柱(110)，四个支撑轨道(101)呈十字形设置，所述立柱(110)呈方柱形设置，所述下模具小车(200)端面能够抵接于所述立柱(110)侧壁；

四个所述下模具小车(200)均包括下模具主体(201)、开设于所述下模具主体(201)上端面的主型腔(202)、两个开设于所述下模具主体(201)并与所述主型腔(202)连通的分支型腔(203)、两个分别设置于所述下模具主体(201)并封堵分支型腔(203)背离主型腔(202)一端的堵板(205)、开设于所述下模具主体(201)下端面并与所述支撑轨道(101)相对应的滑槽(217)、轮子(209)、动力装置(213)，所述下模具主体(201)朝向立柱(110)的端面设置为止位面(207)，所述止位面(207)设置有电磁传感器(208)；

所述上模具(600)底部设有与四个下模具小车(200)的主型腔(202)、分支型腔(203)相对应的模具型腔，所述上模具(600)顶部设有四个压紧平面(601)，所述上模具(600)中心位置开设有供所述立柱(110)穿过的通孔(605)，所述堵板(205)可将模具型腔分隔为四个与下模具小车(200)的主型腔(202)、分支型腔(203)相对应的腔室。

2.根据权利要求1所述的一种大型三通高效自动化模锻装置，其特征在于：所述立柱(110)侧壁开设有四个分别供对应电磁传感器(208)穿入的方槽(111)。

3.根据权利要求1所述的一种大型三通高效自动化模锻装置，其特征在于：所述立柱(110)的上表面与上模具(600)的上表面齐平。

4.根据权利要求1所述的一种大型三通高效自动化模锻装置，其特征在于：所述支撑轨道(101)上表面分别开设有条形槽并埋有导线(105)，所述导线(105)连接有延长线(1051)，所述延长线(1051)布置于地面。

5.根据权利要求4所述的一种大型三通高效自动化模锻装置，其特征在于：所述延长线(1051)沿所述下模具小车(200)移动方向排布。

6.一种大型三通高效自动化模锻装置的模锻方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、四个下模具小车(200)分别沿着对应路线移动到加热炉的附近；并且将待挤压的圆柱形金属毛坯材料，在加热炉内加热至1200摄氏度，由夹具夹持取出，放置到对应下模具小车(200)的主型腔(202)内；

步骤2、运输，延长线(1051)及导线(105)通电，导线(105)及延长线(1051)周围产生磁场，电磁传感器(208)检测到磁信号，并将信号传给上位机，上位机控制动力装置(213)开始工作，并且驱动轮子(209)转动，下模具小车(200)获得动力，通过动力装置(213)驱动轮子(209)的差速进行转弯，按照电磁传感器(208)检测到的磁路轨迹不断前进移动，最终移动到支撑轨道(101)面前，随后继续移动，滑槽(217)与支撑轨道(101)相对移动，直至止位面(207)接触到立柱(110)的侧面，电磁传感器(208)进入方槽(111)，表示已经到达预设位置，下模具小车(200)停止移动，同时载着加热的金属毛坯材料到达预设位置；

步骤3、合模，上模具(600)盖合于四个下模具小车(200)，立柱(110)穿设于通孔(605)，使上模具(600)与四个下模具小车(200)配合，使上模具(600)与四个下模具小车(200)合成四个完整的Y型三通模腔；

步骤4、压紧与挤压，通过外部压紧装置，压紧四个压紧平面(601)，由于支撑轨道(101)的作用，避免破环下模具小车(200)的轮子(209)，然后外部四台压力机同时工作，将压力机的推板及冲头伸入四个主型腔(202)内，接触圆柱形金属毛坯材料，并不断挤压，使其变形，材料向分支型腔(203)不断流动，填充分支型腔(203)空间，直至推板及冲头向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔(202)和分支型腔(203)，停止继续推进；

步骤5、金属冷却后，压力机的推板和冲头撤离至模具外部，移走上模具(600)顶部的压紧装置，移走上模具(600)，取出四个已经挤压好的Y型三通，并转移到机加工区域进行进一步的钻孔扩孔、修整工作，最后产品完全成型。

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