CN111822649B - 一种高精度锻件的锻造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了环形锻件锻造领域的一种高精度锻件的锻造工艺；工作台下侧底板上通过卡块转动设置有安装架，安装架通过其上开设的滑槽对称滑动设置有弧面相正对的连接弧板；其中一个弧面卡套的外弧面上转动设置有内嵌的转动卡槽，转动卡槽的回转中心设置有扭簧；连接台下底面上还滑动设置有牵连杆，牵连杆下端固定设置有主动板；牵连杆前后两端面高度方向上均固定设置有多个活动卡台，牵连杆前后两面均设置与与地面固定连接的安装板，每个安装板靠近前连杆的一面高度方向上均固定分布有与活动卡台一一对应的槽架；本发明解决了传统环形锻件端面锻造过程中，锻造角度不均匀以及工作环境危险的技术问题。

Description

一种高精度锻件的锻造工艺

技术领域

本发明涉及环形锻件锻造领域，具体为一种高精度锻件的锻造工艺。

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，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

传统环形锻件锻造过程中分为两步，轴线锻造和端面锻造，而传统的端面锻造，需要两个以上的人手持旋转夹，在锻锤上升的过程中，转动锻件，从而达到将锻件端面全部锻造的目的；由于锻锤锻造时惯量极大，锻件本身较重，所以锻造的过程中，转动的工人工作不但繁重，而且极其危险，此外该种工艺对于锻件而言，由于人工旋转时，转动角度不好把控，还可能存在旋转过程中锻件被旋转到偏离锻造位置，从而造成锻件很难达到精度高，锻造均匀的要求。

基于此，本发明设计了一种高精度锻件的锻造工艺，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度锻件的锻造工艺，以解决上述背景技术中提出由于锻锤锻造时惯量极大，锻件本身较重，所以锻造的过程中，转动的工人工作不但繁重，而且极其危险，此外该种工艺对于锻件而言，由于人工旋转时，转动角度不好把控，还可能存在旋转过程中锻件被旋转到偏离锻造位置，从而造成锻件很难达到精度高，锻造均匀的要求的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度锻件的锻造工艺，所使用的锻造装置包括锻锤、地板、连接台、锻件和工作台；所述工作台固定设置在地板上，所述锻件水平放置在所述工作台上，所述锻锤固定设置在所述连接台上，所述连接台外接拉升释放动力件；所述工作台下侧地板上通过卡块转动设置有安装架，所述安装架通过其上开设的滑槽对称滑动设置有弧面相正对的连接弧板，所述连接弧板通过第三弹簧与所述安装架连接，每个所述连接弧板上均固定设置有齿条，且连接弧板之间的齿条对称啮合在与安装架中心转动连接的齿轮上；每个所述连接弧板上端面均同轴固定设置有弧面卡套；每个所述弧面卡套弧面上均对称固定设置有顶爪；其中一个所述弧面卡套的外弧面上转动设置有内嵌的转动卡槽，所述转动卡槽的回转中心设置有扭簧；所述连接台下底面上还滑动设置有牵连杆，所述牵连杆下端固定设置有主动板；所述牵连杆前后两端面高度方向上均固定设置有多个活动卡台，所述牵连杆前后两面均设置与地板固定连接的安装板，每个所述安装板靠近牵连杆的一面高度方向上均固定分布有与活动卡台一一对应的槽架；

所述顶爪包括安装座，所述安装座固定设置在所述弧面卡套的内弧面；所述安装座内的内弧面通过第一弹簧连接有第一限位底板，所述第一限位底板左侧端面固定设置有夹爪；所述第一弹簧为压缩弹簧；

所述活动卡台包括安装槽，所述安装槽开设在所述牵连杆上，所述安装槽内通过第二弹簧连接有第二限位底板，所述第二限位底板的左侧端面固定设置有卡接头；所述第二弹簧为压缩弹簧，且所述第二限位底板和安装槽槽口部分在安装状态下一直存在间隙；

所述主动板包括安装部，所述安装部上端固定设置有导向部，所述导向部下端的安装部弧面设置有倒向圆锥弧面的挤压部，所述挤压部下端的安装部弧面固定设置有圆柱弧面的转动部，所述转动部下端的安装部弧面固定设置有正向圆锥弧面的放松部；所述导向部、挤压部、转动部、放松部和安装部之间弧面均为同轴设置，且均为无缝连接；所述主动板上固定设置有起于转动部上侧一角止于安装部下侧一角的导轨，且所述导轨首尾段连线与安装部弧面轴线共面；所述导轨包括旋转部、平移限位部和回转部，且分别设置在所述主动板的转动部、放松部和安装部的弧面上；所述放松部对应的导轨的平移限位部为沿放松部弧面竖向设置，所述平移限位部位于转动部的接触点及位于安装部的接触点分别与所述导轨的起点和终点关于所在弧面成对角线；

所述槽架包括加速直槽、所述加速直槽末端连通有斜向上方向的进给槽，倾斜方向朝向所述锻件，所述进给槽末端连通有竖直向上的传动支撑槽，所述传动支撑槽的末端连通有斜向上的复位槽，所述复位槽和所述进给槽位于所述传动支撑槽的同一侧；所述复位槽的末端与所述加速直槽接通；所述复位槽与加速直槽接通的接口位置设置有第二阶梯，所述加速直槽的与进给槽的接口位置设置有第一阶梯；所述加速直槽、进给槽、传动支撑槽和复位槽首尾相接；且所述第一阶梯下侧加速直槽的延伸线上设置有缓冲槽段。

该锻造工艺包括以下步骤：

S1：先将周向锻造好的圆环状锻件同轴放置在工作台上；

S2：锻造锻件；释放吊装好的工作台，工作台将沿着竖直方向向下运动，此时工作台将会带动锻锤和安装板向下运动，使锻锤砸到锻件对锻件进行锻造，而牵连杆在此过程中将会通过活动卡台在槽架的加速直槽内向下滑动；一次锻造结束后，当锻锤相对于锻件静止时，而此时活动卡台位于槽架的缓冲槽段内；

S3：拉升锻锤:通过外界的动力件将锻锤拉起，从而方便进一次的锻造。

S31：调整主动板位置：工作台向上运动，从而带动锻锤和牵连杆向上运动，此时牵连杆将会通过活动卡台沿着缓冲槽段先向上运动，经过第一阶梯的导向后，将会顺着进给槽斜向上运动；从而使牵连杆下端固定的主动板运动到弧面卡套的下端，从而完成调整主动板位置；

S32：调整锻件位置：通过主动板、弧面卡套和顶爪实现对锻件的位置的调整：

S321：通过顶爪夹紧锻件：牵连杆的活动卡台顺着传动支撑槽竖直向上运动，先是带动主动板上的导向部贴着弧面卡套的外轮廓向上运动，然后挤压部的圆锥弧面挤压弧面卡套朝着锻件方向运动，从而迫使弧面卡套上顶爪的夹爪夹紧锻件；

S322：等角度定轴转动锻件：牵连杆竖直向上运动，当挤压部的下端接触弧面卡套的外轮廓时，导轨的旋转部开始和靠近牵连杆的弧面卡套上的转动卡槽卡接，牵连杆继续向上运动，转动卡槽顺着导轨旋转部滑动，从而产生弧面卡套相对轴线的转动，进一步的，弧面卡套通过顶爪和锻件挤压力产生的摩擦力克服锻件由于自身重力和工作台之间产生的摩擦力从而发生转动；

S323：通过放松部和平移限位部松开锻件：牵连杆的活动卡台继续沿着传动支撑槽向上运动，当弧面卡套的外轮廓脱离与转动部的接触时，弧面卡套将会在转动卡槽和平移限位部的作用下在放松部的弧面，沿着径向分离；从而放开对锻件的挤压；

S324：弧面卡套复位以及主动板脱离与弧面卡套的接触：牵连杆继续向上运动，当转动卡槽开始和导轨的回转部卡接时，随着回转部的向上运动，转动卡槽将会在顺着导轨回转部滑动的过程中，带动弧面卡套顺着工作台轴线方向做回转运动，直至转动卡槽脱离与导轨的回转部卡接后，弧面卡套回到初始状态且保持静止，而转动卡槽将会在扭簧的作用下回到起始位置；

S33：调整牵连杆至起始位置：继续拉升工作台，此时活动卡台从传动支撑槽运动到复位槽内，且沿着复位槽斜向上运动，当工作台上升到起始位置后，活动卡台通过第二阶梯进入到加速直槽，从而回到起始位置；

当进行一次步骤S31后，循环重复步骤S32，S33，直至一个锻件完全加工结束即可。

由于锻锤锻造时惯量极大，锻件本身较重，所以锻造的过程中，转动的工人工作不但繁重，而且极其危险，此外该种工艺对于锻件而言，由于人工旋转时，转动角度不好把控，还可能存在旋转过程中锻件被旋转到偏离锻造位置，从而造成锻件很难达到精度高，锻造均匀的要求。本发明的解决方案为：

S1：先将周向锻造好的圆环状锻件同轴放置在工作台上；

S2：锻造锻件；释放吊装好的工作台，工作台将沿着竖直方向向下运动，此时工作台将会带动锻锤和安装板向下运动，使锻锤砸到锻件对锻件进行锻造，而牵连杆在此过程中将会通过活动卡台在槽架的加速直槽内向下滑动；一次锻造结束后，当锻锤相对于锻件静止时，而此时活动卡台位于槽架的缓冲槽段内；由于进给槽和加速直槽的槽口之间存在第一阶梯，所以在活动卡台进入到缓冲槽段内第二弹簧将会推动第二限位底板向前运动，从而时卡接头卡入更深的缓冲槽段内，第一阶梯的作用是防止拉升过程中，活动卡台顺着加速直槽向上竖直运动。

S3：拉升锻锤:通过外界的动力件将锻锤拉起，从而方便进一次的锻造。

S31：调整主动板位置：工作台向上运动，从而带动锻锤和牵连杆向上运动，此时牵连杆将会通过活动卡台沿着缓冲槽段先向上运动，经过第一阶梯的导向后，将会顺着进给槽斜向上运动；从而使牵连杆下端固定的主动板运动到弧面卡套的下端，从而完成调整主动板位置；由于锻锤下落的过程中，主动板不能和弧面卡套等发生干涉，但是上升过程中需要让主动板带动弧面卡套运动，所以得先通过调整主动板位置使其在上升过程中能与弧面卡套发生相互作用。

S32：调整锻件位置：通过主动板、弧面卡套和顶爪实现对锻件的位置的调整。

S321：通过顶爪夹紧锻件：牵连杆的活动卡台顺着传动支撑槽竖直向上运动，先是带动主动板上的导向部贴着弧面卡套的外轮廓向上运动，然后挤压部的圆锥弧面挤压弧面卡套朝着锻件方向运动，从而迫使弧面卡套上顶爪的夹爪夹紧锻件；由于弧面卡套是对称设置的，且之间通过齿条和齿轮完成联动，所以当一个弧面卡套夹紧时，另一个弧面卡套上的顶爪也会夹紧，此外顶爪内的第一弹簧和第一限位底板的相对弧面卡套的位移量也会补偿锻件周向的不平整度；此外，当弧面卡套的顶爪完成夹紧时，事实上也会使锻件和工作台同轴（弧面卡套是对称设置的，当弧面卡套夹紧时，弧面卡套的顶爪同时都是夹紧锻件的），从而很大程度上可以提高锻造的精度。

S322：等角度定轴转动锻件：牵连杆竖直向上运动，当挤压部的下端接触弧面卡套的外轮廓时，导轨的旋转部开始和靠近牵连杆的弧面卡套上的转动卡槽卡接，牵连杆继续向上运动，转动卡槽顺着导轨旋转部滑动，从而产生弧面卡套相对轴线的转动，进一步的，弧面卡套通过顶爪和锻件挤压力产生的摩擦力克服锻件由于自身重力和工作台之间产生的摩擦力从而发生转动；由于弧面卡套均与安装架滑动连接，安装架与地板转动连接，所以一个弧面卡套的转动，就会带动另一个弧面卡套转动，由于旋转部的圆周长度是固定的，所以锻件的转动角度是固定的，从而可以提高锻锤的锻造部分的精度，以及锻造面的锻造部位分布精度。

S323：通过放松部和平移限位部松开锻件：牵连杆的活动卡台继续沿着传动支撑槽向上运动，当弧面卡套的外轮廓脱离与转动部的接触时，弧面卡套将会在转动卡槽和平移限位部的作用下在放松部的弧面，沿着径向分离；从而放开对锻件的挤压；弧面卡套的下侧固定设置的连接弧板和安装架之间设置有第三弹簧，所以当放松部的圆锥弧面向上运动逐渐远离锻件的过程中，弧面卡套之间将会在第三弹簧的作用下分开，从而达到松开锻件的目的。

S324：弧面卡套复位以及主动板脱离与弧面卡套的接触：牵连杆继续向上运动，当转动卡槽开始和导轨的回转部卡接时，随着回转部的向上运动，转动卡槽将会在顺着导轨回转部滑动的过程中，带动弧面卡套顺着工作台轴线方向做回转运动，直至转动卡槽脱离与导轨的回转部卡接后，弧面卡套回到初始状态且保持静止，而转动卡槽将会在扭簧的作用下回到起始位置；

S33：调整牵连杆至起始位置：继续拉升工作台，此时活动卡台从传动支撑槽运动到复位槽内，且沿着复位槽斜向上运动，当工作台上升到起始位置后，活动卡台通过第二阶梯进入到加速直槽，从而回到起始位置；由于复位槽和加速直槽的槽口之间存在第二阶梯，所以在活动卡台进入到缓冲槽段内第二弹簧将会推动第二限位底板向前运动，从而时卡接头卡入该位置更深的加速直槽内，第二阶梯的作用是保证锻造过程中，活动卡台顺着加速直槽向下竖直运动（需要注意的是，第一阶梯和第二阶梯产生分别是由加速直槽的槽底以及复位槽的槽底沿着活动卡台运动方向逐渐变浅实现的）。

本发明通过设置有着独特运动的牵连杆，利用锻锤上升时带动牵连杆运动，从而带动弧面卡套将锻件夹紧、旋转和放松，从而使锻件可以等角度均匀转动，从而方便锻件可以被锻锤均匀稳定的锻造，使其拥有稳定且均质的锻造组织，也使锻造的精度更高，此外，本发明的工艺中，锻造过程中不需要工人参与，从而降低了人工劳动强度，也极大降低了环形锻件锻造当中可能出现的危险。

作为本发明的进一步方案：所述工作台上开设有关于其外轮廓圆心对称的贯穿让位槽，所有所述贯穿让位槽正下方设置有与贯穿让位槽同轴的支撑弧板，所述支撑弧板通过卡块与地板竖直方向滑动连接，所有所述支撑弧板下端面共同固定设置在连接板上；所述连接板上开设有安置槽；所述连接板的正下方设置有通过卡块与地板横向滑动连接的牵连板；所述牵连板上等距设置有顶块；连接板正下方的顶块嵌于安置槽内；所述牵连板靠近主动板方向的侧板上对称设置有架杆，两个所述架杆的内侧面上均转动设置有导柱；所述主动板的安装部两侧上下部分别对称设置有带有斜面的第一导块和第二导块，所述第一导块和第二导块的斜面上端的水平方向的距离大于所述导柱的直径，且小于所述导柱直径的两倍；所述第一导块的高度小于挤压部的高度，所述第一导块和第二导块的竖直方向的高度差大于所述转动部的高度；所述支撑弧板的上端面摩擦系数小于所述工作台；

所述顶块包括块体，所述块体的左侧面为斜向的楔形面，所述楔形面的上侧设置有支撑平台。

本发明使用时，由于工作台上长期受冲击载荷，所以它的粗糙程度不易保证，而锻件是金属制造的，所以质量通常较大，这就导致了当顶爪夹紧锻件旋转时，需要克服锻件与工作台之间的摩擦力，所以主动板的导向部、挤压部和转动部与弧面卡套之间有很大的工作压力，这就导致了弧面卡套的外轮廓会存在很严重的磨损，需要一定加工精度的导轨也会存在严重的磨损。为了解决上述可能存在的问题，工作时，当活动卡台沿着进给槽斜向上运动至于传动支撑槽口时，第一导块也运动到导柱的正下方，当牵连杆竖直向上运动时，第一导块的斜面将会挤压导柱向左侧运动（如图13所示），从而通过架杆使牵连板上的顶块将连接板上的支撑弧板顶起，进一步的顶起工作台上的锻件（需要注意的是当顶块通过其上的楔形面顶起连接板后，第一导块继续和导柱相互作用，从而迫使支撑平台增大与连接板的接触面直至第一导块与导柱脱离接触，从而通过支撑平台和连接板下底面接触，承受重量）；牵连杆继续向上运动，到弧面卡套的顶爪脱离与锻件接触后，第二导块的斜面和导柱接触，从而反向拉回导柱，即使支撑平台脱离与连接板的顶住状态，从而使连接板在锻件的和自身的重力作用下沿着楔形面下落，当锻件和工作台接触后，连接板继续下落一定距离，直至连接板与牵连板板接触，运动结束，导柱也通过第二导块的斜面脱离与第二导块的连接。

本发明通过支撑弧板在顶块夹紧之前将锻件顶起，从而减小旋转时锻件的摩擦力，可以有效减小弧面卡套的顶爪夹动锻件旋转所需的正压力，从而减小主动板的导向部、导轨、挤压部和转动部受力，减小弧面卡套、转动卡槽和导轨的磨损，进一步提高装置使用的稳定性，减小弧面卡套6、转动卡槽和导轨的磨损。

作为本发明的进一步方案：所述楔形面的斜向与水平面的夹角小于所述第一导块的斜面与水平面的夹角。第一导块的斜面相对于楔形面更加竖直，是因为第一导块需要将其竖直向上的位移量转化为楔形面的横向位移量，当楔形面的斜向与水平面的夹角小于所述第一导块的斜面与水平面的夹角时，第一导块向上运动过程中，横向的摩擦角较小，从而第一导块实际受力将减小。

作为本发明的进一步方案：所述支撑弧板的上端面均匀分布有滚珠（图中未画出）。滚珠具有很小的摩擦系数，当支撑弧板顶起锻件时，与锻件接触的滚珠，从而使顶爪很容易带动锻件转动。

作为本发明的进一步方案：所述夹爪的工作面为防滑材料制成。夹爪需要其带动锻件转动的力等于夹爪的正压力与摩擦系数的乘积，当夹爪采用防滑材料增大摩擦系数后，就可以降低夹爪的正压力，从而减小对夹爪的强度要求。

作为本发明的进一步方案：所述转动卡槽与弧面卡套的连接方式是球铰链转动连接。当转动卡槽经过旋转部和平移限位部，以及平移限位部和回转部接触点时，转动卡槽和导轨可能不能够完全卡接，当使用球铰链转动连接时，转动卡槽的转动还可以存在小角度的反转，从而可以提高与导轨的卡接程度，进一步提高零件的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置有着独特运动的牵连杆，利用锻锤上升时带动牵连杆运动，从而带动弧面卡套将锻件夹紧、旋转和放松，从而使锻件可以等角度均匀转动，从而方便锻件可以被锻锤均匀稳定的锻造，使其拥有稳定且均质的锻造组织，也使锻造的精度更高，此外，本发明的工艺中，锻造过程中不需要工人参与，从而降低了人工劳动强度，也极大降低了环形锻件锻造当中可能出现的危险。

2、本发明通过支撑弧板在顶块夹紧之前将锻件顶起，从而减小旋转时锻件的摩擦力，可以有效减小弧面卡套的顶爪夹动锻件旋转所需的正压力，从而减小主动板的导向部、导轨、挤压部和转动部受力，减小弧面卡套、转动卡槽和导轨的磨损，进一步提高装置使用的稳定性，减小弧面卡套6、转动卡槽和导轨的磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明前视角总体结构示意图；

图2为本发明总体结构示意图（地板隐藏）；

图3为本发明主动板侧视角总体结构示意图；

图4为本发明安装板平移后仰视角结构示意图；

图5为本发明图4中A部分局部放大（上侧）及其局部剖视（下侧）结构示意图；

图6为本发明的图4中B部分局部放大结构示意图；

图7为本发明的图4中C部分局部放大结构示意图；

图8为本发明的槽架主视结构示意图；

图9为本发明工作台和锻件移动后弧面卡套部分俯视结构示意图；

图10为本发明的图9中D部分局部剖视放大结构示意图；

图11位本发明的锻件被旋转前后零件位置对比结构示意图（左侧为旋转前，右侧为旋转后）；

图12为本发明进一步方案主体结构示意图；

图13为本发明的图12中局部放大结构示意图；

图14为本发明的图13中正视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-地板、2-连接台、3-锻锤、4-工作台、5-锻件、6-弧面卡套、7-顶爪、7-1-安装座、7-2-第一弹簧、7-3-夹爪、7-4-第一限位底板、8-牵连杆、9-安装板、10-槽架、10-1-加速直槽、10-2-缓冲槽段、10-3-进给槽、10-4-传动支撑槽、10-5-复位槽、10-6-第一阶梯、10-7-第二阶梯、11-转动卡槽、12-连接弧板、13-主动板、13-1-安装部、13-2-导向部、13-3-挤压部、13-4-转动部、13-5-放松部、13-6-导轨、13-6-1-旋转部、13-6-2-平移限位部、13-6-3-回转部、14-齿条、15-齿轮、16-卡块、17-安装架、18-活动卡台、18-1-卡接头、18-2-第二弹簧、18-3-第二限位底板、18-4-安装槽、19-第三弹簧、20-滑槽、21-连接板、22-贯穿让位槽、23-顶块、23-1-块体、23-2-支撑平台、23-3-楔形面、24-安置槽、25-支撑弧板、26-牵连板、27-架杆、28-导柱、29-第一导块、30-第二导块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-14，本发明提供一种技术方案：一种高精度锻件5的锻造工艺，包括锻锤3、地板1、连接台2、锻件5和工作台4；工作台4固定设置在地板1上，锻件5水平放置在工作台4上，锻锤3固定设置在连接台2上，连接台2外接拉升释放动力件；工作台4下侧地板1上通过卡块16转动设置有安装架17，安装架17通过其上开设的滑槽20对称滑动设置有弧面相正对的连接弧板12，连接弧板12通过第三弹簧19与安装架17连接，每个连接弧板12上均固定设置有齿条14，且连接弧板12之间的齿条14对称啮合在与安装架17中心转动连接的齿轮15上；每个连接弧板12上端面均同轴固定设置有弧面卡套6；每个弧面卡套6弧面上均对称固定设置有顶爪7；其中一个弧面卡套6的外弧面上转动设置有内嵌的转动卡槽11，转动卡槽11的回转中心设置有扭簧；连接台2下底面上还滑动设置有牵连杆8，牵连杆8下端固定设置有主动板13；牵连杆8前后两端面高度方向上均固定设置有多个活动卡台18，牵连杆8前后两面均设置与地板1固定连接的安装板9，每个安装板9靠近牵连杆8的一面高度方向上均固定分布有与活动卡台18一一对应的槽架10；

顶爪7包括安装座7-1，安装座7-1固定设置在弧面卡套6的内弧面；安装座7-1内的内弧面通过第一弹簧7-2连接有第一限位底板7-4，第一限位底板7-4左侧端面固定设置有夹爪7-3；第一弹簧7-2为压缩弹簧；

活动卡台18包括安装槽18-4，安装槽18-4开设在牵连杆8上，安装槽18-4内通过第二弹簧18-2连接有第二限位底板18-3，第二限位底板18-3的左侧端面固定设置有卡接头18-1；第二弹簧18-2为压缩弹簧，且第二限位底板18-3和安装槽18-4槽口部分在安装状态下一直存在间隙；

主动板13包括安装部13-1，安装部13-1上端固定设置有导向部13-2，导向部13-2下端的安装部13-1弧面设置有倒向圆锥弧面的挤压部13-3，挤压部13-3下端的安装部13-1弧面固定设置有圆柱弧面的转动部13-4，转动部13-4下端的安装部13-1弧面固定设置有正向圆锥弧面的放松部13-5；导向部13-2、挤压部13-3、转动部13-4、放松部13-5和安装部13-1之间弧面均为同轴设置，且均为无缝连接；主动板13上固定设置有起于转动部13-4上侧一角止于安装部13-1下侧一角的导轨13-6，且导轨13-6首尾段连线与安装部13-1弧面轴线共面；导轨13-6包括旋转部13-6-1、平移限位部13-6-2和回转部13-6-3，且分别设置在主动板13的转动部13-4、放松部13-5和安装部13-1的弧面上；放松部13-5对应的导轨13-6的平移限位部13-6-2为沿放松部13-5弧面竖向设置，平移限位部13-6-2位于转动部13-4的接触点及位于安装部13-1的接触点分别与导轨13-6的起点和终点关于所在弧面成对角线；

槽架10包括加速直槽10-1、加速直槽10-1末端连通有斜向上方向的进给槽10-3，倾斜方向朝向锻件5，进给槽10-3末端连通有竖直向上的传动支撑槽10-4，传动支撑槽10-4的末端连通有斜向上的复位槽10-5，复位槽10-5和进给槽10-3位于传动支撑槽10-4的同一侧；复位槽10-5的末端与加速直槽10-1接通；复位槽10-5与加速直槽10-1接通的接口位置设置有第二阶梯10-7，加速直槽10-1的与进给槽10-3的接口位置设置有第一阶梯10-6；加速直槽10-1、进给槽10-3、传动支撑槽10-4和复位槽10-5首尾相接；

使用时，由于锻锤3锻造时惯量极大，锻件5本身较重，所以锻造的过程中，转动的工人工作不但繁重，而且极其危险，此外该种工艺对于锻件5而言，由于人工旋转时，转动角度不好把控，还可能存在旋转过程中锻件5被旋转到偏离锻造位置，从而造成锻件5很难达到精度高，锻造均匀的要求。

本发明的解决方案为：

S1：先将周向锻造好的圆环状锻件5同轴放置在工作台4上；

S2：锻造锻件5；释放吊装好的工作台4，工作台4将沿着竖直方向向下运动，此时工作台4将会带动锻锤3和安装板9向下运动，使锻锤3砸到锻件5对锻件5进行锻造，而牵连杆8在此过程中将会通过活动卡台18在槽架10的加速直槽10-1内向下滑动；一次锻造结束后，当锻锤3相对于锻件5静止时，而此时活动卡台18位于槽架10的缓冲槽段10-2内；由于进给槽10-3和加速直槽10-1的槽口之间存在第一阶梯10-6，所以在活动卡台18进入到缓冲槽段10-2内第二弹簧18-2将会推动第二限位底板18-3向前运动，从而时卡接头18-1卡入更深的缓冲槽段10-2内，第一阶梯10-6的作用是防止拉升过程中，活动卡台18顺着加速直槽10-1向上竖直运动。

S3：拉升锻锤3:通过外界的动力件将锻锤3拉起，从而方便进一次的锻造。

S31：调整主动板13位置：工作台4向上运动，从而带动锻锤3和牵连杆8向上运动，此时牵连杆8将会通过活动卡台18沿着缓冲槽段10-2先向上运动，经过第一阶梯10-6的导向后，将会顺着进给槽10-3斜向上运动；从而使牵连杆8下端固定的主动板13运动到弧面卡套6的下端，从而完成调整主动板13位置；由于锻锤3下落的过程中，主动板13不能和弧面卡套6等发生干涉，但是上升过程中需要让主动板13带动弧面卡套6运动，所以得先通过调整主动板13位置使其在上升过程中能与弧面卡套6发生相互作用。

S32：调整锻件5位置：通过主动板13、弧面卡套6和顶爪7实现对锻件5的位置的调整。

S321：通过顶爪7夹紧锻件5：牵连杆8的活动卡台18顺着传动支撑槽10-4竖直向上运动，先是带动主动板13上的导向部13-2贴着弧面卡套6的外轮廓向上运动，然后挤压部13-3的圆锥弧面挤压弧面卡套6朝着锻件5方向运动，从而迫使弧面卡套6上顶爪7的夹爪7-3夹紧锻件5；由于弧面卡套6是对称设置的，且之间通过齿条14和齿轮15完成联动，所以当一个弧面卡套6夹紧时，另一个弧面卡套6上的顶爪7也会夹紧，此外顶爪7内的第一弹簧7-2和第一限位底板7-4的相对弧面卡套6的位移量也会补偿锻件5周向的不平整度；此外，当弧面卡套6的顶爪7完成夹紧时，事实上也会使锻件5和工作台4同轴（弧面卡套6是对称设置的，当弧面卡套6夹紧时，弧面卡套6的顶爪7同时都是夹紧锻件5的），从而很大程度上可以提高锻造的精度。

S322：等角度定轴转动锻件5：牵连杆8竖直向上运动，当挤压部13-3的下端接触弧面卡套6的外轮廓时，导轨13-6的旋转部13-6-1开始和靠近牵连杆8的弧面卡套6上的转动卡槽11卡接，牵连杆8继续向上运动，转动卡槽11顺着导轨13-6旋转部13-6-1滑动，从而产生弧面卡套6相对轴线的转动，进一步的，弧面卡套6通过顶爪7和锻件5挤压力产生的摩擦力克服锻件5由于自身重力和工作台4之间产生的摩擦力从而发生转动；由于弧面卡套6均与安装架17滑动连接，安装架17与地板1转动连接，所以一个弧面卡套6的转动，就会带动另一个弧面卡套6转动，由于旋转部13-6-1的圆周长度是固定的，所以锻件5的转动角度是固定的，从而可以提高锻锤3的锻造部分的精度，以及锻造面的锻造部位分布精度。

S323：通过放松部13-5和平移限位部13-6-2松开锻件5：牵连杆8的活动卡台18继续沿着传动支撑槽10-4向上运动，当弧面卡套6的外轮廓脱离与转动部13-4的接触时，弧面卡套6将会在转动卡槽11和平移限位部13-6-2的作用下在放松部13-5的弧面，沿着径向分离；从而放开对锻件5的挤压；弧面卡套6的下侧固定设置的连接弧板12和安装架17之间设置有第三弹簧19，所以当放松部13-5的圆锥弧面向上运动逐渐远离锻件5的过程中，弧面卡套6之间将会在第三弹簧19的作用下分开，从而达到松开锻件5的目的。

S324：弧面卡套6复位以及主动板13脱离与弧面卡套6的接触：牵连杆8继续向上运动，当转动卡槽11开始和导轨13-6的回转部13-6-3卡接时，随着回转部13-6-3的向上运动，转动卡槽11将会在顺着导轨13-6回转部13-6-3滑动的过程中，带动弧面卡套6顺着工作台4轴线方向做回转运动，直至转动卡槽11脱离与导轨13-6的回转部13-6-3卡接后，弧面卡套6回到初始状态且保持静止，而转动卡槽11将会在扭簧的作用下回到起始位置；

S33：调整牵连杆8至起始位置：继续拉升工作台4，此时活动卡台18从传动支撑槽10-4运动到复位槽10-5内，且沿着复位槽10-5斜向上运动，当工作台4上升到起始位置后，活动卡台18通过第二阶梯10-7进入到加速直槽10-1，从而回到起始位置；由于复位槽10-5和加速直槽10-1的槽口之间存在第二阶梯10-7，所以在活动卡台18进入到缓冲槽段10-2内第二弹簧18-2将会推动第二限位底板18-3向前运动，从而时卡接头18-1卡入该位置更深的加速直槽10-1内，第二阶梯10-7的作用是保证锻造过程中，活动卡台18顺着加速直槽10-1向下竖直运动（需要注意的是，第一阶梯10-6和第二阶梯10-7产生分别是由加速直槽10-1的槽底以及复位槽10-5的槽底沿着活动卡台18运动方向逐渐变浅实现的）。

本发明通过设置有着独特运动的牵连杆8，利用锻锤3上升时带动牵连杆8运动，从而带动弧面卡套6将锻件5夹紧、旋转和放松，从而使锻件5可以等角度均匀转动，从而方便锻件5可以被锻锤3均匀稳定的锻造，使其拥有稳定且均质的锻造组织，也使锻造的精度更高，此外，本发明的工艺中，锻造过程中不需要工人参与，从而降低了人工劳动强度，也极大降低了环形锻件5锻造当中可能出现的危险。

作为本发明的进一步方案：工作台4上开设有关于其外轮廓圆心对称的贯穿让位槽22，所有贯穿让位槽22正下方设置有与贯穿让位槽22同轴的支撑弧板25，支撑弧板25通过卡块16与地板1竖直方向滑动连接，所有支撑弧板25下端面共同固定设置在连接板21上；连接板21上开设有安置槽24；连接板21的正下方设置有通过卡块16与地板1横向滑动连接的牵连板26；牵连板26上等距设置有顶块23；连接板21正下方的顶块23嵌于安置槽24内；牵连板26靠近主动板13方向的侧板上对称设置有架杆27，两个架杆27的内侧面上均转动设置有导柱28；主动板13的安装部13-1两侧上下部分别对称设置有带有斜面的第一导块29和第二导块30，第一导块29和第二导块30的斜面上端的水平方向的距离大于导柱28的直径，且小于导柱28直径的两倍；第一导块29的高度小于挤压部13-3的高度，第一导块29和第二导块30的竖直方向的高度差大于转动部13-4的高度；支撑弧板25的上端面摩擦系数小于工作台4；

顶块23包括块体23-1，块体23-1的左侧面为斜向的楔形面23-3，楔形面23-3的上侧设置有支撑平台23-2。

本发明使用时，由于工作台4上长期受冲击载荷，所以它的粗糙程度不易保证，而锻件5是金属制造的，所以质量通常较大，这就导致了当顶爪7夹紧锻件5旋转时，需要克服锻件5与工作台4之间的摩擦力，所以主动板13的导向部13-2、挤压部13-3和转动部13-4与弧面卡套6之间有很大的工作压力，这就导致了弧面卡套6的外轮廓会存在很严重的磨损，需要一定加工精度的导轨13-6也会存在严重的磨损。为了解决上述可能存在的问题，工作时，当活动卡台18沿着进给槽10-3斜向上运动至于传动支撑槽10-4时，第一导块29也运动到导柱28的正下方，当牵连杆8竖直向上运动时，第一导块29的斜面将会挤压导柱28向左侧运动（如图13所示），从而通过架杆27使牵连板26上的顶块23将连接板21上的支撑弧板25顶起，进一步的顶起工作台4上的锻件5（需要注意的是当顶块23通过其上的楔形面23-3顶起连接板21后，第一导块29继续和导柱28相互作用，从而迫使支撑平台23-2增大与连接板21的接触面直至第一导块29与导柱28脱离接触，从而通过支撑平台23-2和连接板21下底面接触，承受重量）；牵连杆8继续向上运动，到弧面卡套6的顶爪7脱离与锻件5接触后，第二导块30的斜面和导柱28接触，从而反向拉回导柱28，即使支撑平台23-2脱离与连接板21的顶住状态，从而使连接板21在锻件5的和自身的重力作用下沿着楔形面23-3下落，当锻件5和工作台4接触后，连接板21继续下落一定距离，直至连接板21与牵连板26板接触，运动结束，导柱28也通过第二导块30的斜面脱离与第二导块30的连接。

本套技术方案，通过支撑弧板25在顶块23夹紧之前将锻件5顶起，从而减小旋转时锻件5的摩擦力，可以有效减小弧面卡套6的顶爪7夹动锻件5旋转所需的正压力，从而减小主动板13的导向部13-2、导轨13-6、挤压部13-3和转动部13-4受力，减小弧面卡套6、转动卡槽11和导轨13-6的磨损，进一步提高装置使用的稳定性，减小弧面卡套6、转动卡槽11和导轨13-6的磨损。

作为本发明的进一步方案：楔形面23-3的斜向与水平面的夹角小于第一导块29的斜面与水平面的夹角。第一导块29的斜面相对于楔形面23-3更加竖直，是因为第一导块29需要将其竖直向上的位移量转化为楔形面23-3的横向位移量，当楔形面23-3的斜向与水平面的夹角小于第一导块29的斜面与水平面的夹角时，第一导块29向上运动过程中，横向的摩擦角较小，从而第一导块29实际受力将减小。

作为本发明的进一步方案：支撑弧板25的上端面均匀分布有滚珠。滚珠具有很小的摩擦系数，当支撑弧板25顶起锻件5时，与锻件5接触的滚珠，从而使顶爪7很容易带动锻件5转动。

作为本发明的进一步方案：夹爪7-3的工作面为防滑材料制成。夹爪7-3需要其带动锻件5转动的力等于夹爪7-3的正压力与摩擦系数的乘积，当夹爪7-3采用防滑材料增大摩擦系数后，就可以降低夹爪7-3的正压力，从而减小对夹爪7-3的强度要求。

作为本发明的进一步方案：转动卡槽11与弧面卡套6的连接方式是球铰链转动连接。当转动卡槽11经过旋转部13-6-1和平移限位部13-6-2，以及平移限位部13-6-2和回转部13-6-3接触点时，转动卡槽11和导轨13-6可能不能够完全卡接，当使用球铰链转动连接时，转动卡槽11的转动还可以存在小角度的反转，从而可以提高与导轨13-6的卡接程度，进一步提高零件的稳定性。

需要注意的是：连接台2外接伸缩装置；所有与地板1的滑动连接和转动连接，均是由卡块16和地板1设置的卡槽连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种高精度锻件的锻造工艺，所使用的锻造装置包括锻锤、地板、连接台、锻件和工作台；所述工作台固定设置在地板上，所述锻件水平放置在所述工作台上，所述锻锤固定设置在所述连接台上，所述连接台外接拉升释放动力件；其特征在于：所述工作台下侧地板上通过卡块转动设置有安装架，所述安装架通过其上开设的滑槽对称滑动设置有弧面相正对的连接弧板，所述连接弧板通过第三弹簧与所述安装架连接，每个所述连接弧板上均固定设置有齿条，且连接弧板之间的齿条对称啮合在与安装架中心转动连接的齿轮上；每个所述连接弧板上端面均同轴固定设置有弧面卡套；每个所述弧面卡套弧面上均对称固定设置有顶爪；其中一个所述弧面卡套的外弧面上转动设置有内嵌的转动卡槽，所述转动卡槽的回转中心设置有扭簧；所述连接台下底面上还滑动设置有牵连杆，所述牵连杆下端固定设置有主动板；所述牵连杆前后两端面高度方向上均固定设置有多个活动卡台，所述牵连杆前后两面均设置与地板固定连接的安装板，每个所述安装板靠近牵连杆的一面高度方向上均固定分布有与活动卡台一一对应的槽架；

所述顶爪包括安装座，所述安装座固定设置在所述弧面卡套的内弧面；所述安装座内的内弧面通过第一弹簧连接有第一限位底板，所述第一限位底板左侧端面固定设置有夹爪；所述第一弹簧为压缩弹簧；

所述活动卡台包括安装槽，所述安装槽开设在所述牵连杆上，所述安装槽内通过第二弹簧连接有第二限位底板，所述第二限位底板的左侧端面固定设置有卡接头；所述第二弹簧为压缩弹簧，且所述第二限位底板和安装槽槽口部分在安装状态下一直存在间隙；

所述主动板包括安装部，所述安装部上端固定设置有导向部，所述导向部下端的安装部弧面设置有倒向圆锥弧面的挤压部，所述挤压部下端的安装部弧面固定设置有圆柱弧面的转动部，所述转动部下端的安装部弧面固定设置有正向圆锥弧面的放松部；所述导向部、挤压部、转动部、放松部和安装部之间弧面均为同轴设置，且均为无缝连接；所述主动板上固定设置有起于转动部上侧一角止于安装部下侧一角的导轨，且所述导轨首尾段连线与安装部弧面轴线共面；所述导轨包括旋转部、平移限位部和回转部，且分别设置在所述主动板的转动部、放松部和安装部的弧面上；所述放松部对应的导轨的平移限位部为沿放松部弧面竖向设置，所述平移限位部位于转动部的接触点及位于安装部的接触点分别与所述导轨的起点和终点关于所在弧面成对角线；

所述槽架包括加速直槽、所述加速直槽末端连通有斜向上方向的进给槽，倾斜方向朝向所述锻件，所述进给槽末端连通有竖直向上的传动支撑槽，所述传动支撑槽的末端连通有斜向上的复位槽，所述复位槽和所述进给槽位于所述传动支撑槽的同一侧；所述复位槽的末端与所述加速直槽接通；所述复位槽与加速直槽接通的接口位置设置有第二阶梯，所述加速直槽的与进给槽的接口位置设置有第一阶梯；所述加速直槽、进给槽、传动支撑槽和复位槽首尾相接；且所述第一阶梯下侧加速直槽的延伸线上设置有缓冲槽段；

该锻造工艺包括以下步骤：

S1：先将周向锻造好的圆环状锻件同轴放置在工作台上；

S2：锻造锻件；释放吊装好的工作台，工作台将沿着竖直方向向下运动，此时工作台将会带动锻锤和安装板向下运动，使锻锤砸到锻件对锻件进行锻造，而牵连杆在此过程中将会通过活动卡台在槽架的加速直槽内向下滑动；一次锻造结束后，当锻锤相对于锻件静止时，而此时活动卡台位于槽架的缓冲槽段内；

S3：拉升锻锤:通过外界的动力件将锻锤拉起，从而方便进一次的锻造；

所述S3步骤包括：S31调整主动板位置，S32调整锻件位置，S33调整牵连杆至起始位置；

所述S3具体过程如下：

S31：调整主动板位置：工作台向上运动，从而带动锻锤和牵连杆向上运动，此时牵连杆将会通过活动卡台沿着缓冲槽段先向上运动，经过第一阶梯的导向后，将会顺着进给槽斜向上运动；从而使牵连杆下端固定的主动板运动到弧面卡套的下端，从而完成调整主动板位置；

S32：调整锻件位置：通过主动板、弧面卡套和顶爪实现对锻件的位置的调整；

所述S32过程包括S321通过顶爪夹紧锻件，S322等角度定轴转动锻件，S323通过放松部和平移限位部松开锻件，和S324弧面卡套复位以及主动板脱离与弧面卡套的接触；

所述S32具体过程如下：

S321：通过顶爪夹紧锻件：牵连杆的活动卡台顺着传动支撑槽竖直向上运动，先是带动主动板上的导向部贴着弧面卡套的外轮廓向上运动，然后挤压部的圆锥弧面挤压弧面卡套朝着锻件方向运动，从而迫使弧面卡套上顶爪的夹爪夹紧锻件；

S322：等角度定轴转动锻件：牵连杆竖直向上运动，当挤压部的下端接触弧面卡套的外轮廓时，导轨的旋转部开始和靠近牵连杆的弧面卡套上的转动卡槽卡接，牵连杆继续向上运动，转动卡槽顺着导轨旋转部滑动，从而产生弧面卡套相对轴线的转动，进一步的，弧面卡套通过顶爪和锻件挤压力产生的摩擦力克服锻件由于自身重力和工作台之间产生的摩擦力从而发生转动；

S323：通过放松部和平移限位部松开锻件：牵连杆的活动卡台继续沿着传动支撑槽向上运动，当弧面卡套的外轮廓脱离与转动部的接触时，弧面卡套将会在转动卡槽和平移限位部的作用下在放松部的弧面，沿着径向分离；从而放开对锻件的挤压；

S324：弧面卡套复位以及主动板脱离与弧面卡套的接触：牵连杆继续向上运动，当转动卡槽开始和导轨的回转部卡接时，随着回转部的向上运动，转动卡槽将会在顺着导轨回转部滑动的过程中，带动弧面卡套顺着工作台轴线方向做回转运动，直至转动卡槽脱离与导轨的回转部卡接后，弧面卡套回到初始状态且保持静止，而转动卡槽将会在扭簧的作用下回到起始位置；

S33：调整牵连杆至起始位置：继续拉升工作台，此时活动卡台从传动支撑槽运动到复位槽内，且沿着复位槽斜向上运动，当工作台上升到起始位置后，活动卡台通过第二阶梯进入到加速直槽，从而回到起始位置；

当进行一次步骤S31后，循环重复步骤S32，S33，直至一个锻件完全加工结束即可。

2.根据权利要求1所述的一种高精度锻件的锻造工艺，其特征在于：所述工作台上开设有关于其外轮廓圆心对称的贯穿让位槽，所有所述贯穿让位槽正下方设置有与贯穿让位槽同轴的支撑弧板，所述支撑弧板通过卡块与地板竖直方向滑动连接，所有所述支撑弧板下端面共同固定设置在连接板上；所述连接板上开设有安置槽；所述连接板的正下方设置有通过卡块与地板横向滑动连接的牵连板；所述牵连板上等距设置有顶块；连接板正下方的顶块嵌于安置槽内；所述牵连板靠近主动板方向的侧板上对称设置有架杆，两个所述架杆的内侧面上均转动设置有导柱；所述主动板的安装部两侧上下部分别对称设置有带有斜面的第一导块和第二导块，所述第一导块和第二导块的斜面上端的水平方向的距离大于所述导柱的直径，且小于所述导柱直径的两倍；所述第一导块的高度小于挤压部的高度，所述第一导块和第二导块的竖直方向的高度差大于所述转动部的高度；所述支撑弧板的上端面摩擦系数小于所述工作台；

所述顶块包括块体，所述块体的左侧面为斜向的楔形面，所述楔形面的上侧设置有支撑平台。

3.根据权利要求2所述的一种高精度锻件的锻造工艺，其特征在于：所述楔形面的斜向与水平面的夹角小于所述第一导块的斜面与水平面的夹角。

4.根据权利要求2所述的一种高精度锻件的锻造工艺，其特征在于：所述支撑弧板的上端面均匀分布有滚珠。

5.根据权利要求1所述的一种高精度锻件的锻造工艺，其特征在于：所述夹爪的工作面为防滑材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种高精度锻件的锻造工艺，其特征在于：所述转动卡槽与弧面卡套的连接方式是球铰链转动连接。

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