CN114178427A - 环坯一次成型装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环件热加工设备领域，尤其是涉及一种环坯一次成型装置，包括：主缸，副缸，砧板，定心缸，顶缸，龙门架。还公开一种环坯一次成型工艺，包括：将料坯预先碾压成饼状，再将饼状料坯冲压形成环坯等步骤。本发明利用主缸以及副缸的同轴设置，使得碾压工序和冲压工序能在同一台设备中实现，实现了对环坯的一次成型工艺，大大提高了生产效率；利用多个同时向中心推动的定心缸，以保证料坯的位置能始终保持在第一冲压通道和第二冲压通道的中心位置，使得最后成型的环坯形状较好，提高了生产的良品率。

Description

环坯一次成型装置及工艺

技术领域

本发明涉及环件热加工设备领域，尤其是涉及一种环坯一次成型装置及工艺。

背景技术

在制作环件前，通常需要将料坯制成环坯后方可进行后续加工，传统环坯加工方式通常存在一些缺陷。环坯加工时，需要至少两台设备分别对料坯进行碾压，待料坯碾压成料饼后，再进行冲压形成环坯，较为浪费。另外，环坯加工时，若料饼位置不好，则容易导致环坯如图1中，开孔位置偏移，从而导致废品率的上升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设计一种将碾压和冲压工序结合到一起并能保持料坯位置准确的环坯一次成型装置及工艺。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

环坯一次成型装置，包括：

主缸，

副缸，与所述主缸同轴设置，其内部开设有第一冲压通道以供所述主缸通过，

砧板，用以放置待成型的料坯，砧板中间开设有第二冲压通道，与所述第一冲压通道相对应，

定心缸，设置于所述副缸与砧板，用以推动料坯到达砧板中心处，

顶缸，设置于砧板下方，其顶部可穿过所述第二冲压通道并向上延伸，

龙门架，设置于砧板上方，与所述副缸固定连接。

进一步地，所述主缸包括：

顶板，

冲压杆，固定设置于所述顶板下表面，插入所述第一冲压通道内。

进一步地，所述主缸与副缸之间还设有连接件，包括：

第一铰接座，设置于所述顶板底面，

第二铰接座，设置于所述副缸上表面，

第三铰接座，设置于所述顶板底面，

第一连接杆，端部与所述第一铰接座铰接，

第二连接杆，端部与所述第二铰接座铰接，

铰接气缸，端部与所述第三铰接座铰接，

所述第一连接杆，第二连接杆以及铰接气缸，其另一侧端部互相之间形成铰接。

进一步地，所述砧板包括：

砧板本体，

第二冲压通道，竖直开设于所述砧板本体中心，并与所述第一冲压通道对应，

支撑柱，设置于所述砧板本体底部，

轴承座，套设于所述砧板本体外周，

进一步地，所述砧板本体的上表面还开设有关于所述第二冲压通道对称的槽道。

进一步地，所述顶缸包括：

连接板，

顶杆，设置于所述连接板顶部并插入所述第二冲压通道内，

顶升气缸，固定于所述连接板底部。

进一步地，所述定心缸包括：

齿圈，套设于所述轴承座外侧，

过桥齿轮，下端部分与所述齿圈相啮合，

推头，部分设置于所述槽道内，推头后端与所述过桥齿轮的上端部分啮合。

进一步地，所述推头内侧端部内凹形成弧形。

进一步地，所述龙门架包括：

立柱，对称设置于所述砧板上表面，

横梁，固定于所述立柱之间，

伸缩杆，固定设置于所述横梁与副缸之间。

环坯一次成型工艺，包括以下步骤：

步骤一：将高径比小于等于2.5的坯料放置于砧板本体上，利用定心缸对坯料进行定心；

步骤二：利用副缸下压将坯料碾压成饼状，副缸升起；

步骤三：顶缸向上将料饼顶起，顶缸回收；

步骤四：主缸向下延伸将料饼中心冲压形成环坯。

综上所述，本发明相较于传统技术手段具有的有益效果是：

1.本发明利用主缸以及副缸的同轴设置，使得碾压工序和冲压工序能在同一台设备中实现，减少了工作步骤，实现了对环坯的一次成型工艺，大大提高了生产效率。

2.本发明利用多个同时向中心推动的定心缸，以保证料坯的位置能始终保持在第一冲压通道和第二冲压通道的中心位置，使得最后成型的环坯形状较好，提高了生产的良品率。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为环坯开孔位置不正时所形成的产品；

图2为本发明的装配结构示意图；

图3为图2的A处放大图；

图4为图2的B处放大图；

图5为本发明的连接件的工作原理示意图；

图6为砧板本体的俯视图。

其中：

10.主缸、11.顶板、12.冲压杆；

20.副缸、21.第一冲压通道；

30.连接件、31.第一铰接座、32.第二铰接座、33.第三铰接座、34.第一连接杆、35.第二连接杆、36.铰接气缸；

40.砧板、41.砧板本体、411.槽道、42.第二冲压通道、43.支撑柱、44.轴承座；

50.顶缸、51.连接板、52.顶杆、53.顶升气缸；

60.定心缸、61.齿圈、62.过桥齿轮、621.安装板、63.推头；

70.龙门架、71.立柱、72.横梁、73.伸缩杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考下列附图说明，将对本发明的主缸10、副缸20、定心缸60、砧板40、顶缸50以及龙门架70的结构以及其之间的连接关系进行进一步地说明：

参考图2，主缸10和副缸20之间是同轴设置的。主缸10为一T字型结构，其上部分是顶板11，在顶板11的底部则是冲压杆12，该冲压杆12与顶板11之间通常为一体成型，亦可选用焊接或其他固定连接方式进行固定。优选地，冲压杆12设置在顶板11中心处，使顶板11受力时更加均匀。副缸20为一柱状结构，其中间开设第一冲压通道21，该第一冲压通道21与前述的冲压杆12相匹配，冲压杆12通常是插入在第一冲压通道21内的。为了达到更好的实施效果，冲压杆12和第一冲压通道21之间一般涂有润滑油。冲压杆12的长度是长于副缸20的高度的。

在具体实施时，为达到最好的实施效果，在碾压阶段，冲压杆12的底部应与副缸20的底面持平，当副缸20和主缸10同时下压时，将料坯碾压成料饼。在冲压阶段时，冲压杆12将向下运动超出副缸20底面，超出长度应略长于料饼的厚度。

在主缸10和副缸20之间设置有控制主缸10和副缸20相对位置的连接件30，该连接件30设置在顶板11的下表面与副缸20的上表面之间。具体地来说，该连接件30包括三个铰接座，分别为安装在顶板11下表面的第一铰接座31和第三铰接座33，安装在副缸20上表面的第二铰接座32。第一铰接座31上铰接有第一连接杆34，第二铰接座32上铰接有第二连接杆35，第三铰接座33上则铰接有铰接气缸36。前述的第一连接杆34、第二连接杆35以及铰接气缸36的另一侧端部又铰接在一起。

连接件30的工作原理简述：当铰接气缸36处于固定长度时，第一连接杆34、第二连接杆35以及铰接气缸36处于一个稳定的状态，三者互相牵制使得主缸10与副缸20之间形成支撑，进而使得主缸10与副缸20保持相对静止的状态。

当铰接气缸36收缩时，如图4和图5，由于主缸10和副缸20之间呈同轴设置，因此，在主缸10和副缸20的相互作用之下，第一连接杆34和第二连接杆35发生倾斜，进而使得主缸10的顶板11和副缸20之间的距离缩短，最终使得冲压杆12向下延伸超出副缸20，铰接气缸36停止收缩后，主缸10与副缸20位置即被固定。

参考图我和图6，砧板本体41呈圆形，上表面上还设置有槽道411。在砧板本体41外周套设有轴承座44，在砧板本体41的下方还固定有支撑柱43，在砧板40中心位置开设有第二冲压通道42，第二冲压通道42的中心与第一冲压通道21的中心相对应。该第二冲压通道42可容置后续顶缸50的通过。

参考图2和3，定心缸60包括设置在轴承座44外周面上的齿圈61，该齿圈61可绕轴承座44自由旋转。齿圈61则由外部动力驱动。在实施过程中，还设置有一驱动机构(图中未示出)，该驱动机构包括一输出轴向上的伺服电机，伺服电机端部设置有主动齿轮，该主动齿轮和齿圈61啮合使得齿圈61能够获得动力。

在砧板本体41的槽道411411侧面下方还设置有一侧开口的安装板621，该安装板621底部和砧板本体41连接在一起，在其内设置有可自由旋转的、与齿圈61啮合的过桥齿轮62。过桥齿轮62的下端部分与齿圈61啮合，过桥齿轮62的上端部分则啮合有推头63，推头63侧面设置有齿，其本体设置在前述的槽道411411内，当伺服电机驱动齿圈61旋转时，多个槽道411411内的多个推头63将会同时向第二冲压通道42中心推进，进而使得料坯能够稳稳地落在砧板本体41的中心处，即主缸10和副缸20的中心处。

推头63的内侧端部设置为内凹的弧形，其可有效防止在推头63推动料坯的时候，料坯从推头63侧边滑出。

参考图2，在砧板本体41的下方设置有顶缸50，顶缸50包括连接板51，连接板51连通顶部的顶杆52和底部的顶升气缸53，其中，顶杆52和第二冲压通道42匹配，并在实施过程中，可向上顶起并延伸。

参考图2，本发明还具有龙门架70，龙门架70包括两根对称设置在砧板本体41上的立柱71，在立柱71顶端之间则设置有横梁72，在该横梁72下方则设置有可变换长度的伸缩杆73，该伸缩杆73一般采用油缸。伸缩杆73的底部则和副缸20的上表面固定连接。

本发明的工作原理简述：

当料坯放置在砧板本体41上时，此时，顶缸50的顶缸50顶部是与砧板本体41的上表面齐平的，外部驱动机构驱动齿圈61转动，齿圈61带动与之相啮合的推头63向中心移动，进而完成定心工序。完成定心工序后，外部驱动机构反转使得推头63离开。

推头63离开后，龙门架70上的伸缩杆73推动主缸10和副缸20一起下压(此时主缸10底面和副缸20底面相齐平)，将柱状的料坯碾压成为饼状的料饼，即完成碾压工序。

碾压工序完成后，伸缩杆73带动主缸10和副缸20一起回缩，顶升气缸53推动顶杆52将可能粘在砧板本体41上的料饼顶开，后回缩，并回缩至顶杆52顶面和砧板本体41上表面之间形成一定落差，该落差高度应大于料饼厚度。

与此同时，铰接气缸36开始收缩，使得主缸10的底部开始超出副缸20的底部，直至超出部分略长于料饼厚度，但不超过前述的顶杆52和砧板本体41之间的落差的高度。

伸缩杆73再次带动主缸10和副缸20一起下压，由于主缸10底端超出副缸20，故而可将料饼冲压成型，进而冲压形成环坯，实现了一次成型的目的。

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 (10)

1.环坯一次成型装置，其特征在于，包括：

主缸，

副缸，与所述主缸同轴设置，其内部开设有第一冲压通道以供所述主缸通过，

砧板，用以放置待成型的料坯，砧板中间开设有第二冲压通道，与所述第一冲压通道相对应，

定心缸，设置于所述副缸与砧板，用以推动料坯到达砧板中心处，

顶缸，设置于砧板下方，其顶部可穿过所述第二冲压通道并向上延伸，

龙门架，设置于砧板上方，与所述副缸固定连接。

2.根据权利要求1所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述主缸包括：

顶板，

冲压杆，固定设置于所述顶板下表面，插入所述第一冲压通道内。

3.根据权利要求2所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述主缸与副缸之间还设有连接件，包括：

第一铰接座，设置于所述顶板底面，

第二铰接座，设置于所述副缸上表面，

第三铰接座，设置于所述顶板底面，

第一连接杆，端部与所述第一铰接座铰接，

第二连接杆，端部与所述第二铰接座铰接，

铰接气缸，端部与所述第三铰接座铰接，

所述第一连接杆，第二连接杆以及铰接气缸，其另一侧端部互相之间形成铰接。

4.根据权利要求1所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述砧板包括：

砧板本体，

第二冲压通道，竖直开设于所述砧板本体中心，并与所述第一冲压通道对应，

支撑柱，设置于所述砧板本体底部，

轴承座，套设于所述砧板本体外周。

5.根据权利要求4所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述砧板本体的上表面还开设有关于所述第二冲压通道对称的槽道。

6.根据权利要求1所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述顶缸包括：

连接板，

顶杆，设置于所述连接板顶部并插入所述第二冲压通道内，

顶升气缸，固定于所述连接板底部。

7.根据权利要求5所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述定心缸包括：

齿圈，套设于所述轴承座外侧，

过桥齿轮，下端部分与所述齿圈相啮合，

推头，部分设置于所述槽道内，推头后端与所述过桥齿轮的上端部分啮合。

8.根据权利要求7所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述推头内侧端部内凹形成弧形。

9.根据权利要求1所述的环坯一次成型装置，其特征在于，所述龙门架包括：

立柱，对称设置于所述砧板上表面，

横梁，固定于所述立柱之间，

伸缩杆，固定设置于所述横梁与副缸之间。

10.环坯一次成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将高径比小于等于2.5的坯料放置于砧板本体上，利用定心缸对坯料进行定心；

步骤二：利用副缸下压将坯料碾压成饼状，副缸升起；

步骤三：顶缸向上将料饼顶起，顶缸回收；

步骤四：主缸向下延伸将料饼中心冲压形成环坯。

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