CN115301868A - 一种金属板材锻造设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锻造技术领域，提供了一种金属板材锻造设备及方法，其中，所述金属板材锻造设备包括底座，底座上安装有电动旋转柱，电动旋转柱的周向侧壁固定安装有四个托板，四个托板上均安装有可沿其长度方向移动的推拉板，推拉板上安装有夹持机构，托板的末端安装有托起机构，底座的左右两侧分别为碾压位和锻造位，底座的前后两侧分别为加热位和上下料位，锻造位上安装有锻压机，碾压位上安装有支架，支架上安装有碾压机和裁断机构，碾压位上位于碾压机的出料位处还安装有整平机，加热位安装有加热炉。该设备能够自动化的完成初锻、加热、碾压以及整平过程，自动化程度高，大大提高金属板材的锻造过程，更加安全。

Description

一种金属板材锻造设备及方法

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，尤其涉及一种金属板材锻造设备及方法。

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。

目前对于一些厚度较厚的金属板材，为了提高板材的性能，会采用锻造的形式进行生产，但是现有的锻造设备在生产时往往需要多名操作工配合，在锻造时需要人为多次调整胚料的锻造角度，操作不便，具有安全隐患，并且多次锻造生产板材的方式效率低下。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种金属板材锻造设备及方法，该设备能够自动化的完成初锻、加热、碾压以及整平过程，自动化程度高，大大提高金属板材的锻造过程，更加安全。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种金属板材锻造设备，包括底座，所述底座上安装有电动旋转柱，所述电动旋转柱的周向侧壁固定安装有四个托板，所述四个托板上均安装有可沿其长度方向移动的推拉板，所述推拉板上安装有夹持机构，所述托板的末端安装有托起机构，所述底座的左右两侧分别为碾压位和锻造位，底座的前后两侧分别为加热位和上下料位，所述锻造位上安装有锻压机，所述碾压位上安装有支架，所述支架上安装有碾压机和裁断机构，所述碾压位上位于碾压机的出料位处还安装有整平机，所述加热位安装有加热炉。

优选地，所述托板内设有条形腔，所述条形腔内安装有伸缩气囊，所述伸缩气囊的伸缩端固定连接有滑块，所述滑块的外侧与条形腔的内壁间通过第一弹簧弹性连接，所述滑块的顶部固定有连接块，所述托板上设有供连接块穿出的条形口，所述连接块与推拉板的底部固定连接，所述底座上安装有可向伸缩气囊供气的泵气机构。

优选地，所述泵气机构包括安装在底座上的气缸，所述气缸的伸缩端固定连接有环形板，所述环形板设置在电动旋转柱的外围，所述环形板的顶部固定连接有环形管，所述环形管的顶部周向上固定连接有四个气管，所述气管内均安装有阀门，所述伸缩气囊的底部连接有从托板底部延伸出的对接管，所述对接管适配对应的气管，所述底座上安装有与环形管连接的气泵。

优选地，所述夹持机构包括设置在推拉板上的安装槽，所述安装槽内转动连接有双头螺纹杆，所述双头螺纹杆的两侧均螺纹连接有弧形夹板，所述双头螺纹杆的一端固定连接有延伸出安装槽的转轴，所述转轴的末端固定有齿轮，所述托板的前端安装有可上下移动与齿轮配合的齿板。

优选地，所述托板的前端与齿轮的对应侧设有安装腔，所述安装腔内通过第二弹簧弹性连接有两根抵杆，所述两根抵杆的上端均延伸出安装腔并与齿板固定连接，所述托板的后端底部安装有与第二弹簧电性连接的导电头，所述环形板的顶部对应上下料位处安装有与导电头配合的导电座，所述导电座外接电源和开关。

优选地，所述托板的前端内设有圆腔，所述圆腔内通过第三弹簧弹性连接有延伸出圆腔的连接杆，所述连接杆的上端固定连接有楔形块，所述楔形块的顶部转动连接有导向辊，所述导向辊的中部环向设有导向槽，所述楔形块的斜面朝前。

优选地，所述裁断机构包括机座，所述机座上设有对应碾压机的裁断口，所述机座的顶部安装有液压缸，所述液压缸的伸缩端延伸至裁断口内并固定有裁断刀。

本发明还公开了一种金属板材锻造方法，包括以下具体步骤：

S1、将加热得到的金属棒胚料从上下料位送入托板上，推拉板前移通过弧形夹板夹持住金属棒胚料的尾端，推拉板后移即可将金属棒胚料拉至托板上，完成上料过程；

S2、启动电动旋转柱带动托板转至锻造位，由推拉板将金属棒胚料缓慢的推入锻压机内，将金属棒胚料锻造成厚板状；

S3、厚度较厚的金属板材转至加热位，厚板材被快速送入加热炉中，加热至大于800℃，使其易于碾压；

S4、加热后的厚板材转至碾压位，厚板材推送至碾压机内，经两个碾压辊碾压成厚度较小的板材，紧接着送入整平机内，整平机由液压驱动的整平板组成，对厚度较小的板材进行整平得到符合要求的金属板材，裁断机构将多余的未加工的金属棒胚料裁断；

S5、裁断后的金属棒胚料再次回到上下料位，在推拉板复位过程中，打开开关，使齿板与齿轮啮合，即可在齿轮后移时反向转动，通过双头螺纹杆带动弧形夹板分开，完成释放过程，即可进行下料。

本发明的有益效果为：

1.通过在底座的前后左右设置上下料位、锻造位、加热位和碾压位，还设置有电动旋转柱和四个托板，能够自动化的带动金属棒胚料依次进行锻造、加热、碾压以及整平过程，锻造过程更加安全，金属棒胚料先经过锻压机进行初锻，将金属棒胚料锻压成具有一定厚度的板材，再将厚板材送入加热炉中加热，随后经过碾压机碾压成厚度较小的板材，最后经整平机整平，大大提高了金属板材的加工效率。

2.通过安装推拉板和夹持机构，可通过气缸带动环形板上下移动，进而控制气管与对接管的对接与分离，对接后，启动气泵，即可向伸缩气囊供气，伸缩气囊充气展开，带动推拉板前移，分离后，伸缩气囊内的气体在第一弹簧作用下将气体挤出，推拉板复位，在通过夹持机构可将金属棒胚料一端夹持拉至托板或者推拉托板，即可实现将金属棒胚料自动化的送入锻压机、加热炉、碾压机以及整平机内。

3.通过安装齿轮和齿板，当推拉板前移时经过齿板，可通过开关控制导电座电路的通断，电路接通，通过导电座以及导电头使第二弹簧通电，第二弹簧通电收缩，进而带动齿板上移与齿轮啮合，推拉板前移，齿轮转动带动双头螺纹杆转杆，进而通过两个弧形夹板将金属棒胚料一端夹紧，推拉板后移，可实现自动释放过程，金属棒胚料可在旋转过程中始终保持夹持状态。

4.通过设置楔形块和导向辊，金属棒胚料可经过导向辊上的环向导向槽进行限位，当初段后，导向辊可将厚板材托起，提高棒材或者板材推送料过程的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明提出的托板俯视图；

图3为本发明提出的托板侧面剖视图；

图4为本发明提出的托板俯视剖视图；

图5为本发明提出的托板内安装腔剖视图；

图6为本发明提出的环形板俯视图；

图7为本发明提出的裁断机构结构示意图；

图8为本发明实施例2结构示意图；

图9为图8中限位筒剖视图。

图中：1底座、2托板、3楔形块、4导电座、5条形口、6推拉板、7电动旋转柱、8环形板、9锻压机、10加热炉、11整平机、12支架、13碾压机、14机座、15导向辊、16导向槽、17齿板、18齿轮、19弧形夹板、20双头螺纹杆、21安装腔、22圆腔、23条形腔、24第一弹簧、25滑块、26连接块、27伸缩气囊、28连接杆、29抵杆、30第二弹簧、31导电头、32对接管、33第三弹簧、34裁断口、35裁断刀、36液压缸、37气泵、38环形管、39气管、40限位筒、41电机、42转杆、43固定筒、44第四弹簧、45楔形撞击头、46筒口。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”，“水平的”，“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

实施例1

参照图1-7，一种金属板材锻造设备，包括底座1，底座1上安装有电动旋转柱7，电动旋转柱7的周向侧壁固定安装有四个托板2，四个托板2上均安装有可沿其长度方向移动的推拉板6，推拉板6上安装有夹持机构，托板2的末端安装有托起机构，底座1的左右两侧分别为碾压位和锻造位，底座1的前后两侧分别为加热位和上下料位，锻造位上安装有锻压机9，碾压位上安装有支架12，支架12上安装有碾压机13和裁断机构，碾压位上位于碾压机13的出料位处还安装有整平机11，加热位安装有加热炉10。

进一步的，托板2内设有条形腔23，条形腔23内安装有伸缩气囊27，伸缩气囊27的伸缩端固定连接有滑块25，滑块25的外侧与条形腔23的内壁间通过第一弹簧24弹性连接，滑块25的顶部固定有连接块26，托板2上设有供连接块26穿出的条形口5，连接块26与推拉板6的底部固定连接，底座1上安装有可向伸缩气囊27供气的泵气机构，伸缩气囊27的伸缩可带动推拉板6的前后移动。

具体的，泵气机构包括安装在底座1上的气缸，气缸的伸缩端固定连接有环形板8，环形板8设置在电动旋转柱7的外围，环形板8的顶部固定连接有环形管38，环形管38的顶部周向上固定连接有四个气管39，气管39内均安装有阀门，伸缩气囊27的底部连接有从托板2底部延伸出的对接管32，对接管32适配对应的气管39，底座1上安装有与环形管38连接的气泵37。

具体的，夹持机构包括设置在推拉板6上的安装槽，安装槽内转动连接有双头螺纹杆20，双头螺纹杆20的两侧均螺纹连接有弧形夹板19，双头螺纹杆20的一端固定连接有延伸出安装槽的转轴，转轴的末端固定有齿轮18，托板2的前端安装有可上下移动与齿轮18配合的齿板17。

进一步的，托板2的前端与齿轮18的对应侧设有安装腔21，安装腔21内通过第二弹簧30弹性连接有两根抵杆29，两根抵杆29的上端均延伸出安装腔21并与齿板17固定连接，托板2的后端底部安装有与第二弹簧30电性连接的导电头31，环形板8的顶部对应上下料位处安装有与导电头31配合的导电座4，导电座4外接电源和开关，对齿板17的上下移动控制，可实现夹持机构的自动夹持和自动释放。

进一步的，托板2的前端内设有圆腔22，圆腔22内通过第三弹簧33弹性连接有延伸出圆腔22的连接杆28，连接杆28的上端固定连接有楔形块3，楔形块3的顶部转动连接有导向辊15，导向辊15的中部环向设有导向槽16，楔形块3的斜面朝前，环向设置的导向槽16可对直径较小的金属棒胚料进行限位。

具体的，裁断机构包括机座14，机座14上设有对应碾压机13的裁断口34，机座14的顶部安装有液压缸36，液压缸36的伸缩端延伸至裁断口34内并固定有裁断刀35，启动液压缸36带动裁断刀35下移，将多余的未加工的金属棒胚料裁断。

本发明还公开了一种金属板材锻造方法，包括以下具体步骤：

S1、将加热得到的金属棒胚料从上下料位送入托板2上，推拉板6前移通过弧形夹板19夹持住金属棒胚料的尾端，推拉板6后移即可将金属棒胚料拉至托板2上，完成上料过程；

S2、启动电动旋转柱7带动托板2转至锻造位，由推拉板6将金属棒胚料缓慢的推入锻压机9内，将金属棒胚料锻造成厚板状；

S3、厚度较厚的金属板材转至加热位，厚板材被快速送入加热炉10中，加热至大于800℃，使其易于碾压；

S4、加热后的厚板材转至碾压位，厚板材推送至碾压机13内，经两个碾压辊碾压成厚度较小的板材，紧接着送入整平机11内，整平机11由液压驱动的整平板组成，对厚度较小的板材进行整平得到符合要求的金属板材，裁断机构将多余的未加工的金属棒胚料裁断；

S5、裁断后的金属棒胚料再次回到上下料位，在推拉板6复位过程中，打开开关，使齿板17与齿轮18啮合，即可在齿轮18后移时反向转动，通过双头螺纹杆20带动弧形夹板19分开，完成释放过程，即可进行下料。

工作原理：加热至锻造温度的金属棒胚料通过上下料位送入对应位置的托板2上，金属棒胚料经楔形块3的斜面后，再经过导向辊15中部的环向导向槽16限位，此时启动气缸带动环形板8上移，使气管39上移对接托板2底部的对接管32，启动气泵37，气体进入环形管38内，再通过气管39和对接管32进入伸缩气囊27内，此位置气管39内的阀门处于全开状态，伸缩气囊27伸缩速度快，可通过滑块25和连接块26快速推动推拉板6前移抵触楔形块3，前移的同时，打开开关，电源为导电座4通电，由于导电头31接触导电座4，电路导通，第二弹簧30通电收缩，进而通过抵杆29带动齿板17上移，齿轮18前移的同时与齿板17啮合，带动其转动，进而带动双头螺纹杆20转动，再带动两个弧形夹板19夹持住金属棒胚料的尾端，环形板8下移，气管39与对接管32分离，伸缩气囊27内的气体受第一弹簧24的挤压排出复位，进而通过推拉板6将金属棒胚料拉至托板2上，楔形块3起到金属棒胚料前端托起的作用，值得注意的是，上料后的推拉板6在复位过程中，开关处于断开状态，齿板17不与后移的齿轮18啮合，进而保持在夹持状态。

启动电动旋转柱7带动托板2转至锻造位，环形板8上移，完成管路对接，此位置气管39内的阀门开启四分之一，气体缓慢进入处于锻造位的伸缩气囊27内，可将金属棒胚料缓慢的推至锻压机9内，将金属棒胚料锻造成厚板状，尾端处于夹持状态未送出托板2上的金属棒胚料未锻造，推拉板6后移，将金属厚板材拉至托板2上，继续转动至加热位，此位置气管39内的阀门处于全开状态，厚板材被快速送入加热炉10中，加热至大于800℃，使其易于碾压，随后转至碾压位，此位置气管39内的阀门开启二分之一，厚板材推送至碾压机13内，经两个碾压辊碾压成厚度较小的板材，紧接着送入整平机11内，整平机11由液压驱动的整平板组成，对厚度较小的板材进行整平得到符合要求的金属板材，启动液压缸36带动裁断刀35下移，将多余的未加工的金属棒胚料裁断。

裁断后的金属棒胚料再次回到上下料位，为了释放残留的金属棒胚料，可在推拉板6复位过程中，打开开关，使齿板17与齿轮18啮合，即可在齿轮18后移时反向转动，完成释放过程，即可进行下料。

实施例2

参照图8-9所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，加热炉10的炉口处安装有限位筒40，限位筒40的筒壁上安装有电机41，电机41的输出轴延伸至限位筒40内并固定连接有转杆42，转杆42的侧壁固定有多个固定筒43，固定筒43内通过第四弹簧44弹性安装有楔形撞击头45，楔形撞击头45的撞击端延伸出固定筒43，限位筒40的底部设有供楔形撞击头45穿过的筒口46。

金属板经锻造后，表面会因锻造残留有氧化皮，在送入加热炉10加热前，可启动电机41带动转杆42转动，当固定筒43对应筒口46位置时，楔形撞击头45在第四弹簧44作用下释放，楔形撞击头45撞击推送的金属板，使金属板产生抖动，将氧化皮抖落，楔形撞击头45继续转动，其斜面抵触筒口46内壁后，会缩回至限位筒40内，实现持续撞击过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属板材锻造设备，包括底座（1），其特征在于，所述底座（1）上安装有电动旋转柱（7），所述电动旋转柱（7）的周向侧壁固定安装有四个托板（2），所述四个托板（2）上均安装有可沿其长度方向移动的推拉板（6），所述推拉板（6）上安装有夹持机构，所述托板（2）的末端安装有托起机构，所述底座（1）的左右两侧分别为碾压位和锻造位，底座（1）的前后两侧分别为加热位和上下料位，所述锻造位上安装有锻压机（9），所述碾压位上安装有支架（12），所述支架（12）上安装有碾压机（13）和裁断机构，所述碾压位上位于碾压机（13）的出料位处还安装有整平机（11），所述加热位安装有加热炉（10）。

2.根据权利要求1所述的一种金属板材锻造设备，其特征在于，所述托板（2）内设有条形腔（23），所述条形腔（23）内安装有伸缩气囊（27），所述伸缩气囊（27）的伸缩端固定连接有滑块（25），所述滑块（25）的外侧与条形腔（23）的内壁间通过第一弹簧（24）弹性连接，所述滑块（25）的顶部固定有连接块（26），所述托板（2）上设有供连接块（26）穿出的条形口（5），所述连接块（26）与推拉板（6）的底部固定连接，所述底座（1）上安装有可向伸缩气囊（27）供气的泵气机构。

3.根据权利要求2所述的一种金属板材锻造设备，其特征在于，所述泵气机构包括安装在底座（1）上的气缸，所述气缸的伸缩端固定连接有环形板（8），所述环形板（8）设置在电动旋转柱（7）的外围，所述环形板（8）的顶部固定连接有环形管（38），所述环形管（38）的顶部周向上固定连接有四个气管（39），所述气管（39）内均安装有阀门，所述伸缩气囊（27）的底部连接有从托板（2）底部延伸出的对接管（32），所述对接管（32）适配对应的气管（39），所述底座（1）上安装有与环形管（38）连接的气泵（37）。

4.根据权利要求3所述的一种金属板材锻造设备，其特征在于，所述夹持机构包括设置在推拉板（6）上的安装槽，所述安装槽内转动连接有双头螺纹杆（20），所述双头螺纹杆（20）的两侧均螺纹连接有弧形夹板（19），所述双头螺纹杆（20）的一端固定连接有延伸出安装槽的转轴，所述转轴的末端固定有齿轮（18），所述托板（2）的前端安装有可上下移动与齿轮（18）配合的齿板（17）。

5.根据权利要求4所述的一种金属板材锻造设备，其特征在于，所述托板（2）的前端与齿轮（18）的对应侧设有安装腔（21），所述安装腔（21）内通过第二弹簧（30）弹性连接有两根抵杆（29），所述两根抵杆（29）的上端均延伸出安装腔（21）并与齿板（17）固定连接，所述托板（2）的后端底部安装有与第二弹簧（30）电性连接的导电头（31），所述环形板（8）的顶部对应上下料位处安装有与导电头（31）配合的导电座（4），所述导电座（4）外接电源和开关。

6.根据权利要求1所述的一种金属板材锻造设备，其特征在于，所述托板（2）的前端内设有圆腔（22），所述圆腔（22）内通过第三弹簧（33）弹性连接有延伸出圆腔（22）的连接杆（28），所述连接杆（28）的上端固定连接有楔形块（3），所述楔形块（3）的顶部转动连接有导向辊（15），所述导向辊（15）的中部环向设有导向槽（16），所述楔形块（3）的斜面朝前。

7.根据权利要求1所述的一种金属板材锻造设备，其特征在于，所述裁断机构包括机座（14），所述机座（14）上设有对应碾压机（13）的裁断口（34），所述机座（14）的顶部安装有液压缸（36），所述液压缸（36）的伸缩端延伸至裁断口（34）内并固定有裁断刀（35）。

8.一种金属板材锻造方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1、将加热得到的金属棒胚料从上下料位送入托板（2）上，推拉板（6）前移通过弧形夹板（19）夹持住金属棒胚料的尾端，推拉板（6）后移即可将金属棒胚料拉至托板（2）上，完成上料过程；

S2、启动电动旋转柱（7）带动托板（2）转至锻造位，由推拉板（6）将金属棒胚料缓慢的推入锻压机（9）内，将金属棒胚料锻造成厚板状；

S3、厚度较厚的金属板材转至加热位，厚板材被快速送入加热炉（10）中，加热至大于800℃，使其易于碾压；

S4、加热后的厚板材转至碾压位，厚板材推送至碾压机（13）内，经两个碾压辊碾压成厚度较小的板材，紧接着送入整平机（11）内，整平机（11）由液压驱动的整平板组成，对厚度较小的板材进行整平得到符合要求的金属板材，裁断机构将多余的未加工的金属棒胚料裁断；

S5、裁断后的金属棒胚料再次回到上下料位，在推拉板（6）复位过程中，打开开关，使齿板（17）与齿轮（18）啮合，即可在齿轮（18）后移时反向转动，通过双头螺纹杆（20）带动弧形夹板（19）分开，完成释放过程，即可进行下料。

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