CN116408415A - 一种铝合金车轮锻造用顶出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锻造设备技术领域，且公开了一种铝合金车轮锻造用顶出装置，所述模芯和顶杆之间设有联动结构，所述联动结构使模芯和顶杆的运动方向相反，且所述模芯和顶杆至少有一个在顶杆运动到下极点位置才与联动结构实现传动。该铝合金车轮锻造用顶出装置，模芯与坯料之间的压强与顶杆与坯料之间的压强比值始终在合理范围内，减少由于顶杆内陷或凸出造成的变形，提高加工精度，同时，铸造时顶杆受到的压力减少，提高其使用寿命，其次，采用两段设置，顶出时，连接件的侧向力被隔离，减少顶出过程中，顶杆上产生的磨损，而在铸造时，顶杆和下模具之间的相对位移量较少，磨损量较少，减少了顶杆移动摆动量，提高定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及锻造设备技术领域，具体为一种铝合金车轮锻造用顶出装置。
背景技术
在自动化的车轮锻造过程中，坯料在机械手的夹持下，逐次地在各个模具中转移，逐步将方形的车轮锻造成为圆形的车轮。
在坯料转移时，需要顶出装置将其从模具中顶起，以便于机械臂上的夹钳夹持住坯料。顶出机构的驱动结构通常为曲柄结构、油/气压缸等往复运动装置，一般来说，在加工同一规格的轮毂时，往复运动装置的上下极点是固定的，但是，由于调整精度、温度变化、磨损等原因，顶杆上表面可能不与下模具底面重合，在上模具的锻造压力下，坯料表面内陷或凸出，降低加工精度，同时，当顶出结构凸出时，顶出间隔会承受较大的锻造压力，降低使用寿命。
其次，自动化生产线中，对坯料放置位置的精度有较高的要求，而顶出结构在长时间使用后，磨损产生的间隙增大，会使顶出结构晃动，每次将坯料顶出时的位置会发生变化，机械受加持的位置发生改变，降低机械手放置精度，当精度低于要求时，坯料锻造尺寸和密度分布过于不均匀，后期车轮动平衡的调整难度增加，降低产品的合格率。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种铝合金车轮锻造用顶出装置的技术方案，模芯与坯料之间的压强与顶杆与坯料之间的压强比值始终在合理范围内，减少由于顶杆内陷或凸出造成的变形，同时，采用两段设置，顶出时，连接件的侧向力被隔离，减少顶出过程中，顶杆上产生的磨损，减少了顶杆移动摆动量，提高定位精度，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种铝合金车轮锻造用顶出装置，包括下模具、模芯、上模具和顶杆所述模芯和顶杆均能相对于下模具轴向运动，所述模芯的上部设有用于放置坯料的上容纳腔，所述模芯的底部设有供顶杆穿过的孔；
所述模芯和顶杆之间设有联动结构，所述联动结构使模芯和顶杆的运动方向相反，且所述模芯和顶杆至少有一个在顶杆运动到下极点位置才与联动结构实现传动；
所述顶杆通过连接件与往复运动结构传动连接，所述连接件与顶杆之间能够相对移动。
优选的，所述模芯与上容纳腔的底部之间设有用于复位的弹性件，所述顶杆在下极点位置时，所述连接件抵接在顶杆的端部。
优选的，所述连接件包括与顶杆固定连接的连接套，所述连接套内设有预顶板，所述预顶板通过连杆与往复运动结构连接，所述预顶板的两侧与连接套的内壁之间均设有预压缩的预压弹簧。
优选的，所述联动结构由沿着模芯径向分布的中间楔块、第二楔块和第一楔块组成，所述第一楔块与顶杆的侧壁固定连接，所述中间楔块相对于坯料的底部水平滑动，所述限位槽固定连接有第二楔块，所述第一楔块、中间楔块和第二楔块之间均通过斜面滑动连接。
优选的，第二楔块和中间楔块之间的斜率大于中间楔块和第一楔块之间的斜率，使模芯和顶杆之间压强的比值在合理范围内。
优选的，所述模芯设有开口对着第一楔块的限位槽，所述中间楔块在限位槽内径向滑动，所述第二楔块通过紧固螺钉与模芯固定连接，所述限位槽的顶部预留有空间。
优选的，所述下模具活动连接有多个哥林柱，所述哥林柱同时穿过下模具和模芯，所述哥林柱与下模具滑动连接。
优选的，所述哥林柱的端部固定连接有同步环，多个哥林柱均与同一个同步环连接，所述顶杆穿过同步环，所述下模具的底部设有用于容纳同步环的下容纳腔，所述同步环与下容纳腔的侧壁滑动连接，所述同步环的底部与顶杆之间设有预顶弹簧，所述预顶弹簧的最大弹力小于坯料的重力，所述哥林柱穿过模芯并与模芯活动连接。
本发明具备以下有益效果：
1、该铝合金车轮锻造用顶出装置，模芯与坯料之间的接触面与顶杆与坯料之间的接触面是重合的，一方面，减少由于顶杆内陷或凸出造成的变形，同时对顶杆移动的控制精度要求降低 ，提高加工精度，另一方面，铸造时顶杆受到的压力减少，提高其使用寿命。
2、该铝合金车轮锻造用顶出装置，采用两段设置，顶出时，连接件的侧向力被隔离，减少顶出过程中，顶杆上产生的磨损，而在铸造时，顶杆和下模具之间的相对位移量较少，磨损量较少，减少了顶杆移动摆动量，提高定位精度。
附图说明
图1为本发明的正视图；
图2为本发明中连接件的第二种实施方式示意图；
图3为本发明的局部结构示意图；
图4为本发明中下模具的局部结构示意图；
图5为本发明中模芯的仰视图。
图中：1、下模具；2、模芯；3、上模具；4、顶杆；5、上容纳腔；6、第一楔块；7、中间楔块；8、第二楔块；9、限位槽；10、哥林柱；11、同步环；12、预顶弹簧；13、下容纳腔；14、连接件；141、连接套；142、预顶板；143、预压弹簧；144、连杆；15、坯料。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，当对坯料15进行开孔时，一种铝合金车轮锻造用顶出装置，包括下模具1、模芯2、上模具3和顶杆4，上模具3与压力机传动连接，压力机对本领域的公知技术，满足开孔压力和行程即可，本实施例不对此做详细叙述，模芯2和顶杆4均能相对于下模具1轴向运动，下模具1的内壁紧贴模芯2的外壁，顶杆4的外壁通过轴套与下模具1滑动连接，模芯2的上部设有用于放置坯料15的上容纳腔5，模芯2的底部设有供顶杆4穿过的孔；
模芯2和顶杆4之间设有联动结构，联动结构使模芯2和顶杆4的运动方向相反，且模芯2和顶杆4至少有一个在顶杆4运动到下极点位置才与联动结构实现传动，模芯2、顶杆4和联动结构之间刚性传动，即模芯2移动的同时，顶杆4会朝着相反的方向移动。
当坯料15放置在顶杆4上后，顶杆4向下移动到下极点位置，此时，上模具3往下压，若此时，顶杆4较为凸出，在压力作用下，顶杆4向下移动，模芯2向上移动，直至模芯2和顶杆4之间均贴紧坯料15，相互之间发生干涉，模芯2和顶杆4停止移动，反之，若顶杆4端面较低，也能实现模芯2和顶杆4的支撑平面均与坯料15贴紧。
顶杆4通过连接件14与往复运动结构传动连接，连接件14与顶杆4之间能够相对移动；
本实施例中顶杆4和连接件14的连接方式列举两种；
其一，模芯2与上容纳腔5的底部之间设有用于复位的弹性件(图1中未画出，顶杆4在下极点位置时，顶杆4的顶部较模芯2的底部低，连接件14抵接在顶杆4的端部，由于顶杆4的下移设有余量，当顶杆4缩回后，顶杆4的端面低于模芯2，当上模具3下压时，模芯2向下移动顶杆4朝上移动，与连接件14分离。
其二，请参阅图2，当连接件14与顶杆4之间作用力小于顶出压力时，连接件14与顶杆4之间不发生相对运动，而当压力大于顶出压力时，即压力机下压的锻造压力，其远大于顶出压力，顶杆4和连接件14发生相对运动。
连接件14包括与顶杆4固定连接的连接套141，连接套141内设有预顶板142，预顶板142通过连杆143与往复运动结构连接，预顶板142的两侧与连接套141的内壁之间均设有预压缩的预压弹簧144，预压缩产生的支撑力大于连接件14和顶杆4之间的顶出压力，保证在顶出时，顶杆4运行的平稳性，预压弹簧144穿过下方的预压弹簧144与往复运动结构传动连。
请参阅图3和图4，联动结构由沿着模芯2径向分布的中间楔块7、第二楔块8和第一楔块6组成，第一楔块6与顶杆4的侧壁固定连接，中间楔块7相对于坯料15的底部水平滑动，限位槽9固定连接有第二楔块8，第一楔块6、中间楔块7和第二楔块8之间均通过斜面滑动连接，模芯2受力，压力作用中间楔块7上，中间楔块7径向移动驱动第一楔块6带动顶杆4向上移动，反之，顶杆4受压也会驱动模芯2向上移动，第二楔块8和中间楔块7之间的斜率大于中间楔块7和第一楔块6之间的斜率，即模芯2承受的压力更大，模芯2到顶杆4之间的传动比由模芯2和顶杆4之间其支撑作用的截面积的比值决定，使模芯2和顶杆4之间压强的比值在合理范围内。
请参阅图5，模芯2设有开口对着第一楔块6的限位槽9，中间楔块7在限位槽9内径向滑动，第二楔块8通过紧固螺钉与模芯2固定连接，限位槽9的顶部预留有空间，便于模芯2的下降。
请参阅图1，下模具1活动连接有多个哥林柱10，数量大于模芯2，哥林柱10同时穿过下模具1和模芯2，哥林柱10与下模具1滑动连接，同步环11与上容纳腔5的内壁共同作用，对模芯2进行约束，保证模芯2轴向移动。
哥林柱10的端部固定连接有同步环11，多个哥林柱10均与同一个同步环11连接，顶杆4穿过同步环11，下模具1的底部设有用于容纳同步环11的下容纳腔13，同步环11与下容纳腔13的侧壁滑动连接，同步环11的长度相同，同步环11的底部与顶杆4之间设有预顶弹簧12，预顶弹簧12的最大弹力小于坯料15的重力，哥林柱10穿过模芯2并与模芯2活动连接，当上模具3移开后，预顶弹簧12的压力作用下坯料15与哥林柱10之间，保证二者之间有足够大的摩擦力，在顶杆4将坯料15顶起的过程中，哥林柱10和坯料15之间的摩擦力可以减少坯料15移动过程中的晃动，提高顶出后坯料15的位置一致性。
Claims (8)
1.一种铝合金车轮锻造用顶出装置，包括下模具（1）、模芯（2）、上模具（3）和顶杆（4）其特征在于：所述模芯（2）和顶杆（4）均能相对于下模具（1）轴向运动，所述模芯（2）的上部设有用于放置坯料（15）的上容纳腔（5），所述模芯（2）的底部设有供顶杆（4）穿过的孔；
所述模芯（2）和顶杆（4）之间设有联动结构，所述联动结构使模芯（2）和顶杆（4）的运动方向相反，且所述模芯（2）和顶杆（4）至少有一个在顶杆（4）运动到下极点位置才与联动结构实现传动；
所述顶杆（4）通过连接件（14）与往复运动结构传动连接，所述连接件（14）与顶杆（4）之间能够相对移动。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：所述模芯（2）与上容纳腔（5）的底部之间设有用于复位的弹性件，所述顶杆（4）在下极点位置时，所述连接件（14）抵接在顶杆（4）的端部。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：所述连接件（14）包括与顶杆（4）固定连接的连接套（141），所述连接套（141）内设有预顶板（142），所述预顶板（142）通过连杆（143）与往复运动结构连接，所述预顶板（142）的两侧与连接套（141）的内壁之间均设有预压缩的预压弹簧（144）。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：所述联动结构由沿着模芯（2）径向分布的中间楔块（7）、第二楔块（8）和第一楔块（6）组成，所述第一楔块（6）与顶杆（4）的侧壁固定连接，所述中间楔块（7）相对于坯料（15）的底部水平滑动，所述限位槽（9）固定连接有第二楔块（8），所述第一楔块（6）、中间楔块（7）和第二楔块（8）之间均通过斜面滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：第二楔块（8）和中间楔块（7）之间的斜率大于中间楔块（7）和第一楔块（6）之间的斜率，使模芯（2）和顶杆（4）之间压强的比值在合理范围内。
6.根据权利要求4所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：所述模芯（2）设有开口对着第一楔块（6）的限位槽（9），所述中间楔块（7）在限位槽（9）内径向滑动，所述第二楔块（8）通过紧固螺钉与模芯（2）固定连接，所述限位槽（9）的顶部预留有空间。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：所述下模具（1）活动连接有多个哥林柱（10），所述哥林柱（10）同时穿过下模具（1）和模芯（2），所述哥林柱（10）与下模具（1）滑动连接。
8.根据权利要求7所述的一种铝合金车轮锻造用顶出装置，其特征在于：所述哥林柱（10）的端部固定连接有同步环（11），多个哥林柱（10）均与同一个同步环（11）连接，所述顶杆（4）穿过同步环（11），所述下模具（1）的底部设有用于容纳同步环（11）的下容纳腔（13），所述同步环（11）与下容纳腔（13）的侧壁滑动连接，所述同步环（11）的底部与顶杆（4）之间设有预顶弹簧（12），所述预顶弹簧（12）的最大弹力小于坯料（15）的重力，所述哥林柱（10）穿过模芯（2）并与模芯（2）活动连接。
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