CN210498184U

CN210498184U - 一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置

Info

Publication number: CN210498184U
Application number: CN201921072105.2U
Authority: CN
Inventors: 张道锋; 宋加兵; 黄昌文
Original assignee: Anhui Anhuang Machinery Co ltd
Current assignee: Anhui Anhuang Machinery Co ltd
Priority date: 2019-07-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2020-05-12
Anticipated expiration: 2029-07-10

Abstract

本实用新型涉及锻造模具领域，具体的公开了一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，包括模具顶杆、锻造模具下模、锻造设备底座、下模座、锻造设备顶料机构、模缸和锻造模具上模；在锻造模具下模的模具型腔底部开设有多个竖直的顶杆孔，顶杆孔与锻造模具下模的模具型腔连通，在每个顶杆孔内均对应设置有与其配合的模具顶杆，模具顶杆包括有模具顶杆本体和模具顶杆端头，模具顶杆本体和模具顶杆端头为过盈配合，多个模具顶杆的下端固定连接在同一个垫板顶杆上，垫板顶杆的下方设置有模架顶杆。本实用新型具有脱料可靠、耐高温高压、变形量小、使用寿命长，适用于大批量自动化锻造。

Description

一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置

技术领域

本实用新型涉及锻造模具技术领域，具体是一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置。

背景技术

钢质模锻活塞组织致密、强度高、可靠性好，在发动机实现高压缩比、提高燃烧效率、减少尾气排放、提高使用寿命等方面性能优于传统铝合金压铸活塞，是新型节能发动机技术发展方向。

钢质活塞一般具有型腔深、拔模角小、壁厚较薄等特点。常规“开式”模锻时，锻件分配到上、下模两个型腔内，顶出机构顶出力相对较小，常规采用T形圆柱顶杆可以满足顶出脱料工艺需求。

针对小缸径活塞尺寸精度高、加工余量小的特点，采取小飞边或无飞边的“闭式”模锻工艺，达到节约材料、提升产品精度效果。闭式模锻模具通常分为冲头、凹模、顶出机构三大块，常规锻造模具顶出机构中采用“T形圆柱顶杆”存在以下不足：对于一些形状复杂、小缸径活塞锻件，模具顶出机构中布置顶杆空间很小，顶杆结构尺寸小，同时顶杆和锻件接触面积小，这样会造成顶杆强度不足；闭式锻造中，活塞锻件全部在下模型腔内成型，上、下模导向段也位于下模，这样锻件顶出脱模力增加几倍，脱模困难；锻造过程，模具顶杆处于高温、高压工作环境，受空间和结构限制，喷石墨乳和吹气对其润滑冷却效果不佳；以上这些因素导致常规T形圆柱顶杆在使用的过程中出现弯曲、磨损、断裂等问题，最终导致顶出装置早期失效坯料卡在模具型腔内无法取出，整条生产线需要停机，重新安装、预热模具，严重时还可能造成模具损毁，对人力、物力成本造成极大的浪费，无法适应自动化锻造和大批量作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，包括模具顶杆、锻造模具下模、锻造设备底座、下模座、锻造设备顶料机构、模缸和锻造模具上模；下模座固定安装在锻造设备底座上，模缸竖直固定在下模座上，在下模座上且位于模缸内固定安装有垫板，锻造模具下模可拆卸安装在垫板上；锻造模具下模的模具型腔开口朝上，锻件在锻造模具下模的模具型腔内锻造成型；在锻造模具下模上方设置有可上下移动的锻造模具上模，与锻造模具下模共同实现锻件锻造；在锻造模具下模的模具型腔底部开设有多个竖直的顶杆孔，顶杆孔与锻造模具下模的模具型腔连通，使锻件与顶杆孔的顶端接触；在每个顶杆孔内均对应设置有与其配合的模具顶杆，模具顶杆包括有模具顶杆本体和模具顶杆端头，模具顶杆本体和模具顶杆端头为过盈配合，配合公差S7/h6。装配时，模具顶杆端头预热到350℃左右，将模具顶杆本体装配入模具顶杆端头内,自然冷却后牢固结合，模具顶杆端头的作用：增加模具顶杆自重，确保模具顶杆能够回落；防止模具顶杆随着锻件整体脱离型腔。在进行锻造过程中，模具顶杆本体的上端直接与锻件接触，参与锻造成型。多个模具顶杆的下端固定连接在同一个垫板顶杆上，垫板顶杆的下方设置有模架顶杆,模架顶杆也为T形结构，在垫板的内壁上固定有限位支撑块，通过限位支撑块支撑模架顶杆，使模架顶杆的上端不会脱离垫板，模架顶杆的下端伸入到锻造设备底座内且端部固定连接在锻造设备顶料机构上，锻造设备顶料机构下侧连接锻造设备顶出液压系统（锻造设备顶出液压系统为本领域常用的液压结构，在此不做详细描述）驱动设备，通过锻造设备顶料机构带动模架顶杆上下移动，实现模具顶杆的上下移动，将锻造后的锻件顶出。

顶杆孔为台阶孔，顶杆孔的中部设置为导向段，其长度为20-25mm。

顶杆孔设置有两个，方便后续操作分离，也能够保证有足够的顶出压力。

模具顶杆本体的材质为模具钢H13，热处理HRC48-52，模具顶杆本体侧面轮廓采用线切割加工，以避免其它加工方式可能产生变形，保证轮廓尺寸精度，模具顶杆端头材质采用成本较低的45#钢，热处理HRC28-32。

所述模具顶杆本体与顶杆孔之间间隙配合，采用较大间隙，保证模具顶杆本体能够正常回落，并且保证模具型腔内残留的石墨乳、氧化皮能够从间隙流走，模具顶杆本体和顶杆孔的导向段之间的间隙为0.3-0.5mm，模具顶杆端头和顶杆孔的下端非导向段的间隙为1-1.2mm。

垫板顶杆为T形结构，下端伸入下模座内，上端位于下模座上，且其上端与垫板之间间隙配合。

在锻造模具下模的外侧边缘设置一圈下模预应力圈，锻造模具下模与下模预应力圈之间斜面连接，且上端向中心倾斜，下模预应力圈扣在锻造模具下模的外侧，将锻造模具下模固定，避免其向上脱离下模预应力圈，下模预应力圈的外侧壁上通过水平的螺栓固定有下压圈，下压圈通过螺栓固定在正下方的模缸上，从而将锻造模具下模固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

顶杆孔与模具顶杆本体之间的间隙配合，采用较大间隙，保证模具顶杆本体能够正常回落，并且保证模具型腔内残留的石墨乳、氧化皮能够从间隙流走；模具顶杆的上端在锻造时直接与其接触，参与锻造，提高了模具顶杆与锻件的接触面积；本实用新型具有脱料可靠、耐高温高压、变形量小、使用寿命长，适用于大批量自动化锻造；能有效解决传统“T形圆柱顶杆”在钢质活塞自动化闭式锻造中出现的弯曲、磨损、断裂等问题。

附图说明

图1为一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置的初始状态结构示意图。

图2为一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置的工作状态结构示意图。

图3为一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置中模具顶杆的结构示意图。

图4为图3中A-A的结构示意图。

图5为一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置中锻造模具下模的剖视图。

图中：1-模具顶杆本体、2-模具顶杆端头、3-锻造模具下模、4-锻造设备底座、5-下模座、6-锻造设备顶料机构、7-模架顶杆、8-垫板顶杆、9-垫板、10-模缸、11-下压圈、12-下模预应力圈、13-锻造模具上模，14-锻件，15-顶杆孔。

具体实施方式

实施例1

请参阅图，本实用新型实施例中，一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，包括模具顶杆、锻造模具下模3、锻造设备底座4、下模座5、锻造设备顶料机构6、模缸10和锻造模具上模13；下模座5固定安装在锻造设备底座4上，模缸10竖直固定在下模座5上，在下模座5上且位于模缸10内固定安装有垫板9，锻造模具下模3可拆卸安装在垫板9上；锻造模具下模3的模具型腔开口朝上，锻件14在锻造模具下模3的模具型腔内锻造成型；在锻造模具下模3上方设置有可上下移动的锻造模具上模13，与锻造模具下模3共同实现锻件14锻造。

在锻造模具下模3的模具型腔底部开设有多个竖直的顶杆孔15，顶杆孔15为台阶孔，顶杆孔15的中部设置为导向段，其长度为20-25mm，顶杆孔15与锻造模具下模3的模具型腔连通，使锻件14与顶杆孔15的顶端接触；优选的，顶杆孔15设置有两个，方便后续操作分离，也能够保证有足够的顶出压力。

在每个顶杆孔15内均对应设置有与其配合的模具顶杆，模具顶杆包括有模具顶杆本体1和模具顶杆端头2，模具顶杆本体1的材质为模具钢H13，热处理HRC48-52，模具顶杆本体1侧面轮廓采用线切割加工，以避免其它加工方式可能产生变形，保证轮廓尺寸精度，模具顶杆端头2材质采用成本较低的45#钢，热处理HRC28-32；模具顶杆本体1和模具顶杆端头2为过盈配合，配合公差S7/h6。装配时，模具顶杆端头2预热到350℃左右，将模具顶杆本体1装配入模具顶杆端头2内,自然冷却后牢固结合，模具顶杆端头2的作用：增加模具顶杆自重，确保模具顶杆能够回落,防止模具顶杆随着锻件整体脱离型腔；在进行锻造过程中，模具顶杆本体1的上端直接与锻件14接触，参与锻造成型。

所述模具顶杆本体1与顶杆孔15之间间隙配合，采用较大间隙，保证模具顶杆本体1能够正常回落，并且保证模具型腔内残留的石墨乳、氧化皮能够从间隙流走，模具顶杆本体1和顶杆孔15的导向段之间的间隙为0.3-0.5mm，模具顶杆端头2和顶杆孔15的下端非导向段的间隙为1-1.2mm。

多个模具顶杆的下端固定连接在同一个垫板顶杆8上，垫板顶杆8为T形结构，下端伸入下模座5内，上端位于下模座5上，且其上端与垫板9之间间隙配合，垫板顶杆8的下方设置有模架顶杆7,模架顶杆7也为T形结构，在垫板9的内壁上固定有限位支撑块，通过限位支撑块支撑模架顶杆7，使模架顶杆7的上端不会脱离垫板9，模架顶杆7的下端伸入到锻造设备底座4内且端部固定连接在锻造设备顶料机构6上，锻造设备顶料机构6下侧连接锻造设备顶出液压系统（锻造设备顶出液压系统为本领域常用的液压结构，在此不做详细描述）驱动设备，通过锻造设备顶料机构6带动模架顶杆7上下移动，实现模具顶杆的上下移动，将锻造后的锻件14顶出。

实施例2

在实施例1的基础上，所述锻造模具下模3与垫板9可拆卸连接可以采用以下结构，在锻造模具下模3的外侧边缘设置一圈下模预应力圈12，锻造模具下模3与下模预应力圈12之间斜面连接，且上端向中心倾斜，下模预应力圈12扣在锻造模具下模3的外侧，将锻造模具下模3固定，避免其向上脱离下模预应力圈12，下模预应力圈12的外侧壁上通过水平的螺栓固定有下压圈11，下压圈11通过螺栓固定在正下方的模缸10上，从而将锻造模具下模3固定。

当需要对锻造后的锻件14顶起时，锻造设备顶出液压系统驱动设备锻造设备顶料机构6向上抬起，带动模架顶杆7、垫板顶杆8向上，模具顶杆本体1、模具顶杆端头2向上移动，通过模具顶杆本体1上端将上方的锻件14顶出；锻件14被顶起后，设备顶出液压系统可以保持压力3-5S，机器人或人工将锻件取出，顶出过程结束；然后，锻造设备顶出液压系统泄压，使锻造设备顶料机构6带动模架顶杆7、垫板顶杆8向下，从而使模具顶杆本体1、模具顶杆端头2回落，模具恢复到初始状态，进入下一个完整的工作行程。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，包括模具顶杆、锻造模具下模（3）、锻造设备底座（4）、下模座（5）、锻造设备顶料机构（6）、模缸（10）和锻造模具上模（13）；下模座（5）固定安装在锻造设备底座（4）上，模缸（10）竖直固定在下模座（5）上，在下模座（5）上且位于模缸（10）内固定安装有垫板（9），锻造模具下模（3）可拆卸安装在垫板（9）上；锻造模具下模（3）的模具型腔开口朝上，在锻造模具下模（3）上方设置有可上下移动的锻造模具上模（13），其特征在于，在锻造模具下模（3）的模具型腔底部开设有多个竖直的顶杆孔（15），顶杆孔（15）与锻造模具下模（3）的模具型腔连通，在每个顶杆孔（15）内均对应设置有与其配合的模具顶杆，模具顶杆包括有模具顶杆本体（1）和模具顶杆端头（2），模具顶杆本体（1）和模具顶杆端头（2）为过盈配合，多个模具顶杆的下端固定连接在同一个垫板顶杆（8）上，垫板顶杆（8）的下方设置有模架顶杆（7）,模架顶杆（7）为T形结构，在垫板（9）的内壁上固定有限位支撑块，通过限位支撑块支撑模架顶杆（7），模架顶杆（7）的下端伸入到锻造设备底座（4）内且端部固定连接在锻造设备顶料机构（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，其特征在于：所述顶杆孔（15）为台阶孔，顶杆孔（15）的中部设置为导向段，其长度为20-25mm。

3.根据权利要求2所述的一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，其特征在于：模具顶杆本体（1）的材质为模具钢H13，模具顶杆端头（2）材质采用45#钢。

4.根据权利要求3所述的一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，其特征在于：所述模具顶杆本体（1）与顶杆孔（15）之间间隙配合，模具顶杆本体（1）和顶杆孔（15）的导向段之间的间隙为0.3-0.5mm，模具顶杆端头（2）和顶杆孔（15）的下端非导向段的间隙为1-1.2mm。

5.根据权利要求1所述的一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，其特征在于：垫板顶杆（8）为T形结构，下端伸入下模座（5）内，上端位于下模座（5）上，且其上端与垫板（9）之间间隙配合。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，其特征在于：在锻造模具下模（3）的外侧边缘设置一圈下模预应力圈（12），下模预应力圈（12）的外侧壁上通过水平的螺栓固定有下压圈（11），下压圈（11）通过螺栓固定在正下方的模缸（10）上，从而将锻造模具下模（3）固定。

7.根据权利要求6所述的一种适用于钢质活塞自动化闭式锻造的顶出装置，其特征在于：所述锻造模具下模（3）与下模预应力圈（12）之间斜面连接，且上端向中心倾斜，下模预应力圈（12）扣在锻造模具下模（3）的外侧。