CN216263284U - 异形钢轨锻压轨底模具操作机构 - Google Patents

Abstract

提供一种异形钢轨锻压轨底模具操作机构，具有上模架；上模架后端安装轨底擀压模具；与轨底擀压模具间隔平行位于上模架底部旁侧设有伺服缸体；伺服缸体沿轴向对轨底擀压模具执行伸缩动作；伺服缸体执行末端可拆卸连接模具连接部分动力输入端；模具连接部分动力输出端连接轨底擀压模具；模具连接部分动力输入端还连接推杆执行末端；当伺服缸体执行末端从模具连接部分拆除后，推杆用于手动推拉操作轨底模具位移。本实用新型解决了人工推拉操作，停产维护频次高，人工操作环境差、费工费时费力、产品质量一致性差、生产效率低的技术问题；本实用新型结构合理，安装维护方便，便于设计施工，可广泛应用于钢轨件跟端锻造领域。

Description

异形钢轨锻压轨底模具操作机构

技术领域

本实用新型属于金属压制钢轨锻压技术领域，具体涉及一种异形钢轨锻压轨底模具操作机构。

背景技术

异型钢轨锻压是指将钢轨端部一定长度的断面型式锻压成为另一种型式的钢轨断面毛坯的锻造工序，又称钢轨跟端锻压。异型钢轨锻压制造所使用的复合挤压模具，因其灵活方便、组合作业、使用经验丰富、日常使用维护成本较低、设备性能作业精度及要求范围宽、局限性小，因此是该领域长期以来的主要模具生产工艺。

目前，复合挤压模具主要由轨头模、轨腰模具、轨底模具组成，成形工步主要分为制坯工步和整形工步。其成形原理为轨件轨头朝下倒置入模，由先轨头、后轨腰、再轨底的成形顺序，多余金属量从断面角度而言，最终均集中向轨底集聚以成形堆积而成。其中，制坯工步中，轨底制坯工步数量是其余工步数量的总和，约5-9个轨底制坯工步，因此，轨底制坯工步为主要工步，轨底制坯模具为主要模具。

现有技术下，轨底模具采用人工操作长距离推杆进行轨底模具的推拉动作及定位。单工步单次压力机上下运行时间约5秒、人工模具换模时间约3秒，单根仅工步持续作业时间将达到40-70秒，每天班产60余根，单根连续机床作业时间约8分钟，轨件需逐根自检并记录，模具操作与工件自检同岗同一人进行，以便及时进行模具调整及突发情况处置，费工费时费力。加之轨底檊压工步模具操作精度要求达到2mm，人工作业时，人工进行压力机上下模具工步换模及模具位置的精确定位，高温、高油烟、高班产、高噪声、高震动、高频次、远距离视野、劳动强度持续时间长等因素，操作费工费时费力，造成目前对持续性、精确性、连续性、协同性作业，针对不同工件，始终难以稳定持续生产。对此，现提出如下技术方案。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种异形钢轨锻压轨底模具操作机构，解决异形钢轨锻压轨底模具人工推拉推杆操作，停产维护频次高，人工操作环境差、费工费时费力、产品质量一致性差、生产效率低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案：异形钢轨锻压轨底模具操作机构，具有上模架；上模架后端底部中心沿轴向滑动适配安装轨底擀压模具；与轨底擀压模具间隔平行位于上模架底部旁侧设有伺服缸体；伺服缸体沿轴向对轨底擀压模具执行伸缩动作；伺服缸体执行末端可拆卸连接模具连接部分动力输入端；模具连接部分动力输出端连接轨底擀压模具；前述模具连接部分动力输入端还连接推杆执行末端；当前述伺服缸体执行末端从模具连接部分动力输入端拆除后，推杆用于手动推拉操作轨底檊压模具的轴向直线位移。

上述技术方案中，进一步地：上模架后端底部中心设有T型滑槽；轨底檊压模具与T型滑槽滑动摩擦适配以沿上模架中心轴向直线位移。

上述技术方案中，进一步地：伺服缸体外侧均匀分布等间距设有多道周圈加固件；伺服缸体通过周圈加固件加固安装；伺服缸体外侧设有防护罩；防护罩用于隔绝高温蒸汽、热辐射、热对流、工件氧化皮粉尘碎屑以及异物；防护罩设有风管；风管用于防护罩内伺服缸体的风冷降温。

上述技术方案中，进一步地：上模架旁侧吊装孔位置紧固式可拆卸安装过渡板，过渡板承载安装伺服缸体以及推杆相关的执行机构，过渡板设有吊耳，吊耳用于过渡板以及其上各承载部件整体拆除后的吊装；过渡板固定安装多个轴向导向套管，推杆与多个轴向导向套管同轴滑动摩擦适配；推杆上设有标尺刻度，标尺刻度配备等效同体指针，等效同体指针在过渡板外侧固定安装；推杆手动操作端具有快拆法兰结构，推杆通过快拆法兰结构可拆卸连接延伸段推杆。

上述技术方案中，进一步地：推杆为上下间隔平行的双杆平衡结构；双杆平衡结构的推杆外侧端共用一个推手。

上述技术方案中，进一步地：模具连接部分动力输入端具有竖直设置的嵌装板，嵌装板内侧竖直侧壁中部制有U型槽；伺服缸体执行末端设有水平设置的T 型嵌装接头；T型嵌装接头的水平杆体适配插入U型槽内，T型嵌装接头末端竖直部卡接U型槽，以通过T型嵌装接头实现伺服缸体执行末端与嵌装板的可拆卸连接。

上述技术方案中，进一步地：嵌装板一侧固连推杆动力输出端；嵌装板另一侧通过L型转角杆体组件连接轨底擀压模具。

上述技术方案中，进一步地：过L型转角杆体组件由横向连杆、纵向连杆、横向转角、纵向直角转角、径向自由活动接口组成；其中横向转角与嵌装板连接；横向转角的横向通孔内插入并调节插入横向连杆动力输入端，以横向调节并锁定轨底擀压模具中线与伺服缸体行程中心线的间距；横向连杆动力输出端插入纵向直角转角一端，纵向直角转角另一端的纵向通孔内插入纵向连杆动力输入端；纵向连杆动力输出端通过径向自由活动接口螺纹连接轨底擀压模具轴向中线外侧端；纵向直角转角以及纵向连杆7用于调节并锁定轨底擀压模具纵向模具位置。

上述技术方案中，进一步地：径向自由活动接口具有外方结构；径向自由活动接口一端转动连接纵向连杆动力输出端；径向自由活动接口另一端制有外螺纹杆；外螺纹杆旋合适配连接轨底擀压模具端部中心制有的内螺纹孔。

上述技术方案中，进一步地：横向转角外侧端制有螺纹杆Ⅰ；横向转角通过螺纹杆Ⅰ连接嵌装板竖直侧壁设有的调整锁紧螺纹套；纵向连杆插入纵向直角转角，且纵向连杆插入端制有螺纹杆Ⅱ；螺纹杆Ⅱ旋合适配连接纵向直角转角外侧端设有的两个调整锁紧螺纹套；两个调整锁紧螺纹套用于锁定纵向连杆的纵向位置。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本实用新型轨底模具的自动化操作模式，能够保证轨底成形质量，提高生产效率，保证轨底成型定位精确性，实现量化生产，提高动作控制精确性和协同性，彻底消除人工操作导致的产品质量波动问题，实现轨底模具的自动化操作。

2、本实用新型轨底模具在自动模式下，伺服机构按照轨底模具工艺工步设置点位参数，将其点位动作与压力机运行联机联锁，形成以模具动作为核心，压机运行为节点的自动控制模式，提高工作效率，保证产品质量，改善工作环境；本实用新型轨底模具在手动模式下，轨底擀压板根据板数按钮进行位置操作，结合刻度线共同作用，停靠位置精确，以便故障维修时，及时切换为人工擀压作业，避免停产。

3、本实用新型推杆具有抗形变抗疲劳特性，能严格控制其惯性、弹性形变；本实用新型防护罩具有防尘、抗震、隔热性能，能充分适应作业环境。

4、本实用新型能够从根本上稳定产品质量、生产效率以及优化模具成形工艺控制性，为材料成型及过程控制从温度、时间、压力、速度、衔接动作、位置以及整合性创造量化的操作空间，大大提升了锻压工艺的过程管控。

5、本实用新型结构合理，简单实用，通用性强，安装维护方便，便于设计施工，适用于钢轨道岔生产，可广泛应用于钢轨件跟端锻造领域；在道岔行业及相关压力机多平台领域具有广泛的推广应用潜力，是行业内多年来一直渴望的装备发展形式，对提升行业装备应用水平，促进道岔加工工艺进步具有重要意义。

6、本实用新型完全适用于高温、高油烟、高班产、高噪声、高震动、高频次、远距离视野、劳动强度持续时间长等工况因素，解决了原有人工作业对体力、持续性、精确性、连续性、协同性作业不同工件始终难以稳定持续的作业难题。

附图说明

图1为本实用新型应用于复合挤压模具和压力机后的使用状态立体图；

图2为图1中复合挤压模具的立体图；

图3为复合挤压模具合模状态的纵截面结构示意图；

图4为复合挤压模具制坯工位的使用状态图；

图5为复合挤压模具整形工位的使用状态图；

图6为图4图5中轨腰预锻模具和轨腰终锻模具在换模架上的安装结构示意图；

图7为轨腰模具的一侧安装主视图；

图8为轨腰模具的另一侧安装主视图；

图9为图7图8中轨腰模具可调节安装螺杆的一种长度剖视图；

图10为图7图8中轨腰模具可调节安装螺杆的另一种长度剖视图；

图11为轨底模具采用螺纹连接推杆的纵截面示意图；

图12为轨底擀压模具五工位五次擀压停止位置的应用实施例示意图；

图13为压力机行程曲线、压力曲线以及复合挤压模具工位曲线图；

图14为本实用新型推杆的局部立体图；

图15为本实用新型推杆连接轨底擀压模具的立体图；

图16为本实用新型复合挤压模具的底部立体图；

图17为本实用新型伺服缸体防护罩立体图；

图18为本实用新型立体结构示意图；

图19为图18的A部放大细节结构示意图；

图20为图18的B部放大细节结构示意图；

图21为本实用新型内侧立体结构示意图；

图22为图21的C部放大细节结构示意图；

图23为图18的D部放大细节结构示意图；

图中：1-复合挤压模具，2-压力机；3-上模架，4-双向气缸，5-伺服缸体， 6-内螺纹孔，7-推杆，8-轴向导向套管，9-螺杆，10-过渡板，11-轨头模具，12- 轨腰预锻模具，13-轨腰终锻模具，14-轨底擀压模具，15-轨底整形模具，16- 吊耳；101-模具平台，102-平台前延伸段，103-平台后延伸段，104-制坯工位， 105-整形工位，106-换模架；301-T型滑槽；5-1周圈加固件，5-2防护罩，5-3T 型嵌装接头；601-轨底模具连接板，602-轨底模具安装螺钉；7-1标尺刻度，7-2 等效同体指针，7-3快拆法兰结构，7-4延伸段推杆；702-推手；703-模具连接部分；7031-嵌装板，7032-U型槽；7033-横向连杆，7034-纵向连杆，7035-横向转角，7036-纵向直角转角，7037-径向自由活动接口；7038-调整锁紧螺纹套； 901-三孔连接杆，902-挡圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1-23，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

(如图14结合图15所示)异形钢轨锻压轨底模具操作机构，具有上模架3；上模架3后端底部中心沿轴向滑动适配安装轨底擀压模具14。

上述实施例中，进一步地：上模架3后端底部中心设有T型滑槽301；轨底檊压模具14与T型滑槽301滑动摩擦适配以沿上模架3中心轴向直线位移。通过增设T型滑槽301防止模具换模时候出现偏载问题。

(如图18所示)与轨底擀压模具14间隔平行位于上模架3底部旁侧设有伺服缸体5，伺服缸体5与轨底擀压模具14间隔平行，且伺服缸体5沿轴向对轨底擀压模具14执行伸缩动作。其主要原理为：通过伺服缸体5实现轨底模具的动力、速度、位置及控制信号传输通讯。同时：伺服缸体5间隔平行设于旁侧，使得伺服缸体5避免与模具其他辅助设备干涉：如避免和送料系统、石墨喷涂润滑系统、换模系统、锻件脱模辅助系统之间干涉。

(如图21所示)上述实施例中，进一步地：伺服缸体5外侧均匀分布等间距设有多道周圈加固件5-1；伺服缸体5通过周圈加固件5-1加固安装。

可见，多道周圈加固件5-1措施，使得伺服缸体5充分适应锻压过程中压力机上下运行、压力加载、工件脱模等震动工况，保证缸体安装稳固、牢靠。

(如图17所示)伺服缸体5外侧设有防护罩5-2；防护罩5-2用于隔绝高温蒸汽、热辐射、热对流、工件氧化皮粉尘碎屑以及异物。就是简单的利用防护罩5-2外形，防止轨件、模具、石墨水汽热气流上升经过直接接触伺服缸体5，从而起到一定的热源、水汽、油污、飞尘的隔离作用。

此外，进一步地：防护罩5-2设有风管；风管用于防护罩5-2内伺服缸体5 的风冷降温。使用时，如果环境热流导致伺服缸体5作业故障，因此增加风管，以将外界干净、常温气流导引入防护罩5-2内，由内向外形成正压，以风冷降温冷却伺服缸体5，保证其正常工作温度，即-10到100摄氏度，从而充分适应作业环境。

(参见图18、图19)伺服缸体5执行末端可拆卸连接模具连接部分703动力输入端。模具连接部分703动力输出端连接轨底擀压模具14。前述模具连接部分703动力输入端还连接推杆7执行末端；当前述伺服缸体5执行末端从模具连接部分703动力输入端拆除后，推杆7用于手动推拉操作轨底檊压模具14的轴向直线位移。

本实用新型充分保留现有人工操作的推杆7具有的人工作业功能性，并且其作业不干涉自动模式结构的自动使用功能，以便故障维修时，及时切换为人工擀压作业模式，避免停产，提高产能。

(如图18所示)上述实施例中，进一步地：上模架3旁侧吊装孔位置紧固式可拆卸安装过渡板10，过渡板10承载安装伺服缸体5以及推杆7相关的执行机构。

可见，在上模架3原吊装孔位置安装过渡板10，实现伺服缸体5及上模架3 之间的无干涉、无加工、无焊接式的无损安装，拆装方便。伺服缸体5以及推杆 7相关的执行机构均安装于过渡板10上，不同模架工装可以通过调整或更换过渡板10即可满足不同型号模具的拆装安装需求。

在此基础上：过渡板10设有吊耳11，吊耳11用于过渡板10以及其上各承载部件整体拆除后的吊装。能够实现机构整体的转移，方便快捷、高效。

(如图21所示)过渡板10固定安装多个轴向导向套管8，推杆7与多个轴向导向套管8同轴滑动摩擦适配。行程范围设置至少两个导向套管8，保证导向精度的同时，大大减少了其导向摩擦力，并提供直线导向，方便模具稳定位移操控。

(如图20所示)推杆7上设有标尺刻度7-1，标尺刻度7-1配备等效同体指针7-2，等效同体指针7-2在过渡板10外侧固定安装。

自动及手动控制模式下的同体唯一等效同体指针7-2、标尺刻度7-1保证两种模式的轨底模具位置等效控制，保证人工手动模式下生产的产品质量一致性。

(如图18、图21所示)推杆7手动操作端具有快拆法兰结构7-3，推杆7 通过快拆法兰结构7-3可拆卸连接延伸段推杆7-4。快拆法兰结构7-3方便本实用新型与原有人工操作推杆的有机结合及平稳过渡，本实用新型在伺服缸体固定安装基础上，对推杆7的直线导向以及可靠连接及操作部分进行充分考虑，伺服缸体原人员操作端外侧设置快拆法兰结构7-3，通过快拆法兰结构7-3连接延伸段推杆7-4，方便远距离操作，无干涉，远离高温区，操作环境更加舒适和安全。

需要说明的是：快拆法兰结构7-3后端的延伸段推杆7-4，法兰通过简单的螺钉连接，以实现加长推杆的随用随装以及用完快拆功能。自动模式下，即伺服缸体5驱动作业时，法兰外侧不安装任何延伸段推杆7-4。而当设备发生故障，无法及时修复作业时，为了应急才会安装人工加长延伸段推杆7-4以实现人工应急作业。另外，在设备调试阶段，设备的自动化运行模式和原有人工模式的匹配调试阶段，匹配的学习过程中，人工推杆7的操作模式由于与伺服缸体5自动运行位置同体等效，便于摸索伺服缸体5驱动的参数配方，使伺服缸体5设备的运行调试更加可靠、便捷。一方面，项目初期便于人工进行轨底模具位置及参数的恢复性生产，同时为后期进行自动化提前细化参数；另一方面，自动作业时，突然情况处置，及时恢复人工作业提供条件，实现了自动与手动兼顾，以及自动和手动模式下模具的操控等位同效功能。

上述实施例中，进一步地：推杆7为上下间隔平行的双杆平衡结构；双杆平衡结构的推杆7外侧端共用一个推手702。伺服缸体5的直线导向采用双杆平衡结构，较单杆方式大大增加了推杆导向稳定性，同时提高了推杆结构刚性，防止推杆断裂。

(如图19、图22所示)上述实施例中，进一步地：模具连接部分703动力输入端具有竖直设置的嵌装板7031，嵌装板7031内侧竖直侧壁中部制有U型槽 7032；伺服缸体5执行末端设有水平设置的T型嵌装接头5-3；T型嵌装接头5-3 的水平杆体适配插入U型槽7032内，T型嵌装接头5-3末端竖直部卡接U型槽 7032，以通过T型嵌装接头5-3实现伺服缸体5执行末端与嵌装板7031的可拆卸连接。采用嵌装形式，能够使得伺服缸体5执行末端随时松脱，完成手动模式和自动模式的切换。

还可见：嵌装板7031将伺服缸体5执行末端从U型槽7032卸除后，伺服缸体5不再与推杆7整体连接，推杆7则由人工推拉实现轨底模具的动力驱动。从而实现人工、伺服缸体5驱动的动力切换以及模式切换，从而实现突发情况的人为即使应急处置功能。

加之，伺服缸体5自动伺服端口采用嵌装板7031连接T型嵌装接头5-3的形式，有效减少结构设计空间，能够实现伺服缸体5自动和手动推杆模式的快速切换，以备不时之需。

(如图18)上述实施例中，进一步地：嵌装板7031一侧固连推杆7动力输出端；嵌装板7031另一侧通过L型转角杆体组件连接轨底擀压模具14。采用L 型转角杆体组件连接轨底擀压模具14，可实现无干涉安装。

(如图19)上述实施例中，进一步地：过L型转角杆体组件由横向连杆7033、纵向连杆7034、横向转角7035、纵向直角转角7036、径向自由活动接口7037 组成。

其中，横向转角7035与嵌装板7031连接；横向转角7035的横向通孔内插入并调节插入横向连杆7033动力输入端，以横向调节并锁定轨底擀压模具14 中线与伺服缸体5行程中心线的间距；横向连杆7033动力输出端插入纵向直角转角7036一端，纵向直角转角7036另一端的纵向通孔内插入纵向连杆7034动力输入端；纵向连杆7034动力输出端通过径向自由活动接口7037螺纹连接轨底擀压模具14轴向中线外侧端；纵向直角转角7036以及纵向连杆7034用于调节并锁定轨底擀压模具14纵向模具位置。

伺服缸体5与轨底擀压模具14的L型转角杆体组件连接结构：横向转角7035 和纵向直角转角7036在每个转角位置均可以实现纵、横连杆轴向多个长度方向的距离调整，从而满足实际工况中，轨底擀压模具14的T型滑槽301和不同上模架3外形变化导致的轨底擀压模具14与推杆机构中心间距、高度间距的灵活适配调整；保证连接可靠性及不同模架间的适用调整性，保证伺服缸体5运行精度完全作用于轨底模具控制精度中，提高产品质量稳定性和一致性。

(如图23所示)上述实施例中，进一步地：径向自由活动接口7037具有外方结构；具体可以是外六方结构，采用外六方结构，是为了活动扳手可以拆卸安装，如果采用圆外形，存在管钳操作不便的问题。

此外，径向自由活动接口7037一端转动连接，如万向球头结构径向转动连接纵向连杆7034动力输出端；径向自由活动接口7037另一端制有外螺纹杆；外螺纹杆旋合适配连接轨底擀压模具14端部中心制有的内螺纹孔6(结合图11)。

采用该结构，为便于高温状态轨底擀压模具14的更换，模具连接端设计为径向自由活动接口7037，结合外形六方结构，旋拧拆卸径向自由活动接口7037 非常便利，不用拆卸每个L型转角杆体组件的节点，只需旋拧径向自由活动接口 7037，L型转角杆体组件和模具连接的前后向相对位置保持不便，可实现径向自由活动接口7037的原地旋转，从而实现L型转角杆体组件动力输出末端外螺纹杆从模具内螺纹孔6的拆卸，以便利用工具进行模具的快速拆卸或连接；同时，还能有效避免模具连接根部的断裂。充分解决原有推杆简易弯折结构导致的推杆刚度差导致的悬空下垂、推拉弯曲、转角断裂以及导向卡死、无法适应调整等问题。

(如图19)上述实施例中，进一步地：横向转角7035外侧端制有螺纹杆Ⅰ；横向转角7035通过螺纹杆Ⅰ连接嵌装板7031竖直侧壁设有的调整锁紧螺纹套 7038；纵向连杆7034插入纵向直角转角7036，且纵向连杆7034插入端制有螺纹杆Ⅱ；螺纹杆Ⅱ旋合适配连接纵向直角转角7036外侧端设有的两个调整锁紧螺纹套7038；两个调整锁紧螺纹套7038用于锁定纵向连杆7034的纵向位置。

除上述采用两个调整锁紧螺纹套7038实现纵向连杆7034调节位置的锁定外，本实用新型横向转角7035、纵向直角转角7036还可以通过安装紧定螺钉实现其内纵向连杆、横向连杆的位置调节后的锁定。即每个转角结构都是一条轴线穿过转角通孔以便调整时松开紧定螺钉，从而实现杆体的伸缩调整；调整完毕后，旋入紧定螺钉，实现位置锁定。专门设计两个转角连接装置，就是为此实现不同模具的适配调整。

通过以上描述可以发现，本实用新型提出了一种能够实现轨底擀压模具位置量化、速度可控、动作联机以及自动与应急手动并存的作伺服联机同体轨底模具操作机构设计。

具体应用时：(如图1所示)异形钢轨锻压轨底模具操作机构，还需要配备复合挤压模具自动操作系统；复合挤压模具自动操作系统的工步节拍与压力机系统的工步节拍信号联锁。

信号联锁中的信号：是指复合挤压模具1中各个模块单体以及压力机压力执行机构的位置、机械结构动作的操作及位置信号；信号联锁：是为了使各个模块单体与压力机压力机构之间进行信息联系，以便协作完成工艺动作。联锁的意思就是从逻辑上，为了避免误操作、误动作造成设备运行干涉、以及避免人为或意外情况的安全操作隐患而设定的，即人为设置二选一的执行逻辑，使得相当一部分执行动作不可多机同步作业，从而达到确定的执行控制逻辑命令，从而有效避免误动作。

(结合图2)复合挤压模具自动操作系统具有复合挤压模具1，复合挤压模具自动操作系统还具有复合挤压模具控制器；压力机系统具有压力机2，压力机系统还具有压力机控制器。

该处所指控制器均为可编程逻辑控制器PLC。复合挤压模具自动操作系统与压力机系统连接为一个整体。具体地：可以在复合挤压模具1和压力机2各个节点位置设置发讯器(发出电讯号的装置)，发讯器可以是伺服电机、气缸、接近开关以及光电开关，还有伺服系统人为设置的位置信号报讯点的发讯器，报讯点各个发讯器与整个系统的机械、电气相关，目的是实现精确步骤的逻辑控制，实现以复合挤压模具1为核心，压力机2作业辅助进行的同步性、协调性、连续性锻压作业。

压力机2根据复合挤压模具1高度位置、复合挤压模具1工位作业序号、复合挤压模具1不同工步的压力值建立合模工步配方；多个合模工步配方集成组成自动复合挤压工艺；复合挤压模具自动操作系统以及压力机系统按照自动复合挤压工艺完成异形钢轨的多工步合模作业锻压生产。

具体地，参见表1：合模工步配方表

需要说明的是，表1中：诸如合模1-1，是指一种模具组合形式的名称，由多个模具组成并合模。其他合模序号以此类推。不同的合模实现的作用及合模参数是不同的，由于钢轨需要加热两个火次，为了便于管理，一部分相同的模具组合按不同火次进行了区别定义，以免混淆。

表1中：工位1-1至工位2-7模具对应组合已在后文描述的表4：轨腰模具换模及工位配方表中给出，是一个含义。工位的序号是工艺动作逻辑排布的一种编号方式，1-X代表轨件第一次加热的工位动作，X表示第一次加热后的工位数量；2-Y道理相同。本文中所示的工位为模具的一个锻压工步，也可以定性的理解为一个锻压工位点，不同工位点的区别在于模具的组合不同，模具的作用位置不同，以及压力机的合模参数不同。

表2：轨底擀压模具制坯点位参数设置方案：(结合图12)

参见表2并结合说明书附图2、图12。轨底擀压模具14和轨底整形模具15 两者共用一个后文描述的T型滑槽301，两者进入T型滑槽301的方向不同，轨底擀压模具14在压力机2原材方向安装，由后向前进入工作位；轨底整形模具 15在压力机2前方安装，由前向后进入工作位。

表2中的轨底擀压模具14点位参数应当理解为(结合图12)：轨底擀压板第一次擀压移动至230位置，第二次擀压移动至341位置，第三次擀压移动至 452位置，以此类推。轨底擀压模具14的水平移动也可以通过人工推杆7推拉实现。轨底整形模具15由于其重量大，因此无需采用人工推拉形式。

表3：轨底擀压模具制坯点位参数及动作配方方案表:

表3中需要说明的是：动作顺序是12345，还是54321都为具体工艺工步，其动作顺序和工艺开发金属塑性成形原理相关，无论哪种工步动作顺序，实际都是一种制坯工步，其合理性以制坯为目的。

表4：轨腰模具换模及工位配方表:

表4中，恢复工位的效果在于模具的归零位，即1火次作业结束，为避免遗漏，并方便程序简化，所以模具作恢复复零位处理。

本实用新型能够实现活块式复合挤压模具工艺技术水平的自动化连续生产，使长期以来的多人协作式应用方式取得重大突破；满足公司活块式复合挤压模具技术经验积累基础上，能够应用更高水平、更高效率，更高可靠性的生产。

(如图2、图3所示)上述实施例中，进一步地：复合挤压模具1由轨头模具11、轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13、轨底擀压模具14、轨底整形模具 15组成。

其中，轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13、轨底擀压模具14、轨底整形模具15组成换模系统，为本实用新型的主要改进点。换模系统用于实现不同工位所需模具的位置、种类以及模具切换速度和动作，形成合模工步配方。多个合模工步配方集成完成复合挤压工艺的多工步换模作业。

需要说明的是：所述轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13的换模结构为导论式换模装置，参见专利号为ZL201420260003.4的中国专利。

本实用新型具体应用后：基于活块式复合挤压模具的复合挤压生产工艺，较人工操作可根本上稳定产品质量并提高生产效率；为材料成型及过程从温度、时间、压力、速度、衔接动作、位置以及整合方面创造量化空间，大大提升锻压工艺的过程管控，同时也大幅改善了人员现场劳动环境及作业强度。

(如图4、图5、图6所示)上述实施例中，进一步地：复合挤压模具1具有模具平台101，模具平台101一端为平台前延伸段102另一端为平台后延伸段 103。

平台前延伸段102和平台后延伸段103之间为复合挤压模具1的制坯工位 104或整形工位105；其中复合挤压模具1具有换模架106；换模架106一侧安装轨腰预锻模具12，换模架106另一侧安装轨腰终锻模具13。

使用时：当换模架106的轨腰预锻模具12移动至图4所示的制坯工位104 时，进行预锻操作。当换模架106的轨腰终锻模具13移动至图5所示的整形工位105时，进行终锻操作。无论是预锻还是终锻，复合挤压模具1的工作模具中心始终与压力机2的中心重合。

其中，复合挤压模具1移动至制坯工位104时的制坯工步操作占自动复合挤压工艺总工步操作90％以上；复合挤压模具1每火次仅进行一次在整形工位 105上的整形工步操作；复合挤压模具1移动至制坯工位104或整形工位105时；分别用于执行制坯动作或整形动作。

上述实施例中，进一步地：合模工步配方包含在制坯工位101和整形工位 102有关复合挤压模具1的模具位置参数信息、模具种类参数信息、模具切换速度参数信息以及模具动力参数信息。

本实用新型可以量化设备速度、压力及动作，为今后设备性能维护及日常使用管理提供便利，大大优化了设备额定性能的使用频次及强度，对减少设备零件损耗，减少维护频次，减少疲劳等方面具有巨大应用价值。

(如图2所示)上述实施例中，进一步地：复合挤压模具1包括上模架3，上模架3前端悬挂式安装轨底整形模具15，上模架3后端悬挂式安装轨底檊压模具14；轨底整形模具15由双向气缸4驱动实现轨底整形模具15相对上模架3 的轴向悬挂式滑轨换模作业；同样的：轨底檊压模具14由伺服缸体5(如图14 所示)驱动实现轨底檊压模具14相对上模架3的轴向长、短行程高精度、高频次、多工步、多工位的悬挂式滑轨换模作业。

(如图11所示)上述实施例中，进一步地：轨底整形模具15、轨底檊压模具14分别采用螺纹6连接推杆7(结合图15、图16)，螺纹连接，方便组装调试。图11中，轨底模具连接板601通过轨底模具安装螺钉602固定安装轨底类模具。

推杆7用于手动操作轨底整形模具15、轨底檊压模具14相对上模架3的轴向滑动位移。当自动模式不可执行时，能够及时切换为手动模式，继续进行锻造。

(如图7、图8、图9)上述实施例中，进一步地：轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13通过调整模具安装螺杆9的方式调节模具实际位置。

具体地：所述轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13两端分别设有螺杆9，螺杆9的长度可以更换调节，通过更换螺杆9的长度，实现不同尺寸轨腰预锻模具 12、轨腰终锻模具13的位置变换调节。螺杆9外侧端连接三孔连接杆901，并使用挡圈902卡挡固定。采用三孔连接杆901和挡圈902实现模具连接，固定可靠，避免松脱。

(参见图9、图10)需要说明的是：轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13 通过调整模具安装螺杆9的方式调节模具实际位置。螺杆9沿用现有环形挡圈形式，将螺杆9杆体长度分为四个等级长度，配合M24*70和M24*100六角螺钉及现有M24*120轨头模内六角安装螺钉，能够组合实现模柄模具间距60mm到320mm 的无级调整，调整灵活性远远优于原有形式。

轨底擀压模具14通过调整参数的方式调节模具实际位置；压力机2的单行程通用动作点位根据不同工步、不同换模、不同工位、不同合模序号、不同压力设置各个循环的上行、下行、下压压力参数。

上述实施例中，进一步地：轨腰预锻模具12、轨腰终锻模具13分别设置1 号、2号两个通用动作点位。轨底整形模具15设置3号、4号两个通用动作点位；轨底擀压模具14设置5号、6号、7号、8号、9号、10号六个专用工作点位和 11号、12号、13号、14号四个预留动作点位；压力机2上行位置设置15号即一个单行程通用动作点位；压力机2下行位置设置16号即一个单行程通用动作点位；压力机2还设有17号一个单行程加压通用动作点位。

需要说明的是：关于动作点位、工作点位，不同模具的动作点位和工作点位主要区别在于工作的组合形式、工作时的模具位置。其具体位置根据实际锻压工艺，特定模具实物确定，必要时，不同的加热炉体、轨件材质也需要微调。具体点位信息参见表1：合模工步配方表；以及表3：轨底擀压模具制坯点位参数及动作配方方案表。

可见，合模配方基本工艺主要动作的节拍性，位点设置明确了各个配方的衔接方式及动作发讯节点。动作节拍性、位点、衔接方式及动作发讯节点三者组合实现了众多压力机合模作业、模具工位切换、锻压工步成形之间的动作、参数、位置、协调为内容的异型钢轨锻压模具自动控制的完整逻辑，实现了以模具控制为核心，压机作业辅助进行的同步性、协调性、连续性自动化生产。

表5：信号点位设置信息表

需要说明的是：表5中，以16号、17号点位为例：16号和17号点位实际代表的是压力机由初始高度下行的下极限位置和下行过程的最大极限压力，这样能够实现模具的尺寸控制。表中16-1-1中的1-1和合模1-1-对应，不同的合模原则上压力机的上行、下行、压力均不相同，以便工艺优化配置参数，灵活调整。表格中H1表示合模高度值。F2表示压力值。15-1-1(H1-1)对应15号点位中压机上行换模1-1动作名称。

本实用新型活块式复合挤压模具成本低，技术成熟，并具有高灵活合模特性，采购及日常生产经济实用、易实现；能够突破钢轨锻压领域内自动化模具控制工艺“唯四工位”论调的被动形式，实现两工位的自动化连续生产；顺利保证企业装备工艺水平自动化提升、生产成本合理管控、成熟工艺稳健持续、一举多得，事半功倍。

综上所述，本实用新型轨底擀压模具自动模式下，伺服机构按照轨底擀压模具工艺工步设置位点参数，将其位点动作与压力机运行联机，形成以模具动作为核心，压机运行为节点的自动控制模式。

本实用新型结构合理，简单实用，通用性强，安装维护方便，便于设计施工，适用于钢轨道岔生产，可广泛应用于钢轨件跟端锻造领域；在道岔行业及相关压力机多平台领域具有广泛的推广应用潜力，是行业内多年来一直渴望的装备发展形式；具有积极的引领示范效应，对提升行业装备应用水平，促进道岔加工工艺进步具有重要意义。完全适用于高温、高油烟、高班产、高噪声、高震动、高频次、远距离视野、劳动强度持续时间长等工况因素，解决了原有人工作业对体力、持续性、精确性、连续性、协同性作业不同工件始终难以稳定持续的作业难题。

同时，在保证轨底成形质量，提高其效率性、精确性、量化性、控制性和协同性，彻底消除人工操作的波动性，实现实现了轨底模具操作及控制的量化、伺服性。使公司今后在活块模具工艺应用中，在技术经验积累及应用方面，能够继续高水平、高效率、高可靠性的发展，凸显实用新型的经济、技术、生产及经验优势，助力企业可持续发展。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：具有上模架(3)；所述上模架(3)后端底部中心沿轴向滑动适配安装轨底擀压模具(14)；与轨底擀压模具(14)间隔平行位于上模架(3)底部旁侧设有伺服缸体(5)；所述伺服缸体(5)沿轴向对轨底擀压模具(14)执行伸缩动作；所述伺服缸体(5)执行末端可拆卸连接模具连接部分(703)动力输入端；所述模具连接部分(703)动力输出端连接轨底擀压模具(14)；前述模具连接部分(703)动力输入端还连接推杆(7)执行末端；当前述伺服缸体(5)执行末端从模具连接部分(703)动力输入端拆除后，所述推杆(7)用于手动推拉操作轨底檊压模具(14)的轴向直线位移。

2.根据权利要求1所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述上模架(3)后端底部中心设有T型滑槽(301)；所述轨底檊压模具(14)与T型滑槽(301)滑动摩擦适配以沿上模架(3)中心轴向直线位移。

3.根据权利要求1所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述伺服缸体(5)外侧均匀分布等间距设有多道周圈加固件(5-1)；所述伺服缸体(5)通过周圈加固件(5-1)加固安装；所述伺服缸体(5)外侧设有防护罩(5-2)；所述防护罩(5-2)设有风管；所述风管用于防护罩(5-2)内伺服缸体(5)的风冷降温。

4.根据权利要求1或2所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述上模架(3)旁侧吊装孔位置紧固式可拆卸安装过渡板(10)，所述过渡板(10)承载安装伺服缸体(5)以及推杆(7)相关的执行机构，所述过渡板(10)设有吊耳(16)，所述吊耳(16)用于过渡板(10)以及其上各承载部件整体拆除后的吊装；所述过渡板(10)固定安装多个轴向导向套管(8)，推杆(7)与多个轴向导向套管(8)同轴滑动摩擦适配；所述推杆(7)上设有标尺刻度(7-1)，所述标尺刻度(7-1)配备等效同体指针(7-2)，所述等效同体指针(7-2)在过渡板(10)外侧固定安装；所述推杆(7)手动操作端具有快拆法兰结构(7-3)，所述推杆(7)通过快拆法兰结构(7-3)可拆卸连接延伸段推杆(7-4)。

5.根据权利要求4所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述推杆(7)为上下间隔平行的双杆平衡结构；所述双杆平衡结构的推杆(7)外侧端共用一个推手(702)。

6.根据权利要求1所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述模具连接部分(703)动力输入端具有竖直设置的嵌装板(7031)，所述嵌装板(7031)内侧竖直侧壁中部制有U型槽(7032)；所述伺服缸体(5)执行末端设有水平设置的T型嵌装接头(5-3)；所述T型嵌装接头(5-3)的水平杆体适配插入U型槽(7032)内，所述T型嵌装接头(5-3)末端竖直部卡接U型槽(7032)，以通过T型嵌装接头(5-3)实现伺服缸体(5)执行末端与嵌装板(7031)的可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述嵌装板(7031)一侧固连推杆(7)动力输出端；所述嵌装板(7031)另一侧通过L型转角杆体组件连接轨底擀压模具(14)。

8.根据权利要求7所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述过L型转角杆体组件由横向连杆(7033)、纵向连杆(7034)、横向转角(7035)、纵向直角转角(7036)、径向自由活动接口(7037)组成；其中横向转角(7035)与嵌装板(7031)连接；所述横向转角(7035)的横向通孔内插入并调节插入横向连杆(7033)动力输入端，以横向调节并锁定轨底擀压模具(14)中线与伺服缸体(5)行程中心线的间距；所述横向连杆(7033)动力输出端插入纵向直角转角(7036)一端，所述纵向直角转角(7036)另一端的纵向通孔内插入纵向连杆(7034)动力输入端；所述纵向连杆(7034)动力输出端通过径向自由活动接口(7037)螺纹连接轨底擀压模具(14)轴向中线外侧端；所述纵向直角转角(7036)以及纵向连杆(7034)用于调节并锁定轨底擀压模具(14)纵向模具位置。

9.根据权利要求8所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述径向自由活动接口(7037)具有外方结构；所述径向自由活动接口(7037)一端转动连接纵向连杆(7034)动力输出端；所述径向自由活动接口(7037)另一端制有外螺纹杆；所述外螺纹杆旋合适配连接轨底擀压模具(14)端部中心制有的内螺纹孔(6)。

10.根据权利要求8所述异形钢轨锻压轨底模具操作机构，其特征在于：所述横向转角(7035)外侧端制有螺纹杆Ⅰ；所述横向转角(7035)通过螺纹杆Ⅰ连接嵌装板(7031)竖直侧壁设有的调整锁紧螺纹套(7038)；所述纵向连杆(7034)插入纵向直角转角(7036)，且纵向连杆(7034)插入端制有螺纹杆Ⅱ；所述螺纹杆Ⅱ旋合适配连接纵向直角转角(7036)外侧端设有的两个调整锁紧螺纹套(7038)；两个所述调整锁紧螺纹套(7038)用于锁定纵向连杆(7034)的纵向位置。

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