CN218080201U - 一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，包括机身、飞轮制动器、主传动系统、行星齿轮减速机、曲轴机构、滑块与连杆机构、上打料机构、导向装置、模具及模架机构、关节式换模装置、下顶料机构、智能模具夹紧器、凸轮控制装置、伺服式柔性步进梁机构、平衡器机构、喷淋机械手和热模锻解闷车液压控制系统。本实用新型通过柔性步进梁机构将热料依工序要求传送至5个工位，由固定于滑块下部及底座上部的模具及模架机构，完成镦粗、预锻、终锻和冲孔、切边工序，将多台单一机床完成的工序组合到一台机床上连续完成，由喷淋机械手给工件润滑，工件成型时间是单台机床完成时间的千分之一，成品合格率为单机生产的6‑7倍。

Description

一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机

技术领域

本实用新型属于汽车部件的加工设备，特别涉及一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机。

背景技术

热模锻压力机是借助模具实现金属毛坯热成形的锻造设备。送料一般采用步进梁机械手以提高生产效率和送料精度，具有材料利用率高、生产效率高、易于实现自动化、对工人的操作技术水平要求低、噪声和振动小等优点，是热模锻压力机的新型高端产品，同时也是热模锻压力机未来发展的趋势。

汽车轻量化铝合金热模锻压力机因其技术先进、工艺复杂，目前国外仅德国舒勒生产此类型的热模锻多工位压力机，但其产品操作繁锁、服务半径大、维护费用高、周期长，影响生产的正常进行。国内相应的产品自动化程度低，稳定性差，无法满足其使用要求。

汽车轻量化铝合金热模锻压力机，吉林省通用机械有限责任公司最初购买的就是德国舒勒的产品，但因其产品价格高、调试周期、操作繁琐，不被操作者认可。而其主传动与离合器、减速机为一体式，采用的是Ortlinghaus的产品，模具夹紧器采用的是HILMA双向液压夹紧器，价格高，供货周期长。不仅如此，使用过程中其他损坏的零件仍需从原厂家购买，导致维修不便。

而采用国产普通锻造机进行铝合金锻造，锻造一个部件最快也要40分钟，而且成品率低于20％，材料利用率低于30％，需多台锻造机共同工作才能基本满足要求。

为提高锻造机的生产效率，申请人先后设计了关节式换模装置(CN201920001053.3)、智能模具夹紧器(CN201721624664.0)、伺服式柔性步进梁机构(CN202021247187.2)和热模锻解闷车液压控制系统(CN201721624663.6)，但这些部件的使用只是对普通锻造机进行了局部的改进，仍不能构成高效率高质量的汽车轻量化铝合金热模锻设备。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种生产效率高、成品率高、材料利用率高的汽车轻量化铝合金热模锻压力机。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，包括机身、飞轮制动器、主传动系统、行星齿轮减速机、曲轴机构、滑块与连杆机构、上打料机构、导向装置、模具及模架机构、关节式换模装置、下顶料机构、弹性基础、智能模具夹紧器、凸轮控制装置、伺服式柔性步进梁机构、平衡器机构、喷淋机械手和热模锻解闷车液压控制系统；

所述机身为立式梁柱结构，包括横梁、立柱和底座，所述立柱有两个，两个立柱底部通过拉紧螺栓固定在底座上，两个立柱的上部分别通过拉紧螺栓与横梁的两端连接；所述机身下部固定安装在弹性基础上；所述弹性基础固定安装在地面机坑中；

所述机身的顶部通过电机支座机构安装电机；

所述横梁的左侧安装热模锻解闷车液压控制系统；

所述曲轴机构安装在机身上部，所述曲轴机构的右端经行星齿轮减速机与主传动系统连接，所述曲轴机构的左端与凸轮控制装置连接；所述行星齿轮减速机位于机身右侧，所述飞轮制动器固定安装于机身右侧、且位于主传动系统的上方；所述曲轴机构的两端通过滑动轴承安装在横梁内部；

所述曲轴机构连接和滑块与连杆机构；所述滑块与连杆机构包括滑块和连杆，所述连杆的上端嵌套在曲轴机构的连杆颈上、下端与滑块连接；

所述立柱的内侧安装导轨，所述滑块与立柱上的导轨滑动连接；

所述滑块的内部安装上打料机构；所述机身的中部左右立柱的外侧通过脐子面分别固定安装伺服式柔性步进梁机构；

所述机身顶部的前后两侧分别安装平衡器机构；

所述滑块与底座之间安装模具及模架机构；

所述飞边传送带位于底座的右侧；

所述模具及模架机构下方安装成品料输送带；所述成品料输送带下方安装冷却水箱；

所述模具及模架机构上安装智能模具夹紧器；

所述机身后侧安装喷淋机械手；

在底座下安装下顶料机构；在底座右侧安装关节式换模装置；

所述主传动系统包括飞轮和离合器，所述离合器安装于飞轮内部；

所述行星齿轮减速机由太阳轮和行星齿轮组成，通过内齿式联轴节与曲轴机构连接，外侧与主传动系统连接；

所述伺服式柔性步进梁机构由十组伺服电机及减速机驱动，完成步进梁夹紧、松开、前进、后退、上升、下降动作，电气控制系统根据数据控制模型进行控制；

所述下顶料机构由伺服换向阀控制，下顶料机构的顶料力及顶料行程无级调整、由调压阀及液压行程开关控制；

所述喷淋机械手，由电气控制系统控制，与伺服式柔性步进梁机构独立运行或重合运行。

进一步地，所述主传动系统包括飞轮、离合器、旋转接头、轴承内环、支撑套、轴承A和轴承B；所述离合器为湿式离合器；

所述飞轮内表面与定距环C连接；所述定距环C的左端与轴承内环固定连接、右端与法兰C固定连接；所述轴承内环的内表面与支撑套连接，所述轴承内环的左端面内侧与定距环A连接，所述定距环A的左端面与支撑套的外环台阶面连接，定距环A的内环面与支撑套的外环面连接；

所述法兰C的内环面与支撑套连接；所述轴承内环的左端面与压盖A连接，所述压盖A的外环面与飞轮固定连接；所述支撑套的外表面与定距环B固定连接，定距环B的左右两端分别与轴承内环和法兰C固定连接；所述定距环B与定距环C之间有空隙；所述法兰C的右端面与法兰B连接，所述法兰B与飞轮的右端固定连接；所述离合器安装在支撑套内；

所述离合器轴的左端端面通过法兰A与支撑套固定连接；所述轴承A安装在支撑套内、轴承A的右端面与法兰A的左端面连接；

所述离合器轴的左端外环面通过隔套A安装在离合器中；所述离合器轴的右端左侧外环面通过隔套C和轴承B安装在离合器中；所述离合器轴的右端右侧外环面通过隔套B安装在法兰C中；所述离合器轴右端最右侧外环面与螺母连接；

所述飞轮的左端面内侧安装甩油杯、飞轮的左端面外侧安装收油罩A，所述法兰B的右端安装收油罩B；所述从动盘的右端面与压盖B固定连接；所述法兰C的右端面与与压盖C固定连接；

所述旋转接头用于离合器供油，并同离合器轴固定；开动主机时，离合器腔进油，离合器的主动盘与从动盘结合，将动力传递给传动机构，带动离合器轴旋转，从而带动行星齿轮减速机旋转；停止主机时，离合器腔排油，离合器的主动盘与从动盘脱开，动力传递被切断，飞轮空转，制动盘在制动弹簧的作用下，将从动盘迅速制动。

进一步地，所述行星齿轮减速机包括行星齿轮、压盖D、隔套D、隔套E、销轴、行星架、齿轮轴、连接盘和内齿圈，所述齿轮轴的左端与行星齿轮啮合、中部通过轴承与行星架连接、右端与主传动系统连接，所述内齿圈与行星齿轮啮合，所述行星齿轮通过销轴和轴承安装在行星架上；

所述内齿圈通过螺钉与曲轴机构固定连接；

所述行星齿轮有个，沿齿轮轴周向均布；

所述销轴外侧面沿轴向嵌套隔套D、轴承、隔套E、轴承和隔套F，所述隔套F与隔套E结构相同；所述压盖D有两个、分别固定安装在行星齿轮的左端和右端，用于压住两端的轴承。

进一步地，所述滑块与连杆机构包括滑块、连杆和装模高度调整机构，所述连杆有两个，分别为连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，连杆Ⅰ和连杆Ⅱ的上端分别嵌套在曲轴机构的两个连杆颈上、下端通过蜗轮与滑块连接；

所述装模高度调整机构为蜗轮蜗杆机构，包括蜗轮和蜗杆；

所述蜗轮通过铜套安装在滑块和蜗轮盖之间的蜗轮孔里；

所述蜗轮盖包括蜗轮盖I、蜗轮盖Ⅱ和蜗轮盖Ⅲ，所述蜗轮盖Ⅱ位于连杆I的左侧，所述蜗轮盖I位于连杆I和连杆Ⅱ之间，所述蜗轮盖Ⅲ位于连杆Ⅱ的右侧；

所述蜗轮盖I上设置两个进油块、蜗轮盖Ⅱ和蜗轮盖Ⅲ上各设置一个进油块；

所述蜗轮左侧的铜套包括铜套A、铜套B和铜套C；所述铜套A位于蜗杆左侧的蜗轮盖I和蜗轮之间，所述铜套B位于连杆I和蜗轮之间，所述铜套C位于蜗轮盖Ⅱ和蜗轮之间；所述蜗轮右侧的铜套与蜗轮左侧的铜套左右对称；

所述蜗轮左端设置盖板A，所述盖板A通过挡环A和螺栓固定在蜗轮上；所述盖板A与蜗轮盖Ⅱ之间安装压盖F；

所述蜗轮右端设置盖板B，所述盖板B通过挡环B和螺栓固定在蜗轮上；所述盖板B与蜗轮盖Ⅲ之间安装压盖G，所述压盖G与蜗轮盖Ⅲ之间安装铜套D；

所述蜗轮盖Ⅱ的右侧安装压盖H，所述蜗轮右端中心安装固定销，压盖H外侧安装表盘，固定销外端安装指针；

所述蜗杆与蜗轮的上侧正交连接；所述蜗杆的前端端部与端盖B连接，蜗杆前段的外侧从前往后依次嵌套定位套B、多盘式制动器、定位套A和轴承E，所述轴承E的前端与轴承盖A连接，所述轴承盖A固定在蜗轮盖Ⅰ上，轴承盖A通过定距环E与轴承E连接；所述定距环E的外环面与多盘式制动器连接；所述蜗杆的前段与电机减速机一体机固定连接；所述电机减速机一体机通过压环安装在滑块的压盖上，所述压环内环面与端盖A外环面接触，所述端盖A嵌套在定位套B上；

蜗杆的后段嵌套在轴承D中，轴承D的后端依次经定距环D与轴承盖B，所述轴承盖B固定在蜗轮盖Ⅰ上；蜗杆后端通过刚性联轴器连接旋转编码器，所述旋转编码器通过压盖E安装在支座B上，所述支座B固定安装在支座A上，所述支座A固定在滑块上；

所述装模高度调整机构调整的数值由蜗轮偏心的角度决定，装模高度调节后，由一组液压楔块将蜗轮压紧，并通过检测开关将信号传给电气控制系统，以便完成装模高度调节。

进一步地，所述立柱的内侧各有两条竖向导轨，所述滑块为矩形立方体，滑块左右两侧与立柱上的导轨滑动连接。

进一步地，所述模具及模架机构包括模座和模架，所述模座安装在底座上，所述模架安装在模座上，所述模架的前后两侧各安装两个智能模具夹紧器，智能模具夹紧器均安装在模座上，所述模架上从左至右依次设置第一工位、第二工位、第三工位、第四工位和第五工位，第一工位、第二工位、第三工位、第四工位和第五工位分别为预备工位、镦粗工位、预锻工位、终锻和冲孔工位、切边工位；所述模架的前后两侧均安装冷却水管。

所述预备工位用于料坯放置；镦粗工位用于工件初步镦粗；预锻工位用于锻件粗成形；终锻工位用于锻件最终完全成形；冲孔工位用于将完全成形的工件在需要冲孔的位置进行冲孔；切边工位用于将终锻工位锻后的废边切下去。

进一步地，所述下顶料机构包括机体、模座顶杆、模座缸、位移传感器、顶料杆、顶料缸和感应块，

所述模座顶杆的上端通过导套穿过机体的顶板，下端与导向柱连接；所述导向柱通过导向套穿过托板与模座缸连接，所述模座缸固定安装在盖板上；

所述顶料杆的上端通过导套穿过机体的顶板，下端固定在托板上；所述托板的下侧固定安装法兰D，法兰D的下侧与盖板固定连接；所述顶料缸经法兰盖固定安装在盖板的下侧；所述位移传感器的上端固定在法兰盖的下侧、下端经连接杆与顶料缸的推杆下端固定连接：所述感应块安装在模座缸外侧、通过连接柱与托板连接；

所述感应块在更换模具时起上下限位的作用，当模座缸顶起时，模座下部与工作台脱开，换模小车的换模板伸进来，将模座上的模具输送至机体外面；更换模具后，再将其送回，换模板抽出，模座缸下降，模座落到工作台上，感应块与模座缸下限的感应开关进行感应，给电气控制系统发出模座到位的信号。

本实用新型的工作过程如下：

A、在触摸屏上输入锻压相关参数；

B、将合格棒料送入待料区；

C、对棒料进行锻压

C1、在待料区的热料由机身左侧的送料机械手送入机身工作区域锻压的前一工位；

C2、镦粗——棒料由送料机械手放到第一工位，再由伺服式柔性步进梁机构传到第二工位进行镦粗；

C3、预锻——伺服式柔性步进梁机构将第二工位已镦粗的工件传到第三工位进行预锻；

C4、终锻和冲孔——伺服式柔性步进梁机构将第三工位已预锻的工件传到第四工位进行终锻，同时冲孔；

C5、切边——伺服式柔性步进梁机构将第四工位已终锻的工件传到第五工位进行切边，完成工件的最后锻造工序；

在所述步骤C2中，喷淋机械手对工件进行石墨喷淋，伺服式柔性步进梁机构带动夹爪松开并退回，滑块及连杆机构带动上打料机构下行，与安装于底座上面的模具及模架机构重合，进行棒料的镦粗工序。随后滑块机构上行，同时上打料机构压住镦粗的工件，防止其随滑块上行，下顶料机构的顶料缸动作，将镦粗后的工件顶出下模具腔，伺服式柔性步进梁机构带动夹爪将镦粗后的工件夹住，完成夹紧、上升、前进、下降、松开、退回的动作后，将工件送入预锻工位；

在所述步骤C3-C5中，喷淋机械手、伺服式柔性步进梁机构、上打料机构、下顶料机构和滑块及连杆机构的工作内容与步骤C2相同；各工位的工件运送同时进行，喷淋机械手在每一次的锻件成形前，均对工件进行石墨喷淋，为工件润滑，从而完成工件的多工位成形。

D、对棒料进行冷却处理和检测

第五工位的成品件由伺服式柔性步进梁机构送入冷却水箱中，被切下的飞边由飞边输送带输送至机身外面的飞边斗中。冷却后的棒料由冷却水箱内部的成品料输送带将料输送至机身后面的斜坡输送带上，斜坡输送带上带有合格料摄像装置，被检测不合格的料被拦截至废料斗中，检测合格的料被输送至退火炉前的排料输送带上，由排料机构进行排料，排好的料由退火炉输送带输送至退火炉中退火，退火后的料由输送带输送至时效炉中进行时效处理，时效处理后的成品料被输送带输送至成品料斗中，完成整个工序。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型通过柔性步进梁机构将热料依工序要求传送至5个工位，配合喷淋机械手，由固定于滑块下部及底座上部的模具及模架机构，完成镦粗、预锻、终锻和冲孔、切边工序，将多台单一机床完成的工序组合到一台机床上连续完成，由喷淋机械手给工件润滑，工件成型时间是单台机床完成时间的千分之一，成品合格率为单机生产的6-7倍。且占地面积只为单机生产的三分之一，操作工人仅为一人，安全率100％，绿色环保100％。

2、本实用新型主传动系统的湿式离合器位于飞轮内部，节约空间，节省材料，缩短飞轮内支撑套长度，大大提升了其强度。飞轮内轴承的热量由大流量的润滑油带出，安全可靠。

3、本实用新型的滑块与连杆机构中含有装模高度调整机构，由一组蜗轮蜗杆机构及偏心轴组成，调整的数值由偏心轴偏心的角度决定，装模高度调节后，由一组液压楔块将偏心轴压紧，并通过检测开关将信号传给电气控制系统，便完成装模高度调节。

4、本实用新型的行星齿轮减速机由一组太阳轮和行星齿轮组成，通过内齿式联轴节与曲轴机构连接，外侧与主传动系统连接，极大地缩小了空间。

5、本实用新型的伺服式柔性步进梁机构由10组伺服电机及减速机驱动，完成步进梁夹紧、松开、前进、后退、上升、下降动作，通过数据控制模型，控制步进梁的动作，各动作可以单独动作，也可复合动作，动作数据无级可调。且各动作无冲击，动作曲线按需调节。

6、本实用新型的下顶料机构由伺服换向阀控制，顶料力及顶料行程无级可调，由调压阀及液压行程开关控制。

7、本实用新型的喷淋机械手固定于主机后侧，不占用工作台空间，上下前后均可调节，由电气控制系统控制，可与步进梁机构运动重合运行。

附图说明

图1是汽车轻量化铝合金热模锻压力机的主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左侧视图；

图4是图1中主传动系统的主视图；

图5是图1中滑块与连杆机构的主视图；

图6是图5的A-A剖视图；

图7是图5的B-B剖视图；

图8是图7的C-C剖视图；

图9是行星减速机构示意图；

图10是图9的左视图；

图11是模具及模架机构示意图；

图12是下顶料机构的主视图；

图13是图12中的A-A剖视图。

图中：1、电机支座机构，2、飞轮制动器，3、主传动系统，4、行星齿轮减速机，5、曲轴机构，6、滑块与连杆机构，7、机身，8、上打料机构，9、导向装置，10、模具及模架机构，11、关节式换模装置，12、下顶料机构，13、弹性基础，14、智能模具夹紧器，15、凸轮控制装置，16、伺服式柔性步进梁机构，17、平衡器机构，18、喷淋机械手，19、冷却水箱，20、飞边输送带，21、成品料输送带，22、热模锻解闷车液压控制系统；

301、甩油杯，302、压盖A，303、轴承内环，304、定距环A，305、支撑套，306、法兰A，307、轴承A，308、压盖B，309、隔套A，310、收油罩A，311、收油罩B，312、离合器，313、旋转接头，314、螺母，315、隔套B，316、隔套C，317、轴承B，318、压盖C，319、法兰B，320、法兰C，321、定距环B，322、定距环C，323、飞轮；

401、行星齿轮，402、压盖D，403、隔套D，404、隔套E，405、销轴，406、行星架，407、齿轮轴，408、连接盘，409、内齿圈；

601、轴承盖A，602、定位套A，603、压环，604、端盖A，605、多盘式制动器，606、定位套B，607、电机减速机一体机，608、端盖B，609、滑块，610、偏心轴，611、铜套A，612、支座A，613、轴承盖B，614、支座B，615、压盖E，616、刚性联轴器，617、轴承D，618、蜗杆，619、定距环D，620、蜗轮盖Ⅰ，621、进油块，622、连杆Ⅰ，623、连杆Ⅱ，624、蜗轮盖Ⅲ，625、铜套B，626、铜套C，627、压盖F，628、挡环A，629、盖板A，630、蜗轮盖Ⅱ，631、铜套D，632、压盖G，633、挡环B，634、盖板B，635、指针，636、表盘，637、固定销，638、压盖H；

701、导套，702、模座顶杆，703、托板，704、模座缸，705、法兰盖，706、轴承座，707、法兰D，708、位移传感器，709、顶料杆，710、顶料缸，711、感应块，712、机体，713、接近开关；

1001、模座，1002、冷却水管，1003、模架，1004、第一工位，1005、第二工位，1006、第三工位，1007、第四工位(，1008、第五工位，1009、底座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1-13所示，一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，包括机身7、飞轮制动器2、主传动系统3、行星齿轮减速机4、曲轴机构5、滑块与连杆机构6、上打料机构8、导向装置9、模具及模架机构10、关节式换模装置11、下顶料机构12、弹性基础13、智能模具夹紧器14、凸轮控制装置15、伺服式柔性步进梁机构16、平衡器机构17、喷淋机械手18和热模锻解闷车液压控制系统22；

所述机身7为立式梁柱结构，包括横梁、立柱和底座1009，所述立柱有两个，两个立柱底部通过拉紧螺栓固定在底座1009上，两个立柱的上部分别通过拉紧螺栓与横梁的两端连接；所述机身7下部固定安装在弹性基础13上；所述弹性基础13固定安装在地面机坑中；

所述机身7的顶部通过电机支座机构1安装电机；

所述横梁的左侧安装热模锻解闷车液压控制系统22；

所述曲轴机构5安装在机身7上部，所述曲轴机构5的右端经行星齿轮减速机4与主传动系统3连接，所述曲轴机构5的左端与凸轮控制装置15连接；所述行星齿轮减速机4位于机身7右侧，所述飞轮制动器2固定安装于机身7右侧、且位于主传动系统3的上方；所述曲轴机构5的两端通过滑动轴承安装在横梁内部；

所述曲轴机构5连接和滑块与连杆机构；所述滑块与连杆机构6包括滑块609和连杆，所述连杆的上端嵌套在曲轴机构5的连杆颈上、下端与滑块609连接；

所述立柱的内侧安装导轨，所述滑块609与立柱上的导轨滑动连接；

所述滑块609的内部安装上打料机构8；所述机身7的中部左右立柱的外侧通过脐子面分别固定安装伺服式柔性步进梁机构16；

所述机身7顶部的前后两侧分别安装平衡器机构17；

所述滑块609与底座1009之间安装模具及模架机构10；

所述飞边传送带位于底座1009的右侧；

所述模具及模架机构10下方安装成品料输送带21；所述成品料输送带21下方安装冷却水箱19；

所述模具及模架机构10上安装智能模具夹紧器14；

所述机身7后侧安装喷淋机械手18；

在底座1009下安装下顶料机构12；在底座1009右侧安装关节式换模装置11；

所述主传动系统3包括飞轮323和离合器312，所述离合器312安装于飞轮323内部；

所述行星齿轮减速机4由太阳轮和行星齿轮401组成，通过内齿式联轴节与曲轴机构5连接，外侧与主传动系统3连接；

所述伺服式柔性步进梁机构16由十组伺服电机及减速机驱动，完成步进梁夹紧、松开、前进、后退、上升、下降动作，电气控制系统根据数据控制模型进行控制；

所述下顶料机构12由伺服换向阀控制，下顶料机构12的顶料力及顶料行程无级调整、由调压阀及液压行程开关控制；

所述喷淋机械手18，由电气控制系统控制，与伺服式柔性步进梁机构16独立运行或重合运行。

进一步地，所述主传动系统3包括飞轮323、离合器312、旋转接头313、轴承内环303、支撑套305、轴承A307和轴承B317；所述离合器312为湿式离合器；

所述飞轮323内表面与定距环C322连接；所述定距环C322的左端与轴承内环303固定连接、右端与法兰C320固定连接；所述轴承内环303的内表面与支撑套305连接，所述轴承内环303的左端面内侧与定距环A304连接，所述定距环A304的左端面与支撑套305的外环台阶面连接，定距环A304的内环面与支撑套305的外环面连接；

所述法兰C320的内环面与支撑套305连接；所述轴承内环303的左端面与压盖A302连接，所述压盖A302的外环面与飞轮323固定连接；所述支撑套305的外表面与定距环B321固定连接，定距环B321的左右两端分别与轴承内环303和法兰C320固定连接；所述定距环B321与定距环C322之间有空隙；所述法兰C320的右端面与法兰B319连接，所述法兰B319与飞轮323的右端固定连接；所述离合器312安装在支撑套305内；

所述离合器轴的左端端面通过法兰A306与支撑套305固定连接；所述轴承A307安装在支撑套305内、轴承A307的右端面与法兰A306的左端面连接；

所述离合器轴的左端外环面通过隔套A309安装在离合器312中；所述离合器轴的右端左侧外环面通过隔套C316和轴承B317安装在离合器312中；所述离合器轴的右端右侧外环面通过隔套B315安装在法兰C320中；所述离合器轴右端最右侧外环面与螺母314连接；

所述飞轮323的左端面内侧安装甩油杯301、飞轮323的左端面外侧安装收油罩A310，所述法兰B319的右端安装收油罩B311；所述从动盘的右端面与压盖B308固定连接；所述法兰C320的右端面与与压盖C318固定连接；

所述旋转接头313用于离合器312供油，并同离合器轴固定；开动主机时，离合器腔进油，离合器312的主动盘与从动盘结合，将动力传递给传动机构，带动离合器轴旋转，从而带动行星齿轮减速机4旋转；停止主机时，离合器腔排油，离合器312的主动盘与从动盘脱开，动力传递被切断，飞轮323空转，制动盘在制动弹簧的作用下，将从动盘迅速制动。

进一步地，所述行星齿轮减速机4包括行星齿轮401、压盖D402、隔套D403、隔套E404、销轴405、行星架406、齿轮轴407、连接盘408和内齿圈409，所述齿轮轴407的左端与行星齿轮401啮合、中部通过轴承与行星架406连接、右端与主传动系统3连接，所述内齿圈409与行星齿轮401啮合，所述行星齿轮401通过销轴405和轴承安装在行星架406上；

所述内齿圈409通过螺钉与曲轴机构5固定连接；

所述行星齿轮401有3个，沿齿轮轴407周向均布；

所述销轴405外侧面沿轴向嵌套隔套D403、轴承、隔套E404、轴承和隔套F，所述隔套F与隔套E404结构相同；所述压盖D402有两个、分别固定安装在行星齿轮401的左端和右端，用于压住两端的轴承。

进一步地，所述滑块与连杆机构6包括滑块609、连杆和装模高度调整机构，所述连杆有两个，分别为连杆Ⅰ622和连杆Ⅱ623，连杆Ⅰ622和连杆Ⅱ623的上端分别嵌套在曲轴机构5的两个连杆颈上、下端通过蜗轮610与滑块609连接；

所述装模高度调整机构为蜗轮蜗杆机构，包括蜗轮610和蜗杆618；

所述蜗轮610通过铜套安装在滑块609和蜗轮盖之间的蜗轮610孔里；

所述蜗轮盖包括蜗轮盖I620、蜗轮盖Ⅱ630和蜗轮盖Ⅲ624，所述蜗轮盖Ⅱ630位于连杆I622的左侧，所述蜗轮盖I620位于连杆I622和连杆Ⅱ623之间，所述蜗轮盖Ⅲ624位于连杆Ⅱ623的右侧；

所述蜗轮盖I620上设置两个进油块621、蜗轮盖Ⅱ630和蜗轮盖Ⅲ624上各设置一个进油块621；

所述蜗轮610左侧的铜套包括铜套A611、铜套B625和铜套C626；所述铜套A611位于蜗杆618左侧的蜗轮盖I620和蜗轮610之间，所述铜套B625位于连杆I622和蜗轮610之间，所述铜套C626位于蜗轮盖Ⅱ630和蜗轮610之间；所述蜗轮610右侧的铜套与蜗轮610左侧的铜套左右对称；

所述蜗轮610左端设置盖板A629，所述盖板A629通过挡环A628和螺栓固定在蜗轮610上；所述盖板A629与蜗轮盖Ⅱ630之间安装压盖F627；

所述蜗轮610右端设置盖板B634，所述盖板B634通过挡环B633和螺栓固定在蜗轮610上；所述盖板B634与蜗轮盖Ⅲ624之间安装压盖G632，所述压盖G632与蜗轮盖Ⅲ624之间安装铜套D631；

所述蜗轮盖Ⅱ630的右侧安装压盖H638，所述蜗轮610右端中心安装固定销637，压盖H638外侧安装表盘636，固定销637外端安装指针635；

所述蜗杆618与蜗轮610的上侧正交连接；所述蜗杆618的前端端部与端盖B608连接，蜗杆618前段的外侧从前往后依次嵌套定位套B606、多盘式制动器605、定位套A602和轴承E，所述轴承E的前端与轴承盖A601连接，所述轴承盖A601固定在蜗轮盖Ⅰ620上，轴承盖A601通过定距环E与轴承E连接；所述定距环E的外环面与多盘式制动器605连接；所述蜗杆618的前段与电机减速机一体机607固定连接；所述电机减速机一体机607通过压环603安装在滑块609的压盖上，所述压环603内环面与端盖A604外环面接触，所述端盖A604嵌套在定位套B606上；

蜗杆618的后段嵌套在轴承D617中，轴承D617的后端依次经定距环D619与轴承盖B613，所述轴承盖B613固定在蜗轮盖Ⅰ620上；蜗杆618后端通过刚性联轴器616连接旋转编码器，所述旋转编码器通过压盖E615安装在支座B614上，所述支座B614固定安装在支座A612上，所述支座A612固定在滑块609上；

所述装模高度调整机构调整的数值由蜗轮610偏心的角度决定，装模高度调节后，由一组液压楔块将蜗轮610压紧，并通过检测开关将信号传给电气控制系统，以便完成装模高度调节。

进一步地，所述立柱的内侧各有两条竖向导轨，所述滑块609为矩形立方体，滑块609左右两侧与立柱上的导轨滑动连接。

进一步地，所述模具及模架机构10包括模座1001和模架1003，所述模座1001安装在底座1009上，所述模架1003安装在模座1001上，所述模架1003的前后两侧各安装两个智能模具夹紧器14，智能模具夹紧器14均安装在模座1001上，所述模架1003上从左至右依次设置第一工位1004、第二工位1005、第三工位1006、第四工位1007和第五工位1008，第一工位1004、第二工位1005、第三工位1006、第四工位1007和第五工位1008分别为预备工位、镦粗工位、预锻工位、终锻和冲孔工位、切边工位；所述模架1003的前后两侧均安装冷却水管1002。

所述预备工位用于料坯放置；镦粗工位用于工件初步镦粗；预锻工位用于锻件粗成形；终锻工位用于锻件最终完全成形；冲孔工位用于将完全成形的工件在需要冲孔的位置进行冲孔；切边工位用于将终锻工位锻后的废边切下去。

进一步地，所述下顶料机构12包括机体712、模座顶杆702、模座缸704、位移传感器708、顶料杆709、顶料缸710和感应块711，

所述模座顶杆702的上端通过导套701穿过机体712的顶板，下端与导向柱连接；所述导向柱通过导向套穿过托板703与模座缸704连接，所述模座缸704固定安装在盖板上；

所述顶料杆709的上端通过导套701穿过机体712的顶板，下端固定在托板703上；所述托板703的下侧固定安装法兰D707，法兰D707的下侧与盖板固定连接；所述顶料缸710经法兰盖705固定安装在盖板的下侧；所述位移传感器708的上端固定在法兰盖705的下侧、下端经连接杆与顶料缸710的推杆下端固定连接：所述感应块711安装在模座缸704外侧、通过连接柱与托板703连接；

所述感应块711在更换模具时起上下限位的作用，当模座缸704顶起时，模座1001下部与工作台脱开，换模小车的换模板伸进来，将模座1001上的模具输送至机体712外面；更换模具后，再将其送回，换模板抽出，模座缸704下降，模座1001落到工作台上，感应块711与模座缸704下限的感应开关进行感应，给电气控制系统发出模座到位的信号。

本实用新型的工作过程如下：

A、在触摸屏上输入锻压相关参数；

B、将合格棒料送入待料区；

C、对棒料进行锻压

C1、在待料区的热料由机身7左侧的送料机械手送入机身7工作区域锻压的前一工位；

C2、镦粗——棒料由送料机械手放到第一工位1004，再由伺服式柔性步进梁机构16传到第二工位1005进行镦粗；

C3、预锻——伺服式柔性步进梁机构16将第二工位1005已镦粗的工件传到第三工位1006进行预锻；

C4、终锻和冲孔——伺服式柔性步进梁机构16将第三工位1006已预锻的工件传到第四工位1007进行终锻，同时冲孔；

C5、切边——伺服式柔性步进梁机构16将第四工位1007已终锻的工件传到第五工位1008进行切边，完成工件的最后锻造工序；

在所述步骤C2中，喷淋机械手18对工件进行石墨喷淋，伺服式柔性步进梁机构16带动夹爪松开并退回，滑块及连杆机构6带动上打料机构8下行，与安装于底座1009上面的模具及模架机构10重合，进行棒料的镦粗工序。随后滑块609机构上行，同时上打料机构8压住镦粗的工件，防止其随滑块609上行，下顶料机构12的顶料缸710动作，将镦粗后的工件顶出下模具腔，伺服式柔性步进梁机构16带动夹爪将镦粗后的工件夹住，完成夹紧、上升、前进、下降、松开、退回的动作后，将工件送入预锻工位；

在所述步骤C3-C5中，喷淋机械手18、伺服式柔性步进梁机构16、上打料机构8、下顶料机构12和滑块及连杆机构6的工作内容与步骤C2相同；各工位的工件运送同时进行，喷淋机械手18在每一次的锻件成形前，均对工件进行石墨喷淋，为工件润滑，从而完成工件的多工位成形。

D、对棒料进行冷却处理和检测

第五工位1008的成品件由伺服式柔性步进梁机构16送入冷却水箱19中，被切下的飞边由飞边输送带20输送至机身7外面的飞边斗中。冷却后的棒料由冷却水箱19内部的成品料输送带21将料输送至机身7后面的斜坡输送带上，斜坡输送带上带有合格料摄像装置，被检测不合格的料被拦截至废料斗中，检测合格的料被输送至退火炉前的排料输送带上，由排料机构进行排料，排好的料由退火炉输送带输送至退火炉中退火，退火后的料由输送带输送至时效炉中进行时效处理，时效处理后的成品料被输送带输送至成品料斗中，完成整个工序。

本实用新型不局限于本实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：包括机身(7)、飞轮制动器(2)、主传动系统(3)、行星齿轮减速机(4)、曲轴机构(5)、滑块与连杆机构(6)、上打料机构(8)、导向装置(9)、模具及模架机构(10)、关节式换模装置(11)、下顶料机构(12)、弹性基础(13)、智能模具夹紧器(14)、凸轮控制装置(15)、伺服式柔性步进梁机构(16)、平衡器机构(17)、喷淋机械手(18)和热模锻解闷车液压控制系统(22)；

所述机身(7)为立式梁柱结构，包括横梁、立柱和底座(1009)，所述立柱有两个，两个立柱底部通过拉紧螺栓固定在底座(1009)上，两个立柱的上部分别通过拉紧螺栓与横梁的两端连接；所述机身(7)下部固定安装在弹性基础(13)上；所述弹性基础(13)固定安装在地面机坑中；

所述机身(7)的顶部通过电机支座机构(1)安装电机；

所述横梁的左侧安装热模锻解闷车液压控制系统(22)；

所述曲轴机构(5)安装在机身(7)上部，所述曲轴机构(5)的右端经行星齿轮减速机(4)与主传动系统(3)连接，所述曲轴机构(5)的左端与凸轮控制装置(15)连接；所述行星齿轮减速机(4)位于机身(7)右侧，所述飞轮制动器(2)固定安装于机身(7)右侧、且位于主传动系统(3)的上方；所述曲轴机构(5)的两端通过滑动轴承安装在横梁内部；

所述曲轴机构(5)连接和滑块与连杆机构；所述滑块与连杆机构(6)包括滑块(609)和连杆，所述连杆的上端嵌套在曲轴机构(5)的连杆颈上、下端与滑块(609)连接；

所述立柱的内侧安装导轨，所述滑块(609)与立柱上的导轨滑动连接；

所述滑块(609)的内部安装上打料机构(8)；所述机身(7)的中部左右立柱的外侧分别固定安装伺服式柔性步进梁机构(16)；

所述机身(7)顶部的前后两侧分别安装平衡器机构(17)；

所述滑块(609)与底座(1009)之间安装模具及模架机构(10)；

飞边传送带位于底座(1009)的右侧；

所述模具及模架机构(10)下方安装成品料输送带(21)；所述成品料输送带(21)下方安装冷却水箱(19)；

所述模具及模架机构(10)上安装智能模具夹紧器(14)；

所述机身(7)后侧安装喷淋机械手(18)；

在底座(1009)下安装下顶料机构(12)；在底座(1009)右侧安装关节式换模装置(11)；

所述主传动系统(3)包括飞轮(323)和离合器(312)，所述离合器(312)安装于飞轮(323)内部；

所述行星齿轮减速机(4)由太阳轮和行星齿轮(401)组成，通过内齿式联轴节与曲轴机构(5)连接，外侧与主传动系统(3)连接；

所述伺服式柔性步进梁机构(16)由十组伺服电机及减速机驱动，完成步进梁夹紧、松开、前进、后退、上升、下降动作，电气控制系统根据数据控制模型进行控制；

所述下顶料机构(12)由伺服换向阀控制，下顶料机构(12)的顶料力及顶料行程无级调整、由调压阀及液压行程开关控制；

所述喷淋机械手(18)，由电气控制系统控制，与伺服式柔性步进梁机构(16)独立运行或重合运行。

2.根据权利要求1所述一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：所述主传动系统(3)包括飞轮(323)、离合器(312)、旋转接头(313)、轴承内环(303)、支撑套(305)、轴承A(307)和轴承B(317)；所述离合器(312)为湿式离合器；

所述飞轮(323)内表面与定距环C(322)连接；所述定距环C(322)的左端与轴承内环(303)固定连接、右端与法兰C(320)固定连接；所述轴承内环(303)的内表面与支撑套(305)连接，所述轴承内环(303)的左端面内侧与定距环A(304)连接，所述定距环A(304)的左端面与支撑套(305)的外环台阶面连接，定距环A(304)的内环面与支撑套(305)的外环面连接；

所述法兰C(320)的内环面与支撑套(305)连接；所述轴承内环(303)的左端面与压盖A(302)连接，所述压盖A(302)的外环面与飞轮(323)固定连接；所述支撑套(305)的外表面与定距环B(321)固定连接，定距环B(321)的左右两端分别与轴承内环(303)和法兰C(320)固定连接；所述定距环B(321)与定距环C(322)之间有空隙；所述法兰C(320)的右端面与法兰B(319)连接，所述法兰B(319)与飞轮(323)的右端固定连接；所述离合器(312)安装在支撑套(305)内；

所述离合器轴的左端端面通过法兰A(306)与支撑套(305)固定连接；所述轴承A(307)安装在支撑套(305)内、轴承A(307)的右端面与法兰A(306)的左端面连接；

所述离合器轴的左端外环面通过隔套A(309)安装在离合器(312)中；所述离合器轴的右端左侧外环面通过隔套C(316)和轴承B(317)安装在离合器(312)中；所述离合器轴的右端右侧外环面通过隔套B(315)安装在法兰C(320)中；所述离合器轴右端最右侧外环面与螺母(314)连接；

所述飞轮(323)的左端面内侧安装甩油杯(301)、飞轮(323)的左端面外侧安装收油罩A(310)，所述法兰B(319)的右端安装收油罩B(311)；从动盘的右端面与压盖B(308)固定连接；所述法兰C(320)的右端面与压盖C(318)固定连接；

所述旋转接头(313)用于离合器(312)供油，并同离合器轴固定；开动主机时，离合器腔进油，离合器(312)的主动盘与从动盘结合，将动力传递给传动机构，带动离合器轴旋转，从而带动行星齿轮减速机(4)旋转；停止主机时，离合器腔排油，离合器(312)的主动盘与从动盘脱开，动力传递被切断，飞轮(323)空转，制动盘在制动弹簧的作用下，将从动盘迅速制动。

3.根据权利要求1所述一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：所述行星齿轮减速机(4)包括行星齿轮(401)、压盖D(402)、隔套D(403)、隔套E(404)、销轴(405)、行星架(406)、齿轮轴(407)、连接盘(408)和内齿圈(409)，所述齿轮轴(407)的左端与行星齿轮(401)啮合、中部通过轴承与行星架(406)连接、右端与主传动系统(3)连接，所述内齿圈(409)与行星齿轮(401)啮合，所述行星齿轮(401)通过销轴(405)和轴承安装在行星架(406)上；

所述内齿圈(409)通过螺钉与曲轴机构(5)固定连接；

所述行星齿轮(401)有3个，沿齿轮轴(407)周向均布；

所述销轴(405)外侧面沿轴向嵌套隔套D(403)、轴承、隔套E(404)、轴承和隔套F，所述隔套F与隔套E(404)结构相同；所述压盖D(402)有两个、分别固定安装在行星齿轮(401)的左端和右端，用于压住两端的轴承。

4.根据权利要求1所述一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：所述滑块与连杆机构(6)包括滑块(609)、连杆和装模高度调整机构，所述连杆有两个，分别为连杆I(622)和连杆Ⅱ(623)，连杆I(622)和连杆Ⅱ(623)的上端分别嵌套在曲轴机构(5)的两个连杆颈上、下端通过蜗轮(610)与滑块(609)连接；

所述装模高度调整机构为蜗轮蜗杆机构，包括蜗轮(610)和蜗杆(618)；

所述蜗轮(610)通过铜套安装在滑块(609)和蜗轮盖之间的蜗轮(610)孔里；

所述蜗轮盖包括蜗轮盖I(620)、蜗轮盖Ⅱ(630)和蜗轮盖Ⅲ(624)，所述蜗轮盖Ⅱ(630)位于连杆I(622)的左侧，所述蜗轮盖I(620)位于连杆I(622)和连杆Ⅱ(623)之间，所述蜗轮盖Ⅲ(624)位于连杆Ⅱ(623)的右侧；

所述蜗轮盖I(620)上设置两个进油块(621)、蜗轮盖Ⅱ(630)和蜗轮盖Ⅲ(624)上各设置一个进油块(621)；

所述蜗轮(610)左侧的铜套包括铜套A(611)、铜套B(625)和铜套C(626)；所述铜套A(611)位于蜗杆(618)左侧的蜗轮盖I(620)和蜗轮(610)之间，所述铜套B(625)位于连杆I(622)和蜗轮(610)之间，所述铜套C(626)位于蜗轮盖Ⅱ(630)和蜗轮(610)之间；所述蜗轮(610)右侧的铜套与蜗轮(610)左侧的铜套左右对称；

所述蜗轮(610)左端设置盖板A(629)，所述盖板A(629)通过挡环A(628)和螺栓固定在蜗轮(610)上；所述盖板A(629)与蜗轮盖Ⅱ(630)之间安装压盖F(627)；

所述蜗轮(610)右端设置盖板B(634)，所述盖板B(634)通过挡环B(633)和螺栓固定在蜗轮(610)上；所述盖板B(634)与蜗轮盖Ⅲ(624)之间安装压盖G(632)，所述压盖G(632)与蜗轮盖Ⅲ(624)之间安装铜套D(631)；

所述蜗轮盖Ⅱ(630)的右侧安装压盖H(638)，所述蜗轮(610)右端中心安装固定销(637)，压盖H(638)外侧安装表盘(636)，固定销(637)外端安装指针(635)；

所述蜗杆(618)与蜗轮(610)的上侧正交连接；所述蜗杆(618)的前端端部与端盖B(608)连接，蜗杆(618)前段的外侧从前往后依次嵌套定位套B(606)、多盘式制动器(605)、定位套A(602)和轴承E，所述轴承E的前端与轴承盖A(601)连接，所述轴承盖A(601)固定在蜗轮盖I(620)上，轴承盖A(601)通过定距环E与轴承E连接；所述定距环E的外环面与多盘式制动器(605)连接；所述蜗杆(618)的前段与电机减速机一体机(607)固定连接；所述电机减速机一体机(607)通过压环(603)安装在滑块(609)的压盖上，所述压环(603)内环面与端盖A(604)外环面接触，所述端盖A(604)嵌套在定位套B(606)上；

蜗杆(618)的后段嵌套在轴承D(617)中，轴承D(617)的后端依次经定距环D(619)与轴承盖B(613)，所述轴承盖B(613)固定在蜗轮盖I(620)上；蜗杆(618)后端通过刚性联轴器(616)连接旋转编码器，所述旋转编码器通过压盖E(615)安装在支座B(614)上，所述支座B(614)固定安装在支座A(612)上，所述支座A(612)固定在滑块(609)上；

所述装模高度调整机构调整的数值由蜗轮(610)偏心的角度决定，装模高度调节后，由一组液压楔块将蜗轮(610)压紧，并通过检测开关将信号传给电气控制系统，以便完成装模高度调节。

5.根据权利要求1所述一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：所述立柱的内侧各有两条竖向导轨，所述滑块(609)为矩形立方体，滑块(609)左右两侧与立柱上的导轨滑动连接。

6.根据权利要求1所述一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：所述模具及模架机构(10)包括模座(1001)和模架(1003)，所述模座(1001)安装在底座(1009)上，所述模架(1003)安装在模座(1001)上，所述模架(1003)的前后两侧各安装两个智能模具夹紧器(14)，智能模具夹紧器(14)均安装在模座(1001)上，所述模架(1003)上从左至右依次设置第一工位(1004)、第二工位(1005)、第三工位(1006)、第四工位(1007)和第五工位(1008)，第一工位(1004)、第二工位(1005)、第三工位(1006)、第四工位(1007)和第五工位(1008)分别为预备工位、镦粗工位、预锻工位、终锻和冲孔工位、切边工位；所述模架(1003)的前后两侧均安装冷却水管(1002)；

所述预备工位用于料坯放置；镦粗工位用于工件初步镦粗；预锻工位用于锻件粗成形；终锻工位用于锻件最终完全成形；冲孔工位用于将完全成形的工件在需要冲孔的位置进行冲孔；切边工位用于将终锻工位锻后的废边切下去。

7.根据权利要求1所述一种汽车轻量化铝合金热模锻压力机，其特征在于：所述下顶料机构(12)包括机体(712)、模座顶杆(702)、模座缸(704)、位移传感器(708)、顶料杆(709)、顶料缸(710)和感应块(711)，

所述模座顶杆(702)的上端通过导套(701)穿过机体(712)的顶板，下端与导向柱连接；所述导向柱通过导向套穿过托板(703)与模座缸(704)连接，所述模座缸(704)固定安装在盖板上；

所述顶料杆(709)的上端通过导套(701)穿过机体(712)的顶板，下端固定在托板(703)上；所述托板(703)的下侧固定安装法兰D(707)，法兰D(707)的下侧与盖板固定连接；所述顶料缸(710)经法兰盖(705)固定安装在盖板的下侧；所述位移传感器(708)的上端固定在法兰盖(705)的下侧、下端经连接杆与顶料缸(710)的推杆下端固定连接：所述感应块(711)安装在模座缸(704)外侧、通过连接柱与托板(703)连接；

所述感应块(711)在更换模具时起上下限位的作用，当模座缸(704)顶起时，模座(1001)下部与工作台脱开，换模小车的换模板伸进来，将模座(1001)上的模具输送至机体(712)外面；更换模具后，再将其送回，换模板抽出，模座缸(704)下降，模座(1001)落到工作台上，感应块(711)与模座缸(704)下限的感应开关进行感应，给电气控制系统发出模座到位的信号。

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