CN85103797B - 用于挤压机的模具更换装置 - Google Patents

Abstract

用于挤压机的模具更换装置包括：一个安放模具的模具固定板，和一个可分离地与模具固定板相连接以运动该模具固定板于挤压位置和模具更换位置之间的模具移出装置，其运动方向与挤压方向相垂直。本装置采用一个第一托架，在模具更换位置和模具更换位置下面的位置之间移动模具固定板；一个第二托架，在模具更换位置和向后的模具更换位置后面的位置之间移动模具固定板；以及第一和第二定位装置。分别使模具固定板和模具移出装置停止在挤压和模具更换位置上。

Description

用于挤压机的模具更换装置

本发明涉及挤压金属或与金属有类似加工性能的其它材料的挤压机的模具更换装置。

基本上，一台挤压机有一个能往复移动的模具滑座，该滑座安装在挤压机端部工作台上，可以滑动;一个安装在模具滑座上的模具;一个圆筒形的空心的坯料挤压筒，该挤压筒的一端与模具紧密连接;以及一根在挤压筒内滑动把热金属坯料挤出模口的挤压杆。把要挤压的材料，也就是坯料，比如一个圆柱形实心体或圆筒状的空心体之类装进坯料挤压筒内，然后由挤压杆在高压力作用下向前推进，以这种强迫坯料流出模口的方式来把坯料从模口挤出去，从而生产出连续的或细长的具有所要求截面的（例如圆形）型材。流经模具的热金属使得模具升温并使模具在坯料流经的整个表面上很快磨损，因而模具必须定期地从挤压机上拆下来检查或更换新模具。由于挤压产品的形状受模具上的小孔限定，因此每次改变挤压产品的形状时也必须更换模具。

有多种多样已知的模具更换装置。其中，已知的模具更换装置之一是所谓的单一工位型，这种装置上有一个装在挤压机外面不可移动的模具更换工作台，在该工作台上拆下旧模具并换上新模具。这种工作台比较庞大，在相对且平行于挤压方向上它延伸超过挤压机的宽度。旧模具可以用在与挤压方向相垂直的方向上移动的模座移到模具更换工作台上。带有一个已经磨损、要更换的旧模具的模座移到工作台上的模具更换位置，并在这里用新模具换掉旧模具。已经放在模具更换工作台上模具更换位置后面的等候位置上的新模具由一个主动缸沿工作台长度方向推进到模具更换位置上。新模具把位于模具更换位置上的旧模具推出该位置并推到模具更换工作台上的模具卸掉位置上，而自己占据模具更换位置。然后，装了新模具的模座被返回到操作位置，即移到挤压机里的挤压位置上。但是，这种单一工位型的模具更换装置需要为模具更换工作台提供很大的设备空间，因为模具更换工作台至少要设置三个工位，即沿着它的长度方向的等候位置，模具更换位置、和模具卸下位置。而且，这个工作台还妨碍了挤压操作和挤压机的清理操作。此外，在旧模具悬挂在模座上的过程中，挤压机的操作完全中断，因为这段时间里，不能使用该模座。所以，人们希望把更换模具的时间减少到最低限度。

另一种已知的模具更换装置是所谓的旋转工位型，在这种装置上一个旋转工作台在它的周边上有两个装模具的位置，并且在各个装模具位置上相应地装着旧模具和新模具。旋转工作台旋转时，同时把旧模具和新模具分别移到外侧的模具更换位置上和挤压机内的挤压位置上。后一种类型的模具更换装置与单一工位型的相比，能够有效地减少更换时间。然而，这种旋转类型有占据空间较大的缺点。

本申请的申请人已经在已审定的日本实用新型公报54-41136号中提出了一种改进了的模具更换装置，在该装置上有一个能横向运动的模具滑座。滑座上有一个马蹄形的能够上、下运动的模座。模座上装着旧模具并和模具滑座一起移到外侧的模具更换位置，在这里，模座首先向下移动，然后，用模具杆除下旧模具，将新模具压入模座。然而这种装置的结构和操作都比较复杂。

另外，美国专利NO.3，543，557中还公开了一种模具更换装置。该装置有一个由液压缸驱动的能横向运动的模具滑座，滑座上支承着模具，模具和其滑座一起移到模具更换位置，再分别由两个液压驱动装置将旧模具推出卸下并将新模具推入装上。这种模具更换装置仍然存在机身横向占据空间较大，结构复杂等问题。

在这些情况下，人们希望开发一种结构简单并且操作容易的挤压机模具更换装置。

本发明就是关于这样一种改进了的模具更换装置的开发。

也就是说本发明主要的目的是要提出一种结构简单而紧凑而且操作方便的挤压机模具更换装置。

为实现上述的这个发明目的，本发明的模具更换装置包括：一个第一模具托架（升降托架），它装有可拆卸下来的模具固定板，并且该托架能在模具更换位置和位于模具更换位置下面的落下位置之间运动;一个第二模具托架（水平托架），它装有可拆卸下来的模具固定板，并且该托架在模具更换位置和位于模具更换位置后面的后部位置之间运动;一个把模具固定板停止在挤压位置上的第一定位装置，和一个把模具滑座停止在模具更换位置上的第二定位装置。采用上面所述的这种布置，该装置所占据的空间可以减少并且可以准确、稳妥地执行模具更换操作。

根据本发明，因为第一托架是在模具更换位置和模具更换位置下方的落下位置之间移动模具固定板的，而第二托架是在模具更换位置和位于模具更换位置后面的后部位置之间移动模具固定板的，又因为这两个托架各自在垂直和水平方向运动，在更换模具时互不干扰，所以，该装置所占据的空间可以减到最小，并且可以显著提高模具更换操作的效率。

其次，根据本发明，模具更换的时间可以大大减少。特别是根据本发明拆除旧模具和为后续操作在模具固定板上准备一个新模具可以在挤压操作过程的任何时间实行，因此不必中断挤压操作，其结果提高了模具更换效率。此外，根据本发明，该装置结构简单并且能确保操作期间操作者的安全。

根据本发明，由于模具固定板可以装在第一或第二托架上，就可以防止模具固定板的损坏和磨损，这样就导致在较长的操作时间内具有高的挤压精度。

根据本发明，模具固定板在挤压位置上的定位装置有助于模具的精确对中，而模具滑座的定位装置有助于模具固定板在模具滑座和托架之间的顺利接收和传送，从而提高了更换模具的操作效率。

现在参照附图对本发明作详细描述，附图中：

图1是一个具有本发明的模具更换装置的挤压机的机身端部及其周围的侧剖视图;

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线所取的剖视图;

图3是图1的局部平面图;并且

图4到图13是按本发明的模具更换装置的主要部件处在不同操作位置时的示意图。在图4至图13中，（a）和（b）分别是侧视图和正视图。

图1、2和3是本发明用于挤压机的模具更换装置的最佳实施例。图中，机身端部3安装在挤压机的基础2上，且用四根拉杆1与主驱动缸（未示出）相连，主驱动缸用来驱动柱塞（未示出）以挤压坯料。一个含有坯料筒及其它部件的挤压产品的装置（未示出）设置在机身端部3的内侧，与主驱动缸相对，并且处于由四根拉杆1环绕的机身3的中心部。装进坯料筒内的坯料可通过主驱动缸的作用而被挤压出模具。机身端部3的内侧还装有一对上、下水平滑动导向件4和5，该对导向件相互平行，沿机身端部3的内侧面延伸。模具滑座6是一个具有较长水平侧边的矩形体，它有上、下两条导槽6c和6d，滑动导向件4和5的导板4a和5a以如下方式固定，即，使模具滑座6可以沿滑动导向件4和5在水平方向上滑动。模具滑座的驱动缸7由支撑架8整体支持住，支撑架8则固定在机身端部3上。驱动缸7有一个活塞杆61（图4～13），它与模具滑座的侧面相连接，使得驱动缸动作时，模具滑座6能与驱动缸7上的活塞杆61在水平方向上一起运动。定位器10有一个具有多角形头的可调螺丝10a，可调螺丝10a插进支撑架8里并由一个螺母9固定。可调螺丝10a平行于驱动缸7的活塞杆进退。定位器10的位置，即可调螺丝10a伸出支撑架的长度，可以用拧松螺母9和转动可调螺丝10a来调节。止动杆11贯穿过一个开在模具滑座6上的轴向通孔6a并与定位器10相对。止动杆11在一个方向上的运动由可以连接到模具滑座6的模具固定板12加以限制。这一点下面将详细说明。也就是说，当止动杆11与模具固定板12相接触时，止动杆11在这一方向上的运动便停止了。另一方面，如图2所示，当止动杆11在相反方向上又与定位器10相接触时，就把模具滑座6的运动限制在模具滑座6的运动终端位置上。换言之，也可以把止动杆11的右侧端部用一个螺母之类的零件（图中未示）可调地安装在支撑架8上（见图2和3），这样就使止动杆11在任何时候都可以牢固地固定在支撑架8上，而不会在细调止动杆11的位置时受到影响。这后一方式中，模具滑座6的运动可以用一个设置在支撑架8上的附加的邻界挡块来限制（未示出），当模具滑座6运动到其右端与邻界挡块相接触时，滑座6的运动就停止。止动杆11有助于使模具固定板12精确定位在挤压位置上。也就是说，模具固定板12刚好在精确的挤压位置上与止动杆11的前端部直接接触。与此相反，假如是模具滑座6而不是模具固定板运动到与止动杆相接触的位置上，由于在模具固定板和模具滑座之间的连接可能存在间隙，模具固定板就不能精确定位。模具固定板和模具滑座的连接由卡钩和沟槽来实现，这一点后面还要描述。

模具固定板通常是U字形的，并且具有一个半圆形的凹槽51，凹槽里装有模具13，模具13可以拆下来，它有一个中心挤压孔53。模具固定板12有上部和下部的槽12a和12b，相似于模具滑座6上的槽6c和6d，滑动导向件4和5的导板4a和5a就啮合在这些槽里，所以模具固定板12就可以在水平方向上沿滑动导向件4和5滑动。模具固定板12靠一对上、下卡钩14（图3）和能与卡钩14啮合的槽15与模具滑座6连接。也就是，卡钩14设在模具滑座6的侧端面上，并且是在模具滑座6的宽度的中间位置。当从上方看时，上下卡钩14通常呈L形。在模具固定板12与卡钩14相对的侧面加工成相对应的L形槽15。槽15的上端开口，以便当模具固定板12向下运动时，使其与停留在模具更换位置上的模具滑座6分离，这将在后面详细说明。而且，模具固定板12上还有上、下两条横槽12c（图3），该槽与槽15连通。横槽12c从图2中卡钩14的安装处向图3中的下方延伸，并且在最端部开口（最下面的端部，图3），这样就使得模具固定板12向图3中的上方移动时，模具固定板12可以在图3中的向上方向从位于模具更换位置上不动的模具滑座6分离开。在以上描述的模具滑座6和模具固定板12的结构中，当模具滑座的驱动缸7的活塞杆61向回运动，也就是处于收缩状态时，止动杆11便与定位器10相接触（如图3所示）。这是生产挤压位置，在此位置上坯料通过模具13上的挤压孔53挤压出去。也就是说，模具固定板12在图2中处于挤压位置上。标号16（图2）表示一个插入孔，一个挤压垫插入此孔中以剥除在挤压生产中所产生的压余坯料。当模具滑座6的驱动缸7的活塞杆61向前运动，即向前伸出时，模具滑座6和模具固定板12可占据模具更换位置，此时模具固定板12处于图2中用虚线标记的位置12′。在与模具固定板12的模具更换位置12′相对应的模具更换工位上，有一个端部工作台支撑架组件17固定在机身端部3的侧表面上，该组件17有右侧板和左侧板17a和17b，以及连接侧板17a、17b的垂直板和水平板17c和17d。在右侧板和左侧板17a和17b的上端面上，装有一对托架导轨18，它沿与模具13的轴线平行的方向延伸，通常呈L形。

标号19表示第二托架，此托架下文中称为水平托架。水平托架19有一块顶面有肋19a的底板19b，一块从底板19b向上凸出的导向板19c，以及一块头部固定板19d。水平托架19能够在与模具13的轴线相平行的方向上沿滑板20和21滑动，滑板20和21沿挤压模的轴线方向延伸并且安装在托架导轨18的内侧表面上。汽缸23的活塞杆24通过端头25与水平托架19a的头部固定板19d相连，使得在汽缸23驱动活塞杆24伸出或收缩时，水平托架19可在模具更换位置和处在模具更换位置后面的后退位置之间运动，而汽缸23是通过支承座22用销轴与端部工作台支撑架17的连接板17d相连，可以转动。当第二托架19占据前部位置时（也就是模具更换位置），肋19a与滑动导向件5的导板5a对齐，这样当模具固定板12运动到图2中的左侧时，模具固定板12就坐落在水平托架19上，而肋19a与模具固定板12的槽12b啮合，从而使模具固定板12可以和第二托架19一起在图1中的模具更换位置（前部位置）和模具更换位置后面的后退位置之间运动，前部位置用实线表示，后退位置用虚线（12′，13′等）表示。标号26代表一个止动器，固定在端部工作台支撑架17上，以便当安装在水平托架19上的邻界挡块63同止动器26相接触时把水平托架19的运动限制在水平托架19的前部极限位置上。

一个具有沿垂直方向伸出的活塞杆30的汽缸28布置在地下凹坑29里，并且由固定在端部工作台支撑架组件17下部的支座27支承，活塞杆30的前端（上端）与第一托架31相连接，通过连接头32紧固在托架31上，托架31能够上下运动故在下文称之为升降托架，该托架31由以下几部分组成：一块在其顶部有倒L形卡钩31a的基板31b，一块直立的从基板31b向上延伸的导板31c，和一个从基板31b向下垂的支架部分31d。支架部分31d嵌在导向槽55和57里，导向槽55和57设置在端部工作台支撑架组件17的侧板17a和17b上，并且第一托架31的支架部分31d可沿着导向槽在分别设在导向槽55、57内的滑板（未示出）上滑动。当汽缸28动作推动活塞杆30向外伸时，该升降托架31就向上移动，使得托架31到达上部位置（模具更换位置），该位置的高度与水平托架19的高度相同，此时水平托架处在图1中虚线所表示的后部位置。因此，如果一个不带模具固定板的空升降托架31处在模具更换位置（上部位置）上，而模具固定板12到达空升降托架31的部位时，第一托架31的卡钩31a便与模具固定板12的槽12b相啮合，使得模具固定板12与第一托架31成为一体。然后，模具固定板12可以和托架31一起下降到模具更换位置以下的位置上。托架31的向上运动可由止动器33（图2）加以限制，该止动器33固定在端部工作台支撑架组件17上并且在托架31向上到极限位置时同固定在第一托架31的支架部分31d上的一个邻界挡块34接触。请注意，水平托架19只有在升降托架31处在其下部位置时才能朝着模具更换位置向前运动，并且只有当水平托架19处在后部位置时，升降托架才可以上升。

最好为了防止模具固定板12偶然错位，要在托架轨道18上设置部件35。在模具固定板12由第一或第二托架31或19移动时，部件35牢固地夹持着安置在托架31或19上的模具固定板12。而且，为了使模具固定板12在模具更换位置上精确定位，在模具固定板向前、向后和升降运动的装置上还装了定位装置。也就是在与机身端部3相对一侧的模具固定板12的下端部开设有槽12d，该槽与在模具滑座6上加工的凹槽6b连通。此外，端部工作台支撑架17有一个止动件36，该件能与槽12d和凹槽6b啮合。采用以上所述的结构，当模具固定板12从生产挤压位置移到模具更换位置时，止动件36嵌入槽12d，且凹槽6b的端面69（图2）与止动件36相碰时，就把模具固定板12精确地定位在模具更换位置上。模具固定板12的精确定位是由模具滑座6和与模具滑座相接触的止动件36协同完成的，而不是由模具固定板与别的类似止动件36的止动块直接相碰来完成的，以便在卡钩14和槽15之间留出微小间隙来确保模具固定板12从停留在垂直或水平方向上的模具滑座6上顺利脱开。否则，如果模具固定板直接由别的止动块停止住，那么当模具固定板停住时，该模具固定板12被模具滑座6压住，相应地模具固定板从模具滑座上脱开就需要很大的力，或者不能轻易实现。

如上所述，本发明的模具更换装置的操作过程如下：

图4至图13中，（a）和（b）分别表示与图1相应的侧视图，和与图2相应的正视图。本发明的装置中，每换一次模具，新模具的准备位置是交替变换的，因此，在下面的实施例中把两次换模作业作为一个工作循环来考虑。

图4中，模具固定板12A处在生产挤压位置上，这时，坯料的挤压是由一个旧模具13A来施行的，另一个模具固定板12B安放在升降托架31上，它处在下部位置并且其上装有新的模具13B。水平托架19是空着的并且处在前部的极限位置（即，模具更换位置）上。假设模具更换操作是从图4中所示的状态开始。首先，模具滑座的驱动缸7驱动其活塞杆61伸出，使模具滑座6与模具固定板12A一起向前（向图4中的左侧）运动，运动到前部极限位置（模具更换位置），在这里，该模具固定板12A的位置是在空着的水平托架19上，并且端部工作台支撑架组件17的止动件36嵌入运动着的模具固定板12A的槽12d中，而且还与模具滑座6上的凹槽6b的端面69相接触，然后停止运动于水平托架19上，如图5所示。当模具固定板12A运动的时候，其上的槽12b首先与滑动导向件5的导板5a相啮合，然后与水平托架19的肋条19a相啮合。

其次，汽缸23动作，收缩其上的活塞杆24。如图6所示，从而水平托架19后退，使具有与托架19的肋条19a啮合的槽12b的模具固定板12A也向后运动。在模具固定板12A向后运动期间，由于该模具固定板12A上有一个横向的槽12c，该槽与模具滑座6上的卡钩14啮合，而且是向下敞口的，所以模具滑座6留在原来的位置上面不与模具固定板12A一起向后运动。

然后汽缸28动作，使活塞杆30向上伸出，如图7所示，活塞杆30使升降托架31升起，同时使模具滑座6上的卡钩14啮合在模具固定板12B的槽15里。当邻界挡块34同止动器33相接触时，托架31的运动停止，如前面所提到的，结果是模具固定板12B与模具滑座6成为一体。然后，当模具滑座的驱动缸7动作，收缩其上的活塞杆时，如图8所示，该模具滑座6和模具固定板12B沿滑动导向件4和5一起运动到挤压位置。在模具固定板12B的这一运动中，由于止动杆11与止动器10相接触，而止动器10已经用螺母9调整到所要求的位置，所以模具固定板12B就停止在所要求的位置上，这样就使安装在模具固定板12B上的新模具13B能够精确地占据生产挤压位置。第一次模具更换操作就这样完成了，因此，挤压操作可以由新模具13B再次实施。

在由新模具13B进行挤压操作期间，把旧模具13A从模具固定板12A上拆卸下来，如图8（a）和图9（a）所示，作好以后更换模具的准备。旧模具13A被拆除后，新模具13C就安装在模具固定板12A上，如图9所示。当用模具13C取代模具13A时，模具滑座6和模具固定板12B一起移到模具更换位置，如同前面的操作一样。须指出，此时是空着的升降托架31等候在上部极限位置，如图8或图9所示，在模具固定板12上的槽12b与升降托架31上的肋条31a相啮合的同时模具固定板12B也就在升降托架31上就位了。其次，汽缸28动作，收缩其上的活塞杆30，如图10所示，于是模具滑座上的卡钩14与模具固定板12B上的槽15脱开，模具固定板12B就同升降托架31一起下降。接着，汽缸23动作，使活塞杆24伸出，如图11所示，于是水平托架19向前运动，并且当托架19的邻界挡块63与止动器2″接触时，水平托架停止运动。这样，模具固定板12A和托架19向前运动时，由于模具滑座6等候在生产挤压位置之前的位置上，模具固定板12A上的槽12C就与模具滑座6的卡钩14啮合。然后模具滑座的汽缸7动作，收缩其上的活塞杆，如图12所示，使得模具滑座6与模具固定板12A一起运动到生产挤压位置上。这样，新模具13C在止动器10的帮助下就可以就位在精确的生产挤压位置上，然后就可以使用新模具13C来实施挤压操作了。

在用模具13C进行挤压操作期间，水平托架19向后收缩以使它不致与升降托架31发生冲突，然后，升降托架31再一次升起，如图13所示，作好下一次更换模具的准备。旧模具13B从位于模具固定板上部位置的模具固定板12B上拆卸下来。然后把一个新模具装在该模具固定板上，随后升降托架下降，直至它到达图4所示的位置。这样就完成了第二次模具更换。以上提到的操作可以反复进行。

本发明不限于上面提到的实施例，还可以在本发明的范围内加以改进。

Claims (9)

1、用于挤压机的模具更换装置，该装置具有一个可拆卸地安装模具的模具固定板，通过该模具材料被挤压出去;一个模具滑座，该滑座能与模具固定板相连接，并且在材料进行挤压的挤压位置和模具进行更换的模具更换位置之间移动该模具固定板，移动方向是与材料挤压的方向垂直;该装置还包括一个第一托架，该托架上能够可拆卸地安装处于模具更换位置上的模具固定板;一个第一驱动装置，一个导向装置，该装置限定导向行程是从模具更换位置沿着与模具滑座的运动相垂直的方向伸展;一个第二托架，该托架上能够可拆卸地安装模具固定板并能沿导向行程运行，一个第二驱动装置，该装置使第二托架在模具更换位置和安置在后面的在导向行程最末端的位置之间运动;模具更换装置的特征在于具有一个第一定位装置，该装置使模具固定板于挤压位置上定位，和一个第二定位装置使模具滑座于模具更换位置上定位，上述第一驱动装置使第一托架在模具更换位置和模具更换位置下面的下部位置之间运动。

2、一种按权利要求1的装置，其特征是所述第一和第二驱动装置是流体驱动缸。

3、一种按权利要求1的装置，其特征是所述第一定位装置是一个限制模具固定板运动的止动器，以使当模具固定板与该止动器相接触时，模具固定板的运动被阻止。

4、一种按权利要求1的装置，其特征是所述第二定位装置是一个限制模具滑座运动的止动器，以使当模具滑座与该止动器相接触时，模模具滑座的运动就停止。

5、一种按权利要求1的装置，其特征是所述的下部位置是在模具更换位置的垂直下方。

6、一种按权利要求1的装置，其特征是所述后面位置是在沿着与挤压方向平行的水平方向，位于模具更换位置的后面。

7、一种按权利要求1的装置，其特征是所述模具滑座和模具固定板都有卡钩和与此相应的槽，当模具滑座与模具固定板连接时，这些卡钩可以分别啮合在槽里。

8、一种按权利要求1的装置，其特征是此装置还有一个驱动装置，该装置用以带动模具滑座并由滑座带动模具固定板在挤压位置和模具更换位置之间运动。

9、一种按权利要求8的装置，其特征是还有一个导向装置，该装置为模具固定板和模具滑座在挤压位置和模具更换位置之间的运动导向。

Images