WO2009124481A1 - 双闭塞液压模架 - Google Patents

Description

双闭塞液压模架 技术领域

本发明属于锻压成形技术的液压装置。

背景技术

现有的三销轴和小型十字轴双说闭塞模架， 见胡亚民， "精锻模具手册"， 北京， 机械工业出版社， 2002， 由模架和弹性合模装置两部分组成， 模架包 括上模板、 上凹模座、 上冲头和下模板、书下凹模座、 下冲头、 四组对称分布 的导柱导套； 弹性合模装置包括圆柱形聚氨脂橡胶、 挡圈及连接螺栓， 圆柱 螺旋弹簧及限位螺栓， 这些零件与元件对称分布在上模板与下模板中。 闭式 模锻时， 由圆柱体聚氨脂橡胶和圆柱螺旋弹簧产生合模力， 模锻结束后， 由 圆柱螺旋弹簧和圆柱体聚氨脂橡胶一起将上凹模和下凹模顶开， 离开上、 下 档板。 其优点是： 模架结构简单， 制造费用低， 但聚氨脂橡胶和螺旋弹簧产 生的合模力小， 且不稳定。

Hyoji Yoshimuya, Katsuhisa Tanka, Precision forming of aluminum and steel, Journal of Materials processing Technology 98(2000), 196-204提出的可同时用于 圆锥齿轮和十字轴闭式冷精锻的双闭塞液压模架， 由模架、 上、 下两套活塞 油缸和速比机构组成， 其优点是合模力大， 工艺应用范围较宽， 采用速比机 构可使上、 下冲头根据工艺要求以相同或不同的速度挤压锻件。 但其上、 下 油缸均为整体结构， 且缸底形状复杂， 给加工与安装带来困难； 上油缸中的 环形活塞与上凹模座， 上凹模垫板、 上凹模圈在模锻结束向上回程时， 完全 靠这些零件的自重落下， 一旦十字轴锻件卡在上凹模与上冲头上就难于落下； 上支承座与上铰链座之间为半圆弧面接触， 加工困难， 容易使两者间的接触 面积大大减小， 且维修困难。 发明内容

本发明提出一种双闭塞液压模架， 克服现有十字轴、 三销轴和圆锥齿轮 等零件的闭式模锻双闭塞液压模架所存在的问题， 用于十字轴、 三销轴和圆 锥齿轮等零件的精锻。

本发明的双闭塞液压模架， 上底板 1与环形上模板 8通过螺钉连接， 下 底板 21与环形下模板 20通过螺钉连接； 上模板 8下面固定四个对称分布的 导套 42， 下模板 20上面固定四个对称分布的导柱 45， 导柱外套有限位块 44， 导套与导柱之间活塞式滑动配合；

上底板 1固定有上活塞油缸， 上活塞油缸盖依次连接有上垫板 11、 上凹 模 16， 上凹模 16外套有上凹模预应力圈 39、 通过上凹模固定圈 37固定在上 凹模座 15上， 上凹模座 15与上活塞油缸盖固接， 依次相接触的上顶杆 3、 上 冲头座 4、 上冲头 38构成上活塞， 从上至下与上滑套 40、 上垫板 11、 上凹模 16滑动配合；

下底板 21固定有下活塞油缸， 下活塞油缸盖依次连接有下垫板 31、下凹 模 33， 下凹模 33外套有下凹模预应力圈 35、 通过下凹模固定圈 32固定在中 间浮动板 18上， 中间浮动板 18与下活塞油缸盖固接， 依次相接触的下顶杆 24、 下冲头座 22、 下冲头 36构成下活塞， 从下至上与下滑套 25、 下垫板 31、 下凹模 33滑动配合；

上模板 8和下模板 20之间固定速比机构，速比机构包括上支承座 12、上 铰座 14、 下铰座 19、 四连杆 17、 中间浮动板 18和小导柱 49， 上模板 8两侧 对称固连两个上支承座 12， 下模板 20两侧相应位置固连两个下铰座 19， 上 支承座 12连接上铰座 14， 上铰座 14和下铰座 19通过四连杆 17连接； 中间 浮动板 18下面固定四个对称分布的小导柱 49、 与设置在下模板 20上的四个 对称分布的小导套 47活塞式滑动配合；

其特征在于：

所述上模板 8内依次设有上缸底 6、 上环形活塞 7、 上缸盖 9， 构成上活 塞油缸， 圆环形上缸底 6下端面具有圆槽、 通过螺钉与上底板 1连接； 上环 形活塞 7上端面具有环形槽、 与上缸盖 9通过螺钉连接， 上环形活塞上的环 形槽与上缸底 6的圆槽之间装有柱形弹簧； 上模板 8作为上活塞油缸的缸体， 与上环形活塞 7及上缸盖 9滑动配合；

所述上凹模座 15外套有上限位套筒 13， 两者滑动配合， 上限位套筒 13 固定在上模板 8上；

所述下模板 20内依次设有下缸底 26、 下环形活塞 28、 下缸盖 29， 构成 下活塞油缸， 圆环形下缸底 26上端面具有圆槽、 通过螺钉与下底板 21连接； 下环形活塞 28下端面具有环形槽、 与下缸盖 29通过螺钉连接， 下环形活塞 的环形槽与下缸底 26的圆槽之间装有柱形弹簧； 下模板 20作为下活塞油缸 的缸体， 与下环形活塞 28及下缸盖 29滑动配合；

所述下模板 20上对称设置有四个氮气弹簧 48。 所述的双闭塞液压模架， 作为优选的技术方案：

所述上模板 8下端面连接有上环形圈 10， 上环形圈 10内圆装有密封圈， 与上缸盖 9滑动配合；

所述下模板 20上端面连接有下环形圈 30，下环形圈 30内圆装有密封圈， 与下缸盖 29滑动配合；

所述上铰链座与上支撑座之间的接触面为平面。 所述的双闭塞液压模架， 作为另一优选的技术方案：

所述上模板后侧对应上缸底 6和上环形活塞 7之间空隙位置开有两个通 油孔； 所述下模板后侧对应下缸底 26和下环形活塞 28之间空隙位置开有两 个通油孔； 各通油孔通过油管与液压泵站连接。 同现有《精锻模具手册》所述的十字轴闭式精锻的双闭塞液压模架比较， 本发明采用上、 下活塞缸中的压力油产生合模力， 合模力大且稳定， 工艺应 用范围宽。 同 Hy ji Yoshimuya等提出的十字轴闭式模锻的双闭塞液压模架比 较， 本发明的上、 下活塞油缸均为缸底、 缸体、 缸盖和环形固定圈的组合结 构， 其中上、 下缸体即为上、 下模板， 这种组合结构加工、 安装和维修容易； 上活塞油缸中在上缸底与环形活塞之间装有柱形螺旋弹簧， 当模锻结束上凹 模与上冲头一起上升回程时， 使上凹模迅速向下复位， 便于上活塞油缸上腔 产生真空吸油； 下油缸在下缸底与环形活塞之间装有柱形螺旋弹簧和氮气弹 簧， 模锻结束时， 两种弹簧一起将下凹模、 下凹模垫板及与紧固为一体的中 间浮动板和下凹模座迅速向上顶起， 这比仅采用氮气弹簧的回程力更大， 回 程速度更快； 本发明的上支承座与上铰链座之间的接触面为平面， 比圆弧面 容易加工， 且磨损均匀， 可保持接触面积大小不变。

本发明使用时， 上底板固定于单动液压机或单动机械压力机的滑块底面， 所述下底板固定于单动液压机或机械压力机的工作台面上； 将左、 右限位块 拆卸下来， 即可在机械压力机上使用。

本发明上、 下活塞油缸体采用分体组合结构， 便于制造、 安装和维修， 上活塞油缸利用柱形弹簧回程复位、 下活塞油缸利用柱形弹簧和氮气弹簧回 程复位， 回程复位力量大， 速度快， 有利于真空吸油， 节省能耗； 且有利提 高生产率， 将速比机构的上铰链座与上支承座的接触设计为平面， 加工方便， 使用过程中磨损均匀， 可保持接触面积大小不变。 该双闭塞模架既可以安装 在单动液压机上使用， 卸掉限位块后， 又可安装在单动机械压力机上使用， 适应范围宽。 附图说明

图 1为本发明实施例的示意图， 即图 2的 A-A向剖视图；

图 2为图 1中卸掉 1〜13号和 37〜43号部件后的俯视图；

图 3为图 2的 B-B向剖视图；

图 4为图 2的 C-C向剖视图， 即实施例下模板上的压力油孔道部分示意 图。 具体实施方式

如图 1〜图 4所示， 本发明双闭塞液压模架包括上底板 1、 上底板镶块 2、 上顶杆 3、 上冲头座 4、 柱形弹簧 5、 上缸底 6、 上环形活塞 7、 上模板 8、 上 缸盖 9、 上环形圈 10、 上垫板 11、 上支承座 12、 上限位套筒 13、 上铰座 14、 上凹模座 15、 上凹模 16、 四连杆 17、 中间浮动板 18、 下铰座 19、 下模板 20、 下底板 21、 下冲头座 22、 下底板镶块 23、 下顶杆 24、 下滑套 25、 下缸底 26、 密封圈 27、 下环形活塞 28、 下缸盖 29、 下环形圈 30、 下垫板 31、 下凹模固 定圈 32、 下凹模 33、 浮动垫板 34、 下凹模预应力圈 35、 下冲头 36、 上凹模 固定圈 37、 上冲头 38、 上预应力圈 39、 上滑套 40、 起吊销 41、 导套 42、 导 套固定器 43、 限位块 44、 导柱 45、 导柱固定器 46、 小导套 47、氮气弹簧 48、 小导柱 49、 压力油进口 50。

工件闭式冷精锻时双闭塞液压模架的工作过程为： 当模具与模架的上半 部分处于上限位置时， 坯料垂直插入十字轴下凹模 33， 开动压力机， 滑块带 动模具与模架的上半部分下行， 首先上、 下凹模闭合， 闭合的整体凹模一起 向下移动， 通过下活塞油缸压力油进口 50排油， 同时压缩柱形弹簧 5与氮气 弹簧 48， 与支承在下冲头座 22上的下冲头 33产生相对运动， 上活塞油缸与 上冲头 38—起随滑块下行的同时， 通过上活塞油缸的压力油进口排油 （与图 4所示上模板对应位置），同时压缩柱形弹簧 5使上凹模与上冲头 38产生相对 运动， 从而使上、 下冲头在闭合的整体凹模中产生相对运动， 迫使坯料发生 塑性变形， 充满凹模模膛而形成为十字轴锻件。 通过四连杆 17构成的速比机 构， 使上冲头 38与下冲头 36相对于整体凹模以相同的速度对坯料进行挤压， 以确保变形均匀。 上、 下凹模的合模力是由上、 下活塞油缸的环形活塞通过 背压排油的油压而产生的， 其压力的大小通过调节安装在与压力油进口 50相 连的液压系统上的溢流阀而得到。

模锻结束后， 模具和模架的上半部分随压力机滑块回程， 下凹模 33、 下 垫板 31、 中间浮动板 18、 下环形活塞 28和下缸盖 29在柱形弹簧 5和氮气弹 簧 48的作用下， 迅速向上回程， 其上限位置受下环形圈 30的限制， 在下环 形活塞 28迅速上升的同时， 上凹模 16、 上凹模座 15、 上垫板 11、 上缸盖 9 和上环形活塞 7在自重和柱形弹簧 5的作用下， 在与滑块上升的同时相对固 定在上底板 1的上滑套 40向下移动， 油箱的油液通过真空和泵的压力迅速充 满上油缸的内腔。 同时， 上、 下冲头座通过上、 下顶杆推动上、 下冲头分别 向下和向上运动， 将锻件从上凹模或下凹模中顶出。

Claims

权利要求书

1、 双闭塞液压模架， 上底板 （1) 与环形上模板 （8) 通过螺钉连接， 下 底板 （21) 与环形下模板 （20) 通过螺钉连接； 上模板 （8) 下面固定四个对 称分布的导套 （42)， 下模板 （20) 上面固定四个对称分布的导柱 （45)， 导 柱外套有限位块 （44)， 导套与导柱之间活塞式滑动配合；

上底板 （1) 固定有上活塞油缸， 上活塞油缸盖依次连接有上垫板 （11)、 上凹模 （16)， 上凹模 （16) 外套有上凹模预应力圈 （39)、 通过上凹模固定 圈 （37) 固定在上凹模座 （15) 上， 上凹模座 （15) 与上活塞油缸盖固接， 依次相接触的上顶杆 （3)、 上冲头座 （4)、 上冲头 （38) 构成上活塞， 从上 至下与上滑套 （40)、 上垫板 （11)、 上凹模 （16) 滑动配合；

下底板（21)固定有下活塞油缸， 下活塞油缸盖依次连接有下垫板（31)、 下凹模 （33)， 下凹模 （33) 外套有下凹模预应力圈 （35)、 通过下凹模固定 圈 （32) 固定在中间浮动板 （18) 上， 中间浮动板 （18) 与下活塞油缸盖固 接， 依次相接触的下顶杆 （24)、 下冲头座 （22)、 下冲头 （36) 构成下活塞， 从下至上与下滑套 （25)、 下垫板 （31)、 下凹模 （33) 滑动配合；

上模板 （8) 和下模板 （20) 之间固定速比机构， 速比机构包括上支承座 (12)、 上铰座 （14)、 下铰座 （19)、 四连杆 （17)、 中间浮动板 （18) 和小 导柱 （49)， 上模板 （8) 两侧对称固连两个上支承座 （12)， 下模板 （20) 两 侧相应位置固连两个下铰座 （19)， 上支承座 （12) 连接上铰座 （14)， 上铰 座 （14) 和下铰座 （19) 通过四连杆 （17) 连接； 中间浮动板 （18) 下面固 定四个对称分布的小导柱 （49)、 与设置在下模板 （20) 上的四个对称分布的 小导套 （47) 活塞式滑动配合；

其特征在于：

所述上模板（8) 内依次设有上缸底（6)、 上环形活塞（7)、 上缸盖（9)， 构成上活塞油缸， 圆环形上缸底（6)下端面具有圆槽、通过螺钉与上底板（1) 连接； 上环形活塞 （7) 上端面具有环形槽、 与上缸盖 （9) 通过螺钉连接， 上环形活塞上的环形槽与上缸底 （6) 的圆槽之间装有柱形弹簧； 上模板 （8) 作为上活塞油缸的缸体， 与上环形活塞 （7) 及上缸盖 （9) 滑动配合； 所述上凹模座 （15 ) 外套有上限位套筒 （13 )， 两者滑动配合， 上限位 套筒 （13 ) 固定在上模板 （8) 上；

所述下模板 （20) 内依次设有下缸底 （26)、 下环形活塞 （28)、 下缸盖 (29)， 构成下活塞油缸， 圆环形下缸底 （26) 上端面具有圆槽、 通过螺钉与 下底板 （21 ) 连接； 下环形活塞 （28) 下端面具有环形槽、 与下缸盖 （29) 通过螺钉连接， 下环形活塞的环形槽与下缸底 （26) 的圆槽之间装有柱形弹 簧； 下模板（20)作为下活塞油缸的缸体， 与下环形活塞（28)及下缸盖（29) 滑动配合；

所述下模板 （20) 上对称设置有四个氮气弹簧 （48 )。

2、 如权利要求 1所述的双闭塞液压模架， 其特征在于：

所述上模板 （8 ) 下端面连接有上环形圈 （10)， 上环形圈 （10 ) 内圆装 有密封圈， 与上缸盖 （9 ) 滑动配合；

所述下模板 （20 ) 上端面连接有下环形圈 （30)， 下环形圈 （30 ) 内圆装 有密封圈， 与下缸盖 （29) 滑动配合；

所述上铰链座与上支承座之间的接触面为平面。

3、 如权利要求 1或 2 所述的双闭塞液压模架， 其特征在于：

所述上模板后侧对应上缸底 （6) 和上环形活塞 （7 ) 之间空隙位置开有两 个通油孔； 所述下模板后侧对应下缸底 （26) 和下环形活塞 （28) 之间空隙 位置开有两个通油孔； 各通油孔通过油管与液压泵站连接。