一种通用型主副结构锻造快换模架

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，具体涉及一种通用型主副结构快换模 架。

背景技术

模具更换速度决定了锻造生产的转产速度，并最终决定了锻造线 的生产效率。传统的换模方式是把整个模架拉出来，然后人工更换新 的模具，再将模架推进压力机进行人工锁紧，由于工序繁琐，需要人 工进行装夹，更换模具基本上需要两个小时，模具更换好以后还需进 行烤模，总体换模时间往往需要6～8个小时，这种换模方式增加了劳 动强度，降低了生产效率。

由于模具的夹紧方式、顶出结构等限制，传统的模架结构往往只 针对特定产品，不具有产品通用性，生产新产品往往需要设计制造新 模架，造成模架的投资成本升高。

此外，由于锻造生产为热加工的特性，生产过程中由于热传导造 成上下模座热涨量不同，因此产生定位和导向干涉。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锻造生产使用的通用型 快换模架，该模架可实现模具快换和快速转产，适应热锻生产的热胀 冷缩，并具有通用性，可适用于多种产品锻造生产，尤其适合小批量 多品种的产品生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种通用型主副结构锻造快换模架，其特征在于，包括：

模架主体组件，模架主体分为上模架部分和下模架部分，上、下 模架部分均为主副模架结构，其中上模架部分包含上主模架和上副模 架，下模架部分包含下主模架和下副模架，模具分别安装在上副模架 和下副模架中，用于对锻件进行锻造成形；

夹紧顶起系统组件，包含安装在上主模架内的多个上夹紧缸，安 装在下主模架内的多个下夹紧缸，以及安装到下主模架上的多个顶出 缸，其中上夹紧缸用于将上副模架可释放地夹紧到上主模架，下夹紧 缸用于将下副模架可释放地夹紧到下主模架上，顶出缸用于将下副模 架顶起一定高度；

定位系统组件，包含分别安装到上主模架和下主模架内的圆定位 键和方圆定位键，用于为上、下副模架安装到上、下主模架时提供定 位功能；

顶出系统组件，包括安装在上主模架内，用于使锻件顶出的多个 第一上顶出板、多个第一上顶杆、多个弹簧和多个第二上顶出板，其 中弹簧的作用是在顶出后使上顶出系统组件回位，以及安装在下主模 架内，用于使锻件顶出的多个第一下顶出板、多个第一下顶杆和多个 第二下顶出板；

导向系统组件，包括安装在上主模架内的上导向柱，以及安装在 下主模架内的下导向柱，导向系统组件用于为锻造的上下模具提供导 向功能。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述上主模架安装到压力 机的上滑块，下主模架安装到压力机的工作台；装有模具的上、下副 模架推入压力机中后，通过使上滑块带动上主模架下降并通过上夹紧 缸和下夹紧缸加压，上副模架与上主模架以及下副模架与下主模架紧 固到一起；模具更换时，通过使上夹紧缸和下夹紧缸卸压以使上、下 副模架分别与上、下主模架脱开，并通过使上滑块带动上主模架上升 并通过所述顶出缸将扣合在一起的上、下副模架顶起一定高度，能够 把扣合在一起的上、下副模架拉出压力机以更换模具。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述夹紧顶起系统组件的 夹紧缸是转位下拉油缸，油缸杆带有可旋转90°的T型头。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述圆定位键为圆柱形， 所述方圆定位键键的一端为圆柱形，另一端为方形，且圆柱形端安装 在主模架上，与方形端配合的副模架的键槽的两端留出热涨的间隙 量。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述顶出系统组件的第一 顶出板和第二顶出板在长度延伸方向相互垂直，其中第一顶出板覆盖 压力机顶杆位置，第二顶出板覆盖锻件顶出位置。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述第一顶出板平行设置 不少于两排，第二顶出板根据工艺需要进行设置，每一步工序平行设 置不少于两排，第一顶杆位于第一顶出板和第二顶出板的交界处。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述导向柱的导向面与上 主模架和下主模架的纵向中心线呈45°夹角。

上述通用型主副结构锻造快换模架中，所述上、下导向柱与上、 下主模架采用分体安装模式，且上下导向柱在压力机滑块回到上位时 脱开。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，包括：模架主体 组件，用于对锻件进行锻造成形，模架主体分为上模架和下模架两部 分，上、下模架均为主副模架结构，其中上模架部分包含上主模架和 上副模架，下模架部分包含下主模架和下副模架；夹紧顶起系统组件， 包含安装在上主模架内的多个上夹紧缸，安装在下主模架内的多个下 夹紧缸，以及多个顶出缸，其中上夹紧缸用于将上副模架安装到上主 模架，下夹紧缸用于将下副模架安装到下主模架上，顶出缸用于将副 模架顶起一定高度。主副模架的结构设计，换模时只需更换副模架， 避免了传统更换整套模架方式需要的高昂模架成本，降低了模架的投资；且副模架通过夹紧缸安装到主模架上，可以实现模架的快速装卡， 减少了换模时间。

2.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，所述夹紧顶起系 统组件的夹紧缸是转位下拉油缸，油缸杆带有可旋转90°的T型头。 更换模具时，上、下夹紧缸泄压，油缸杆的T型头松开并旋转90度， 上副模架落到下副模架上，多个下顶出缸将上、下副模架顶起至超过 下主模架上安装的定位键的高度，从而便于换模车的导向辊从下副模 架的下方伸进并托住副模架，然后将上、下副模架拉出压力机，实现 快速换模。对于主副模架之间采用定位键的定位方式，由于键具有一 定的高度，因此需要下顶出缸将副模架顶起后拉出，这种设计在解决 该问题的基础上，结构简单易实现。

3.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，还包括用于保证 副模架和主模架之间位置关系的圆定位键和方圆定位键。在锻压过程 中，由于主副模架之间温升不同，圆键用于保证主副模架之间全方向 的定位精度，方圆键在保证了宽度方向定位精度的前提下，在长度方 向具有一定的间隙量，因此可以适应由于长度方向发生的热胀冷缩产 生的主副模架之间的错移，避免出现定位干涉。

4.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，还包括顶出系统 组件，所述顶出系统组件的第一顶出板和第二顶出板在长度延伸方向 相互垂直，其中第一顶出板覆盖压力机顶杆位置，第二顶出板覆盖锻 件顶出位置。这种结构既可适应压力机的顶出位置，又可满足锻件模 具的顶出需要，因此具有柔性，适合多种压力机和不同产品的锻造生 产，从而提高了模架的适用性以及实用性。

5.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，所述第一顶出板 平行设置两排，第二顶出板平行设置四排，第一顶杆位于第一顶出板 和第二顶出板的交界处。这种结构可以保证顶出板不发生偏斜，从而 保证顶杆能同时顶出，使顶出效果更好。

6.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，所述第一下顶出 板的中间部分设置与顶出板相垂直的导向柱，同时在下主模架的相应 部位设置导向槽。该结构可以防止下主模架内的第一顶出板偏转，从 而造成第一下顶杆发生偏转并出现卡涩，造成锻件无法顶出，或顶出 后顶杆无法缩回，从而影响生产。

7.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，所述导向柱的导 向面与模架的中心线呈45°夹角。锻造时，由于上下模受热不同， 造成上下模座热胀冷缩的量也不同，45°夹角的导向设置可使上下模 座导向柱的导向面都沿45°方向向外或向内错移，可保证模架热胀 冷缩后导向不发生干涉，并且仍然能保持导向精度。

8.本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架，所述导向柱与主 模架采用分体安装模式，且上下导向柱在压力机滑块回到上位时脱 开。分体安装模式可以减少模架的坯料尺寸，降低模架的投资成本， 并且这种结构形式灵活，如导向柱长期使用造成损害，易于更换维护； 上下导向柱在压力机滑块回到上位时脱开的设计结构，相对于全程导 向的结构而言，操作空间更大，更利于实现自动化操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方 案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简 单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式， 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的通用型主副结构锻造快换模架的主视剖视 图；

图2为图1所示的通用型主副结构锻造快换模架的左视剖视图；

图3为图1所示的通用型主副结构锻造快换模架的下主、副模架 的俯视图。

图4为图1中上、下夹紧缸的动作示意图。

图5为图1中方圆定位键的热涨量示意图。

附图标记说明：

1-上主模架；2-圆定位键；3-第一上顶出板；4-第一上顶杆；5- 弹簧；6-第二上顶出板；7-方圆定位键；8-上夹紧缸；9-上副模架； 10-下副模架；11-下主模架；12-下夹紧缸；13-第二下顶出板；14- 第一下顶杆；15-第一下顶出板；16-下顶出缸；17-上导向柱；18- 下导向柱；19-模具组件；20-压力机顶杆

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显 然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只 要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-3所示，是本发明所涉及的一种通用型主副结构锻造快换 模架的具体实施方式。所述快换模架包括模架主体组件、夹紧顶起系 统组件、定位系统组件、顶出系统组件和导向系统组件。

在本实施例中，所述模架主体组件包括：上主模架1、上副模架9、 下主模架11、下副模架10，模具19将分别安装到上副模架9和下副 模架10中。

在本实施例中，所述夹紧顶起系统组件包括多个上夹紧缸8，多 个下夹紧缸12和多个下顶出缸16。其中多个上夹紧缸8通过螺栓安 装到上主模架1上，多个下夹紧缸12通过螺栓安装到下主模架11上， 多个下顶出缸16也通过螺栓安装到下主模架11上。

进一步地，所述上夹紧缸8和所述下夹紧缸12是转位下拉油缸， 油缸杆带有可旋转90°的T型头，图4是转位下拉油缸的动作示意图。

在本实施例中，所述定位系统组件包括圆定位键2和方圆定位键 7，用于为副模架安装到主模架上进行定位。其中上主模架1和下主 模架11通过螺钉各安装一套圆定位键2和方圆定位键7。

进一步地，所述圆定位键2为圆柱形，所述方圆定位键7的一端 为圆柱形，另一端为方形，且圆柱形端安装在主模架1、11上，与方 形端配合的副模架9、10的键槽的两端留出热涨的间隙量，如图5所 示。

在本实施例中，所述顶出系统组件包括安装在上主模架1内的多 个第一上顶出板3、多个第一上顶杆4、多个弹簧5和多个第二上顶 出板6，其中弹簧5的作用是在顶出后使上顶出系统组件回位，由于 下模座中的顶出系统可以在自重作用下复位，因此下模座不设弹簧。 第一上顶杆4和第二上顶出板6之间通过焊接或螺纹连接；还包括安 装在下主模架11内的多个第一下顶出板15、多个第一下顶杆14和 多个第二下顶出板13，其中第一下顶杆14和第二下顶出板13通过 焊接或螺纹连接。

进一步地，所述上主模架1内的弹簧5是螺旋压缩弹簧。

进一步地，所述顶出系统组件的第一顶出板3、15和第二顶出板 6、13在长度延伸方向相互垂直，其中第一顶出板3、15覆盖压力机 顶杆(20)位置，第二顶出板6、13覆盖锻件顶出位置，第一顶杆4、 14位于第一顶出板3、15和第二顶出板6、13的交界处。锻件顶出 时，压力机顶杆将第一顶出板3、15顶起，并通过第一顶杆4、14推 动第二顶出板6、13，第二顶出板推动安装在模具内的顶杆，从而实 现锻件顶出。

进一步地，根据压力机顶杆数量不同，所述第一顶出板3、15平 行设置两排或多排，但为了保持顶出平衡，必须大于两排。

进一步地，第二顶出板6、13的数量根据锻造工序不同进行设置， 由于不同锻件的锻造工艺不同，有的锻件只需要一次成形，有的需要 多次成形，每一次成形需要一套成形模具，为保持顶出平衡，每套模 具需设置两排第二顶出板，即若只需要一次成形，第二顶出板6、13 平行设置两排，若需要两次成形，则第二顶出板6、13平行设置四排， 如图3所示，以此类推。

在本实施例中，导向柱17、18的导向面与上主模架和下主模架的 纵向中心线呈45°夹角，且导向柱与主模架采用分体安装模式，其 中上导向柱17安装到上主模架1上，下导向柱18安装到下主模架 11上。

在本实施例中的模具安装方式是，首先依次把夹紧顶起系统组件、 定位系统组件、顶出系统组件和导向系统组件分别安装到上主模架1 和下主模架11，然后将上主模架1安装到压力机的上滑块，下主模 架11安装到压力机的工作台。接下来，分别将锻造模具装卡到上副 模架9和下副模架10，并将安装有模具的上副模架9翻转180度与 安装有模具的下副模架扣合在一起，并将上述扣合在一起的上、下副 模架推进压力机，将下副模架10的对应键槽对准下主模架11上已安 装好的定位键2、7，并使下副模架10落在下主模架11上，且下主 模架11上的定位键2、7进入下副模架10的键槽。然后上滑块带动 上主模架1下降，安装在上主模架1上的定位键2、7进入上副模架 9的相应键槽，并使上副模架9与上主模架1完全接触上，然后上下 主模架内的夹紧缸8、12的油缸杆转动90度后，油缸杆下拉，分别 将上副模架9与上主模架1、下副模架10和下主模架11紧固到一起。

在本实施例中，更换模具时，上滑块下降至上、下副模架9、10 相接触，然后上、下夹紧缸泄压，油缸杆的T型头松开并旋转90度， 使上、下副模架9、10分别与上、下主模架1、11脱开，并且上滑块 带动上主模架1提升到上死点，然后多个下顶出缸16将上、下副模 架顶起至超过下主模架11的定位键2、7的高度，然后可将扣合在一 起的上、下副模架1、11拉出压力机，实现快速换模。