一种用于快速锻造液压机的上砧座快速更换装置的制作方法

本发明属于快速锻造塑性成形领域，具体涉及一种用于快速锻造液压机的上砧座快速更换装置。

背景技术：

相对于传统自由锻造而言，快速锻造具有成形节奏快、工件质量高、抗冲击和疲劳强度高、停机时间短、不受材料温度限制和材料同质性高等优点，基于以上优点，快速锻造工艺、装备和技术得到越来越多专家和学者的关注，快速锻造成形成为锻造设备的重点发展方向之一。

随着科技的不断进步及用户要求的进一步提高，人们对锻件的尺寸精度、金属收得率和生产率提出了更高的要求，因此，在保证锻件质量的前提下如何进一步提高产品的生产率成为快速锻造装备研发中的关键问题之一。快速锻造液压机在锻造工件过程中以70次/分速度锻造工件，锻造压力可达1500吨以上，在这种工况下，锻造锤头的磨损问题比较严重，为了保证锻造工件的质量，需要及时、快速的更换锤头。因此，从提高锻件生产效率出发，开发了一种用于快速锻造液压机的上砧座快速更换装置，这种装置具有更换锤头快速、运行稳定、使用方便等优点。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服人工更换安装上锤头的砧座所带来的劳动强度大、更换效率低的问题，提供一种用于实现快速锻造液压机上砧座的快速更换装置及其实现方法，以达到快速锻造液压机快速、高效和稳定生产的目的。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：提供一种用于实现快速锻造液压机上砧座的快速更换装置，其结构主要包括轴向移动装置、旋转装置、T型拉杆和辅助装置；所述轴向移动装置由第一轴套3、蝶形弹簧4、滑块6、活塞8、缸套9、螺栓10、第一进油口12、压盖13、圆螺母防松板14、圆螺母15、第二轴套16构成；所述旋转装置由直齿轮7、圆柱滚子轴承18、平键21、齿条24、第二进油口22、第三进油口25构成；所述T型拉杆装置由末端带球面的销轴2、T型拉杆5构成。

所述T型拉杆5的周向定位包括第一轴套3、蝶形弹簧4、滑块6、导向套24、圆柱滚子轴承23、直齿轮7、第二轴套21、圆螺母20和圆螺母防松板19；直齿轮7与T型拉杆5之间采用平键连接，第二轴套21将活塞8进行周向定位，压盖18将缸套9固定在活塞8和压盖18之间，活塞8与压盖18之间通过螺栓10固定，将以上零部件安装在缸体22和上横梁25内部，由此实现了T型拉杆5的周向定位。

滑块6、圆柱滚子轴承23、直齿轮7、第二轴套21、圆螺母20和圆螺母防松板19、活塞8、缸套9和压盖18安装在T型拉杆5上形成了一个整体；活塞8、第一端盖11和缸体22之间形成进油腔I，高压液压油通过安装在缸体22上的第一进油口17进入到第一进油腔I，在液压油的作用下推动滑块6、圆柱滚子轴承23、直齿轮7、第二轴套21、圆螺母20和圆螺母防松板19、活塞8、缸套9和压盖18这一整体随T型拉杆5一起向下移动；当T型拉杆5需要回程时，低压液压油通过第一进油口17进入到第一进油腔，作为背压使用，背压推动活塞向下的动力低于蝶型弹簧4的向上的反弹力时该T型拉杆5这一整体可实现回程。

直齿轮7与齿条29啮合，齿条29与T型拉杆5采用平键26进行定位，齿条29两端部、缸体22和第二端盖28之间形成两个腔体II和III。当高压液压油通过第三进油口30进入腔体III时（第二腔体内只提供背压）可通过齿条29驱动直齿轮7及T型拉杆逆时针旋转；当高压液压油通过第二进油口27进入腔体II时（第二腔体内只提供背压）可通过齿条29驱动直齿轮7和T型拉杆顺时针旋转，由此可实现T型拉杆的顺时针和逆时针旋转运动。

工作原理：T型拉杆5具有轴向移动和旋转两个自由度，T型拉杆5的底端装有末端带球面的销轴2。快锻机工作时T型拉杆5底端的销轴2插入快锻机上砧座1中，T型拉杆5不能进行旋转运动，同时在蝶形弹簧4的作用下保证销轴2的球面与砧座1的孔底紧密接触。如需快换上砧座时，高压油通过第一进油口17进入油腔I，T型拉杆向底端移动，使销轴2从砧座1上所对应的孔中完全退出，此时保证T型拉杆5轴向位置不变；当销轴2完全从砧座1上所对应的孔中完全退出后，高压油通过进油口27进入进油腔II中，驱动齿条29轴向运动，由齿条29带动安装在T型拉杆5上的齿轮7旋转，齿条29的行走距离为齿轮7分度圆周长的1/4（即由齿条29驱动T型拉杆旋转90°），此时，上砧座1高度方向的限位消失，上砧座即可拔出；上砧座拔出后，进油腔I, II, III不再进高压油，在蝶形弹簧4的作用下使T型拉杆5复位。

新砧座安装时，待上砧座放置好之后，进油腔I进高压油驱动T型拉杆5向底端移动至销轴2的球面端到达上砧座1所对应孔的下方时，在油压和蝶形弹簧4的作用下使T型拉杆5保持不动；此时，高压油通过进油口30进入油腔III，驱动齿条29轴向运动，由齿条29带动安装在T型拉杆5上的齿轮7旋转，齿条29的行走距离为齿轮7分度圆周长的1/4（即由齿条29驱动T型拉杆旋转90°）；此时，进油腔I只提供背压，在蝶形弹簧4的作用下T型拉杆5向上运动使销轴2插入上砧座1上所对应的孔中，当销轴2的球面与孔底紧密接触式，T型拉杆的轴向运动停止，上砧座的安装过程结束，可进行快锻工作，工作过程中，进油腔I只提供背压，进油腔II和III不再供油。

本实用新型的有益效果是：采用由主动装置驱动的T型拉杆对上砧座进行定位，快换上砧座时由液压系统驱动，能够实现高效、快速、稳定的上砧座快换过程，避免了采用螺栓等紧固件对上砧座定位所带来的更换劳动强度大、更换效率低得缺点；T型拉杆底端的销轴插入上砧座孔中，即采用插入式结构，实现了T型拉杆旋转运动的限制，避免了非插入式结构在在快锻过程中需要齿条驱动油腔保持高压供油状态以保证T型拉杆周向位置恒定的情况，具有节能、运行稳定的作用。

附图说明

图1为一种用于实现快速锻造液压机上砧座的快速更换装置结构示意图；

图2为图1中A-A断面图；

图3为图1中B向视图；

图中：3、第一轴套；4、蝶形弹簧；5、T型拉杆；6、滑块；7、直齿轮；8、活塞；9、缸套；10、螺栓；11、第一端盖； 12、第一进油口；13、压盖；14、圆螺母防松板；15、圆螺母；16、第二轴套；17、缸体；18、圆柱滚子轴承；19、导向套；20、上横梁；21、平键；22、第二进油口；23、第二端盖； 24、齿条； 25、第三进油口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

如图1所示，T型拉杆5的周向定位包括第一轴套3、蝶形弹簧4、滑块6、导向套19、圆柱滚子轴承18、直齿轮7、第二轴套16、圆螺母15和圆螺母防松板14。直齿轮7与T型拉杆5之间采用平键连接，第二轴套16将活塞8进行周向定位，压盖13将缸套9固定在活塞8和压盖13之间，活塞8与压盖13之间通过螺栓10固定，将以上零部件安装在缸体17和上横梁20内部，由此实现了T型拉杆5的周向定位。

滑块6、圆柱滚子轴承18、直齿轮7、第二轴套16、圆螺母15和圆螺母防松板14、活塞8、缸套9和压盖13安装在T型拉杆5上形成了一个整体；活塞8、第一端盖11和缸体17之间形成进油腔I，高压液压油通过安装在缸体17上的进油口12进入到第一进油腔I，在液压油的作用下推动滑块6、圆柱滚子轴承18、直齿轮7、第二轴套16、圆螺母15和圆螺母防松板14、活塞8、缸套9和压盖13这一整体随T型拉杆5一起向下移动；当T型拉杆5需要回程时，低压液压油通过第一进油口12进入到第一进油腔，作为背压使用，背压推动活塞向下的动力低于蝶型弹簧4的向上的反弹力时该T型拉杆5这一整体可实现回程。

如图2所示，直齿轮7与齿条24啮合，齿条24两端部、缸体17和第二端盖23之间形成两个腔体II和III。当高压液压油通过第三进油口25进入腔体III时（第二腔体内只提供背压）可通过齿条24驱动直齿轮7及T型拉杆逆时针旋转；当高压液压油通过第二进油口22进入腔体II时（第二腔体内只提供背压）可通过齿条24驱动直齿轮7和T型拉杆顺时针旋转，由此可实现T型拉杆的顺时针和逆时针旋转运动。

上砧座的快换过程如下：T型拉杆5具有轴向移动和旋转两个自由度，T型拉杆5的底端装有末端带球面的销轴2。图1所示为快锻机工作时该快换装置的状态，此时，T型拉杆5底端的销轴2插入快锻机上砧座1中，T型拉杆5不能进行旋转运动，同时在蝶形弹簧4的作用下保证销轴2的球面与砧座1的孔底紧密接触。如需快换上砧座时，高压油通过第一进油口12进入油腔I，T型拉杆向底端移动，使销轴2从砧座1上所对应的孔中完全退出，此时保证T型拉杆5轴向位置不变；当销轴2完全从砧座1上所对应的孔中完全退出后，高压油通过进油口22进入进油腔II中，驱动齿条24轴向运动，由齿条24带动安装在T型拉杆5上的齿轮7旋转，齿条24的行走距离为齿轮7分度圆周长的1/4（即由齿条24驱动T型拉杆旋转90°），此时，上砧座1高度方向的限位消失，上砧座即可拔出；上砧座拔出后，进油腔I, II, III不再进高压油，在蝶形弹簧4的作用下使T型拉杆5复位。

新砧座安装时，待上砧座放置好之后，进油腔I进高压油驱动T型拉杆5向底端移动至销轴2的球面端到达上砧座1所对应孔的下方时，在油压和蝶形弹簧4的作用下使T型拉杆5保持不动；此时，高压油通过进油口25进入油腔III，驱动齿条24轴向运动，由齿条24带动安装在T型拉杆5上的齿轮7旋转，齿条24的行走距离为齿轮7分度圆周长的1/4（即由齿条24驱动T型拉杆旋转90°）；此时，进油腔I只提供背压，在蝶形弹簧4的作用下T型拉杆5向上运动使销轴2插入上砧座1上所对应的孔中，当销轴2的球面与孔底紧密接触式，T型拉杆的轴向运动停止，上砧座的安装过程结束，可进行快锻工作，工作过程中，进油腔I只提供背压，进油腔II和III不再供油。