铝合金锻造专用快换模架的制作方法

本发明涉及锻造模具技术领域，特别是涉及一种铝合金锻造专用快换模架。

背景技术：

锻造是一种常用的机械加工工艺，通过锻造使材料经外力的作用在锻造模具中产生塑性变形，从而得到所需形状的尺寸的零件。锻造模具根据锻造温度的不同分为热锻模、温锻模和冷锻模，对于铝合金热锻时需要对模具进行持续加热，维持坯料的温度。一般对于一台锻造设备对应多个锻造模具以便于更换加工不同的产品或工序，为了规范模具的结构、尺寸以及拆卸方便，锻造设备尤其是压力机上会安装模架作为支撑，为了快速安装拆卸模架，模架分为主模座、子模座，主模座安装在锻造设备上，先将子模座与模具连接固定，然后再将模具随子模座一同送至锻造设备，将子模座固定在主模座上，拆卸时反之。

现有模架的主模座通常为“回”字框形结构，子模座在“回”字框内腔定位安装；或上模座、下模座为“u”形结构，子模座在“u”形腔内定位安装。对于该“回”字框形结构或“u”形结构，模座加工时都需要采用整体锻造的自由锻块，大切削量将“回”形或“u”形框内多余金属去除，这样不仅毛坯投入成本高，材料去除量大，加工效率低，而且上下主模座的工作面在自由锻块的芯部，热处理难以保证自由锻块的芯部处的力学性能，而且“回”形或“u”形主模座，其内腔底面距离上表面尺寸通常在500mm以上，这样导致锻造设备需要更长的锻造行程。

其次，在上下子模座的快换方面，为保证子模座的安装精度，现有技术主要采用在主模座与子模座之间设置定位键，通过定位键来保证子模座安装定位精准。这种方式使得在快换时，需要子模座与快换装置之间、快换装置的送入停止位置与锻造设备之间均有精准的定位，才能保证子模座送入主模座后，子模座的定位键孔与主模座的定位键精准配合，这对快换装置、转运装置的精度都提出了很高的要求，导致现有的快换装置结构复杂、费用昂贵。

并且，现有技术中上述快换装置对于下模架，一般在主模座上设置轨道槽，并在轨道槽内安装快换导轨或者快换滚轮，使得子模座可以快速送入与拉出，送入后再通过安装定位键进行定位，不仅降低了换模效率，而且需要在下主模座上开设两条前后贯通的轨道槽，轨道槽的开设导致模架在使用过程中应力集中，容易在轨道槽的开设位置开裂，降低模座寿命。

另外，对于主模座与子模座的连接，现有技术主要是采用螺栓连接或者夹紧器上下拉紧的方式，该方式操作非常繁琐，影响换模效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种铝合金锻造专用快换模架，其结构科学，可以快速拆卸更换子模座从而完成换模，定位精准、连接可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铝合金锻造专用快换模架，其包括上模架、下模架，所述上模架和下模架均包括主模座、子模座，所述主模座包括主模板，所述子模座的四个侧面依次为侧面a、侧面b、侧面c、侧面d，所述侧面d为向所述子模座中部倾斜的斜面，所述主模板设置有分别用于抵触所述侧面a、侧面b的定位块，所述主模板还设置有用于沿水平方向抵触所述侧面c的水平顶杆，所述主模板还设置有用于抵触所述侧面d的压紧装置，所述压紧装置与所述主模板可拆卸连接。

优选的，所述压紧装置包括沿竖直方向设置于所述主模板内部的前锁紧油缸、压紧杠杆、用于支撑所述压紧杠杆中部的支撑座，所述前锁紧油缸的升降杆与所述压紧杠杆的一端铰接，所述压紧杠杆的另一端设置有用于抵触所述侧面d的斜面。

优选的，所述子模座在侧面a、侧面c分别开设有两个滚轮孔，所述滚轮孔内设置有滚轮，所述主模板对应所述子模座安装后所述滚轮的位置处设置有滚轮避让槽。

优选的，所述主模板与所述子模座之间设置有隔热垫板。

优选的，所述主模板中部开设有用于容纳所述隔热垫板的垫板容纳腔，所述隔热垫版的表面不超出所述主模板的表面。

优选的，所述滚轮避让槽开设于所述隔热垫版的表面。

优选的，所述主模座还设置有导柱，所述导柱包括上导柱、下导柱，所述上导柱与所述上模架连接，所述下导柱与所述下模架连接，所述上导柱的下端与下导柱的下端分别为可拼合成矩形块的三棱柱。

优选的，所述水平顶杆替换为所述压紧装置，所述侧面c为向所述子模座中部倾斜的斜面。

优选的，所述水平顶杆包括油缸固定座、侧锁紧油缸，所述油缸固定座与所述主模板固定连接，所述侧锁紧油缸沿水平方向设置于所述油缸固定座内并可向侧面c的方向伸出。

优选的，所述定位块为两个独立的矩形块或连为一体的l形。

优选的，所述定位块均包括定位板、定位板固定座，所述定位板固定座与所述主模板固定连接，所述定位板与所述定位板固定座固定连接，所述定位板位于所述定位板固定座与所述子模座之间。

优选的，所述主模板在侧面d与前锁紧油缸之间设置有凹槽，所述支撑座设置于所述凹槽内，所述支撑座不超过所述主模板的表面，所述压紧杠杆中部设置有向下凸出的用于与所述支撑座铰接的连接座。

本发明的有益效果是：1、可以方便的快换模具，将模具随子模座一起拆卸，拆卸时，操作方便、定位精准。2、主模板结构简单，厚度小，需要切削的量少，其加工效率高。3、主模座与子模座之间不需要使用定位键定位，而是利用抵触子模座侧面的定位块定位，并利用压紧装置压紧。4、下模架的子模座通过滚轮可以方便的推入退出，提高了模具的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的铝合金锻造专用快换模架的分解示意图。

图2是本发明的铝合金锻造专用快换模架合模时的剖面示意图。

图3是本发明的下模架的结构示意图。

图4是图3的下模架的分解示意图。

图5是本发明的压紧装置的结构示意图。

图6是图1中a处的局部放大图。

附图标记说明：

1——子模座11——侧面a

12——侧面b13——侧面c

14——侧面d2——主模板

3——定位块31——定位板

32——定位板固定座4——水平顶杆

41——油缸固定座42——侧锁紧油缸

5——压紧装置51——前锁紧油缸

52——压紧杠杆521——连接座

53——支撑座6——滚轮

7——隔热垫板8——导柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1-图6所示，本实施例的铝合金锻造专用快换模架，其包括上模架、下模架，上模架和下模架的结构类似。其中，本发明的下模架由于需要将子模座1沿主模板2送入以及需要进行顶料，因此，下模架结构较为复杂，相比上模架多了下述的滚轮、顶杆等装置。所述上模架和下模架均包括主模座、子模座1，所述主模座包括主模板2。图1的分解示意图中从上至下依次为：上模架的主模座、上模架的子模座1、下模架的子模座1、下模架的主模座。其中，下模架的子模座1有滚轮6、退料顶板（两个丰字形），对应的，其下方的隔热垫板7设置有滚轮避让槽、顶杆。上模架的结构在下模架中可体现出来，因此下文仅对下模架进行说明。

为便于描述，我们将所述子模座1的在水平方向的四个侧面依次标记为侧面a11、侧面b12、侧面c13、侧面d14，所述侧面d14为向所述子模座1中部倾斜的斜面，该斜面使得其成为一个上小下大的楔形，便于下述的压紧装置5将其沿水平和竖直两个方向压紧。对于上模架，该处斜面为下小上大的楔形。

本发明区别于现有技术的定位键，利用子模座1的侧面a11、侧面b12进行定位，具体的，所述主模板2设置有分别用于抵触所述侧面a11、侧面b12的定位块3，所述定位块3可以为两个独立的矩形块，页可以为连为一体的l形，本实施例中定位块3是两个独立的矩形块。所述主模板2还设置有用于沿水平方向抵触所述侧面c13的水平顶杆4，所述主模板2还设置有用于抵触所述侧面d14的压紧装置5，所述压紧装置5与所述主模板2可拆卸连接。由于压紧装置5可以拆卸，定位块3、水平顶杆4形成一个三面包围、一面开放的u字形粗定位结构，可以从压紧装置5的方向将子模座1水平推送至大致位置，然后装上压紧装置5，压紧装置5和水平顶杆4将子模座1推送至抵触定位块3，实现了精定位。对于上模架，可直接将子模座1松竹该u字形粗定位结构，然后利用压紧装置5、水平顶杆4进行精定位。

通过上述结构，定位块3、水平顶杆4通过螺栓与主模板2的上侧面连接，且主模板2的上侧面为平面状，这样就减少了对主模板2的加工，不需要再主模板2的上侧面加工“回”形或“u”形框，同时可以降低主模板2的厚度。进一步的，为了避免在铝合金锻造过程中持续对锻造模具加热，导致热量从子模座1通过主模座传递至锻造设备，对锻造设备造成损害，如图4所示，本实施例在主模板2与子模座1之间设置有隔热垫板7，为保证上述的主模板上侧面为平面状，本实施例在主模板2中部开设有用于容纳所述隔热垫板7的垫板容纳腔，所述隔热垫版7的上表面与所述主模板2的上表面同面，使得下模架的子模座1可以沿隔热垫板7通过滚轮6滑动，所述隔热垫版7的表面开设有滚轮避让槽。对于另一种没有隔热垫板7的实施例，应在所述主模板2对应所述子模座2安装后所述滚轮6的位置处设置滚轮避让槽。所述隔热垫板7的材质隔热性好、具有一定强度的金属，本发明中优选为5crnimo。

如图1、图4、图6所示，所述子模座1在侧面a11、侧面c13分别开设有两个滚轮孔，上述滚轮6设置于所述滚轮孔内，滚轮6共有四个。当子模座1沿主模板2和隔热垫板7滑动时，滚轮6抵触主模板2并滚动，当滚轮6滚动至滚轮避让槽时，子模座1落在主模板2的上表面，滚轮6不与主模板2接触。因此，该方案既减少了在主模板2表面开设很长的滑槽，也无需拆卸滚轮，在锻造过程中滚轮也不与主模板2接触进而不用承受压力。

进一步的，对于上述的压紧装置5，如图2、图3、图5所示，其包括沿竖直方向设置于所述主模板2内部的前锁紧油缸51、压紧杠杆52、用于支撑所述压紧杠杆52中部的支撑座53，所述前锁紧油缸51的升降杆与所述压紧杠杆52的一端铰接，所述压紧杠杆52的另一端设置有用于抵触所述侧面d14的斜面，当前锁紧油缸51顶起时，压紧杠杆52将子模座1向侧面b12的方向推，同时将子模座1压紧在主模板2的上表面。其中前锁紧油缸51采用了耐高温设计，可以在高达160℃的高温环境下持续可靠工作。

如图1、图3所示，所述主模座还设置有导柱8，所述导柱8包括上导柱、下导柱，所述上导柱与所述上模架连接，所述下导柱与所述下模架连接，所述导柱8为方形x导柱，即所述上导柱的下端与下导柱的下端分别为三棱柱，合模时其拼合成矩形块。与常规的圆柱导柱、导套结构不同，该导柱为分体式，其生产加工更加节约材料、环保，且导向精度更好，更换便捷、可以重复使用，由于上下面的导向面呈45°布置，模座加热后模座本体的膨胀不会影响导向间隙的精度。

如图1、图3所示，所述水平顶杆4包括油缸固定座41、侧锁紧油缸42，所述油缸固定座41与所述主模板2固定连接，所述侧锁紧油缸42沿水平方向设置于所述油缸固定座41内并可向侧面c13的方向伸出。侧锁紧油缸42也采用了耐高温设计，可以在高达160℃的高温环境下持续可靠工作。

作为另一个实施方式，所述水平顶杆4可替换为所述压紧装置5，此时，所述侧面c13为向所述子模座1中部倾斜的斜面。

如图4所示，所述定位块3均包括定位板31、定位板固定座32，所述定位板固定座32与所述主模板2固定连接，所述定位板31与所述定位板固定座32固定连接，所述定位板31位于所述定位板固定座32与所述子模座1之间。定位板31在多次使用磨损后可以更换，如模座磨损、修模时，也可以通过调节定位板31的厚度来保证模座精度，使用成本更低。

如图4、图5所示，所述主模板2在侧面d14与前锁紧油缸51之间设置有凹槽，所述凹槽的宽度小于侧面d14的宽度，使得子模座1不会落入该凹槽内。所述支撑座53固定设置于所述凹槽内，所述支撑座53不超过所述主模板2的表面，所述压紧杠杆52中部设置有向下凸出的用于与所述支撑座53铰接的连接座521。该铰接为活动式铰接，即如图5所示，连接座521为j字形，支撑座53设置有半封闭的嵌槽，连接座521的前端嵌入该嵌槽中，压紧杠杆52即可相对连接座521转动，也可以方便的取下、安装，同时其使用时不会脱落。支撑座53与连接座521采用分体式的结构，便于更换维护，生产加工上也更加便捷。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。