一种多动模具装置的制造方法

文档序号:10926597阅读:507来源:国知局
一种多动模具装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多动模具装置,主要包括多动压机、成型装置、熔套装置、震动装置、电渣重溶炉、气刨装置、电解磨装置、电火花装置、切割刀具;所述的多动压机包括;压边顶杆、拉环顶杆、主砧头顶杆、压边模具、拉环模具、主模具、封头板坯、下模具、底座、顶出缸、封头、压机立柱、机头、压边油缸、拉环油缸、主油缸、压边砧头、拉环砧头、主砧头;所述的底座分别连接设备基础、压机立柱、下模具、顶出缸;所述的成型装置包括;下模具、耳孔、横梁、X轴、Z轴、Y轴、立柱、刀台;由于本实用新型采用电渣重熔技术制造模具本体,消除了模具因冷脆和热脆导致模具的开裂现象;从而延长了模具在高精度下的使用寿命。
【专利说明】
一种多动模具装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种模具制造技术,特别是一种多动模具装置。
【背景技术】
[0002]目前,常规封头压力机模具,一般是安装在单动或者双动油压机、气压机、水压机或机械式压力机上;主要是压制5米以下的直边椭圆封头、直边碟形封头、直边锥形封头、直边大小口、直边偏心锥、直边球冠形封头等;然而,随着科技进步、产业结构调整、新材料出现和安全法规的完善与强化以及新产品、新技术、新工艺、新方法的不断应用,特种或是异形封头产品应运而生,例如:天然气、醚类、苯类等高危液体、易燃易爆液体和有毒有害液体的运输或存储罐体的封头产品;不但要求封头承压,而且还要具备释放罐内压力的缓冲作用,原因是气体或液体膨胀系数大,物理或化学稳定性差,常规的封头模具制造技术已经远远不能满足现代要求的高度安全、高度可靠的具有吸收气体或液体膨胀功能的特种、异形的封头模具制造技术;因此,薄壁、特材、超大型草帽式异形封头产品便应运而生,而常规的压力机模具又不能满足三层以上的草帽式异形封头产品制造。
[0003]但现有技术存在以下缺陷和不足。
[0004]1、模具采用铸件,因材质含硫、磷较多,经常出现冷脆、热脆的裂纹现象。
[0005]2、模具若采用电渣重熔材料,目前国内外厂商生产的各种加工刀具不能满足生产条件;即:电渣重溶材料硬、粘,加工中心最好的刀具硬度与电渣重溶材料的硬度接近;所以,电渣重溶材料采用陶瓷刀具或是合金钢或是涂层刀具,都很难加工。
[0006]3、模具制造周期长,加工精度低;S卩:常规都是采用气刨粗加工后,再用砂轮修整、研型,人工工作量大,生产效率低,产品质量低,制造费用高。

【发明内容】

[0007]为了避免上述技术中存在的缺点和不足之处,本发明的目的是要设计一种多动模具装置及其制造方法,在保证模具不会开裂的情况下,即可保证加工精度高、降低人工修型工作量,提高生产效率和缩短模具制造周期的前提下,又可降低模具材质的硫、磷含量,同时还可实现加工、修型自动化,可实现连续作业。
[0008]为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
[0009]—种多动模具装置,主要包括多动压机、成型装置、熔套装置、震动装置、电渣重溶炉、气刨装置、电解磨装置、电火花装置、切割刀具;
[0010]所述的多动压机包括;压边顶杆、拉环顶杆、主砧头顶杆、压边模具、拉环模具、主模具、封头板坯、下模具、底座、顶出缸、封头、压机立柱、机头、压边油缸、拉环油缸、主油缸、压边砧头、拉环砧头、主砧头;所述的底座分别连接设备基础、压机立柱、下模具、顶出缸;所述的顶出缸活塞杆和封头连接;所述的压机立柱的上端和机头连接;所述的机头分别连接压边油缸、拉环油缸、主油缸;所述的压边油缸活塞杆和压边砧头连接,压边砧头和压边顶杆连接,压边顶杆和压边模具连接;所述的拉环油缸活塞杆和拉环砧头连接,拉环砧头和拉环顶杆连接,拉环顶杆和拉环模具连接;所述的主油缸的活塞杆和主砧头连接,主砧头和主砧头顶杆连接,主砧头顶杆和主模具连接;
[0011]所述的成型装置包括;下模具、耳孔、横梁、X轴、Z轴、Y轴、立柱、刀台、电解砂轮、喷头、螺母、电解液槽、火花头、螺栓、垫铁、气刨头,隔膜栗、出水口、支架;所述的电解液槽和垫铁组一端连接;所述的垫铁组由4个垫铁组成;电解液槽还设有出水口;所述的出水口通过管路和隔膜栗的入口连接,隔膜栗出口通过管路和喷头连接;所述的喷头和支架连接;所述的支架和刀台连接;所述的垫铁组另一端和下模具底面连接;所述的立柱组螺栓穿过耳孔和螺母连接,立柱组另一端和横梁连接;所述的立柱组由4个立柱组成;所述的立柱和螺栓焊接成一个整体;所述的横梁和X轴连接;所述的X轴滑台和Z轴的滑座连接;所述的Z轴滑座和Y轴的滑台连接;所述的刀台和Y轴滑台连接;所述的刀台和电解砂轮或者是气刨头或者是火花头连接;所述的刀台和电解砂轮或者是气刨头或者是火花头和下模具连接;所述的横梁还包括齿条、横梁导轨;所述的齿条和横梁导轨连接;
[0012]所述的熔套装置包括熔池组件、水套组件、固定螺母;所述的熔池组件还包括外挡板、底挡板、内挡板、熔池、吊耳组、所述的底挡板分别和外挡板、内挡板连接;所述的熔池是由底挡板、外挡板和内挡板组成的空腔;所述的吊耳组是由4个吊耳组成,分别布置在外挡板的外圆上,在吊耳的上下2个平面上还开设有2个耳孔,2个耳孔同轴;所述的水套组件还包括回水口、出水口、凸顶、内套、外套、内底套、外底套、定位杆组;所述的外套分别和外底套、凸顶、回水口连接;所述的凸顶分别和内套、出水口连接;所述的内套和内底套连接;所述的内底套和定位杆组连接;所述的定位杆组是由定位杆组成;所述的定位杆上设有固定螺栓;所述的水套组件分别和熔池组件、固定螺母连接定位;
[0013]所述的震动装置包括三维振动台、铜砂;所述的三维振动台的台面和熔套装置连接;所述的铜砂分别填充在水套组件、熔池组件的空隙部位;
[0014]所述的电渣重溶炉包括炉底座、导电滑座、绝缘滑台、料夹、溶料、埋料、熔渣;所述的炉底座分别和连接导电滑座、水套组件连接;所述的导电滑座和绝缘滑台连接;所述的绝缘滑台和料夹连接;所述的料夹和溶料连接;所述的溶料和埋料间隙连接;所述的埋料和熔渣连接;所述的熔渣和熔池组件连接;
[0015]所述的气刨头装置包括气刨头、碳棒、气栗、气刨电源;所述的刀台和气刨头连接,气刨头通过刨夹和碳棒连接,碳棒和下模具连接;所述的气刨电源的正极和气刨头连接,气刨电源的负极和下模具连接;所述的气栗通过软管和喷头连接;
[0016]所述的电解磨装置包括电解磨电源、磨头、电解砂轮、隔膜栗;所述的电解磨电源的正极和下模具连接,电解磨电源的负极和电解砂轮连接;所述的磨头和刀台连接;所述的磨头和电解砂轮连接;所述的电解砂轮和下模具间隙连接;所述的隔膜栗通过管路和喷头连接;
[0017]所述的电火花装置包括电火花电源、火花头、铜模具;所述的电火花电源的正极和下模具连接;电火花电源的负极和火花头连接;所述的火花头分别和刀台、铜模具连接;所述的铜模具另一端和下模具间隙连接。
[0018]一种多动模具装置的制造方法,包括以下步骤:
[0019]A、准备步骤:
[0020]1、制作熔池程序:首先按照下模具图纸要求,将材料板坯放在数控切割机上下料,然后再通过卷板机、平板机制作内挡板、底挡板、外挡板、吊耳单体零件后,去毛刺,开坡口;其次,先将内挡板和底挡板组合对接,并在坡口处分层焊接,然后再将外挡板和底挡板组合焊接后;通过胎具将4个吊耳焊接在外挡板的外表面上;最后,按照下模具的制作方法,再分别制作压边模具、拉环模具和主模具;此时,下模具熔池组件、压边模具熔池组件、拉环模具熔池组件和主模具熔池组件制作完成,待用;
[0021 ] 2、制作水套程序:按照下模具熔池组件方法制作完水套组件后,打水压0.8MPa,保压10分钟后无渗漏;此时,水套组件制作完成,待用;
[0022]3、制作成型装置程序:首先安装图纸要求,制作4个立柱、I个口字形横梁、X轴、Y轴、Z轴单体部件后,再把通用零部件的轴驱动、导轨组件、齿条分别安装在口字形横梁、X轴、Y轴、Z轴单体部件上,8卩:在口字形的横梁上安装齿条和横梁导轨,把横梁驱动安装在X轴上,当数控系统发出X轴移动时,横梁驱动便得到移动命令,伺服电机带动齿轮在齿条上旋转,这时,齿轮的旋转运动转变为直线运动,X轴会在横梁导轨的运动副上产生相对运动,又因Y轴的滑台是间隙配合固定在Z轴的滑座上,而Z轴的滑台又间隙配合固定在X轴的滑座上,因此,X轴的运动也会同时带动Y轴、Z轴的整体同步移动;
[0023]4、气刨装置:首先制作气刨头和气刨头的自动夹持、更换碳棒组件以及碳棒弧光强度检测电子眼;其次制作气刨头底座和刀台连接法兰;其三,制作连接气刨电源的控制部分和数控系统的电缆插头,气栗和喷头连接气管接头;最后,在工况条件下调试数控系统控制气刨电源的电流和气栗压力,气栗压差发讯器的可靠性和灵敏度;
[0024]5、电解磨装置:首先,制作磨头和磨头底座与刀台连接法兰;其次制作磨头和电解磨电源连接电缆插头,数控系统和电解磨电源、隔膜栗电缆连接插头,制作隔膜栗分别和出水口、喷头连接接头;最后调试隔膜栗和电解磨电源的电解电流;
[0025]6、电火花装置:首先,制作火花头和火花头与刀台连接的法兰盘;其次制作数控系统和电火花电源连接电缆接头,电火花电源和下模具、火花头连接导线,喷头和隔膜栗连接水管与接头;最后,调试火花头循环微动间隙和频率;
[0026]7、溶料制备:首先用消失模铸造工艺制作溶料形状、尺寸后,添加浇注冒口,然后刷涂料,当涂料干燥后,埋入震动砂箱的铁砂中震实后,将震动砂箱装填铁砂和溶料的模型开口处加盖防止漏气塑料布,并将震动砂箱的真空连接管接头连接到抽真空管路后抽真空;其次,在中频炉中调配下模具、压边模具、拉环模具、主模具所需要的金属材料,出炉前用光谱分析仪测量化学成分是否满足材质要求,如果不满足,在光谱分析仪的帮助下,继续调配材料成分,直至满足化学成分为止;最后,将中频炉中的铁水从浇注冒口处缓慢、均匀的注入型腔中,冷却后,用气刨设备将浇注冒口切除后,进行人工喷砂,除去涂料层后,得到溶料制品,这个溶料制品可以有缩松、气泡、毛刺、形状变化不大的铸造缺陷;这时,溶料制备完成;
[0027]8、电解液装置:首先制作电解液槽;其次在电解液槽的任一侧板上布置出水口 ;最后,安装隔膜栗;
[0028]B、熔套装配步骤:经步骤A准备步骤中的程序I制作熔池和程序2制作水套程序完成后,进入步骤B的熔套装配步骤;首先将水套组件用吊车吊到三维振动台上,并将水套组件和三维振动台连接成一个整体,使水套组件不能在三维振动台震动、摇晃时位移;其次,把熔池组件放入到水套组件中间,使用定位杆通过吊耳将熔池组件托起,并用固定螺栓穿过耳孔和固定螺母连接、紧固,使三维振动台、水套组件、熔池组件变为一个整体;此时,熔套装配步骤完成,进入C震实步骤;
[0029]C、震实步骤:经步骤B完成熔套装配步骤后,进入震实步骤;首先启动三维振动台,使水套组件、熔池组件跟随三维振动台一起震动、摇晃;其次,用人工将铜砂填入到熔池组件和水套组件间隙处,此时,三维振动台一边震动、摇晃,一边不断的用人工将铜砂填入到熔池组件和水套组件间隙处,直至将铜砂把熔池组件和水套组件的间隙填满、填平为止;最后,将填满、填平的铜砂再在三维振动台上震动10分钟,直至铜砂在熔池组件和水套组件间隙的每一处震实、无空隙为止;这时,震实步骤完成,进入D重溶步骤;
[0030]D、重溶步骤:经步骤C震实步骤处理后的熔套组件和步骤A准备步骤的程序7溶料制备处理完成后,进入到D重溶步骤;首先将震实后的熔套组件用吊车从三维振动台上吊到电渣重溶炉的炉底座上,使电渣重溶炉的炉底座和水套组件的外底套充分接触,保证电渣重溶炉的正极电源接触电阻达到最小;再将溶料和电渣重溶炉料夹的接触部分用手动砂轮进行人工打磨,使溶料和料夹接触面积达到85%以上,保证电渣重溶炉的负极电源接触电阻达到最小;然后在熔池组件的熔池中的底面上,均匀的撒入埋料,埋料高度为15厘米;其次,连接水套组件冷却管,即:电渣重溶炉冷却塔的水栗通过管路和进水口连接、固定,回水口通过管路和电渣重溶炉冷却塔连接固定后;然后在电渣重溶炉的数控系统上设定绝缘滑台的进给速度、溶料的工作电流、绝缘滑台工作延迟时间;其三,开启电渣重溶炉自动运行按钮,水栗开始给水套组件供水后,数控系统自动延迟15分钟后,自动启动绝缘滑台工进,当溶料的某一点接触到埋料时,瞬间发生短路,强大的电流在电离的作用下,迅速产生极高温度的弧光,在极高温度弧光的作用下,溶料和埋料的接触点开始融化,并形成金属溶滴,滴入埋料中,此时,在金属溶滴形成过程中,由于弧光温度极高,会同时烧损溶料中大部分的有害成分硫和磷,同时,埋料也在高温作用下,由颗粒状固态转化为液态,当液态的浮力小于金属溶滴时,金属溶滴会滑落到浮力小、熔池最低点的底挡板位置,并最终和底挡板接触;随着溶料和埋料的接触面积不断扩大,形成的金属溶滴也越来越多,在底挡板由金属溶滴形成的金属液体也越来越多,由于底挡板并非和冷却介质直接接触,而是通过铜砂和冷却介质间接接触,这样就存在金属液体散热延迟或导热响应延迟问题,也就是说带有一定的保温特性,因此,当底挡板上形成的金属液体达到可部分融化底挡板时,就会形成融合体,由于融合体的形成会消耗金属液体大量的热能,而且通过铜砂传导到冷却介质中的能量,会逐步散失底挡板的热量,这时,热能保持平衡,使底挡板、内挡板、外挡板的金属液体凝固或半凝固状态会保持下来,熔池中的金属液体也会由底挡板、内挡板、外挡板处向熔池的中心方向逐步冷却,又因金属液体上有液态埋料,有效的控制了金属液体和空气中的氧气直接接触,有效的避免了材质劣化;当电渣重溶炉工作完成后,停止电渣重溶炉工作,水栗继续工作,并直至金属液体完全凝固后停止;其四、拆卸水栗和进水口的连接管路,回水口和电渣重溶炉冷却塔的连接管路后;再将绝缘滑台上升至原始位置;此时,电渣重溶过程完成;最后,将熔套组件从电渣重溶炉中吊出,并将熔套组件翻转180度,倒出铜砂,拆掉固定螺母,取出熔池组件,也就是下模具的毛坯件;
[0031]E、成型装置装配步骤:经步骤A准备步骤的3制作成型装置程序和8电解液装置程序处理后,进入E成型装置装配步骤;首先在电解液装置的电解液槽内放入4个垫铁,在4个垫铁上放入下模具的毛坯件后,通过4个垫铁调整下模具的毛坯件水平,然后将成型装置的螺栓内先穿入水平调整垫后插入到下模具的毛坯件的耳孔中,用螺母锁紧,再测量成型装置水平,如果成型装置不在水平面位置,则需要重新更换水平调整垫,直至达到水平为止,然后再用螺母锁紧、固定,使成型装置和下模具的毛坯件连接成为一个整体,并在电解液槽内加入电解液后,通过电缆连接插头连接成型装置、数控系统、电源;此时,成型装置装配步骤E完成,进入到加工步骤F;
[0032]F、加工步骤:经步骤A准备步骤中的4气刨装置、5电解磨装置、6电火花装置和步骤E成型装置装配步骤后,进入到F加工步骤;加工步骤共有3道程序完成,即:粗加工程序、精加工程序、整形程序;其中:粗加工程序是以最快速度去除模具上的多余材料;精加工程序是去除连续表面、线、点的多余材料;整形程序是去除精加工程序不能去除的多余材料,即:制造业常说的死角或清根,也就是用最小的电解砂轮,也不能插入或进入到狭小的空间内,去除需要加工的多余材料;
[0033]1、粗加工程序:首先在刀台上安装气刨头后,再将数控系统的连接插头分别通过控制电缆和气刨电源、气栗的插座连接,再将气刨电源的碳棒电源正极和气刨头连接固定,将将气刨电源的负极和下模具毛坯件连接固定,然后把气栗的压缩空气管路和喷头连接固定;其次,启动数控系统,使数控系统处于原位状态,通过笔记本电脑在线输入气刨粗加工运行指令代码,在数控系统的人机对话的界面中录入碳棒直径、长度、工作电流、气栗的工作压力值,数控系统会自动计算出Y轴每分钟进给量,并通过闭环反馈的弧光检测电子眼反馈数据信号传送到数控系统中,由数控系统自动判断、调整Y轴的每分钟进给量;其三,启动取料对刀按钮,数控系统自动调用第一段数控程序的指令代码并开始运行,将X轴和Z轴分别按照指令代码的运行轨迹联动运行到刀库废料位置时同时停止,延迟0.3秒,打开气刨头的刨夹后,X轴和Z轴再按照运行轨迹运行到I号碳棒存放处停止,延迟0.3秒,指令代码启动Y轴向碳棒处运行,当Y轴运行到指令代码要求的位置后停止,气刨头的刨夹开始夹持碳棒,然后Y轴回到初始化状态的原始位置后停止,X轴和Z轴再按照指令代码的运行轨迹也回到初始化状态的原始位置后停止;此时,首次自动抓取碳棒工作完成后,数控系统第一段指令代码执行完成,X轴、Z轴、Y轴自动停止运行,等待人工对刀;当人工通过手动对刀完成后,在数控系统上输入相对坐标点后,数控系统就会自动计算、修订加工的指令代码,并以此为原点进行3轴联动的轨迹加工;如果在切割刀具尺寸长度和直径一致的情况下,对刀可进行一次对刀和相对坐标点设定,否则,不同的切割刀具要分别对刀,并按照对刀的刀号分别进行相对坐标点设定;其四,对刀库切割刀具对完刀、设定完不同切割刀具相对坐标点设定后,启动初加工自动运行按钮,数控系统会自动调用第二段数控程序的指令代码开始运行,即:轴电机使能并同时启动气栗后,数控系统检测气栗的压力反馈信号是否达到设定值,如果没有达到设定值,数控系统继续等待气栗加压,当气栗的压力值达到数控系统要求的压力值时,气栗打开放气阀门,喷头开始喷射压缩空气,气刨电源接通切割电源,这时轴电机会拖动X轴、Z轴、Y轴运动,运动形式是I轴运动或是2轴联动或是3轴联动运行,原因是指令代码命令不同,轴运动形式也随之改变,但切割刀具的运行轨迹不会发生变化;这时,轴电机会拖动X轴、Z轴、Y轴从初始化状态的原始点向对刀完成后设定的坐标点移动,并达到数控系统指令代码所要求的指定位置开始粗加工运行,切割刀具的三维运行轨迹、切割尺寸、切割速度全部由指令代码自动控制,在切割过程中,碳棒和下模具毛坯件的高点瞬间接触后迅速将碳棒向下模具毛坯件相反的方向离开2毫米,在碳棒的正极和下模具毛坯件的负极接触时,接触电流会同时反馈到数控系统中,数控系统也会同时发出Y轴上升2毫米指令,在此期间,碳棒和下模具毛坯件的瞬间接触会产生热量,而300安培的电流又会产生较大的电场;因此,在热和电场的同时作用下,碳棒和下模具毛坯件离开的同时会迅速发生电离,并产生高温弧光,与此同时,弧光强度检测电子眼向数控系统发出反馈信号,数控系统开始执行切割指令代码,即:由于电弧的高温,会把下模具毛坯件的局部加热到融化状态,同时用压缩空气的气流把下模具毛坯件的融化材料吹掉,从而达到了对下模具毛坯件快速切割的目的,在切割过程中,如果弧光强度检测电子眼检测的弧光强度低于设定值时,数控系统又检测到电弧电流值又较小,数控系统会自动加快切割速度,否则就降低切割速度;同时,随着碳棒的消耗,即:碳棒由原来的标准长度变短了;数控系统会自动补偿切割刀具加工时间消耗量和根据切割刀具消耗量自动提升喷头高度,当喷头的高度提升到一定位置时,升降运动副就向数控系统发出碳棒已经消耗殆尽,需要更换新碳棒的中断命令,此时,数控系统发出停止气刨电源的切割电源命令,并将当前操作的指令位置、加工方式、状态、相对坐标点和刀具设定存储到指定的可掉电保护的存储器中,延迟5秒后,Y轴首先回到初始化状态的原点位置,然后再将X轴和Z轴两轴联动回到初始化状态的原点位置后,数控系统自动调用切割刀具换刀宏程序,即:X轴和Z轴分别按照指令代码的运行轨迹,两轴联动运行到刀库废料位置时停止,延迟0.3秒,打开气刨头的刨夹后,消耗殆尽的碳棒掉落到刀库废料位置的废料箱中,延迟I秒后,X轴和Z轴再按照运行轨迹运行到2号碳棒存放处停止,延迟0.3秒后,启动Y轴向碳棒方向运行,当Y轴运行到指定位置后停止,气刨头的刨夹开始夹持碳棒,然后Y轴回到初始化状态的原始位置后停止,X轴和Z轴再回到初始化状态的原始位置后停止后;数控系统将从指定的中断的可掉电保护存储器中取出中断保护数据,继续加工,周而复始,直至粗加工加工完成为止,最后,关闭气栗,关闭气刨电源和数控系统电源,拆卸气刨头,拆卸数控系统连接电缆和压缩空气管路以及气刨电源的切割电源;这时,粗加工成型完成,进入到精加工程序;
[0034]2、精加工程序:经粗加工完成后的模具,进入到精加工程序;首先在刀台上安装磨头,喷头通过管线和隔膜栗连接,电解砂轮安装在磨头上;电解磨电源的正级通过螺栓和吊耳连接;电解磨电源的负级通过石墨电刷和电解砂轮连接;其次,启动数控系统,使数控系统处于原位状态,通过笔记本电脑在线输入电解磨精加工运行指令代码,在数控系统的人机对话的界面中录入电解砂轮的外形尺寸、工作电流、隔膜栗的工作压力值,然后再分别输入X轴、Z轴、Y轴运行速度、运行轨迹和补偿系数后,再进行人工操作,确定下模具的起始加工零点;其三,启动数控系统自动加工按钮;系统会按照录入的参数和生成的代码程序自动运算,同时开始三轴联动自动加工运行;过程为:隔膜栗启动,延迟10秒后电解磨电源启动,延迟5秒后磨头启动,延迟3秒后启动数控系统使能,这时,X轴、Z轴、Y轴三轴联动自动从原位状态运行到零点状态;并从零点状态开始按照电解磨精加工运行指令代码加工下模具;当下模具精加工加工完成后,X轴、Z轴、Y轴三轴联动自动返回原位状态,接着关闭数控系统使能,延时3秒关闭磨头后,再延迟3秒关闭电解磨电源、隔膜栗;这时,精加工程序完成,开始进入到整形加工程序;
[0035]3、整形加工程序:经精加工完成后的模具,进入到整形加工程序;整形加工程序主要是针对狭小空间的清根加工;即:精加工程序中的电解砂轮直径大于狭小空间尺寸,电解砂轮加工不到的模具边缘区域;首先在刀台上安装火花头,喷头通过管线和隔膜栗连接,铜模具安装在火花头上;电火花电源的正级通过螺栓和吊耳连接;电火花电源的负级和火花头连接;其次,启动数控系统,使数控系统处于原位状态,通过笔记本电脑在线输入整形加工运行指令代码,在数控系统的人机对话的界面中录入铜模具的外形尺寸、放电电流、隔膜栗的工作压力值,然后再分别输入X轴、Z轴、Y轴运行速度、运行轨迹和补偿系数后,再进行人工操作,确定下模具的起始加工零点;其三,启动数控系统自动加工按钮;系统会按照录入的参数和生成的代码程序自动运算,同时开始三轴联动自动加工运行;过程为:隔膜栗启动,延迟10秒后电火花电源启动,延迟3秒后启动数控系统使能,这时,X轴、Z轴、Y轴三轴联动自动从原位状态运行到零点状态;并从零点状态开始按照整形加工运行指令代码加工下模具;当下模具整形加工完成后,X轴、Z轴、Y轴三轴联动自动返回原位状态,接着关闭数控系统使能,延迟3秒关闭电火花电源、隔膜栗;这时,整形加工程序完成;
[0036]G、总装步骤:经F加工步骤加工完成的压边模具、拉环模具、主模具和下模具,进入到多动模具的G总装步骤;首先,将主模具安装在多动压机主砧头顶杆上,然后将下模具浮动放置在多动压机的底座上,使下模具的中心线尽量和多动压机中心线重合后,开启多动压机,并使多动压机处于手动状态,按下主油缸的活塞杆伸出按钮,这时,主油缸的活塞杆带着主砧头顶杆和主模具点动、缓慢伸出,当主模具和下模具的最高点还有3至5毫米接触时,用塞尺测量主模具和下模具之间的间距尺寸,一边测量,一边调整下模具位置,周而复始,直到主模具和下模具之间的间距尺寸一致与十字中心线的间距尺寸一致时,再次按下主油缸活塞杆伸出按钮,直到主模具和下模具完成接触吻合为止,此时,下模具的位置调整完成,然后用螺栓将下模具和多动压机的底座固定完成后,按下主油缸的活塞杆缩回按钮,这时,主油缸的活塞杆带着主砧头顶杆和主模具快速缩回;其次,将压边模具、拉环模具分别放置在下模具上,并使压边模具、拉环模具分别和下模具的定位位置完全接触吻合后,开动拉环油缸的活塞杆带动拉环顶杆和拉环模具连接、固定后;再开动多动压机的压边油缸的活塞杆带动压边顶杆和压边模具连接、固定后;多动压机的拉环油缸的活塞杆带动拉环顶杆和拉环模具缩回原位;再开动多动压机的压边油缸的活塞杆带动压边顶杆和压边模具缩回原位;此时,压边模具、拉环模具、主模具和下模具安装完成,进入H检验步骤;
[0037]H、检验步骤:经步骤G总装步骤处理后,进入到H检验步骤;选取直径大于封头板坯厚度的钢筋,长度大于下模具直径的钢筋两段,按照模具的十字坐标线摆放后,启动多动压机按照压边油缸先动、主油缸在动和拉环油缸后动的顺序压制钢筋,顺序间隔设置为3秒,压制压力为0.5吨;保压时间为30分钟后;将设备的各压制油缸返回原位后,将钢筋的位置在下模具上作好标记,然后测量钢筋各点的厚度是否一致,如果一致,检验结束,如果不一致,分析原因,进行压边模具和拉环模具位置调整,如果是模具问题,修理模具,周而复始,直至两段钢筋抽查点的厚度一致,检验步骤完成,多动模具合格。
[0038]本法明所述的上模具和下模具的制造方法与工艺相同。
[0039 ]本发明所述的切割刀具包括碳棒、铜模具和电解砂轮。
[0040 ]本发明所述的轴电机包括X轴、Z轴、Y轴的伺服电机。
[0041]本发明所述的支架还包括喷头的升降运动副,所述的支架和刀台连接,所述的所述的升降运动副分别和支架、喷头连接,所述的喷头分别和压缩空气或电解液连接。
[0042]本发明所述的火花头、气刨头、磨头共用一个刀台,可互换、交替使用。
[0043]与现有技术相比,本发明具有以下有益效果。
[0044]1、由于本发明采用了电渣重熔技术制造模具本体,使材质中的硫、磷含量大大降低,从而提高了材质的硬度和粘度,保证了模具不会因冷脆和热脆导致模具体开裂或因压力过大而出现的变形现象,从而延长了模具在高精度下的使用寿命。
[0045]2、由于本发明采用了电腐蚀技术加工电渣重熔材料;因此,常规的碳棒、有色金属或黑色金属都可成为很好的加工刀具,取材十分容易。
[0046]3、由于本发明采用了自动化程度高等工装、夹具;因此,模具制造周期短,加工精度高,人员修型量少,生产效率高,人工作业成本低,可实现连续操作。
【附图说明】
[0047]本发明共有9幅附图。
[0048]图1是一种多动模具装置制造流程图。
[0049]图2是动动压机工作示意图。
[0050]图3是通用加工装置主视图。
[0051]图4是图3的通用加工装置俯视图。
[0052]图5是电渣重溶装置主视图。
[0053]图6是是图5的A-A剖面图。
[0054]图7是上模具结构示意图。
[0055]图8是模具压制封头示意图。
[0056]图9是下模具结构示意图。
[0057]图中:1、压边顶杆,2、拉环顶杆,3、主砧头顶杆,4、压边模具,5、拉环模具,6、主模具,7、封头板坯,8、下模具,9、吊耳,10、耳孔,11底座,12、轴线,13、顶出缸,14、封头,15、溶料,16、埋料,17、熔渣,18、铜砂,19,回水口,20、凸顶,21、内套,22、外套,23、内底套,24、外底套,25、进水口,26、水套,27、三维振动台,28、绝缘滑台,29、导电滑座,30、横梁,31、X轴,
32、Z轴,33、Y轴,34、立柱,35、刀台,36、电解砂轮,37、喷头,38、螺母,39、电解液槽,40、火花头,41、螺栓,42、垫铁,43、气刨头,44、隔膜栗,45、出水口,46、支架,47、定位杆,48、融合体,49、料夹,50、压机立柱,51、机头,52、压边油缸,53、拉环油缸,54、主油缸,55、压边砧头,56、拉环砧头,57、主砧头,58、炉底座,59、外挡板,60、底挡板,61、内挡板,62、固定螺栓,63、固定螺母,64、熔池,65、气栗,66、碳棒,67、磨头,68、铜模具,69、气刨电源,70、电解磨电源,71、电火花电源,72、齿条,73、横梁导轨,74、横梁驱动,75、冷却塔,76、水栗,77、中心方向,78、水平调整垫,79、刀库,80、升降运动副。
【具体实施方式】
[0058]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0059]如图1-9所示,一种多动模具装置,主要包括多动压机、成型装置、熔套装置、震动装置、电渣重溶炉、气刨装置、电解磨装置、电火花装置、切割刀具;
[0060]所述的多动压机包括;压边顶杆1、拉环顶杆2、主砧头顶杆3、压边模具4、拉环模具
5、主模具6、封头板还7、下模具8、底座11、顶出缸13、封头14、压机立柱50、机头51、压边油缸52、拉环油缸53、主油缸54、压边砧头55、拉环砧头56、主砧头57;所述的底座11分别连接设备基础、压机立柱50、下模具8、顶出缸13;所述的顶出缸13活塞杆和封头14连接;所述的压机立柱50的上端和机头51连接;所述的机头51分别连接压边油缸52、拉环油缸53、主油缸54;所述的压边油缸52活塞杆和压边砧头55连接,压边砧头55和压边顶杆I连接,压边顶杆I和压边模具4连接;所述的拉环油缸53活塞杆和拉环砧头56连接,拉环砧头56和拉环顶杆2连接,拉环顶杆2和拉环模具5连接;所述的主油缸54的活塞杆和主站头57连接,主站头57和主石占头顶杆3连接,主站头顶杆3和主1?具6连接;
[0061 ]所述的成型装置包括;下模具8、耳孔10、横梁30、X轴31、Z轴32、Y轴33、立柱34、刀台35、电解砂轮36、喷头37、螺母38、电解液槽39、火花头40、螺栓41、垫铁42、气刨头43,隔膜栗44、出水口 45、支架46;所述的电解液槽39和垫铁组一端连接;所述的垫铁组由4个垫铁42组成;电解液槽39还设有出水口 45 ;所述的出水口 45通过管路和隔膜栗44的入口连接,隔膜栗44出口通过管路和喷头37连接;所述的喷头37和支架46连接;所述的支架46和刀台35连接;所述的垫铁组另一端和下模具8底面连接;所述的立柱组螺栓41穿过耳孔10和螺母38连接,立柱组另一端和横梁30连接;所述的立柱组由4个立柱34组成;所述的立柱34和螺栓41焊接成一个整体;所述的横梁30和X轴31连接;所述的X轴31滑台和Z轴32的滑座连接;所述的Z轴32滑座和Y轴33的滑台连接;所述的刀台35和Y轴33滑台连接;所述的刀台35和电解砂轮36或者是气刨头43或者是火花头40连接;所述的刀台35和电解砂轮36或者是气刨头43或者是火花头40和下模具8连接;所述的横梁30还包括齿条72、横梁导轨73;所述的齿条72和横梁导轨73连接;
[0062]所述的熔套装置包括熔池组件、水套组件、固定螺母63;所述的熔池组件还包括外挡板59、底挡板60、内挡板61、熔池64、吊耳组、所述的底挡板60分别和外挡板59、内挡板61连接;所述的熔池64是由底挡板60、外挡板59和内挡板61组成的空腔;所述的吊耳组是由4个吊耳9组成,分别布置在外挡板59的外圆上,在吊耳9的上下2个平面上还开设有2个耳孔10,2个耳孔10同轴;所述的水套组件还包括回水口 19、出水口45、凸顶20、内套21、外套22、内底套23、外底套24、定位杆组;所述的外套22分别和外底套24、凸顶20、回水口 19连接;所述的凸顶20分别和内套21、出水口 45连接;所述的内套21和内底套23连接;所述的内底套23和定位杆组连接;所述的定位杆组是由定位杆47组成;所述的定位杆47上设有固定螺栓62;所述的水套组件分别和熔池组件、固定螺母63连接定位;
[0063]所述的震动装置包括三维振动台27、铜砂18;所述的三维振动台27的台面和熔套装置连接;所述的铜砂18分别填充在水套组件、熔池组件的空隙部位;
[0064]所述的电渣重溶炉包括炉底座58、导电滑座29、绝缘滑台28、料夹49、溶料15、埋料
16、熔渣17;所述的炉底座58分别和连接导电滑座29、水套组件连接;所述的导电滑座29和绝缘滑台28连接;所述的绝缘滑台28和料夹49连接;所述的料夹49和溶料15连接;所述的溶料15和埋料16间隙连接;所述的埋料16和熔渣17连接;所述的熔渣17和熔池组件连接;
[0065]所述的气刨头装置包括气刨头43、碳棒66、气栗65、气刨电源69 ;所述的刀台和气刨头43连接,气刨头43通过刨夹和碳棒66连接,碳棒66和下模具8连接;所述的气刨电源69的正极和气刨头43连接,气刨电源的负极和下模具8连接;所述的气栗65通过软管和喷头37连接;
[0066]所述的电解磨装置包括电解磨电源70、磨头67、电解砂轮36、隔膜栗44;所述的电解磨电源70的正极和下模具8连接,电解磨电源70的负极和电解砂轮36连接;所述的磨头67和刀台35连接;所述的磨头67和电解砂轮36连接;所述的电解砂轮36和下模具8间隙连接;所述的隔膜栗44通过管路和喷头37连接;
[0067]所述的电火花装置包括电火花电源71、火花头40、铜模具68;所述的电火花电源71的正极和下模具8连接;电火花电源71的负极和火花头40连接;所述的火花头40分别和刀台35、铜模具68连接;所述的铜模具68另一端和下模具8间隙连接。
[0068]一种多动模具装置的制造方法,包括以下步骤:
[0069]B、准备步骤:
[0070]2、制作熔池程序:首先按照下模具8图纸要求,将材料板坯放在数控切割机上下料,然后再通过卷板机、平板机制作内挡板61、底挡板60、外挡板59、吊耳9单体零件后,去毛刺,开坡口;其次,先将内挡板61和底挡板60组合对接,并在坡口处分层焊接,然后再将外挡板59和底挡板60组合焊接后;通过胎具将4个吊耳9焊接在外挡板59的外表面上;最后,按照下模具8的制作方法,再分别制作压边模具4、拉环模具5和主模具6;此时,下模具8熔池组件、压边模具4熔池组件、拉环模具5熔池组件和主模具6熔池组件制作完成,待用;
[0071 ] 2、制作水套程序:按照下模具8熔池组件方法制作完水套组件后,打水压0.8MPa,保压10分钟后无渗漏;此时,水套组件制作完成,待用;
[0072]3、制作成型装置程序:首先安装图纸要求,制作4个立柱34、1个口字形横梁30、X轴31、Y轴33、Z轴32单体部件后,再把通用零部件的轴驱动、导轨组件、齿条分别安装在口字形横梁30、X轴31、Y轴33、Z轴32单体部件上,8卩:在口字形的横梁30上安装齿条72和横梁导轨73,把横梁驱动74安装在X轴31上,当数控系统发出X轴31移动时,横梁驱动74便得到移动命令,伺服电机带动齿轮在齿条72上旋转,这时,齿轮的旋转运动转变为直线运动,X轴31会在横梁导轨73的运动副上产生相对运动,又因Y轴33的滑台是间隙配合固定在Z轴32的滑座上,而Z轴32的滑台又间隙配合固定在X轴31的滑座上,因此,X轴31的运动也会同时带动Y轴
33、Z轴32的整体同步移动;
[0073]4、气刨装置:首先制作气刨头43和气刨头43的自动夹持、更换碳棒66组件以及碳棒66弧光强度检测电子眼;其次制作气刨头43底座和刀台35连接法兰;其三,制作连接气刨电源69的控制部分和数控系统的电缆插头,气栗65和喷头37连接气管接头;最后,在工况条件下调试数控系统控制气刨电源69的电流和气栗65压力,气栗65压差发讯器的可靠性和灵敏度;
[0074]5、电解磨装置:首先,制作磨头67和磨头67底座与刀台35连接法兰;其次制作磨头67和电解磨电源70连接电缆插头,数控系统和电解磨电源70、隔膜栗电缆连接插头,制作隔膜栗44分别和出水口 45、喷头37连接接头;最后调试隔膜栗44和电解磨电源70的电解电流;
[0075]6、电火花装置:首先,制作火花头40和火花头40与刀台35连接的法兰盘;其次制作数控系统和电火花电源71连接电缆接头,电火花电源71和下模具8、火花头40连接导线,喷头37和隔膜栗44连接水管与接头;最后,调试火花头40循环微动间隙和频率;
[0076]7、溶料制备:首先用消失模铸造工艺制作溶料15形状、尺寸后,添加浇注冒口,然后刷涂料,当涂料干燥后,埋入震动砂箱的铁砂中震实后,将震动砂箱装填铁砂和溶料15的模型开口处加盖防止漏气塑料布,并将震动砂箱的真空连接管接头连接到抽真空管路后抽真空;其次,在中频炉中调配下模具8、压边模具4、拉环模具5、主模具6所需要的金属材料,出炉前用光谱分析仪测量化学成分是否满足材质要求,如果不满足,在光谱分析仪的帮助下,继续调配材料成分,直至满足化学成分为止;最后,将中频炉中的铁水从浇注冒口处缓慢、均匀的注入型腔中,冷却后,用气刨设备将浇注冒口切除后,进行人工喷砂,除去涂料层后,得到溶料制品,这个溶料制品可以有缩松、气泡、毛刺、形状变化不大的铸造缺陷;这时,溶料制备完成;
[0077]8、电解液装置:首先制作电解液槽39 ;其次在电解液槽39的任一侧板上布置出水口 45 ;最后,安装隔膜栗44 ;
[0078]B、熔套装配步骤:经步骤A准备步骤中的程序I制作熔池和程序2制作水套程序完成后,进入步骤B的熔套装配步骤;首先将水套组件用吊车吊到三维振动台27上,并将水套组件和三维振动台27连接成一个整体,使水套组件不能在三维振动台27震动、摇晃时位移;其次,把熔池组件放入到水套组件中间,使用定位杆47通过吊耳9将熔池组件托起,并用固定螺栓62穿过耳孔10和固定螺母63连接、紧固,使三维振动台27、水套组件、熔池组件变为一个整体;此时,熔套装配步骤完成,进入C震实步骤;
[0079]C、震实步骤:经步骤B完成熔套装配步骤后,进入震实步骤;首先启动三维振动台27,使水套组件、熔池组件跟随三维振动台27—起震动、摇晃;其次,用人工将铜砂18填入到熔池组件和水套组件间隙处,此时,三维振动台27—边震动、摇晃,一边不断的用人工将铜砂18填入到熔池组件和水套组件间隙处,直至将铜砂18把熔池组件和水套组件的间隙填满、填平为止;最后,将填满、填平的铜砂18再在三维振动台27上震动1分钟,直至铜砂18在熔池组件和水套组件间隙的每一处震实、无空隙为止;这时,震实步骤完成,进入D重溶步骤;
[0080]D、重溶步骤:经步骤C震实步骤处理后的熔套组件和步骤A准备步骤的程序7溶料制备处理完成后,进入到D重溶步骤;首先将震实后的熔套组件用吊车从三维振动台27上吊到电渣重溶炉的炉底座58上,使电渣重溶炉的炉底座58和水套组件的外底套24充分接触,保证电渣重溶炉的正极电源接触电阻达到最小;再将溶料15和电渣重溶炉料夹49的接触部分用手动砂轮进行人工打磨,使溶料15和料夹49接触面积达到85%以上,保证电渣重溶炉的负极电源接触电阻达到最小;然后在熔池组件的熔池64中的底面上,均匀的撒入埋料16,埋料16高度为15厘米;其次,连接水套组件冷却管,S卩:电渣重溶炉冷却塔75的水栗76通过管路和进水口 25连接、固定,回水口 19通过管路和电渣重溶炉冷却塔75连接固定后;然后在电渣重溶炉的数控系统上设定绝缘滑台28的进给速度、溶料15的工作电流、绝缘滑台28工作延迟时间;其三,开启电渣重溶炉自动运行按钮,水栗76开始给水套组件供水后,数控系统自动延迟15分钟后,自动启动绝缘滑台28工进,当溶料15的某一点接触到埋料16时,瞬间发生短路,强大的电流在电离的作用下,迅速产生极高温度的弧光,在极高温度弧光的作用下,溶料15和埋料16的接触点开始融化,并形成金属溶滴,滴入埋料16中,此时,在金属溶滴形成过程中,由于弧光温度极高,会同时烧损溶料15中大部分的有害成分硫和磷,同时,埋料16也在高温作用下,由颗粒状固态转化为液态,当液态的浮力小于金属溶滴时,金属溶滴会滑落到浮力小、熔池64最低点的底挡板60位置,并最终和底挡板60接触;随着溶料15和埋料16的接触面积不断扩大,形成的金属溶滴也越来越多,在底挡板60由金属溶滴形成的金属液体也越来越多,由于底挡板60并非和冷却介质直接接触,而是通过铜砂18和冷却介质间接接触,这样就存在金属液体散热延迟或导热响应延迟问题,也就是说带有一定的保温特性,因此,当底挡板60上形成的金属液体达到可部分融化底挡板60时,就会形成融合体48,由于融合体48的形成会消耗金属液体大量的热能,而且通过铜砂18传导到冷却介质中的能量,会逐步散失底挡板60的热量,这时,热能保持平衡,使底挡板60、内挡板61、外挡板59的金属液体凝固或半凝固状态会保持下来,熔池中的金属液体也会由底挡板60、内挡板61、外挡板59处向熔池64的中心方向77逐步冷却,又因金属液体上有液态埋料16,有效的控制了金属液体和空气中的氧气直接接触,有效的避免了材质劣化;当电渣重溶炉工作完成后,停止电渣重溶炉工作,水栗76继续工作,并直至金属液体完全凝固后停止;其四、拆卸水栗76和进水口 25的连接管路,回水口 19和电渣重溶炉冷却塔75的连接管路后;再将绝缘滑台28上升至原始位置;此时,电渣重溶过程完成;最后,将熔套组件从电渣重溶炉中吊出,并将熔套组件翻转180度,倒出铜砂18,拆掉固定螺母63,取出熔池组件,也就是下模具8的毛坯件;
[0081]E、成型装置装配步骤:经步骤A准备步骤的3制作成型装置程序和8电解液装置程序处理后,进入E成型装置装配步骤;首先在电解液装置的电解液槽39内放入4个垫铁42,在4个垫铁42上放入下模具8的毛坯件后,通过4个垫铁42调整下模具8的毛坯件水平,然后将成型装置的螺栓41内先穿入水平调整垫78后插入到下模具8的毛坯件的耳孔10中,用螺母38锁紧,再测量成型装置水平,如果成型装置不在水平面位置,则需要重新更换水平调整垫78,直至达到水平为止,然后再用螺母38锁紧、固定,使成型装置和下模具8的毛坯件连接成为一个整体,并在电解液槽39内加入电解液后,通过电缆连接插头连接成型装置、数控系统、电源;此时,成型装置装配步骤E完成,进入到加工步骤F;
[0082]F、加工步骤:经步骤A准备步骤中的4气刨装置、5电解磨装置、6电火花装置和步骤E成型装置装配步骤后,进入到F加工步骤;加工步骤共有3道程序完成,即:粗加工程序、精加工程序、整形程序;其中:粗加工程序是以最快速度去除模具上的多余材料;精加工程序是去除连续表面、线、点的多余材料;整形程序是去除精加工程序不能去除的多余材料,即:制造业常说的死角或清根,也就是用最小的电解砂轮36,也不能插入或进入到狭小的空间内,去除需要加工的多余材料;
[0083]1、粗加工程序:首先在刀台35上安装气刨头43后,再将数控系统的连接插头分别通过控制电缆和气刨电源69、气栗65的插座连接,再将气刨电源69的碳棒66电源正极和气刨头43连接固定,将将气刨电源69的负极和下模具8毛坯件连接固定,然后把气栗65的压缩空气管路和喷头37连接固定;其次,启动数控系统,使数控系统处于原位状态,通过笔记本电脑在线输入气刨粗加工运行指令代码,在数控系统的人机对话的界面中录入碳棒66直径、长度、工作电流、气栗65的工作压力值,数控系统会自动计算出Y轴33每分钟进给量,并通过闭环反馈的弧光检测电子眼反馈数据信号传送到数控系统中,由数控系统自动判断、调整Y轴33的每分钟进给量;其三,启动取料对刀按钮,数控系统自动调用第一段数控程序的指令代码并开始运行,将X轴31和Z轴32分别按照指令代码的运行轨迹联动运行到刀库79废料位置时同时停止,延迟0.3秒,打开气刨头43的刨夹后,X轴31和Z轴32再按照运行轨迹运行到I号碳棒66存放处停止,延迟0.3秒,指令代码启动Y轴33向碳棒66处运行,当Y轴33运行到指令代码要求的位置后停止,气刨头43的刨夹开始夹持碳棒66,然后Y轴33回到初始化状态的原始位置后停止,X轴31和Z轴32再按照指令代码的运行轨迹也回到初始化状态的原始位置后停止;此时,首次自动抓取碳棒66工作完成后,数控系统第一段指令代码执行完成,X轴31、Z轴32、Y轴33自动停止运行,等待人工对刀;当人工通过手动对刀完成后,在数控系统上输入相对坐标点后,数控系统就会自动计算、修订加工的指令代码,并以此为原点进行3轴联动的轨迹加工;如果在切割刀具尺寸长度和直径一致的情况下,对刀可进行一次对刀和相对坐标点设定,否则,不同的切割刀具要分别对刀,并按照对刀的刀号分别进行相对坐标点设定;其四,对刀库79切割刀具对完刀、设定完不同切割刀具相对坐标点设定后,启动初加工自动运行按钮,数控系统会自动调用第二段数控程序的指令代码开始运行,即:轴电机使能并同时启动气栗65后,数控系统检测气栗65的压力反馈信号是否达到设定值,如果没有达到设定值,数控系统继续等待气栗65加压,当气栗65的压力值达到数控系统要求的压力值时,气栗65打开放气阀门,喷头37开始喷射压缩空气,气刨电源69接通切割电源,这时轴电机会拖动X轴31、Z轴32、Y轴33运动,运动形式是I轴运动或是2轴联动或是3轴联动运行,原因是指令代码命令不同,轴运动形式也随之改变,但切割刀具的运行轨迹不会发生变化;这时,轴电机会拖动X轴31、Ζ轴32、Υ轴33从初始化状态的原始点向对刀完成后设定的坐标点移动,并达到数控系统指令代码所要求的指定位置开始粗加工运行,切割刀具的三维运行轨迹、切割尺寸、切割速度全部由指令代码自动控制,在切割过程中,碳棒66和下模具8毛坯件的高点瞬间接触后迅速将碳棒66向下模具8毛坯件相反的方向离开2毫米,在碳棒66的正极和下模具8毛坯件的负极接触时,接触电流会同时反馈到数控系统中,数控系统也会同时发出Y轴33上升2毫米指令,在此期间,碳棒66和下模具8毛坯件的瞬间接触会产生热量,而300安培的电流又会产生较大的电场;因此,在热和电场的同时作用下,碳棒66和下模具8毛坯件离开的同时会迅速发生电离,并产生高温弧光,与此同时,弧光强度检测电子眼向数控系统发出反馈信号,数控系统开始执行切割指令代码,即:由于电弧的高温,会把下模具8毛坯件的局部加热到融化状态,同时用压缩空气的气流把下模具8毛坯件的融化材料吹掉,从而达到了对下模具8毛坯件快速切割的目的,在切割过程中,如果弧光强度检测电子眼检测的弧光强度低于设定值时,数控系统又检测到电弧电流值又较小,数控系统会自动加快切割速度,否则就降低切割速度;同时,随着碳棒66的消耗,即:碳棒66由原来的标准长度变短了;数控系统会自动补偿切割刀具加工时间消耗量和根据切割刀具消耗量自动提升喷头37高度,当喷头37的高度提升到一定位置时,升降运动副80就向数控系统发出碳棒66已经消耗殆尽,需要更换新碳棒66的中断命令,此时,数控系统发出停止气刨电源69的切割电源命令,并将当前操作的指令位置、加工方式、状态、相对坐标点和刀具设定存储到指定的可掉电保护的存储器中,延迟5秒后,Y轴33首先回到初始化状态的原点位置,然后再将X轴31和Z轴32两轴联动回到初始化状态的原点位置后,数控系统自动调用切割刀具换刀宏程序,即:Χ轴31和Z轴32分别按照指令代码的运行轨迹,两轴联动运行到刀库79废料位置时停止,延迟0.3秒,打开气刨头43的刨夹后,消耗殆尽的碳棒66掉落到刀库79废料位置的废料箱中,延迟I秒后,X轴31和Z轴32再按照运行轨迹运行到2号碳棒66存放处停止,延迟
0.3秒后,启动Y轴33向碳棒66方向运行,当Y轴33运行到指定位置后停止,气刨头43的刨夹开始夹持碳棒66,然后Y轴33回到初始化状态的原始位置后停止,X轴31和Z轴32再回到初始化状态的原始位置后停止后;数控系统将从指定的中断的可掉电保护存储器中取出中断保护数据,继续加工,周而复始,直至粗加工加工完成为止,最后,关闭气栗65,关闭气刨电源69和数控系统电源,拆卸气刨头43,拆卸数控系统连接电缆和压缩空气管路以及气刨电源69的切割电源;这时,粗加工成型完成,进入到精加工程序;
[0084]2、精加工程序:经粗加工完成后的模具,进入到精加工程序;首先在刀台35上安装磨头67,喷头37通过管线和隔膜栗44连接,电解砂轮36安装在磨头67上;电解磨电源70的正级通过螺栓41和吊耳9连接;电解磨电源70的负级通过石墨电刷和电解砂轮36连接;其次,启动数控系统,使数控系统处于原位状态,通过笔记本电脑在线输入电解磨精加工运行指令代码,在数控系统的人机对话的界面中录入电解砂轮36的外形尺寸、工作电流、隔膜栗44的工作压力值,然后再分别输入X轴31、Z轴32、Y轴33运行速度、运行轨迹和补偿系数后,再进行人工操作,确定下模具8的起始加工零点;其三,启动数控系统自动加工按钮;系统会按照录入的参数和生成的代码程序自动运算,同时开始三轴联动自动加工运行;过程为:隔膜栗44启动,延迟10秒后电解磨电源70启动,延迟5秒后磨头67启动,延迟3秒后启动数控系统使能,这时,X轴31、Z轴32、Y轴33三轴联动自动从原位状态运行到零点状态;并从零点状态开始按照电解磨精加工运行指令代码加工下模具8;当下模具8精加工加工完成后,X轴31、Ζ轴32、Υ轴33三轴联动自动返回原位状态,接着关闭数控系统使能,延时3秒关闭磨头67后,再延迟3秒关闭电解磨电源70、隔膜栗44;这时,精加工程序完成,开始进入到整形加工程序;
[0085]3、整形加工程序:经精加工完成后的模具,进入到整形加工程序;整形加工程序主要是针对狭小空间的清根加工;即:精加工程序中的电解砂轮36直径大于狭小空间尺寸,电解砂轮36加工不到的模具边缘区域;首先在刀台35上安装火花头40,喷头37通过管线和隔膜栗44连接,铜模具68安装在火花头40上;电火花电源71的正级通过螺栓41和吊耳9连接;电火花电源71的负级和火花头40连接;其次,启动数控系统,使数控系统处于原位状态,通过笔记本电脑在线输入整形加工运行指令代码,在数控系统的人机对话的界面中录入铜模具68的外形尺寸、放电电流、隔膜栗44的工作压力值,然后再分别输入X轴31、Ζ轴32、Υ轴33运行速度、运行轨迹和补偿系数后,再进行人工操作,确定下模具8的起始加工零点;其三,启动数控系统自动加工按钮;系统会按照录入的参数和生成的代码程序自动运算,同时开始三轴联动自动加工运行;过程为:隔膜栗44启动,延迟10秒后电火花电源71启动,延迟3秒后启动数控系统使能,这时,X轴31、Ζ轴32、Υ轴33三轴联动自动从原位状态运行到零点状态;并从零点状态开始按照整形加工运行指令代码加工下模具8;当下模具8整形加工完成后,X轴31、Ζ轴32、Υ轴33三轴联动自动返回原位状态,接着关闭数控系统使能,延迟3秒关闭电火花电源71、隔膜栗44;这时,整形加工程序完成;
[0086]G、总装步骤:经F加工步骤加工完成的压边模具4、拉环模具5、主模具6和下模具8,进入到多动模具的G总装步骤;首先,将主模具6安装在多动压机主砧头顶杆3上,然后将下模具8浮动放置在多动压机的底座11上,使下模具8的中心线尽量和多动压机中心线重合后,开启多动压机,并使多动压机处于手动状态,按下主油缸54的活塞杆伸出按钮,这时,主油缸54的活塞杆带着主砧头顶杆3和主模具6点动、缓慢伸出,当主模具6和下模具8的最高点还有3至5毫米接触时,用塞尺测量主模具6和下模具8之间的间距尺寸,一边测量,一边调整下模具8位置,周而复始,直到主模具6和下模具8之间的间距尺寸一致与十字中心线的间距尺寸一致时,再次按下主油缸54活塞杆伸出按钮,直到主模具6和下模具8完成接触吻合为止,此时,下模具8的位置调整完成,然后用螺栓将下模具8和多动压机的底座11固定完成后,按下主油缸54的活塞杆缩回按钮,这时,主油缸54的活塞杆带着主砧头顶杆3和主模具6快速缩回;其次,将压边模具4、拉环模具5分别放置在下模具8上,并使压边模具4、拉环模具5分别和下模具8的定位位置完全接触吻合后,开动拉环油缸53的活塞杆带动拉环顶杆2和拉环模具5连接、固定后;再开动多动压机的压边油缸52的活塞杆带动压边顶杆I和压边模具4连接、固定后;多动压机的拉环油缸53的活塞杆带动拉环顶杆2和拉环模具5缩回原位;再开动多动压机的压边油缸52的活塞杆带动压边顶杆I和压边模具4缩回原位;此时,压边模具4、拉环模具5、主模具6和下模具8安装完成,进入H检验步骤;
[0087]H、检验步骤:经步骤G总装步骤处理后,进入到H检验步骤;选取直径大于封头板坯7厚度的钢筋,长度大于下模具8直径的钢筋两段,按照模具的十字坐标线摆放后,启动多动压机按照压边油缸52先动、主油缸54在动和拉环油缸53后动的顺序压制钢筋,顺序间隔设置为3秒,压制压力为0.5吨;保压时间为30分钟后;将设备的各压制油缸返回原位后,将钢筋的位置在下模具上作好标记,然后测量钢筋各点的厚度是否一致,如果一致,检验结束,如果不一致,分析原因,进行压边模具4和拉环模具5位置调整,如果是模具问题,修理模具,周而复始,直至两段钢筋抽查点的厚度一致,检验步骤完成,多动模具合格。
[0088]本法明所述的上模具和下模具8的制造方法与工艺相同。本发明所述的切割刀具包括碳棒66、铜模具68和电解砂轮36。所述的轴电机包括X轴31、Z轴32、Y轴33的伺服电机。所述的支架46还包括喷头37的升降运动副80,所述的支架46和刀台35连接,所述的所述的升降运动副80分别和支架46、喷头37连接,所述的喷头37分别和压缩空气或电解液连接。所述的火花头40、气刨头43、磨头67共用一个刀台35,可互换、交替使用。
[0089]图2所示是本发明的具体实施例,不锈钢车载天然气运输罐草帽型封头压制,材质:316L;板厚:8mm ;封头长边5m ;短边:3m;高度:4.5m;封头分为三层,第一层为倒V型,高度
0.4m;第二层为平面型带连接的过渡弧面,高度0.1m;第三层为草帽形状的扁椭圆封头,长边3.5米,短边3米,高度4m;多动压机主油缸设定工作压力6000吨;拉环油缸设定工作压力8000吨;压边油缸设定工作压力3000吨。
【主权项】
1.一种多动模具装置,其特征在于:一种多动模具装置,主要包括多动压机、成型装置、熔套装置、震动装置、电渣重溶炉、气刨装置、电解磨装置、电火花装置、切割刀具; 所述的多动压机包括;压边顶杆(I)、拉环顶杆(2)、主砧头顶杆(3)、压边模具(4)、拉环模具(5)、主模具(6)、封头板坯(7)、下模具(8)、底座(11)、顶出缸(13)、封头(14)、压机立柱(50)、机头(51)、压边油缸(52)、拉环油缸(53)、主油缸(54)、压边砧头(55)、拉环砧头(56)、主砧头(57);所述的底座(11)分别连接设备基础、压机立柱(50)、下模具(8)、顶出缸(13);所述的顶出缸(13)活塞杆和封头(14)连接;所述的压机立柱(50)的上端和机头(51)连接;所述的机头(51)分别连接压边油缸(52)、拉环油缸(53)、主油缸(54);所述的压边油缸(52)活塞杆和压边砧头(55)连接,压边砧头(55)和压边顶杆(I)连接,压边顶杆(I)和压边模具(4)连接;所述的拉环油缸(53)活塞杆和拉环砧头(56)连接,拉环砧头(56)和拉环顶杆(2)连接,拉环顶杆(2)和拉环模具(5)连接;所述的主油缸(54)的活塞杆和主砧头(57)连接,主砧头(57)和主砧头顶杆(3)连接,主砧头顶杆(3)和主模具(6)连接; 所述的成型装置包括;下模具(8)、耳孔(10)、横梁(30)、X轴(31)、Z轴(32)、Y轴(33)、立柱(34)、刀台(35)、电解砂轮(36)、喷头(37)、螺母(38)、电解液槽(39)、火花头(40)、螺栓(41)、垫铁(42)、气刨头(43),隔膜栗(44)、出水口(45)、支架(46);所述的电解液槽(39)和垫铁组一端连接;所述的垫铁组由4个垫铁(42)组成;电解液槽(39)还设有出水口(45);所述的出水口(45)通过管路和隔膜栗(44)的入口连接,隔膜栗(44)出口通过管路和喷头(37)连接;所述的喷头(37)和支架(46)连接;所述的支架(46)和刀台(35)连接;所述的垫铁组另一端和下模具(8)底面连接;所述的立柱组螺栓(41)穿过耳孔(10)和螺母(38)连接,立柱组另一端和横梁(30 )连接;所述的立柱组由4个立柱(34 )组成;所述的立柱(34 )和螺栓(41)焊接成一个整体;所述的横梁(30)和X轴(31)连接;所述的X轴(31)滑台和Z轴(32)的滑座连接;所述的Z轴(32 )滑座和Y轴(33 )的滑台连接;所述的刀台(35 )和Y轴(33 )滑台连接;所述的刀台(35)和电解砂轮(36)或者是气刨头(43)或者是火花头(40)连接;所述的刀台(35)和电解砂轮(36)或者是气刨头(43)或者是火花头(40)和下模具(8)连接;所述的横梁(30)还包括齿条(72)、横梁导轨(73);所述的齿条(72)和横梁导轨(73)连接; 所述的熔套装置包括熔池组件、水套组件、固定螺母(63);所述的熔池组件还包括外挡板(59)、底挡板(60)、内挡板(61)、熔池(64)、吊耳组、所述的底挡板(60)分别和外挡板(59)、内挡板(61)连接;所述的熔池(64)是由底挡板(60)、外挡板(59)和内挡板(61)组成的空腔;所述的吊耳组是由4个吊耳(9)组成,分别布置在外挡板(59)的外圆上,在吊耳(9)的上下2个平面上还开设有2个耳孔(10),2个耳孔(10)同轴;所述的水套组件还包括回水口(19)、出水口(45)、凸顶(20)、内套(21)、外套(22)、内底套(23)、外底套(24)、定位杆组;所述的外套(22)分别和外底套(24)、凸顶(20)、回水口(19)连接;所述的凸顶(20)分别和内套(21)、出水口(45)连接;所述的内套(21)和内底套(23)连接;所述的内底套(23)和定位杆组连接;所述的定位杆组是由定位杆(47)组成;所述的定位杆(47)上设有固定螺栓(62);所述的水套组件分别和熔池组件、固定螺母(63)连接定位; 所述的震动装置包括三维振动台(27)、铜砂(18);所述的三维振动台(27)的台面和熔套装置连接;所述的铜砂(18)分别填充在水套组件、熔池组件的空隙部位; 所述的电渣重溶炉包括炉底座(58 )、导电滑座(29)、绝缘滑台(28)、料夹(49)、溶料(15)、埋料(16)、熔渣(17);所述的炉底座(58 )分别和连接导电滑座(29 )、水套组件连接;所述的导电滑座(29 )和绝缘滑台(28 )连接;所述的绝缘滑台(28 )和料夹(49 )连接;所述的料夹(49)和溶料(15 )连接;所述的溶料(15)和埋料(16 )间隙连接;所述的埋料(16)和熔渣(17)连接;所述的熔渣(I 7)和熔池组件连接; 所述的气刨头装置包括气刨头(43)、碳棒(66)、气栗(65)、气刨电源(69);所述的刀台和气刨头(43)连接,气刨头(43)通过刨夹和碳棒(66)连接,碳棒(66)和下模具(8)连接;所述的气刨电源(69)的正极和气刨头(43)连接,气刨电源的负极和下模具(8)连接;所述的气栗(65)通过软管和喷头(37)连接; 所述的电解磨装置包括电解磨电源(70)、磨头(67)、电解砂轮(36)、隔膜栗(44);所述的电解磨电源(70)的正极和下模具(8)连接,电解磨电源(70)的负极和电解砂轮(36)连接;所述的磨头(67)和刀台(35)连接;所述的磨头(67)和电解砂轮(36)连接;所述的电解砂轮(36)和下模具(8)间隙连接;所述的隔膜栗(44)通过管路和喷头(37)连接; 所述的电火花装置包括电火花电源(71)、火花头(40)、铜模具(68);所述的电火花电源(71)的正极和下模具(8)连接;电火花电源(71)的负极和火花头(40)连接;所述的火花头(40)分别和刀台(35)、铜模具(68)连接;所述的铜模具(68)另一端和下模具(8)间隙连接。2.根据权利要求1所述的一种多动模具装置,其特征在于:所述的切割刀具包括碳棒(66)、铜模具(68)和电解砂轮(36)。3.根据权利要求1所述的一种多动模具装置,其特征在于:所述的支架(46)还包括喷头(37)的升降运动副(80),所述的支架(46)和刀台(35)连接,所述的所述的升降运动副(80)分别和支架(46 )、喷头(37 )连接,所述的喷头(37 )分别和压缩空气或电解液连接。4.根据权利要求1所述的一种多动模具装置,其特征在于:所述的火花头(40)、气刨头(43)、磨头(67)共用一个刀台(35),可互换、交替使用。
【文档编号】B21D37/20GK205613952SQ201620344139
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月23日
【发明人】杜云鹏
【申请人】大连顶金通用设备制造股份有限公司
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