专利名称：用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统的制作方法
技术领域：
本发明属于锻造装备技术领域，是一种用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统。
背景技术：
现有的下拉式锻造压机多为三梁两柱式结构。由上梁、下梁及立柱组成的压机框架沿着固定梁之导向装置上下往复运动，实现锻造功能。上梁下表面中心安装有上砧垫板及上砧。由于锻造工艺的需要，特别在进行镦粗、拔长、摔圆、弯曲、校直等锻造工艺时，常常需要实现上砧的旋转以及需要频繁更换不同种类的上砧。现有的下拉式锻造压机，需要在上梁的四个角上设置四组上砧夹紧、快换机构，才能实现单一的上砧夹紧、快换功能，但无法实现上砧旋转之功能。这些装置结构复杂，占用的空间尺寸庞大，涉及的零部件很多，制 造、安装和维修不方便，设备故障率高，严重影响生产效率；同时由于这些装置的设置，大大提高了压机设计的复杂性，严重的削弱了锻造压机上梁的强度，缩短了压机的使用寿命。上砧夹紧、旋转及快换功能的实现已成为锻造压机现代化水平的重要标志之一。同时，下拉式锻造压机在工作时，工作速度快，动作频次高，锻造精度高，转换时间短，锻造偏心力对压机零部件寿命有很大的影响，要求上砧与上砧垫板紧密贴合，减少碰撞。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，它采用一体结构设计实现了锻压机上砧夹紧、上砧旋转和上砧快换这三种功能的有机结合，它结构简单使用方便。本发明的技术方案是用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是它至少由碟簧组式上砧夹紧机构和上砧旋转机构组成，并固定安装在锻压机的上梁中心线上，本系统与锻造压机上梁固定连接；上砧夹紧机构至少包括上砧压下缸、T型拉杆、碟簧组、活塞、第二螺母、滑块、支承座和带键齿轮，T型拉杆的T型头端部安装在上砧连接座的凹槽中，并沿着上砧压下缸中心线作上下往复运动，T型拉杆上还设置有带键齿轮；上砧旋转机构是在本系统的上砧旋转油腔中设置有齿条式活塞杆，齿条式活塞杆与带键齿轮啮合，驱动T型拉杆作90°往复旋转运动。所述的碟簧组式上砧夹紧机构它包括上砧压下缸、T型拉杆、活塞、第一轴承、带键齿轮、第二轴承、滑块、碟簧组、支承座和第二导向套；活塞设置在上砧压下缸的上砧压下油腔中，并可以上下移动，T型拉杆的末端与活塞固定连接，T型拉杆连接活塞后依次穿过第一轴承、带键齿轮、第二轴承、滑块、碟簧组、支承座和第二导向套，并通过第二螺母将它们紧固；支承座坐落在锻造压机上梁上；第一导向套通过螺栓与锻造压机上梁固定连接，第二导向套通过第三连接螺钉与锻造压机上梁固定连接。所述的碟簧组的一端坐落在支承座上，另一端压在滑块上；第二螺母控制碟簧组的压缩量，通过调节第二螺母使锻压机上砧与上砧垫板紧密贴合。所述的上砧压下缸的下部有一个凸台，上砧压下缸通过螺柱和第一螺母与锻造压机上梁固定连接。所述的齿条式活塞杆沿着上砧旋转油腔的中心线运动。本发明的特点是
I、设置专用的碟簧组式上砧夹紧机构，保证了在锻压机频繁的上下运动中上砧和上砧垫板的紧密结合，同时克服了上砧运动时的惯性，减少运动中的碰撞。2、设置了上砧旋转机构，可以在锻造工件时边锻边校，减少锻件再次加热时的氧化损耗，节约了能源。3、具有上砧快换功能，当锻压机上、下砧接触时，通过向上砧压下油腔通高压油的方法，使T型拉杆脱离上砧连接座，并通过下砧移动装置带动待换上砧，实现上砧的快速更 换。
下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。图I是实施例I用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统与锻压机连接结构示意 图2是实施例2碟簧组形式的夹紧、旋转机构示意 图3是图2中的A-A剖面 图4是实现上砧快换功能示意图。图中101、用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统；102、螺柱；103、第一螺母；104、上梁；105、键；106、上砧垫板；107、第一连接螺钉；108、四个均匀分布的键；109、上砧连接座；110、第二连接螺钉；111、上砧；112、下砧；201、上砧压下缸；202、第二螺母；203、活塞；204、第一轴承；205、带键齿轮；206、齿条式活塞杆；207、第二轴承；208、第一导向套；209、连接螺栓；210、滑块；211、碟簧组；212、T型拉杆；213、支承座；214、第二导向套；215、第三连接螺钉；301、齿轮的键；401、需更换的上砧连接座；402、需更换的上砧；403、需更换的下砧；404、下砧移动装置；1、上砧压下油腔；A、第一上砧旋转油腔；B、第二上砧旋转油腔。
具体实施例方式实施例I
如图I所示，用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统101通过螺柱102、第一螺母103安装在锻造压机上梁104的中心。上砧垫板106与上梁104通过键105、第一连接螺钉107连接在一起。上砧111与上砧连接座109通过第二连接螺钉110连接在一起。上砧111与上砧垫板106之间设置四个均匀分布的键108。用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统101中的T型拉杆212的T型头端部安装于上砧连接座109的凹槽中，使得上砧111底面与上砧垫板106紧密贴
合在一起。
实施例2
如图2和图3所示，上砧压下缸201通过螺柱102、第一螺母103与锻造压机上梁104
连接在一起。采用碟簧组形式的上砧夹紧机构，T型拉杆212通过第二螺母202与活塞203、第一轴承204、第二轴承207、带键齿轮205、滑块210、碟簧组211和支承座213连接在一起，保证了 T型拉杆212与其它零部件上、下运动的一致性。在上砧压下缸201的下部加工出一个凸台，对活塞203向下运动起到限程的作用。第一轴承204和第二轴承207的设置，使得T型拉杆212及带键齿轮205在转动过程中，活塞203、滑块210、碟簧组211保持静止，减少了零部件之间的磨损。 第一导向套208通过连接螺栓209安装在上梁104上，为滑块210的上、下运动提
供导向。支承座213坐落于上梁104上。碟簧组211 —端坐落于支承座213上，一端压在滑块210上，碟簧组211可以沿着T型拉杆212压缩或伸长。第二导向套214通过第三连接螺钉215安装在上梁104上，为T型拉杆212的上、下运动提供导向。带键齿轮205与T型拉杆212之间设置齿轮的键301，保证了两者旋转的一致性。在上砧压下缸201的上砧旋转油腔内设置一个与带键齿轮205相啮合的齿条式活塞杆206，可以驱动带键齿轮205及T型拉杆212旋转。实际操作中是通过如下的方式实现了上砧夹紧、上砧旋转和上砧快换这三个功能的
I、上砧夹紧功能的实现
下拉式锻造压机在工作工程中，工作速度快，动作频次高，锻造精度高，转换时间短，而且锻造偏心力对压机零部件寿命产生很大影响，这就需要上砧111与上砧垫板106紧密连接，减少上砧111与上砧垫板106的碰撞或开缝。本发明专门设置上砧夹紧机构，通过调节第二螺母202，可以改变碟簧组211的压缩量，使得碟簧组211—直向上推动滑块210、带键齿轮205、活塞203、T型拉杆212等零件，则T型拉杆212之T型头端面一直向上推动上砧连接座109，上砧111与上砧连接座109通过螺钉110连接在一起，使得上砧111 一直压在上砧垫板106上。从而保证了在压机上梁104频繁的上、下往复运动过程中，上砧111与上砧垫板106紧密贴合在一起，有效的克服了上砧111本身的运动惯性力，减少上砧111与上砧垫板106之间的碰撞或开缝，提高了上砧111的运动精度，保证了锻件的尺寸精度；同时也保证了上砧111与上砧垫板106的接触面积，改善了锻造压机各零部件的受力情况，提高了压机的使用寿命。2、上砧旋转功能的实现
由于锻造工艺的需要，特别是棒料或长型锻件的校直，本发明设置了上砧旋转机构，在锻造过程中，高温棒料或长型锻件容易发生弯曲变形，设置了上砧旋转装置，可以在热态下边锻边校，从而减少锻件加热次数，降低锻件的氧化耗损，节约能源。当锻造压机上梁104位于工作位置时，上砧111与上砧垫板106紧密贴合在一起；上砧压下缸201的上砧压下油腔I通入高压油液，推动活塞203克服碟簧组211压缩力向下运动，则T型拉杆212、第二螺母202、齿轮205、滑块210及第一轴承204、第二轴承207等一起向下移动，由于T型拉杆212的T型头端面与上砧连接座109连接在一起，上砧111也向下移动，所以上砧111底面此时与安装于上砧垫板106表面的键108脱开；然后，上砧压下缸201的上砧旋转油腔A进液，上砧旋转油腔B排液，从而驱动齿条式活塞杆206沿着上砧旋转油腔之中心线运动，齿条式活塞杆206则驱动齿轮205逆时针旋转，由于T型拉杆2 12与齿轮205通过键301连接，T型拉杆212与上砧连接座109紧密连接，上砧111与上砧连接座109又连接在一起，则T型拉杆212与上砧111 一同转动90° ;之后上砧压下缸201的上砧压下油腔I排液，碟簧组211伸长，推动活塞203、T型拉杆212、齿轮205等向上移动，T型拉杆212同时带动上砧连接座109与上砧111向上移动，最后上砧111底面又重新与上砧垫板106紧密接触；从而完成上砧旋转之功能。在锻造过程中上砧111能够旋转90°，能有效提高压机的生产率，降低工人的劳动强度，节约能源。3、上砧快换功能的实现
由于锻件尺寸及形状的多样性，可能需要同时对锻件进行镦粗、拔长、摔圆、弯曲、切断等；现代的工厂管理也要求锻造压机本身能够实现自动化，减轻工人的劳动强度，这就需要锻造压机设置上砧快换功能。如图4所示，为本发明实现上砧快换功能示意图，当锻造压机上砧111、下砧112之砧面接触时，上砧压下缸201的上砧压下油腔I通入高压油液，推动活塞203克服碟簧组211压缩力向下运动，带动T型拉杆212、第二螺母202、齿轮205、滑块210及第一轴承204、第二轴承207等一起向下移动，由于上砧111放置于下砧112上，所以，随着T型拉杆212继续向下移动，其T型头端面与上砧连接座109分离。然后，上砧压下缸201的上砧旋转油腔A进液，上砧旋转油腔B排液，从而驱动齿条式活塞杆206沿着上砧旋转油腔之中心线运动。齿条式活塞杆206则驱动齿轮205逆时针旋转，由于T型拉杆212与齿轮205通过键301连接，T型拉杆212会转动90°。上砧压下缸201的上砧压下油腔I排液，碟簧组211伸长，推动活塞203、T型拉杆212、齿轮205等向上移动。然后，锻造压机上梁104向上运动，直至T型拉杆212完全脱离上砧连接座109。然后，通过下砧移动装置404推动下砧(112和403)向左移动，使得预先放置于下砧403之上的需要更换的上砧402能够移动到上梁104中心即T型拉杆212之中心，而上砧111和下砧112移出动梁104之中心。压机上梁104向下运动，直至上砧垫板106与需要更换的上砧402底面贴合。随后，上砧压下缸201的上砧压下油腔I通入高压油液，推动T型拉杆212等向下移动，直至T型拉杆212完全伸入上砧连接座401之中。然后，上砧压下缸201的上砧旋转油腔B进液，上砧旋转油腔A排液，齿条式活塞杆206驱动齿轮205及T型拉杆212顺时针转动90°。上砧压下缸201的上砧压下油腔I排液，碟簧组211伸长，推动活塞203、Τ型拉杆212、齿轮205等向上移动，T型拉杆212再次与上砧连接座401紧密接触，进而需要更换的上砧402与上砧垫板106也能够紧密贴合。此时，压机上梁104可以带动上砧402上、下往复运动，进行正常的锻造工作。实现上砧快换功能，大大减少了自由锻造压机锻造工作的辅助时间，提高了自动化程度和劳动生产率，降低了工人的劳动强度。所述的下砧移动装置404由液压缸驱动，液压缸活塞杆之左侧端面安装有一钩形零件；下砧112与需更换的下砧403的两侧也为钩形结构。下砧112右侧的钩形结构与需更换的下砧403左侧的钩形结构相互搭合，需更换的下砧403右侧的钩形结构与下砧移动装置404左侧的钩形零件相互搭合。当下砧移动装置404之液压缸活塞杆伸出时，其左侧的钩形零件推动需更换的下砧403的右侧端面，需更换的下砧403之左侧的钩形结构推动下砧112的右侧端面，从而实现下砧112与需更换的下砧403向左侧移动；当下砧移动装置404之液压缸活塞杆缩回时，其左侧的钩形零件向右拉动需更换的下砧403右侧的钩形结构，需更换的下砧403左侧的钩形结构向右拉动下砧112右侧的钩形结构，进而实现下砧112与需更换的下砧403向右移动。下 砧移动装置404为锻压机的一个独立的重要组成部分，它与上砧夹紧、旋转及快换系统相互配合，以实现下砧快换功能。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
权利要求
1.用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是它至少由碟簧组式上砧夹紧机构和上砧旋转机构组成，并固定安装在锻压机的上梁中心线上，本系统与锻造压机上梁(104)固定连接；上砧夹紧机构至少包括上砧压下缸(201)、T型拉杆(212)、碟簧组(211)、活塞(203)、第二螺母(202)、滑块(210)、支承座(213)和带键齿轮(205)，T型拉杆(212)的T型头端部安装在上砧连接座(109)的凹槽中，并沿着上砧压下缸(201)中心线作上下往复运动，T型拉杆(212)上还设置有带键齿轮(205);上砧旋转机构是在本系统的上砧旋转油腔中设置有齿条式活塞杆(206)，齿条式活塞杆(206)与带键齿轮(205)啮合，驱动T型拉杆(212)作90°往复旋转运动。
2.根据权利要求I中所述的用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是所述的碟簧组式上砧夹紧机构它包括上砧压下缸(201)、T型拉杆(212)、活塞(203)、第一轴承(204)、带键齿轮(205)、第二轴承(207)、滑块(210)、碟簧组(211)、支承座(213)和第二导向套(214);活塞(203)设置在上砧压下缸(201)的上砧压下油腔(I )中，并可以上下移动，T型拉杆(212)的末端与活塞(203)固定连接，T型拉杆(212)连接活塞(203)后依次穿过第一轴承(204)、带键齿轮(205)、第二轴承(207)、滑块(210)、碟簧组(211)、支承座(213)和第二导向套(214)，并通过第二螺母(202)将它们紧固；支承座(213)坐落在锻造压机上梁(104)上；第一导向套(208)通过螺栓与锻造压机上梁(104)固定连接，第二导向套(214)通过第三连接螺钉(215)与锻造压机上梁(104)固定连接。
3.根据权利要求2中所述的用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是所述的碟簧组(211)的一端坐落在支承座(213)上，另一端压在滑块(210)上；第二螺母(202)控制碟簧组(211)的压缩量，通过调节第二螺母(202)使锻压机上砧(111)与上砧垫板(106)紧密贴合。
4.根据权利要求2中所述的用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是所述的上砧压下缸(201)的下部有一个凸台，上砧压下缸(201)通过螺柱(102)和第一螺母(103)与锻造压机上梁(104)固定连接。
5.根据权利要求I中所述的用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是所述的齿条式活塞杆(206)沿着上砧旋转油腔的中心线运动。
全文摘要
本发明属于锻造装备技术领域，是用于下拉式锻造压机的碟簧式上砧夹紧、旋转及快换系统，其特征是它至少由碟簧组式上砧夹紧机构和上砧旋转机构组成，并固定安装在锻压机的上梁中心线上，本系统与锻造压机上梁固定连接；上砧夹紧机构至少包括上砧压下缸、T型拉杆、碟簧组、活塞、第二螺母、滑块、支承座和带键齿轮，T型拉杆的T型头端部安装在上砧连接座的凹槽中，并沿着上砧压下缸中心线作上下往复运动，T型拉杆上还设置有带键齿轮；上砧旋转机构是在本系统的上砧旋转油腔中设置有齿条式活塞杆，齿条式活塞杆与带键齿轮啮合。本发明实现了锻压机上砧夹紧、上砧旋转和上砧快换这三种功能的有机结合。
文档编号B21J13/08GK102773395SQ201210224479
公开日2012年11月14日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者冯东晓, 卫凌云, 房志远, 范玉林 申请人:中国重型机械研究院有限公司