专利名称：一种上砧夹紧、旋转及快换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锻造装备技术领域，尤其是涉及一种用于上传动自由锻造压机的上砧夹紧、旋转及快换装置，其夹紧机构、旋转机构能配套使用，并且本装置可以方便的安装于上传动自由锻造压机动梁中心线上。
背景技术：
现有的上传动自由锻造压机多为三梁两柱或三梁四柱式结构。活动横梁沿着压机框架上下往复运动，实现锻造功能。动梁的上表面中心与工作油缸的柱塞连接，下表面的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。由于动梁结构的限制，现有的自由锻造压机，需要在动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活动横梁的强度，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。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于上传动自由锻造压机的上砧夹紧、旋转及快换装置，该装置实现了上砧夹紧、上砧旋转及上砧快换三种功能的有机结合，并且整个装置完全可以设置于上传动自由锻造压机活动横梁的中心处。其结构简单，外形尺寸紧凑，制造、安装和维修方便，且安全可靠。为了实现上述目的，一种上砧夹紧、旋转及快换装置，其特征在于包括上砧夹紧机构、上砧旋转机构和上砧快换机构，该上砧夹紧机构包括上砧压下油缸，设置在该上砧压下油缸下端的端盖，设置在该上砧压下油缸内可上下活动的活塞，上端延伸至所述活塞上端面外并通过螺母固定、下端延伸至端盖下方的T型拉杆，该T型拉杆置于所述活塞与所述端盖的上端之间的部分外设置有中间导向筒，该中间导向筒外设置有碟簧组；所述上站旋转机构包括设置在活塞上端使所述T型拉杆与该活塞)活动联接的上轴承，设置在所述端盖内使T型拉杆与该端盖活动联接的下轴承，设置在该下轴承下方的T型拉杆上的齿轮，设置在所述端盖两侧的两个上砧旋转油缸，该两个上砧旋转油缸中设置一个可以左右移动的齿条式活塞杆，该齿条式活塞杆与上砧夹紧机构中的齿轮相啮合，所述上轴承设置在所述螺母下方；所述齿轮与T型拉杆通过键。本实用新型与背景技术相比，具有的先进性是I)本实用新型装置实现了上砧夹紧、旋转及快换功能的有机结合，非常适合上传动自由锻造压机使用。该装置结构紧凑、运行可靠、反应灵敏，可大大提高了锻造压机的生产效率，减轻工人的劳动强度，同时极大的提高了锻造压机的自动化程度。[0008]2)本实用新型装置可以方便的安装在上传动自由锻造压机活动横梁的中心处，有效的简化了压机动梁的设计，最低限度的减少了对动梁强度的影响，有效的提高了压机的使用寿命。3)本实用新型装置外形尺寸非常紧凑，并且可以设计为一个独立的整体，有利于实现设计的系列化及标准化，制造、安装和维修方便，且安全可靠。
图1为本实用新型装置与锻造压机本体连接结构示意图；图2是图1中A部放大图；图3为本实用新型装置的结构示意图；图4为本实用新型装置的A-A剖面示意图；图5为本实用新型装置的P向结构示意图；图6为实现上砧旋转功能之动作流程示意图；图7为上砧旋转机构实现校直锻件功能之示意图；图8为实现上砧快换功能之动作流程示意图；图9为T型拉杆局部结构示意图；图10为上砧连接座的结构示意图；图11为T型拉杆与上砧连接座的连接与分离示意图。零部件编号说明本实用新型装置所涉及的零部件编号由3位数字“XXX”组成，第一位数字“X”代表此零部件第一次出现在附图“Γ中，第二和第三位数字代表此零部件在附图“X”中的顺序编号。比如，上砧垫板的编号为“105”，则上砧垫板第一次出现在附图“I”中，“迆”代表上砧垫板在附图“I”中为第“胆”号零部件。标注说明101、锻造压机动梁；102、本实用新型装置；103、连接螺钉；104、键；105、上砧垫板；106、连接螺钉;107、键;108、上砧连接座;109、连接螺钉；110、上砧；201、上砧压下油缸;202、螺母;203、上轴承;204、活塞;205、中间导向筒;206、限程套;207、碟簧组;208、端盖；209、下轴承;210、齿轮;211、齿条式活塞杆；212、键；213、T型拉杆；214、油杯;301、管接头;302、上砧旋转缸A;303、管接头;304、上砧旋转缸B ;305、管接头;306、管接头;601、棒料或长型锻件；602、下砧；701、需更换的上砧连接座；702、需更换的上砧；703、下砧；704、下砧移动机构。
具体实施方式
实施例1一种上砧夹紧、旋转及快换装置，其特征在于包括上砧夹紧机构、上砧旋转机构和上砧快换机构，该上砧夹紧机构包括上砧压下油缸201，设置在该上砧压下油缸201下端的端盖208，设置在该上砧压下油缸201内可上下活动的活塞204，上端延伸至所述活塞204上端面外并通过螺母202固定、下端延伸至端盖208下方的T型拉杆213，该T型拉杆213置于所述活塞204与所述端盖208的上端之间的部分外设置有中间导向筒205，该中间导向筒205外设置有碟簧组207 ；所述上砧旋转机构包括设置在活塞204上端使所述T型拉杆213与该活塞204活动联接的上轴承203，设置在所述端盖208内使T型拉杆213与该端盖208活动联接的下轴承209，设置在该下轴承209下方的T型拉杆213上的齿轮210，设置在所述端盖208两侧的两个上砧旋转油缸302、304，该两个上砧旋转油缸302、304中设置一个可以左右移动的齿条式活塞杆211，该齿条式活塞杆211与上砧夹紧机构中的齿轮210相啮合，所述上轴承203设置在所述螺母202下方；所述齿轮210与T型拉杆213通过键212 ；所述上砧快换机构包括承载平台和置放在该承载平台上用以推动其上置放有备换上砧的下砧移动机构704。该结构简单，外形尺寸紧凑，特别适合安装在上传动自由锻造压机的动梁与上砧垫板之间。实施例2 如图1、图2所示，本实用新型装置102通过连接螺钉103安装在锻造压机动梁101的中心。上砧垫板105与动梁101通过键104与螺钉106连接在一起。上砧110与上砧连接座108通过螺钉109连接在一起。上砧110与上砧垫板105之间设置四个均匀分布的键107。由于设置于本实用新型装置102之中的T型拉杆213之T型头端部安装于上砧连接座108的凹槽中，使得上砧110底面与上砧垫板105紧密贴合在一起。如图3所示，为本实用新型装置102的结构示意图。其结构为上砧压下油缸201与端盖208通过螺钉103与锻造压机动梁101连接在一起。T型拉杆213通过螺母202与上轴承203、下轴承209、中间导向筒205、活塞204、齿轮210连接在一起，保证了 T型拉杆213与其它零部件上、下运动的一致性。齿轮210与T型拉杆213之间设置键212，保证了两者旋转的一致性。上轴承203、下轴承209的设置，使得T型拉杆213及齿轮210在转动过程中，活塞204及中间导向筒205保持静止，减少了零部件之间的磨损。上轴承203安装于上砧压下缸201内部，使得上轴承203始终浸泡在液压油之中，有利于上轴承203的散热以及润滑。在T型拉杆213端部设置一个油杯214，通过T型拉杆213中心的油孔可以对下轴承209进行润滑，提高了下轴承209的使用寿命。碟簧组207 —端坐落于端盖208上，一端压在活塞204上，碟簧组207可以沿着中间导向筒205压缩或伸长。在上砧压下油缸201内壁下侧设置一个限程套206，限程套206下端坐落在端盖208上，对活塞204向下运动起到限程的作用。如图4所示，在端盖208上设置管接头(303和305)及油孔，以供上砧压下缸201供油或排油之用。在端盖208的两侧各安装一个上砧旋转油缸(302和304)，其活塞杆211为齿条式，可以驱动齿轮210及T型拉杆213旋转。在旋转油缸端部(302和304)设置管接头(301和306)，以供上砧旋转油缸(302和304)进液与排液之用。1、上砧夹紧功能的实现自由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Iio与上砧垫板105紧密连接，减少上砧110与上砧垫板105的碰撞或开缝。本实用新型装置专门设置上砧夹紧机构。其特征是端盖208通过螺钉103与动梁101连接在一起，则动梁101、上砧垫板105与端盖208三者之间相对静止。通过调整螺母202使坐落于端盖208之上的碟簧组207压缩产生向上的推力，又由于T型拉杆213通过螺母202与上轴承203、下轴承209、中间导向筒205、活塞204、齿轮210连接在一起，使得T型拉杆213紧紧压在上砧连接座108上。上砧110与上砧连接座108通过螺钉109连接在一起。从而保证了在压机动梁101频繁的上、下往复运动过程中，上砧110与上砧垫板105紧密贴合在一起，有效的克服了上砧110本身的运动惯性力，减少上砧110与上砧垫板105之间的碰撞或开缝，提高了上砧110的运动精度，保证了锻件的尺寸精度；同时也保证了上砧Iio与上砧垫板105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(其工作流程见图6)由于锻造工艺的需要，特别是棒料或长型锻件601的校直，本实用新型设置了上砧旋转机构。如图7 (a)所示，在锻造过程中，高温棒料或长型锻件601容易发生弯曲变形，设置了上砧旋转装置如图7 (b)所示，可以在热态下边锻边校，从而减少锻件601加热次数，降低锻件601的氧化耗损，节约能源。本实用新型之旋转机构的特征是当锻造压机动梁101位于工作位置时，上砧110与上砧垫板105紧密贴合在一起，见图6 (a);上砧压下油缸201上腔通入高压油液，推动活塞204克服碟簧组207压缩力向下运动，则T型拉杆213、齿轮210、螺母202、中间导向筒205及上轴承203、下轴承209等一起向下移动，由于T型拉杆213的T型头端面与上砧连接座108连接在一起，所以上砧110底面此时与安装于上站垫板105表面的键107脱开,见图6 (b);然后，一侧上站旋转油缸B304进液,另一侧上砧旋转油缸B302排液，从而驱动齿条式活塞杆211沿着旋转油缸(304和305)之中心线运动，齿条式活塞杆211则驱动齿轮210逆时针旋转，由于T型拉杆213与齿轮210通过键212连接，T型拉杆213与上砧连接座108紧密连接，上砧110与上砧连接座108又连接在一起，则T型拉杆213与上砧110 —同转动90°，见图6 (c);之后上砧压下油缸201排液，碟簧组207伸长，推动活塞204、T型拉杆213、齿轮210等向上移动，T型拉杆213同时带动上砧连接座108与上砧110向上移动，最后上砧110底面又重新与上砧垫板105紧密接触，见图6 (d)。从而，上砧旋转机构主要通过四个步骤完成上砧旋转之功能。在锻造过程中上砧110能够旋转90°使用，提高了压机的生产率，降低了工人的劳动强度，节约了能源。3、上砧快换功能的实现(其工作流程见图8)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8所示，其特征为当锻造压机上砧110、下砧602砧面接触时，上砧压下油缸201上腔通入高压油液，推动活塞204克服碟簧组207压缩力向下运动，带动T型拉杆213、齿轮210、螺母202、中间导向筒205及上轴承203、下轴承209等一起向下移动，由于上砧110放置于下砧602上，所以，随着T型拉杆213继续向下移动，其T型头端面与上砧连接座108分离。然后，一侧上砧旋转油缸B304进液，另一侧上砧旋转油缸A302排液，从而驱动齿条式活塞杆211沿着旋转油缸(304和305)之中心线运动。齿条式活塞杆211则驱动齿轮210逆时针旋转，由于T型拉杆213与齿轮210通过键212连接，T型拉杆213会转动90°。上砧压下油缸201上腔排液，碟簧组207伸长，推动活塞204、T型拉杆213、齿轮210等向上移动，以上动作见图8 (a)。然后，锻造压机动梁101向上运动，直至T型拉杆213完全脱离上砧连接座108，见图8 (b)。然后，通过下砧移动机构704推动下砧(602和703)向左移动，使得预先放置于下砧703之上的需要更换的上砧702能够移动到动梁101中心即T型拉杆213之中心，而上砧110和下砧602移出动梁101之中心，见图8(c)。压机动梁101向下运动，直至上砧垫板105与需要更换的上砧702底面贴合。随后，上砧压下油缸201上腔通入高压油液，推动T型拉杆213等向下移动，直至T型拉杆213完全伸入上砧连接座701之中。然后，上砧旋转油缸A302进液，另一侧上砧旋转油缸B304排液，齿条式活塞杆211驱动齿轮210及T型拉杆213顺时针转动90°。上砧压下油缸201上腔排液，碟簧组207伸长，推动活塞204、T型拉杆213、齿轮210等向上移动，T型拉杆213再次与上砧连接座701紧密接触，进而需要更换的上砧702与上砧垫板105也能够紧密贴合，见图8 (d)。此时，压机动梁101可以带动上砧702上、下往复运动，进行正常的锻造工作，见图8(e)。通过以上五个主要步骤，从而实现锻造压机上砧快换功能。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。4、T型拉杆213与上砧连接座108的连接与分离的说明如图9所示，T型拉杆213下半部分的结构为上端为一圆柱形，其直径为(Pd中间部分的截面为一正方形，如图10之A-A剖面图，其边长为BI ;最下端部分的截面为一长方形，其边长为L1XB1。如图10所示，上砧连接座108的结构为其上半部分加工出一个L2XB2的长方形槽，下半部分加工出一直径为cpD2的圆形凹槽，其周围布置安装螺钉孔。其中尺寸BI的数值略大于尺寸d ;尺寸L2的数值大于尺寸LI ;尺寸B2与BI为间隙配合，两者的基本尺寸相同；尺寸D2的数值大于T型拉杆213之T型头最大旋转直径的尺寸D1。如图11(a)所示，当T型拉杆213之长方形T型头与上砧连接座108之上部长方形凹槽相垂直时，由于上砧110的重力作用，T型拉杆213的端面紧紧压在上砧连接座108之上；同时，T型拉杆213具有正方形截面的中间部分卡在上砧连接座108的长方形凹槽中，使得T型拉杆213与上砧连接座108能一起转动。如图11 (b)所示，当T型拉杆213之长方形T型头与上砧连接座108之上部长方形凹槽相垂直，而且上砧110、下砧602之砧面相互接触之时，T型拉杆213不会受到上砧110重力的影响，随着T型拉杆213向下移动，T型拉杆213的端面与上砧连接座108开始分离，为下一步T型拉杆213的转动提供前提条件。随着T型拉杆213进一步向下移动，T型拉杆213具有正方形截面的中间部分完全脱离上砧连接座108的长方形凹槽，此时T型拉杆213即可自由转动，直至旋转90°，此时T型拉杆213之长方形T型头与上砧连接座108之上部长方形凹槽相平行，如图11 (c)所示，为下一步T型拉杆213与上砧连接座108的分离做好准备。如图11 (d)所示，T型拉杆213开始向上运动，直至与上砧连接座108完全分离。通过以上四个基本步骤即可将T型拉杆213与上砧连接座108由连接状态实现分离。现将T型拉杆213与上砧连接座108由分离到连接简述如下当T型拉杆213之长方形T型头与上砧连接座108之上部长方形凹槽相平行以及上砧110、下砧602之砧面相互接触时，T型拉杆213向下移动，直至T型拉杆213具有正方形截面的中间部分完全伸入到上砧连接座108下部的圆形凹槽中(也就是在随后的转动过程中，T型拉杆213具有正方形截面的中间部分不能与上砧连接座108的长方形凹槽相接触)，紧接着T型拉杆213可以旋转90°。T型拉杆213继续向上移动，直至T型拉杆213的端面紧紧压在上砧连接座108之上，与此同时T型拉杆213具有正方形截面的中间部分卡在上砧连接座108的长方形凹槽中，使得T型拉杆213与上砧连接座108能一起转动。以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种上砧夹紧、旋转及快换装置，其特征在于包括上砧夹紧机构、上砧旋转机构和上砧快换机构，该上砧夹紧机构包括上砧压下油缸(201),设置在该上砧压下油缸(201) 下端的端盖(208)，设置在该上砧压下油缸(201)内可上下活动的活塞(204)，上端延伸至所述活塞(204)上端面外并通过螺母(202)固定、下端延伸至端盖(208)下方的T型拉杆 (213)，该T型拉杆(213)置于所述活塞(204)与所述端盖(208)的上端之间的部分外设置有中间导向筒(205 )，该中间导向筒(205 )外设置有碟簧组(207 );所述上砧旋转机构包括设置在活塞(204)上端使所述T型拉杆(213)与该活塞(204) 活动联接的上轴承(203)，设置在所述端盖(208)内使T型拉杆(213)与该端盖(208)活动联接的下轴承(209 )，设置在该下轴承(209 )下方的T型拉杆(213 )上的齿轮(210)，设置在所述端盖(208)两侧的两个上砧旋转油缸(302、304)，该两个上砧旋转油缸(302、304)中设置一个可以左右移动的齿条式活塞杆(211)，该齿条式活塞杆(211)与上砧夹紧机构中的齿轮(210)相啮合，所述上轴承(203)设置在所述螺母(202)下方；所述齿轮(210)与T型拉杆(213)通过键(212)连接。
专利摘要本实用新型属于锻造装备技术领域，尤其是涉及一种用于上传动自由锻造压机的上砧夹紧、旋转及快换装置，其特征在于包括上砧夹紧机构、上砧旋转机构和上砧快换机构，该上砧夹紧机构包括上砧压下油缸，设置在该上砧压下油缸下端的端盖，设置在该上砧压下油缸内可上下活动的活塞，上端延伸至所述活塞上端面外并通过螺母固定、下端延伸至端盖下方的T型拉杆，该T型拉杆置于所述活塞与所述端盖的上端之间的部分外设置有中间导向筒，该中间导向筒外设置有碟簧组；该装置实现了上砧夹紧、上砧旋转及上砧快换三种功能的有机结合，其结构简单，外形尺寸紧凑，制造、安装和维修方便，且安全可靠。
文档编号B21J13/06GK202824495SQ20122026197
公开日2013年3月27日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者张营杰, 房志远, 卫凌云, 牛勇 申请人:中国重型机械研究院有限公司