曲轴多拐扭转专用的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供的曲轴多拐扭转专用机，液压机固定安装在单一矩形机体立架上，主液压缸驱动组装有上模部的滑块，滑块滑动配合在机体立架两侧立柱纵向滑轨上，下模部安装在下支架，上、下模部中组装有上、下对应的定模架和回转模盘，扭臂枢接在两侧立柱之间，枢接中心与回转模盘同轴线。本技术方案摒弃了常规的三梁四柱主机结构，设备占用空间和占地面积都大为缩减，操作空间因此得到最大的释放，更为重要的是扭臂结构具有动力强大，最大扭转角度范围大的技术优点，保证了扭制质量和扭制效果，提高了加工效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型专利申请涉及的是对平面锻钢曲轴热锻坯件实施径向扭转的曲轴扭 转设备，尤其适合作为汽车发动机锻钢曲轴的热锻坯件扭制的曲轴加工设备。 曲轴多拐扭转专用机
【背景技术】
[0002] 曲轴是发动机中的一关键构件。当四缸发动机和六缸发动机已成为汽车主流动力 装置的今天，发动机曲轴结构中各连杆颈径向角度分布不同，平衡块整体化结构要求，成为 加工工艺实现高效化、批量产业化、精加工发展所面临的技术挑战。传统机械加工方法主要 采用铸造、平衡块镶嵌组装工艺生产此类复杂曲轴，但曲轴产品越来越多的采用锻钢材料， 传统工艺方法已无法适应现今产品技术发展。早期使用锻打加工工艺，生产工艺效率低、工 艺难度大、产品质量难以保证。
[0003] 中国专利CN201470801U公开了一种"小型曲轴专用扭转模具"，其设计了一种安 装于普通压力机床的小型压力模具，工作原理是由压力机床压头迫使上、下半模对扣后，继 续施加压力过程中，压力全部转嫁到铰接在扭转模块边缘的支撑臂上，驱动扭转模块回转， 完成曲轴连杆颈的角度扭转。机床施加的压力一部分为合模所需，另一部分分散转嫁到支 撑臂上，因支撑臂支撑强度所限，结构特点导致扭转力矩小，还受模具结构和大小因素所 限，只适合于加工小型曲轴产品，如三拐曲轴，仅作为普通压力机床配套装置。再者，已下装 曲轴坯件的下半模与上半模对扣后至扭制完成之前，机床施加的压力有限，支撑臂力矩小， 难以保证上、下扭转模块处于完全合模状态，合模小环境欠佳，合模扭制受力不均匀，双重 因素影响了扭制质量和扭制加工效果；另一技术问题是：本模具为封闭式结构，只能做为 某单一曲轴产品扭曲加工使用，不能作为系列化多种曲轴产品加工使用模具，换产成本高， 无法适应产业流程化批量生产的使用需求。
[0004] 另一中国专利CN203091659U提供了一种曲轴扭拐专用机，它采用了常规的三梁 四柱主机框架结构，以达到在扭制运行提供稳定支撑的目的。但组装部件庞大、整体占用空 间和占地面积大，可操作空间又受到极大的局限，加大了输送装置与其操作台之间的距离， 成本造价也居高不下。
【发明内容】
[0005] 本实用新型专利申请的发明目的在于提供一种适合于各类汽车发动机曲轴扭曲 加工的曲轴多拐扭转专用机，它具有占用体积小、操作空间宽大、扭制动力强大、加工质量 高，尤其是适合系列化多样曲轴产品加工的技术优点。本实用新型专利申请提供的曲轴多 拐扭转专用机技术方案，其主要技术内容是：一种曲轴多拐扭转专用机，液压机固定安装在 单一矩形机体立架上，主液压缸驱动组装有上模部的滑块，滑块滑动配合在机体立架两侧 立柱纵向滑轨上，下模部安装在下支架，上、下模部中组装有上、下对应的定模架和回转模 盘，扭臂枢接在两侧立柱之间，枢接中心与回转模盘同轴线，扭臂连接梁固定在回转模盘处 缘和扭臂主梁之间，扭转动力部驱动连接于扭臂上。
[0006] 在上述的整体技术方案中，还设置有工件顶出机构，工件顶出部包括上顶出部和 下顶出部，上顶出部的两上动力部对称固定在滑块中线两侧的基座上，上动力部顶杆穿出 滑块、置于定模架与回转模盘之间的空隙处，下顶出部的顶杆固定设置在顶出横梁上，顶出 横梁水平、两端安装两立柱上的下动力部压力杆上，顶杆置于定模架与回转模盘之间的空 隙处。
[0007] 本实用新型专利申请提供的曲轴多拐扭转专用机技术方案，是适合包括四拐、六 拐以及更多拐结构在内的各类汽车发动机曲轴的扭制加工设备，其扭转动力强大，在这一 前提下摒弃了常规的三梁四柱主机结构，设备占用空间和占地面积都大为缩减，操作空间 因此得到最大的释放，前、后两个操作面有宽松的操作空间，大大缩减了工件输送距离；更 为关键的是，扭臂结构的设置，在上、下模部压力合模的同时实施大扭矩扭转操作动力，其 动力强大，最大扭转角度范围大，可以达到63°，受力集中、受力均匀，液压机缸吨位可达到 250吨，扭矩吨位可达到160吨标称，保证了扭制质量和扭制效果，也有效的提高了加工效 率。另外，定模架、回转模盘和扭臂采用可拆卸构造，可以根据不同结构类型的曲轴产品方 便的予以改装调整，使之能够作为各类品种曲轴锻件，尤其是复杂形式锻件的扭转加工设 备，满足了产业流程化批量生产和系列化曲轴产品加工需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本实用新型申请的总装主视图。
[0009] 图2为本实用新型申请的总装侧视图。
[0010] 图3为合模起始状态的一侧立体图。
[0011] 图4为平面曲轴落入模腔的另一侧立体图。
[0012] 图5为上、下模部未合模的结构设置图。
[0013] 图6为为上、下模部合模后的结构设置图。
【具体实施方式】
[0014] 本实用新型专利申请提供的曲轴多拐扭转专用机，为单一矩形机体立架组装构 造，其机体立架是由两侧立柱41、上组装梁42和底架44构成，本实施结构中，所述的立架为 一体铸造制成，具有更为优良的结构稳定性和刚性，液压机1固定安装在机体立架的上组 装梁42上，液压机1中的主液压缸2驱动滑块6,滑块6上组装有上模部，滑块6的两侧与 立柱41的纵向滑轨8滑动配合，下模部安装在下支架19,上、下模部组装有上、下对应的上 定模架7和下定模架11，上回转模盘10和下回转模盘12。上定模架7可拆卸固定安装在 滑块6下部的底座14上，下定模架11可拆卸固定安装在下支架19上，上回转模盘10沿与 底座14之间圆弧导向滑轨、滚动回转运行于上模部中线对称的两上辊轮100上，下回转模 盘12沿与下支架19之间的圆弧导向滑轨、由下模部中线对称的两下辊轮120滚动支承，上 模部中线与下模部中线重合。主液压缸2驱动滑块6下行合模后，每一扭转位的上、下回转 模盘10、12以及各扭转位的回转模盘具有同一回转轴心。上、下模部的模芯腔内固定有上 模芯15和下模芯18,上、下模芯15、18内设有在上、下模部合模后与平面锻曲轴件形状对应 的模腔。上模部在主液压缸2的驱动下，由滑块6带动下行合模或上行分模。
[0015] 上复位气缸5固定设置在滑块6上，如图5和图6所示，回转底座23固定在上回 转模盘10的侧缘安装槽3,上复位气缸5的压力杆顶端铰接连接在回转底座23上，促使上 回转模盘10复位回转。下回转模盘12的回转受控于扭臂。扭臂枢接在两侧立柱41之间， 其枢接中心与下回转模盘回转中心同轴线。扭臂连接梁20固定连接在下回转模盘12的处 缘安装槽16和扭臂主梁17之间，扭臂主梁17的两侧梁枢接在两侧立柱41之间，扭转液 压缸21作为扭转动力部驱动连接于扭臂上，提供扭转动力。对于具有前、后连杆颈的多拐 复杂结构曲轴，如图2、图3和图4所示，位于机体立架前、后设置有前、后扭臂，同轴枢接在 侧立柱41上，分别作为前连杆颈、后连接颈的扭转操作扭臂，每一扭臂驱动连接有两扭转 液压缸。侧立柱41上固定设置有扭制极限位挡块24,如图2所示，扭臂是从下虚线所示位 置开始向上扭转，扭制限位挡块24设置于扭臂的上极限位，并可根据实际设计要求进行调 整，以达到所需设计角度。
[0016] 如图1和图2所示的具体主机构造中还设置有工件顶出机构，用于将扭转终结后 卡在模腔内的曲轴顶出，便于由其它设备将曲轴移出本工作位。所述的工件顶出部包括上 顶出部和下顶出部。上顶出部中，作为上动力部的两上顶出液压缸4对称固定在滑块中线 两侧的基座上，上顶出液压缸4的顶杆穿出滑块6、设置于上定模架8与上回转模盘10之间 的空隙处。下顶出部的顶出架位于下定模架11与下回转模盘12之间的空隙处、下端固定 设置在顶出横梁22上，作为下顶出动力部的两下顶出液压缸13分别安装设置在两立柱外 侧，顶出横梁22两端水平状态铰接在两下顶出液压缸13的压力杆。在上顶出液压缸4和 下顶出液压缸13的动力驱动下，将紧卡于模腔内已完成扭转成型的曲轴顶出模腔，另外， 下顶出部的作用还有在锻压工作之前承接平面曲轴锻件，并在工作结束后托起扭制完成工 件，以便于取料。
[0017] 主液压缸2、扭转液压缸21、上顶出液压缸4、下顶出液压缸13和上复位气缸5,在 电气部分控制下在整体扭转工艺中协调运转，操作工艺各环节衔接，实现对送入到位的曲 轴平面锻件合模、扭转、分模、顶出、复位的操作。按被加工曲轴的多拐结构调整安装定模 架、回转模盘及模芯，上、下模部对应。启动工作，主液压缸2推动滑块6,最终上、下模部合 模，将处于热塑高温的平面曲轴锻件压力夹紧在模腔中，随后驱动扭转液压缸21，扭转液压 缸21动力驱动前、后扭臂，旋钮对扣的上、下回转模盘及模腔内的曲轴连杆颈，扭曲全塑性 状态下的曲轴，当达到技术要求的扭制角度后停止施扭操作，这时扭臂已顶靠在扭制极限 位挡块24上，系统再根据设定压力值(包括纵向压力和扭制动力)和保压时间对扭制曲轴进 行保压，固塑达到的扭制位，最后由主液压缸2驱动上移滑块6开始分模，上复位气缸5的 工作是使上回转模盘10复位，启动上顶出液压缸4,顶出紧卡在模腔的工件，同时反向驱动 扭转液压缸21，使下回转模盘12复位，驱动下顶出液压缸13,将紧卡在模腔的工件顶出，彻 底释放曲轴工件，由输送设备从本设备的另一侧取出工件。实际生产线运转中，本环节的生 产节拍在45秒左右。
【权利要求】
1. 一种曲轴多拐扭转专用机，其特征在于液压机（1)固定安装在单一矩形机体立架 上，主液压缸（2 )驱动组装有上模部的滑块（6 )，滑块滑动配合在机体立架两侧立柱（41)纵 向滑轨上，下模部安装在下支架（19)，上、下模部中组装有上、下对应的定模架和回转模盘， 扭臂枢接在两侧立柱（41)之间，枢接中心与回转模盘同轴线，扭臂连接梁（20)固定在回转 模盘处缘和扭臂主梁（17)之间，扭转动力部驱动连接于扭臂上。
2. 根据权利要求1所述的曲轴多拐扭转专用机，其特征在于还设置有工件顶出机构， 工件顶出部包括上顶出部和下顶出部，上顶出部的两上动力部对称固定在滑块中线两侧的 基座上，上动力部顶杆穿出滑块、置于定模架与回转模盘之间的空隙处，下顶出部的顶杆固 定设置在顶出横梁（22)上，顶出横梁水平、两端安装两立柱上的下动力部压力杆上，顶杆置 于定模架与回转模盘之间的空隙处。
3. 根据权利要求1或2所述的曲轴多拐扭转专用机，其特征在于回转模盘的上回转模 盘（10)沿圆弧导向滑轨、滚动回转运行于上模部中线对称的两上辊轮（100)上。
4. 根据权利要求1或2所述的曲轴多拐扭转专用机，其特征在于回转模盘的下回转模 盘（12)沿圆弧导向滑轨、由下模部中线对称的两下辊轮（120)滚动支承。
5. 根据权利要求1或2所述的曲轴多拐扭转专用机，其特征在于在滑块（6)上固定设 置有上复位气缸（5)，回转底座（23)固定在上回转模盘（10)的侧缘安装槽（3)，上复位气缸 (5)的压力杆顶端铰接连接在回转底座（23)上。
6. 根据权利要求1所述的曲轴多拐扭转专用机，其特征在于侧立柱（41)上固定设置有 扭制极限位挡块（24)。
【文档编号】B21J13/14GK203843092SQ201420191356
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】张良福, 宫在坤, 刘忠杰 申请人:丹东东大控制设备有限公司