一种锻压扩孔辅助成型装置的制作方法

本实用新型属于锻压机辅助加工设备领域，更具体地说，涉及一种锻压扩孔辅助成型装置。

背景技术：

锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备。锻压机械包括成形用的锻锤、机械压力机、液压机、螺旋压力机和平锻机，以及开卷机、矫正机、剪切机、锻造操作机等辅助机械。锻压机械主要用于金属成形，所以又称为金属成形机床。锻压机械是通过对金属施加压力使之成形的，力大是其基本特点，故多为重型设备，设备上多设有安全防护装置，以保障设备和人身安全。

锻压机械使用于锻造工艺中，利用锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件。在利用锻压机械对环形锻件进行锻造加工过程中，一般通过将加热的钢锭，经墩粗、冲孔和扩孔等步骤制得。首先，墩粗在工作平台上进行锻打，使其直径变大，高度减小，得到圆盘胚料；然后，冲孔则是下模具支撑圆盘胚料，由冲头在胚料中间冲出通孔，得到初步的环形件；最后，将冲孔后的初步环形件套在芯轴上，边转动芯轴边采用锻打，使中间通孔直径变大，得到所需环形锻件。当然，有时冲孔后，即可直接得到环形锻件，无需扩孔。现有技术中，环形锻件锻压成型的墩粗、冲孔和扩孔工序是相互单独的，上个工序完成后，都需停机，人工准备模具以便为下一工序准备，工序间衔接不连贯；此种方式，劳动强度大，效率低，生产成本高，产出率低。

现有技术中关于锻压工艺方面的改进很多，但一般墩粗、冲孔和扩孔等工艺都是分开操作的。例如，中国专利申请号为：200910145151.5，公开日为：2011年4月27日的专利文献，公开了一种3T、5T锤锻机台阶芯棒锻造模具，它包括马架、芯棒和钳口，所述芯棒沿其长度方向自前至后分成二个直段，前面一个直段芯棒直径较小，称之为小直径段，后面一个直段芯棒直径较大，称之为大直径段，大直径段的尾部为八角形，所述芯棒横向搁置于马架上，钳口置于芯棒的八角形端。该方案的模具通过芯棒的分段设计以提高扩孔效率，但其只能进行扩孔，无法进行墩粗和冲孔。

又如，中国专利申请号为：201520394259.9，公开日为：2015年10月14日的专利文献，公开了一种墩粗模具，其包括：与锻压机的固定工作台面连接的下模组，其具有并排设置的固定下模和活动下模，且固定下模和活动下模之间形成用于对所述犁铲毛坯的非墩粗部进行定位的定位工位孔；与锻压机的活动工作台面连接的上模组，其具有可上下活动的用于与所述犁铲毛坯的待墩粗部相接触以便将其墩粗的上模，且上模对准所述定位工位孔；连接活动下模且用于推动活动下模相对固定下模移动的至少一个夹紧机构。该方案提供了一种对农耕犁具的犁铲毛坯进行墩粗处理以便形成加强筋的专用墩粗模具；但同样，其也只能进行墩粗，无法进行冲孔和扩孔，还有待进一步改进。

技术实现要素：

1、要解决的问题

本实用新型提供一种锻压扩孔辅助成型装置，其目的在于解决现有环形锻件在锻压成型过程中各工序步骤之间衔接不连贯，需要更换工装，导致劳动强度大、效率低、生产成本高和产出率低的问题。该装置可集墩粗、冲孔和扩孔于一体，环形锻件锻造时无需更换工装，即可一次成型，大大缩短加工时间，提高生产效率，而且无需人工操作即可完成调节，降低劳动强度，降低生产成本，提高了产出率。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种锻压扩孔辅助成型装置，包括工作台、位于工作台上的模座和一对旋转支座；所述一对旋转支座分别设置在工作台上模座的相对两侧；所述旋转支座的下端与工作台铰接连接，其上端开设有半圆槽；当所述旋转支座旋转立起时，可支撑在模座的表面，一对旋转支座的半圆槽的轴线重合。

作为进一步改进，所述模座相对的两侧均开设有豁口，工作台上在豁口的内侧设有铰接座，旋转支座的下端设有铰耳，铰耳通过转轴与铰接座连接。

作为进一步改进，所述旋转支座通过第一驱动缸驱动；所述第一驱动缸的一端连接旋转支座，另一端铰接在工作台上。

作为进一步改进，所述模座的中间开设贯穿其上下表面的模孔，对应工作台的上表面设置有可插入模孔的凸轴。

作为进一步改进，所述工作台上开设有容纳腔，容纳腔内设置第四驱动缸，第四驱动缸的上端连接顶块。

作为进一步改进，所述工作台上模座的另两个相对侧各设有一个支撑块。

作为进一步改进，所述支撑块通过第三驱动缸驱动；所述第三驱动缸的一端连接支撑块，另一端安装在工作台上。

作为进一步改进，所述支撑块的下表面设有导向凸台，对应工作台的上表面设有与导向凸台配合的导槽。

作为进一步改进，所述支撑块的上表面设有导向槽，对应模座的下表面设有可与导向槽配合的定位凸台。

作为进一步改进，所述的第三驱动缸、第四驱动缸为油缸或气缸。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型锻压扩孔辅助成型装置，在工作台上设置模座，可用来进行墩粗操作；同时，在模座相对的两侧设置旋转支座，可用来支撑芯轴，进行扩孔操作；在进行墩粗时，旋转支座向外翻转支撑在工作台上，从而为模座腾出操作空间；完成墩粗后，也可在模座上放置冲孔模具进行冲孔；待需要进行扩孔时，旋转支座翻转支撑在模座的表面，形成马架结构，将工件穿在芯轴上，并将芯轴两端架设在模座的半圆槽中，从而可用锻压机边锻打，边转动芯轴，进行扩孔操作；该装置集墩粗和扩孔操作与一体，无需墩粗工序完成后，再更换扩孔模具，从而缩短操作时间，提高加工效率，也降低了人工劳动强度。

(2)本实用新型锻压扩孔辅助成型装置，模座上豁口的设计，不仅可以方便旋转支座转动立起后支撑在模座的表面，而且由于旋转支座的阻挡，对模座具有限位作用，可防止模座不必要的移位。

(3)本实用新型锻压扩孔辅助成型装置，旋转支座通过第一驱动缸驱动，可实现其自动化控制反转，无需人工操作，进一步提高加工效率。

(4)本实用新型锻压扩孔辅助成型装置，模座上模孔和工作台上凸轴的配合，能够实现工件的冲孔操作，从而使得该装置集墩粗、冲孔和扩孔于一体，无需额外增加工装，设计巧妙简单。

(5)本实用新型锻压扩孔辅助成型装置，为了能够根据工序分别实现墩粗和冲孔，采用第四驱动缸对模座进行顶起操作；当墩粗时，第四驱动缸不工作，模座位于工作台上，凸轴插在模座上的模孔中，并且凸轴上表面与模座上表面齐平，以实现墩粗；当冲孔时，第四驱动缸顶起模座后，由支撑块对模座进行稳定支撑，凸轴逐渐与模孔脱离，腾出冲孔时所需落料孔，以实现冲孔。

(6)本实用新型锻压扩孔辅助成型装置，支撑块上的导向槽和导向凸台分别可与模座上的定位凸台和工作台上的导槽配合，不仅可对支撑块的移动进行导向，更重要的是，在模座被顶起时，还可对其定位；同时，在模座位于工作台上时，模座上的定位凸台和工作台上的导槽亦可配合，进一步对模座进行定位，防止其在操作过程中移动，也可避免凸轴与模孔表面不必要的磨损。

附图说明

图1为本实用新型锻压扩孔辅助成型装置的主视结构示意图；

图2为本实用新型锻压扩孔辅助成型装置的俯视结构示意图；

图3为图1从左侧观察的结构示意图；

图4为图2中A-A的剖视结构示意图；

图5为本实用新型锻压扩孔辅助成型装置的旋转支座打开状态的结构示意图；

图6为本实用新型锻压扩孔辅助成型装置进行扩孔操作时的状态示意图；

图7为本实用新型锻压扩孔辅助成型装置的模座升起时的状态示意图。

图中：1、工作台；101、凸轴；102、容纳腔；103、导槽；2、模座；201、豁口；202、模孔；203、定位凸台；3、旋转支座；301、半圆槽；4、第一驱动缸；5、芯轴驱动组件；501、芯轴；502、支架；503、第二驱动缸；6、模座支撑组件；601、支撑块；602、第三驱动缸；603、导向槽；604、导向凸台；605、第四驱动缸。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1、图2、图3所示，本实施例提供一种锻压扩孔辅助成型装置，它主要包括工作台1、模座2和旋转支座3；模座2为矩形块状结构，其设置于工作台1上；旋转支座3具有一对，设置于工作台1上模座2的左右两侧。通过各部件的合理布局和连接关系，可实现环形锻件锻造的墩粗、冲孔和扩孔相对较连续性操作，下面对他们的结构进行详细说明。

模座2左右两侧中间开设有对称的豁口201，在豁口201内侧的工作台1上设置有铰接座，对应旋转支座3的下端设有铰耳，铰耳通过转轴与铰接座连接；而旋转支座3的上端开设有半圆槽301，当旋转支座3旋转立起时，其靠下部分的台阶可将其支撑在模座2的表面，一对旋转支座3的半圆槽301的轴线重合，从而一对旋转支座3形成类似马架结构，可支撑放置用于扩孔的芯轴501。此处说明下，模座2上豁口201的设计不仅可以方便旋转支座3转动立起后支撑在模座2的表面，而且由于旋转支座3的阻挡，对模座2具有限位作用，可防止模座2不必要的移位。

为了能够实现旋转支座3可控的自动化旋转操作，本实施例将旋转支座3通过第一驱动缸4驱动，即第一驱动缸4的一端连接旋转支座3，另一端铰接在工作台1上。当然，在工作台1上要开设相应的槽孔，以便第一驱动缸4的安装，在第一驱动缸4拉动旋转支座3向外旋转支撑在工作台1上时，第一驱动缸4可收入槽孔中，不仅满足对旋转支座3驱动的空间需求，还可有效的保护第一驱动缸4。第一驱动缸4可以采用油缸或气缸，采用油缸驱动力相对较大，而采用气缸侧具有一定的缓冲作用，可根据需要进行选择，在本实施例中，第一驱动缸4采用油缸。

采用上述结构后，相对而言已经可以较好的实现环形锻件锻造加工各工序的连续性，即模座2用来进行墩粗操作，旋转支座3支撑芯轴501后，可进行扩孔操作。具体的，墩粗操作如图5所示，通过第一驱动缸4驱动旋转支座3向外旋转张开，腾出模座2的表面空间，将待墩粗坯料放置在模座2上，采用锻压机锻打，进行墩粗操作，得到环锻件坯料；待墩粗完成，可在模座2上放置冲孔模具，对坯料进行冲孔；最后如图6进行扩孔操作，第一驱动缸4驱动旋转支座3向内旋转立起，支撑在模座2的表面，一对旋转支座3形成马架结构，将冲孔后坯料穿在芯轴501上，并将芯轴501两端支撑在旋转支座3的半圆槽中，从而可用锻压机边锻打，边转动芯轴501，进行扩孔操作。由此可见，该装置集墩粗和扩孔操作与一体，无需墩粗工序完成后，再更换扩孔模具，从而缩短操作时间，提高加工效率，也降低了人工劳动强度。

实施例2

虽然实施例1的装置墩粗和扩孔操作连续性较好，但是冲孔依然不方便，需要额外增加冲孔模具，造成加工连续性的打断，降低了生产效率；因此，本实施例在其基础上进行进一步改进，增加了模座支撑组件6，具体如图1至图4所示。

模座2的中间开设贯穿其上下表面的圆柱形的模孔202，即冲孔时的落料孔，对应工作台1的上表面设置有可插入模孔202的圆柱形的凸轴101。凸轴101的直径与模孔202的直径基本相等，在模座2位于工作台1上时，凸轴101正好完全堵住模孔202，且凸轴101的上端面与模座2的上表面齐平，从而不影响墩粗操作。

如图1和图2所示，模座支撑组件6具有一对，设置于工作台1上模座2的前后两侧，用于在模座2抬升起后插入模座2的底部对其进行支撑。模座支撑组件6包括位于工作台1上模座的前后两侧的支撑块601和第三驱动缸602，支撑块601通过第三驱动缸602驱动，即第三驱动缸602的一端连接支撑块601，另一端安装在工作台1上，从而可在工作台1表面前后移动；当模座2被抬起后，支撑块601伸入模座2的下方进行支撑以便完成冲孔操作。

为了能够实现模座2的升降，如图4所示，在工作台1上模座2的下方左右各开设一个容纳腔102，每个容纳内设置第四驱动缸605，第四驱动缸605的上端连接顶块，通过第四驱动缸605可驱动顶块从模座2的下方将其顶起，以便支撑块601伸入模座2的下方进行支撑。

另外，为使得支撑块601在移动过程中的稳定性，同时也为了模座2在锻造过程中的稳定性，本实施例在支撑块601的下表面设有导向凸台604，对应工作台1的上表面设有与导向凸台604配合的导槽103；而支撑块601的上表面设有导向槽603，对应模座2的下表面设有可与导向槽603配合的定位凸台203。此种结构形式，支撑块601上的导向槽603和导向凸台604分别可与模座2上的定位凸台203和工作台1上的导槽103配合，不仅可对支撑块601的移动进行导向，更重要的是，在模座2被顶起时，还可对其定位；同时，在模座2位于工作台上1时，模座2上的定位凸台203和工作台1上的导槽103亦可配合，进一步对模座2进行定位，防止其在操作过程中移动，也可避免凸轴101与模孔202表面不必要的磨损。同样，第三驱动缸602、第四驱动缸605可以为油缸或气缸，此处均选择油缸。

如图7所示，墩粗完成后进行冲孔操作时，首先，旋转支座3向外旋转避让；然后，模座2被第四驱动缸605顶起，凸轴101逐渐与模孔202脱离，腾出冲孔时所需落料孔；接着，第三驱动缸602驱动支撑块601伸入模座2的下方；最后，第四驱动缸605放下模座2，模座2支撑在支撑块601上，即可在模座2上进行冲孔操作，冲下的落料落入模孔202中；完成冲孔后，放下模座2，即可进行后续扩孔操作。由此可见，该装置集墩粗、冲孔和扩孔于一体，无需额外增加工装，设计巧妙简单。

实施例3

虽然实施例2解决了冲孔的问题，但是在扩孔工序中，芯轴501支撑放置在旋转支座3上的操作依然不便，为此本实施例在实施例2的基础上进一步改进，增加芯轴驱动组件5。如图1和图2所示，芯轴驱动组件5设置在工作台1的右侧，它包括芯轴501、支架502和第二驱动缸503，支架502的上端开设弧形槽，芯轴501水平支撑在支架502的弧形槽中，其后端与第二驱动缸503连接，从而通过第二驱动缸503可驱动芯轴501沿左右方向水平移动。

需要说明的是，在旋转支座3旋转立起支撑在模座2上时，芯轴501的轴线与旋转支座3的半圆槽301的轴线重合，从而第二驱动缸503可驱使芯轴501的两端支撑在一对旋转支座3上；并且，芯轴501支撑到旋转支座3上时，芯轴501已经与支架502脱离。同时，为了保证芯轴501能够正常转动，第二驱动缸503与芯轴501采用铰接连接，如球铰接，即可实现对线轴的驱动，又不影响芯轴501径向转动。

由此可见，本实施例的装置基本已可以实现环形锻件锻造工艺的墩粗、冲孔和扩孔完全一次性、一体化加工操作，大大节约工序间中间环节时间，有效提高生产效率，降低劳动强度，提高了产出率。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。