一种适用于高温的更换模具工装的制作方法

1.本技术涉及工业生产技术领域，尤其涉及一种适用于高温的更换模具工装。


背景技术：

2.热成型设备是一种在高温条件下利用模具对产品坯料进行高压成型的设备。对于不同的产品其所利用的模具可能不同，因此，热成型设备在对产品进行加工过程中，由于不同需求可能需要更换模具。一般模具通过螺栓分别固定在热成型设备的上下平台上，而热成型设备在实际过程中，其内部温度一般在500℃以上，因此，热成型设备运行前的预热时间较长，从室温加热到工作温度需要十几个小时或者更长的时间，运行结束后亦需要很长的冷却时间。当需要更换模具时，通常需等待设备降温至100℃以下方可进行换模作业，然后再进行加热至工作温度。而热成型产品生产一般为单件小批量生产模式，换模的冷却和预热时间在整个生产过程中占有较大比例，因此，换模作业严重影响了热成型设备的生产效率。


技术实现要素：

3.本技术解决的技术问题是：针对现有技术中换模作业的效率较低。本技术提供了一种适用于高温的更换模具工装，本技术实施例所提供的方案中，通过提供一种换模工装可在高温环境下实现对热成型设备中的模具进行更换，以实现连续的生产作业，缩短辅助时间，提高设备的利用率。
4.第一方面，本技术实施例提供一种适用于高温的更换模具工装，该工装包括：承载机构、驱动臂机构以及压紧块托盘机构，其中，所述承载机构用于承载支撑所述驱动臂机构和所述压紧块托盘机构；所述驱动臂机构的两端分别与所述承载机构和所述压紧块托盘机构连接，用于对准模具中的紧固螺栓，驱动松开紧固螺栓的螺母，使得模具上的夹紧块落入到所述压紧块托盘机构中，以实现卸载模具；或在所述压紧块托盘机构中盛放夹紧块，带动所述夹紧块对准模具上紧固螺栓的位置，并驱动紧固螺栓的螺母压紧，以实现换模作业。
5.可选地，所述承载机构，包括：车体、车轮、三角架基本框架、直线导轨、导轨滑块、升降支架、第一关节轴承、连接拉杆、第二关节轴承、关节轴承安装板、平衡拉簧、手轮、丝杆支撑轴承、丝杆以及丝杆螺母；其中，
6.所述车体作为所述承载机构的支撑部件；所述车轮设置于所述车体下表面，用于所述承载机构移动或定位；所述三角架基本框架设置于所述车体上表面，作为所述升降支架和所述驱动臂机构的支撑架构；所述直线导轨设置于所述三角架基本框架上；所述导轨滑块设置于所述直线导轨上，用于与所述直线导轨配合，使所述升降支架在所述三角架基本框架保持平衡并平稳的实现升降运动；所述升降支架与所述导轨滑块和所述三角架基本框架连接，用于支撑所述连接拉杆和所述平衡拉簧，通过所述丝杆以及丝杆螺母自锁来保持预设范围内容任意高度，以满足不同模具高度的换模作业需求；所述第一关节轴承一端与所述驱动臂机构连接，另一端与所述连接拉杆连接，以实现所述承载机构和所述驱动臂
机构连接；所述关节轴承安装板设置于所述升降支架上，用于安装所述第二关节轴承；所述平衡拉簧两端分别与所述升降支架和所述驱动臂机构连接，用于平衡所述驱动臂机构的重量；所述手轮用于驱动所述丝杆转动，使得所述丝杆螺母在所述丝杆上移动，以带动所述升降支架的移动；所述丝杆支撑轴承设置于所述三角架基本框架上，用于支撑所述丝杆。
7.可选地，所述车轮包括两个定向轮和两个带制动的万向轮，其中，所述两个带制动的万向轮相对设置于所述车体的前端下表面，用于在所述承载机构运动到预设位置时，通过制动实现对所述承载机构定位。
8.可选地，所述驱动臂机构，包括：吊环螺栓、悬臂主安装板、悬臂机构翻转支撑轴承、悬臂机构翻转轴、悬臂翻转定位螺栓、主旋转板、驱动电机、电机安装板、中间装置以及套筒扳手；其中，
9.所述悬臂主安装板左右两侧设置有螺纹孔，用于与所述第一关节轴承连接；所述吊环螺栓安装于所述悬臂主安装板的顶部；所述悬臂机构翻转支撑轴承安装于所述悬臂主安装板上，用于悬臂机构翻转轴，以使得所述驱动臂机构绕所述悬臂主安装板旋转；所述悬臂翻转定位螺栓用于所述悬臂机构翻转轴旋转后定位；所述主旋转板与所述悬臂机构翻转轴连接，其部分用于连接与定位，部分用于承载电机和其他部件；所述驱动电机安装于电机安装板上，用于驱动形成扭矩；所述中间装置与所述驱动电机连接，用于通过将所述扭矩控制所述套筒扳手松开或拧紧所述紧固螺栓；所述套筒扳手与所述中间装置连接，用于通过所述中间装置传送的扭矩松开或拧紧所述紧固螺栓。
10.可选地，所述中间装置包括：驱动轴联轴器、驱动轴支撑轴承、驱动轴、驱动轴与锥齿轮轴联轴器、主动锥齿轮轴耐高温轴承、主动锥齿轮轴、从动锥齿轮轴耐高温轴承、从动锥齿轮以及从动锥齿轮轴，其中，所述驱动轴联轴器与所述驱动电机连接，用于将所述驱动电机形成的扭矩传递给所述驱动轴；所述驱动轴支撑轴承用于支撑所述驱动轴；所述驱动轴与锥齿轮轴联轴器与所述驱动轴以及主动锥齿轮轴连接，用于将所述驱动轴传递过来的扭矩传递给所述主动锥齿轮轴；所述主动锥齿轮轴耐高温轴承用于支撑所述主动锥齿轮轴；所述主动锥齿轮轴与所述从动锥齿轮啮合，以改变传动方向；所述从动锥齿轮轴用于支撑所述从动锥齿轮和所述套筒扳手；所述从动锥齿轮轴耐高温轴承用于支撑所述从动锥齿轮轴。
11.可选地，所述驱动臂机构还包括：空心支撑臂、冷却气管接口及阀门、密封圈、保温隔热棉护套以及齿轮箱外壳；其中，所述空心支撑臂设置于所述驱动轴上，且内部为中空结构；所述冷却气管接口及阀门与所述空心支撑臂连通，用于向所述空心支撑臂的中空结构中输入冷却气；所述密封圈套接在驱动轴上，且靠近所述驱动电机的一端，以避免冷空气从所述驱动电机的一侧流出；所述保温隔热棉护套设置于所述空心支撑臂的外围，用于对所述空心支撑臂内部的冷却气进行保温隔热；所述齿轮箱外壳与用于构成内部中空的腔体结构，所述中间装置设置于所述腔体结构中，所述齿轮箱外壳与所述空心支撑臂连接，以使得通过所述空心支撑臂向所述齿轮箱外壳内部的所述中间装置输入冷却气，以使得所述中间装置工作在低温环境，避免由于高温使得所述中间装置变形或者卡涩。
12.可选地，所述压紧块托盘机构，包括：压紧块托盘定位圈以及压紧块托盘；其中，所述压紧块托盘定位圈设置于所述齿轮箱外壳上，用于对所述压紧块托盘进行支撑定位；所述压紧块托盘用于承载所述压紧块，并通过与所述压紧块托盘定位圈配合使用，以使得在
卸载模具时，承载卸载下来的夹紧块；或在换模作业时，盛放待压紧的夹紧块。
13.与现有技术相比，本技术实施例所提供的方案至少具有如下有益效果：
14.本技术实施例所提供的方案中，通过提供一种换模工装可在高温环境下实现对热成型设备中的模具进行更换，以实现连续的生产作业，缩短辅助时间，提高设备的利用率。
附图说明
15.图1为本技术实施例所提供的一种适用于高温的更换模具工装的结构示意图；
16.图2为本技术实施例所提供的一种承载机构的结构示意图；
17.图3为本技术实施例所提供的一种驱动臂机构和压紧块托盘机构的结构示意图；
18.图4为本技术实施例所提供的一种动锥齿轮和从动锥齿轮轴的结构示意图；
19.图5为本技术实施例所提供的一种拆/装上模具螺栓的示意图；
20.图6为本技术实施例所提供的一种拆/装上模具螺栓的示意图。
21.图中：1-承载机构；2-驱动臂机构3-压紧块托盘机构；11-车体；12-车轮；13-三角架基本框架；14-直线导轨；15-导轨滑块；16-升降支架；17-第一关节轴承；18-连接拉杆；19-第二关节轴承；20-关节轴承安装板；21-平衡拉簧；22-手轮；23-丝杆支撑轴承；24-丝杆；25-丝杆螺母；121-定向轮；122-带制动的万向轮；211-吊环螺栓；212-悬臂主安装板；213-悬臂机构翻转支撑轴承；214-悬臂机构翻转轴；215-悬臂翻转定位螺栓；216-主旋转板；217-驱动电机；218-电机安装板；219-中间装置；220-套筒扳手；221-驱动轴联轴器；222-驱动轴支撑轴承；223-驱动轴；224-驱动轴与锥齿轮轴联轴器；225-主动锥齿轮轴耐高温轴承；226-主动锥齿轮轴；227-从动锥齿轮轴耐高温轴承；228-从动锥齿轮；229-从动锥齿轮轴；230-空心支撑臂；231-冷却气管接口及阀门；232-密封圈；233-保温隔热棉护套；234-齿轮箱外壳；31-压紧块托盘定位圈；32-压紧块托盘。
具体实施方式
22.本技术实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
23.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
24.参见图1，为本技术实施例所提供的一种适用于高温的更换模具工装的结构示意图。在图1中，该工装包括：承载机构1、驱动臂机构2以及压紧块托盘机构3，其中，所述承载机构1用于承载支撑所述驱动臂机构2和所述压紧块托盘机构3；所述驱动臂机构2的两端分别与所述承载机构1和所述压紧块托盘机构3连接，用于对准模具中的紧固螺栓，驱动松开紧固螺栓的螺母，使得模具上的夹紧块落入到所述压紧块托盘机构3中，以实现卸载模具；或在所述压紧块托盘机构3中盛放夹紧块，带动所述夹紧块对准模具上紧固螺栓的位置，并驱动紧固螺栓的螺母压紧，以实现换模作业。
25.参见图2，为本技术实施例所提供的一种承载机构的结构示意图。在图2中，所述承
载机构1，包括：车体11、车轮12、三角架基本框架13、直线导轨14、导轨滑块15、升降支架16、第一关节轴承17、连接拉杆18、第二关节轴承19、关节轴承安装板20、平衡拉簧21、手轮22、丝杆支撑轴承23、丝杆24以及丝杆螺母25；其中，所述车体11作为所述承载机构1的支撑部件；所述车轮12设置于所述车体11下表面，用于所述承载机构1移动或定位；所述三角架基本框架13设置于所述车体11上表面，作为所述升降支架16和所述驱动臂机构2的支撑架构；所述直线导轨14设置于所述三角架基本框架13上；所述导轨滑块15设置于所述直线导轨14上，用于与所述直线导轨14配合，使所述升降支架16在所述三角架基本框架13保持平衡并平稳的实现升降运动；所述升降支架16与所述导轨滑块15和所述三角架基本框架13连接，用于支撑所述连接拉杆18和所述平衡拉簧21，通过所述丝杆24以及丝杆螺母25自锁来保持预设范围内容任意高度，以满足不同模具高度的换模作业需求；所述第一关节轴承17一端与所述驱动臂机构2连接，另一端与所述连接拉杆18连接，以实现所述承载机构1和所述驱动臂机构2连接；所述关节轴承安装板20设置于所述升降支架16上，用于安装所述第二关节轴承19；所述平衡拉簧21两端分别与所述升降支架16和所述驱动臂机构2连接，用于平衡所述驱动臂机构2的重量；所述手轮22用于驱动所述丝杆24转动，使得所述丝杆螺母25在所述丝杆24上移动，以带动所述升降支架16的移动；所述丝杆支撑轴承23设置于所述三角架基本框架13上，用于支撑所述丝杆24。
26.作为举例，在本技术实例所提供的方案中，所述车轮12包括两个定向轮121和两个带制动的万向轮122，其中，所述两个带制动的万向轮122相对设置于所述车体11的前端下表面，用于在所述承载机构1运动到预设位置时，通过制动实现对所述承载机构1定位。
27.参见图3，为本技术实施例所提供的一种驱动臂机构的结构示意图。在图3中，所述驱动臂机构2，包括：吊环螺栓211、悬臂主安装板212、悬臂机构翻转支撑轴承213、悬臂机构翻转轴214、悬臂翻转定位螺栓215、主旋转板216、驱动电机217、电机安装板218、中间装置219以及套筒扳手220；其中，所述悬臂主安装板212左右两侧设置有螺纹孔，用于与所述第一关节轴承17连接；所述吊环螺栓211安装于所述悬臂主安装板212的顶部；所述悬臂机构翻转支撑轴承213安装于所述悬臂主安装板212上，用于悬臂机构翻转轴214，以使得所述驱动臂机构2绕所述悬臂主安装板212旋转；所述悬臂翻转定位螺栓215用于所述悬臂机构翻转轴214旋转后定位；所述主旋转板216与所述悬臂机构翻转轴214连接，其部分用于连接与定位，部分用于承载电机和其他部件；所述驱动电机217安装于电机安装板218上，用于驱动形成扭矩；所述中间装置219与所述驱动电机217连接，用于通过将所述扭矩控制所述套筒扳手220松开或拧紧所述紧固螺栓；所述套筒扳手220与所述中间装置219连接，用于通过所述中间装置219传送的扭矩松开或拧紧所述紧固螺栓。
28.进一步，在一种可能实现的方式中，参见图3和图4，所述中间装置219包括：驱动轴联轴器221、驱动轴支撑轴承222、驱动轴223、驱动轴与锥齿轮轴联轴器224、主动锥齿轮轴耐高温轴承225、主动锥齿轮轴226、从动锥齿轮轴耐高温轴承227、从动锥齿轮228以及从动锥齿轮轴229，其中，所述驱动轴联轴器221与所述驱动电机217连接，用于将所述驱动电机217形成的扭矩传递给所述驱动轴223；所述驱动轴支撑轴承222用于支撑所述驱动轴223；所述驱动轴与锥齿轮轴联轴器224与所述驱动轴224以及主动锥齿轮轴226连接，用于将所述驱动轴223传递过来的扭矩传递给所述主动锥齿轮轴226；所述主动锥齿轮轴耐高温轴承225用于支撑所述主动锥齿轮轴226；所述主动锥齿轮轴226与所述从动锥齿轮228啮合，以
改变传动方向；所述从动锥齿轮轴229用于支撑所述从动锥齿轮228和所述套筒扳手220；所述从动锥齿轮轴耐高温轴承227用于支撑所述从动锥齿轮轴229。其中，图4为本技术实施例提供的一种动锥齿轮和从动锥齿轮轴的结构示意图。应理解，图3中从动锥齿轮228和从动锥齿轮轴229指示一个部位，那是由于从图3的角度看从动锥齿轮228和从动锥齿轮轴229是重合的，具体的，从动锥齿轮228和从动锥齿轮轴229的结构参见图4所示。
29.进一步，在一种可能实现的方式中，参见图3，所述驱动臂机构2还包括：空心支撑臂230、冷却气管接口及阀门231、密封圈232、保温隔热棉护套233以及齿轮箱外壳234；其中，所述空心支撑臂230设置于所述驱动轴223上，且内部为中空结构；所述冷却气管接口及阀门231与所述空心支撑臂230连通，用于向所述空心支撑臂230的中空结构中输入冷却气；所述密封圈232套接在驱动轴223上，且靠近所述驱动电机217的一端，以避免冷空气从所述驱动电机217的一侧流出；所述保温隔热棉护套233设置于所述空心支撑臂230的外围，用于对所述空心支撑臂230内部的冷却气进行保温隔热；所述齿轮箱外壳234与用于构成内部中空的腔体结构，所述中间装置220设置于所述腔体结构中，所述齿轮箱外壳234与所述空心支撑臂230连接，以使得通过所述空心支撑臂230向所述齿轮箱外壳234内部的所述中间装置219输入冷却气，以使得所述中间装置219工作在低温环境，避免由于高温使得所述中间装置219变形或者卡涩。
30.进一步，在一种可能实现的方式中，参见图3，所述压紧块托盘机构3，包括：压紧块托盘定位圈31以及压紧块托盘32；其中，所述压紧块托盘定位圈31设置于所述齿轮箱外壳234上，用于对所述压紧块托盘32进行支撑定位；所述压紧块托盘32用于承载所述压紧块33，并通过与所述压紧块托盘定位圈31配合使用，以使得在卸载模具时，承载卸载下来的夹紧块；或在换模作业时，盛放待压紧的夹紧块。
31.具体的，在本技术实施例所提供的方案中，对模具的更换包括如下两个步骤：卸载热成型设备上的模具以及更换热成型设备上的模具。为了便于理解下面分别对这两个步骤的过程进行简要介绍。
32.一、卸载热成型设备上的模具
33.具体的，在本技术实施例所提供的方案中，将承载机构1推动至热成型设设备的正前方，固定好车轮12中的两个带制动的万向轮122，保持承载机构1与热成型设备的相对位置不变，摇动手轮22使与其连接的丝杠24转动，升降支架16上装有导轨滑块15，可在直线导轨14上下移动，通过导轨滑块15通过螺栓与升降支架16相连接，并与直线导轨14配合，形成滑动副，使升降支架16在三脚架框架13上保持平衡并平稳的实现升降运动，以满足使用时不同模具高度的需要。作为举例，承载机构1包括四个直线导轨14和八个导轨滑块15，每一侧分别有两个直线导轨14和四个导轨滑块15。另外，升降支架16通过导轨滑块15以及直线导轨14和三角架基本框架13相连接，升降支架16用于支撑所述连接拉杆18和所述平衡拉簧21，并在丝杆24与丝杆螺母25自锁力的情况下，保持一定范围内的任意高度，从而满足不同模具高度的换模作业需要。
34.进一步，在本技术实施例所提供的方案中，移动驱动臂机构2，使得驱动臂机构2末端的压紧块夹紧机构3对准模具中的压紧块，通过驱动电机217将扭矩传送给驱动轴223，再通过驱动轴与锥齿轮轴联轴器224将驱动轴223传递过来的扭矩传递给主动锥齿轮轴226；主动锥齿轮轴226与从动锥齿轮228啮合，将扭矩的方向转变90度，并通过齿轮减速增大扭
矩。从动锥齿轮轴229上装有套筒扳手220，套筒扳手220带动螺母逆时针转动，松开锁紧螺母，压紧块落入到压紧块夹紧机构3的压紧块托盘32中。松开车轮12的制动，移出小车，取下压紧块，取出螺母，再将小车移动至模具的另一侧，松开另一侧上模的螺栓，再依次松开模具后面的固定螺栓，完成卸装上模的过程。升起设备上工作台，使其与上模具脱离。移出设备的下工作台，使上下模具连同设备一并移出。调整悬臂翻转定位螺栓215，使悬臂机构翻转轴214翻转180度，并锁定位置，套筒口朝下，同上模具拆卸过程一样，依次松开下模具的紧固螺栓，用车间内天车吊走已卸装的模具。
35.进一步，为了使得工装在低温工况下工作，在本技术实施例所提供的方案中，驱动臂机构2还包括空心支撑臂230、冷却气管接口及阀门231、密封圈232、保温隔热棉护套233以及齿轮箱外壳234；其中，所述空心支撑臂230设置于所述驱动轴223上，且内部为中空结构；所述冷却气管接口及阀门231与所述空心支撑臂230连通，用于向所述空心支撑臂230的中空结构中输入冷却气；所述密封圈232套接在驱动轴223上，且靠近所述驱动电机217的一端，以避免冷空气从所述驱动电机217的一侧流出；所述保温隔热棉护套233设置于所述空心支撑臂230的外围，用于对所述空心支撑臂230内部的冷却气进行保温隔热，由于设备需要在高温下作业，为减少不均匀受热带来变形或者传动件卡涩现象；所述齿轮箱外壳234与用于构成内部中空的腔体结构，所述中间装置220设置于所述腔体结构中，所述齿轮箱外壳234与所述空心支撑臂230连接，以使得通过所述空心支撑臂230向所述齿轮箱外壳234内部的所述中间装置219输入冷却气，并通过齿轮箱外壳234末端间隙流出，带走热量，使设备保持低温，配合密封圈232使用，避免压缩空气流向驱动电机217一侧。
36.具体的，通过开启冷却气管接口及阀门231，使压缩空气通过空心支撑臂230流通到齿轮箱外壳234中，并通过齿轮箱外壳234中的上下轴承部分流出。驱动轴223另一端采用密封圈232进行密封，防止压缩空气从电机一侧流出。因轴承采用的是耐高温的轴承(耐温600℃以上)，轴承无防尘圈，因此高压空气可通过滚动体和保持架之间的空隙流出，由于空心支撑臂230处采用保温隔热棉护套233，仅齿轮箱外壳234裸露在外，因管道内有冷却气体流出，在套筒头部区域可形成局部正压，空气是热的不良导体，在套筒区域附近可形成低温冷点，因此可在一定程度上保证工装在低温工况下工作，同时也可使局部地区冷热不均，使螺栓、压紧块在热区的颜色略有不同，增加辨识度，有利于拆装工作的进行。
37.二、更换热成型设备上的模具
38.由于热成型设备的工作台处于高温状态，为防止冷的模具直接放在工作台上而产生局部冷却的现象，模具在更换前，需在加热炉中进行预热，模具吊装至下工作台时，调整好模具的位置，一般位于工作台的中心位置，固定下模具，和卸装模具的方式相同，过程相反，在压紧块托盘机构3的压紧块托盘32内放入螺母，用套筒扳手220夹紧模具压紧块，对准下模具的固定螺栓，进行紧固。依次紧固好所有的下模具紧固螺栓，将下工作台移入至设备内部，降下上工作台，将上模具与上工作台进行紧固。换模过程完成。参见图5，为本技术实施例所提供的一种拆/装上模具螺栓的示意图。参见图6为本技术实施例提供的一种拆/装上模具螺栓的示意图。具体的，参见图5，热成形机设置有热成形主机、热成形主机平台、加热平台、模具压板、紧固螺栓、上模具、下模具、下加热平台等。
39.本技术实施例所提供的方案中，通过提供一种换模工装可在高温环境下实现对热成型设备中的模具进行更换，以实现连续的生产作业，缩短辅助时间，提高设备的利用率。
40.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。