熱模鍛壓力機封高調節指示裝置研究

吉桂生，徐久兵，潘地磊，唐正東

(揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225000)

熱模鍛壓力機封高調節指示裝置研究

吉桂生，徐久兵，潘地磊，唐正東

(揚力集團股份有限公司，江蘇 揚州 225000)

對熱模鍛壓力機封閉高度調節原理及調節指示方式進行研究，為熱模鍛壓力機封閉高度調節指示裝置的生產制造提供理論依據，并在實踐中得到廣泛應用。

熱模鍛壓力機；封閉高度；調節；指示；裝置

伴隨我國汽車工業的高速發展，精密汽車鍛件需求量持續增長。國內常規的以鍛錘和摩擦壓力機為主機，以空氣錘或開式沖床為輔機，以人工操作為主的單機單工位人海戰術的鍛造模式[1]，越來越不能滿足汽車工業的配套要求。因此，適合于多工位和自動化鍛造作業的熱模鍛壓力機，逐漸進入主流市場，并且市場需求持續增加。

熱模鍛壓力機工作過程中需準確定位封閉高度以滿足加工要求[2]，在熱模鍛壓力機上必須設有封閉高度調節顯示裝置。如何實現精確調節封閉高度，在現有技術基礎上對封閉高度調節裝置進行了設計。

1 封閉高度調節指示原理

以揚力自行研制的HGP1350W熱模鍛壓力機為例，滑塊在導軌中上下移動，封閉高度調節機構安裝在滑塊中，主要通過減速電機、萬向節、蝸輪蝸桿、偏心壓力銷等組成的機構進行封閉高度調節[3]，其數值可在安裝于滑塊側面的刻度牌上顯示。

其調節、指示原理如圖1所示，調整機構的偏心壓力銷6上加工有蝸輪，并與連桿小頭和滑塊內弧面相連接。滑塊與連桿的連接通過連桿銷3與偏心壓力銷6實現。齒輪軸4上裝有兩個齒輪，分別與錐齒輪5與封閉高度桿上的齒輪嚙合，且錐齒輪5裝在蝸桿6上。由于偏心壓力銷與連桿銷不同心，所以，當帶有減速齒輪的電機1通過萬向節2、齒輪軸4、由蝸桿9驅動偏心壓力銷轉動時，可以調整連桿長度，從而實現對壓力機封閉高度的調整。當調節封閉高度時，由于齒輪軸4轉動，通過齒輪嚙合帶動封閉高度桿的轉動，封閉高度桿上加工有螺紋，并安裝定制滑座，指針與滑座固定，從而實現滑座的上下移動，并在刻度牌10上顯示出移動距離。

圖1 封高調節顯示裝置原理圖

2 封高指示刻度牌數據的計算

HGP1350W要求的封閉高度調節量為16mm，且在滑塊上設置限位塊使偏心壓力銷旋轉最大角度為±30°。如圖2所示，偏心壓力銷的偏心距為18mm，蝸桿帶動偏心壓力銷以O點為圓心轉動。同時，由于蝸輪偏心，A點以O點為圓心轉動，當偏心銷轉動至臨界±30°(即 A1點、A2點) 時，A1、A2兩點連線長度即為封閉高度調整量，顯然臨界封高調節量為±9mm，但是由于有限位塊，設置調節量為±8mm是合理的。

圖2 封高調節原理圖

實際生產時會通過以下方法求得調節封閉高度時指針移動距離并制作封閉高度指示牌。

設旋轉角度為α，封閉高度調節量為x，則Sinα=x/18，當 x=+8 時，αmax=26.39°；偏心壓力銷齒數為 Z=57，由于蝸桿為單頭蝸桿，所以蝸桿旋轉一周，蝸輪旋轉一齒；因調節時為上下對稱，以A點到A1為例，蝸桿旋轉總圈數n=α×57/360°=4.178圈，所以錐齒輪5最多轉動4.178圈；蝸桿6通過錐齒輪 5實現與齒輪軸4傳動，由于設置錐齒輪與齒輪軸4的傳動比為2，所以齒輪軸4最多轉動8.356圈；因為齒輪軸4與封閉高度桿8的傳動比 i=1.38，所以當齒輪軸4轉動8.356圈時，封閉高度桿8轉動圈數為8.256×1.38=11.606圈；封閉高度桿8中間有螺距為7mm的螺紋，所以滑座移動最大距離為11.606×7=81.24mm。通常把81.25mm等分成8格，每格尺寸10.15mm，刻在封閉高度指示牌上來指示封閉高度調節量，如圖3所示。

圖3 封閉高度指示牌

用此方法計算時，將最終的總移動距離進行等分，形成一個線性關系。但實際中并非如此，裝模高度每變動1mm在封閉高度指示牌上移動的距離不是一致的，可反向計算出封高指針在封閉高度指示牌上每移動一格(10.15mm)時裝模高度的實際變動量。通過公式 Y=arcsin(x/18)×57×2×1.38×7/360來進行推導，其中Y值為封高指針在封閉高度指示牌上的移動距離即10.15、20.3、30.45……，此時可分別計算出X值即實際的裝模高度變動量。結果如表1所示。

通過表1對比可知，指針每移動一格(10.15mm)時理論裝模高度值與實際裝模高度值基本一致，最大偏差僅為0.14mm。說明以等分法來計算、制作封閉高度指示牌的方法是可行的，計算數據是準確的。

表1 理論與實際裝模高度變動量

3 結論

本文以揚力公司生產的HGP1350W熱模鍛壓力機為例，闡述了其封閉高度調節原理，并對其封閉高度指示原理進行了詳細分析，最終闡明了封高指示刻度牌刻度線具體劃分方法，具有很好的借鑒與指導作用。

[1] 向 前.我國汽車鍛件市場分析[J].現代零部件，2013，(3)：50-52.

[2] 方 華.大型封閉式壓力機封閉高度測算顯示系統設計[J].廣西工學院學報，2004，15(4)：38-40.

[3] 李忠民，盧 喜，劉雨耕，等.熱模鍛壓力機[M].北京：機械工業出版社，1990.

Study on closed height adjusting indicator for hot-die forging press

JI Guisheng,XU Jiubing,PAN Dilei,TANG Zhengdong
(Jiangsu Yangli Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225000,Jiangsu China)

The closed height adjustment principle for hot-die forging press has been mainly studied in the text,as well as the way to indicate.It provides theoretical reference for the manufacture of closed height adjusting indicator for hot-die forging press,which has been widely applied in the practice.

Hot-die forging;Closed height;Adjusting;Indicate

TG315.5+1

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.003

1672-0121(2017)05-0011-03

2017-04-24；

2017-05-18

吉桂生(1986-)，男，助理工程師，從事壓力機機械設計。E-mail：jigs@yangli.com