一種熱模鍛壓力機(jī)封高鎖緊打開裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

吉桂生，范如明，唐正東，潘地磊

（揚(yáng)力集團(tuán)股份有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

熱模鍛壓力機(jī)因其生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動化、噪聲和振動小等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，是現(xiàn)代鍛造生產(chǎn)中不可缺少的高精鍛設(shè)備。

國內(nèi)目前生產(chǎn)的熱模鍛壓力機(jī)，大部分的技術(shù)來源都是上世紀(jì)80年代初期從原西德EUMUCO公司引進(jìn)的技術(shù)，德國熱模鍛壓力機(jī)技術(shù)平臺引進(jìn)到中國30多年來，大部分廠家沒有做過任何技術(shù)改善，仍然沿用當(dāng)時德國的技術(shù)圖紙。

揚(yáng)力集團(tuán)是國內(nèi)較早研制中小型熱模鍛壓力機(jī)的廠家之一，通過對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)與優(yōu)化，現(xiàn)已開發(fā)出HFP2500以下全套系列產(chǎn)品，填補(bǔ)了公司之前在這一領(lǐng)域的空白。

為了適應(yīng)不同鍛件對封閉高度的要求，在熱模鍛壓力機(jī)上必須設(shè)有封閉高度調(diào)節(jié)裝置[1]，揚(yáng)力在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上對封閉高度的鎖緊打開裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 傳統(tǒng)熱膜鍛壓力機(jī)封閉高度調(diào)整系統(tǒng)

熱模鍛壓力機(jī)封閉高度的調(diào)整主要由調(diào)整機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)組成，對于重型壓力機(jī)因?yàn)槠浠瑝K質(zhì)量大，平衡缸系統(tǒng)是由兩個活塞式氣缸組成，前后放置在機(jī)身上方，放在前面的一個的活塞桿與滑塊連接，放在后面的一個的活塞桿通過鎖塊、銷軸等零件與滑塊的中間鑄出的突起“耳子”相連。如圖1所示。

圖1 封閉高度調(diào)節(jié)示意圖

調(diào)整機(jī)構(gòu)的偏心壓力銷6上加工有蝸輪，并與連桿小頭和滑塊內(nèi)弧面相連接。滑塊與連桿的連接通過連桿銷7與偏心壓力銷6實(shí)現(xiàn)。由于偏心壓力銷與連桿銷不同心，所以，當(dāng)帶有減速齒輪的電機(jī)11通過萬向節(jié)、傘齒輪副10、由蝸桿9驅(qū)動偏心壓力銷轉(zhuǎn)動時，可以調(diào)整連桿長度，從而實(shí)現(xiàn)對壓力機(jī)封閉高度的調(diào)整。

鎖緊機(jī)構(gòu)對偏心壓力銷的鎖緊力是通過平衡缸和杠桿施加的，在封閉高度調(diào)整結(jié)束后，通過電磁閥控制，使控制缸的下腔進(jìn)氣，上腔排氣；平衡缸2的上腔經(jīng)過控制缸活桿排氣，在其下腔在壓縮空氣的作用下，推動活塞桿上升，通過鎖塊4與弓形閘瓦5將偏心壓力銷鎖緊。當(dāng)調(diào)整封閉高度時，通過控制缸1的電磁閥，使控制缸上腔進(jìn)氣，下腔排氣，推動控制缸活塞桿向下移動，進(jìn)入平衡杠2的活塞凹槽，以密封平衡杠2上腔，而平衡缸2由電磁閥控制，上腔進(jìn)氣，在平衡杠2上腔與控制缸1上腔的壓縮空氣共同作用下，平衡杠2的活塞和活塞桿向下移動，通過鎖塊4使弓形閘瓦松開，并在弓形閘瓦和偏心銷之間形成間隙[2]。

但平衡缸的作用主要是平衡滑塊及模具重量，調(diào)模時平衡缸2上下腔壓力一致，已失去平衡滑塊及模具的作用，單獨(dú)靠平衡缸12不能完全平衡滑塊及模具的重量，使得滑塊一邊會有明顯的下沉，偏心銷在連桿銷7的作用下與滑塊體脫離，蝸桿與偏心銷的蝸輪嚙合中心增大，會導(dǎo)致調(diào)模不準(zhǔn)確及蝸輪副的過快磨損。

2 優(yōu)化后的封高鎖緊打開裝置

如圖2所示，揚(yáng)力生產(chǎn)的HFP系列熱模鍛壓力機(jī)通過對現(xiàn)有熱模鍛封高鎖緊打開裝置進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)了封高打開油缸1。在原本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過增加液壓油缸、泵站、電磁閥并更改鎖塊3的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)在不影響平衡缸原有功能的情況下使得封高鎖緊的解除，滿足調(diào)模條件。

圖2 封高鎖緊打開裝置

機(jī)床正常工作狀況下液壓泵不工作，電磁閥處于常閉狀態(tài)，當(dāng)需要調(diào)模時，可在操作面板上控制液壓泵、電磁閥動作，高壓油進(jìn)入油缸1上腔的同時產(chǎn)生向下的拉力，當(dāng)油缸拉力大于平衡缸4產(chǎn)生的拉力時，鎖塊3打開并使弓形閘塊與偏心銷間形成一定間隙，從而打開封高鎖緊機(jī)構(gòu)。同時在管路中加裝壓力開關(guān)，當(dāng)管路壓力達(dá)到壓力開關(guān)的設(shè)定值時，電控系統(tǒng)才能允許調(diào)模電機(jī)的接通，實(shí)現(xiàn)調(diào)模。

優(yōu)化后的封高打開裝置對壓力機(jī)的主要部件的工作有重要影響。其主要功能有：

（1）平衡缸拉桿4一直處在工作狀態(tài)，對滑塊及模具重量的平衡力一直存在，避免了以往因平衡力不足導(dǎo)致偏心銷與滑塊體分離的狀況。

（2）蝸桿和偏心銷蝸輪副中心不變，嚙合良好，避免了調(diào)模不準(zhǔn)確及蝸輪副的過快磨損的問題。

（3）可將泵站系統(tǒng)整合在機(jī)床使用的換模系統(tǒng)液壓泵上，不增加額外的泵站，系統(tǒng)簡潔。鎖緊打開反應(yīng)速度快，加入壓力監(jiān)控系統(tǒng)，動作安全可靠。

3 結(jié)語

實(shí)踐證明，該封閉高度打開系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，加工裝配方便。能夠?qū)崿F(xiàn)快速頻繁地調(diào)節(jié)封閉高度，并具有良好的平衡能力，且可以實(shí)現(xiàn)自動化控制，既節(jié)約了成本，又取得了良好的社會效益，應(yīng)用前景廣泛。

[1] 于兆卿,艾淑萍,周曉平.大型熱模鍛壓力機(jī)方案設(shè)計(jì)[J].一重技術(shù)，1999，（2）.

[2] 李忠民，盧 喜，劉雨耕，等.熱模鍛壓力機(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.