快速換模裝置在熱模鍛壓力機(jī)中的應(yīng)用

潘地磊，范如明，吉桂生，馮 俊

（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)是引進(jìn)世界先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，因其生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、噪聲和振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，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造設(shè)備。

在熱模鍛壓力機(jī)中，由于模具及其模架重量大、體積大，因而換模的難度大，時(shí)間長(zhǎng)，效率低下。在生產(chǎn)實(shí)踐中，一般采用兩種方法進(jìn)行換模：①在壓力機(jī)中換模，但該方法耗時(shí)較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，大量占用開機(jī)時(shí)間，降低了生產(chǎn)效率；②在壓力機(jī)外換模，需要用起吊設(shè)備將模架移出壓力機(jī)本體，且換模時(shí)需將上模架吊離，這樣模架導(dǎo)柱導(dǎo)套脫開，模架再次安裝時(shí)就會(huì)比較困難，且會(huì)影響模具精度。

采用快速換模裝置是縮短熱模鍛壓力機(jī)工作輔助時(shí)間的重要途徑[1]。快速換模技術(shù)源于日本，最初主要應(yīng)用于汽車生產(chǎn)加工制造[2]。近年來快速換模裝置的設(shè)計(jì)越來越引起制造商的重視，熱模鍛壓力機(jī)可以借助快速換模裝置實(shí)現(xiàn)模具模架、模芯的快速更換。我公司在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)了一系列與主機(jī)配套的快速換模裝置，并在HFP2500/HGP1000W等熱模鍛機(jī)床自動(dòng)化連線應(yīng)用中取得了良好的應(yīng)用效果。

以我公司研發(fā)的HFP2500快速換模裝置為例，利用Solidworks建立其三維模型[3]，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)分析演示，以滿足用戶的實(shí)際使用需求。該裝置的模型如圖1所示，主要由換模小車、左右模架庫、上模提升裝置、換模臂等結(jié)構(gòu)組成。換模時(shí)，由換模小車?yán)瞿＜?，左右模架庫用于放置和推拉模架，上提升裝置用于開模，換模臂用于移動(dòng)模芯。

圖1 換模裝置總結(jié)構(gòu)圖

1 移模小車

移模小車如圖2所示，主要由車架、導(dǎo)軌、模架推拉機(jī)構(gòu)、模架定位機(jī)構(gòu)、模架升降機(jī)構(gòu)等零部件組成。車架內(nèi)裝有電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)小車在與其配合的導(dǎo)軌上行走；模架推拉機(jī)構(gòu)用于將模架從壓力機(jī)工作臺(tái)拉出或推進(jìn)壓力機(jī)工作臺(tái)；模架定位機(jī)構(gòu)用于固定模架在導(dǎo)軌上的位置；模架升降機(jī)構(gòu)用于升降模架底部與其接觸的行走輪，從而降低模架的高度，使模架底面與軸承滾輪接觸，以便于模架沿滾輪側(cè)向移出換模小車。換模小車可自動(dòng)移動(dòng)運(yùn)輸模架，自動(dòng)化程度高，提高換模效率。

圖2 移模小車

2 左右模架庫

左右模架庫如圖3所示，主要由推拉機(jī)構(gòu)、模架體、滾輪、定位機(jī)構(gòu)等零部件組成。左右模架庫與換模小車的移動(dòng)方向垂直，當(dāng)換模小車正對(duì)模架庫時(shí)，舊的模架被安裝在左右模架庫上的推拉機(jī)構(gòu)拉至一個(gè)模架庫上，新的模架從另一個(gè)模架庫上被推送至換模小車上，換模小車移動(dòng)至壓力機(jī)工作臺(tái)前側(cè)，將新的模架更換到壓力機(jī)內(nèi)。模架庫的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了新模架的快速更換，節(jié)約了模芯更換的時(shí)間，進(jìn)一步提高了換模效率。

圖3 左右模架庫

3 上模架提升裝置

上模架提升裝置主要是為了實(shí)現(xiàn)上模架的提升，且在導(dǎo)柱導(dǎo)套不需要完全脫開的情況下就能實(shí)現(xiàn)模芯的快速更換。上模架提升裝置主要包括立柱、橫梁、滑塊、升降機(jī)、鎖緊裝置、導(dǎo)桿等零部件。如圖4所示，橫梁安裝在四個(gè)立柱上；升降機(jī)的固定端固連在橫梁上側(cè)，升降機(jī)的活塞桿伸出端與用于固定上模架的滑塊連接；橫梁上設(shè)有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套內(nèi)設(shè)有可滑動(dòng)的導(dǎo)桿，導(dǎo)向桿底部與滑塊連接，從而實(shí)現(xiàn)滑塊在橫梁上的上下精確滑動(dòng)；橫梁的中心設(shè)置有鎖緊裝置，其氣缸的活塞桿可以防止上模架因?yàn)檎`動(dòng)作或意外落下造成危險(xiǎn)。此設(shè)計(jì)中，升降機(jī)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)上模架的提升，鎖緊裝置的設(shè)置可以避免滑塊忽然下墜時(shí)帶來的不安全問題，進(jìn)一步提高提升裝置的安全可靠性。

圖4 上模架提升裝置

4 換模臂

換模臂設(shè)置在上模架提升裝置的立柱上，如圖4所示，由螺旋升降機(jī)實(shí)現(xiàn)上下滑動(dòng)。在上下模架分離后可由人工移動(dòng)換模臂，輔助拆裝上、下模芯。

5 小結(jié)

本文以HFP2500熱模鍛壓力機(jī)的快速換模裝置為例，對(duì)其結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了闡述。該裝置可實(shí)現(xiàn)快速打開模架，人工更換模芯，可以幫助在產(chǎn)品切換、模具修正、生產(chǎn)線調(diào)整時(shí)快速完成模具修復(fù)、更換等工作，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省更換模具時(shí)間。在實(shí)踐過程中換模時(shí)間由原來的3小時(shí)縮短為半小時(shí)左右，大大提高了生產(chǎn)效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。