垂直分模擠壓系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種垂直分模擠壓系統，垂直擠壓模塊的垂直缸的缸體固定定位于機架上部，垂直缸通過擠壓軸帶動擠壓墊；水平擠壓模塊的水平增壓缸的缸體固定于機架上，水平增壓缸的壓力輸出通過模座帶動模膛水平運動；至少兩個水平擠壓模塊的模膛相對側能夠形成一柱狀型腔；擠壓墊恰能夠插入到柱狀型腔開口內，所述控制系統控制垂直缸和水平增壓缸的供油，本發明通過水平擠壓模塊的水平增壓油缸帶動模腔合模，垂直缸通過擠壓軸帶動擠壓墊鐓粗坯料，水平增壓油缸能隨著擠壓軸壓力的增大實時增壓，為模膛產生巨大的合模力，從而形成保護模膛的預應力，這樣就實現了圓周外側壁具有凸臺的柱狀體的擠壓成型，其所成型的產品結構致密，無需焊接。
【專利說明】垂直分模擠壓系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種金屬擠壓加工系統，特別涉及一種基于重型擠壓原理的垂直分模擠壓系統。
【背景技術】
[0002]隨著核電，重石化，海洋工程等領域的發展，對大型超高壓壓力容器和管件、泵體、閥體要求越來越高，特別對結構復雜的管臺類結構的一體化成形要求越來越普遍，即在管件、桶狀件表面上隆起凸臺的結構，凸臺與管體和桶體的交線為空間曲線，不允許空間曲線焊接，空間曲線部位需許多核級緩件一體化成形，具有管臺結構的重型鍛件的生產由于大噸位壓機等制造設備的限制，其制造工藝一直局限于自由鍛成形工藝。目前國內重型機械制造廠和相關的工藝研發者均基于現有設備條件進行技術改進，主要基于自由鍛成形方式，該種工藝要求非常大的鋼錠和坯料，造成嚴重的材料浪費，，生產周期長、成本高，且變形不均勻，晶粒度控制難，疲勞強度低。

【發明內容】

[0003]為了彌補以上不足，本發明提供了一種垂直分模擠壓系統，該垂直分模擠壓系統能夠實現管臺一體成形，確保管臺連接位置無焊縫，管臺內部無裂紋和缺陷，管臺的可靠性和強度高。
[0004]本發明為了解決其技術問題所采用的技術方案是:一種垂直分模擠壓系統，包括機架、垂直擠壓模塊、水平擠壓模塊和控制系統，以實際使用狀態為基準:
[0005]垂直擠壓模塊包括垂直缸和擠壓軸，所述垂直缸的缸體固定定位于機架上部，垂直缸的活塞下端與擠壓軸上端固連，擠壓軸下端設有擠壓墊；
[0006]水平擠壓模塊包括模膛、模座和水平增壓缸，水平增壓缸的缸體固定于機架上，水平增壓缸的壓力輸出活塞與模座固連，模膛固定于模座上，模膛背向模座的一側形成內凹結構，所述模座與模腔能夠滑動設于機架的水平工作臺面上；
[0007]至少兩個水平擠壓模塊對稱分布于機架內，且各水平擠壓模塊的模膛能夠緊密貼合，各模膛相對側形成一柱狀型腔；
[0008]所述垂直擠壓模塊的擠壓墊恰能夠插入到水平擠壓模塊形成的柱狀型腔開口內，形成擠壓、鐓粗金屬的條件；
[0009]所述控制系統控制垂直缸和水平增壓缸的供油。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述垂直擠壓模塊的擠壓軸內形成有擠壓油腔，擠壓油腔中設有擠壓活塞，該擠壓活塞下端固連有芯軸，該芯軸能夠伸入到水平擠壓模塊形成的柱狀型腔內部，控制系統控制擠壓油腔的供油。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述水平增壓油缸包括水平缸和增壓器，所述水平缸內設有壓力輸出活塞，水平缸的缸底設有一貫穿油腔，增壓器包括增壓缸、初級活塞和次級活塞，所述初級活塞與次級活塞固連，次級活塞橫截面積小于初級活塞橫截面積，初級活塞動密封設于增壓缸內，次級活塞動密封設于水平缸貫穿油腔內。
[0012]作為本發明的進一步改進，所述壓力輸出活塞內形成一頂桿穿孔油腔，該頂桿穿孔油腔內動密封設有一頂桿，所述模座和模膛側壁上設一與柱狀型腔連通的通孔，所述頂桿能夠通過該通孔伸入到模膛的柱狀型腔內。
[0013]作為本發明的進一步改進，水平增壓缸的壓力輸出活塞與模座固連的結構為:設有支撐體和連接半環，所述支撐體呈一端直徑大于另一端直徑的梯形結構，其直徑大的一端與模座固連，其直徑小的一端通過連接半環與水平增壓缸的壓力輸出活塞能夠扣合固連。
[0014]作為本發明的進一步改進，所述機架上還設有縱向能夠滑動的活動橫梁，垂直擠壓模塊的擠壓軸與活動橫梁固連。
[0015]作為本發明的進一步改進，所述活動橫梁上設有2-4個垂直互鎖模缸，該垂直互鎖模缸的活塞桿下方設有一互鎖定位板，該互鎖定位板上設有定位孔，所述水平擠壓模塊的模座上端設有大小和位置與該定位孔匹配的定位銷，所述定位銷恰能夠插入到該定位孔內。
[0016]作為本發明的進一步改進，所述各模膛相對側形成的柱狀型腔呈各段直徑不等的階梯柱狀結構。
[0017]作為本發明的進一步改進，所述控制系統為可編程序控制器(PLC)。
[0018]本發明的有益技術效果是:本發明通過水平擠壓模塊的水平增壓油缸帶動模腔合模，在垂直分模面上接觸并壓緊坯料，垂直缸通過擠壓軸帶動擠壓墊鐓粗坯料，對水平增壓油缸能夠隨著擠壓軸壓力的增大實時增壓，為模膛產生巨大的合模力，從而形成保護模膛的預應力，這樣就實現了圓周外側壁具有凸臺的柱狀體的擠壓成型，其所成型的產品結構致密，無需焊接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明擠壓狀態示意圖；
[0020]圖2為本發明擠壓完成狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0021]實施例:一種垂直分模擠壓系統，包括機架1、垂直擠壓模塊、水平擠壓模塊和控制系統，以實際使用狀態為基準:
[0022]垂直擠壓模塊包括垂直缸2和擠壓軸3,所述垂直缸2的缸體固定定位于機架I上部，垂直缸2的活塞下端與擠壓軸3上端固連，擠壓軸3下端設有擠壓墊5 ；
[0023]水平擠壓模塊包括模膛8、模座9和水平增壓缸16，水平增壓缸16的缸體固定于機架I上，水平增壓缸16的壓力輸出活塞與模座9固連,模膛8固定于模座9上,模膛8背向模座9的一側形成內凹結構，所述模座9與模腔能夠滑動設于機架I的水平工作臺面上；
[0024]至少兩個水平擠壓模塊對稱分布于機架I內，且各水平擠壓模塊的模膛8能夠緊密貼合，各模膛8相對側形成一柱狀型腔10 ；
[0025]所述垂直擠壓模塊的擠壓墊5恰能夠插入到水平擠壓模塊形成的柱狀型腔10開口內，形成擠壓、鐓粗金屬的條件；[0026]所述控制系統控制垂直缸2和水平增壓缸16的供油，模鍛時，首先用機械手將坯料置于模膛8中，然后通過給水平增壓缸16注入液壓油，則各個水平擠壓模塊的水平增壓油缸的壓力輸出活塞推出，帶動模腔合模，在垂直分模面上接觸并包圍坯料，然后向垂直缸2注入液壓油，通過其活塞推動擠壓軸3向下運動，擠壓軸3下端的擠壓墊5擠壓、鐓粗坯料，隨著擠壓軸3壓力的增大，實時對水平增壓油缸注油增壓，增壓為模膛8產生巨大的合模力，從而形成保護模膛8的預應力，且可隨著垂直腔油壓值，以得到隨動預應力的效果。
[0027]所述垂直擠壓模塊的擠壓軸3內形成有擠壓油腔6，擠壓油腔6中設有擠壓活塞7，該擠壓活塞7下端固連有芯軸4，該芯軸能夠伸入到水平擠壓模塊形成的柱狀型腔10內部，控制系統控制擠壓油腔6的供油，當擠壓軸3將坯料鐓粗后，芯軸伸出對坯料進行穿孔進而形成內孔，能夠實現管狀體或者桶狀體內部空腔結構的成形。
[0028]所述水平增壓油缸包括水平缸11和增壓器，所述水平缸11內設有壓力輸出活塞，水平缸11的缸底12設有一貫穿油腔15，增壓器包括增壓缸16、初級活塞13和次級活塞14，所述初級活塞13與次級活塞14固連，次級活塞14橫截面積小于初級活塞13橫截面積，初級活塞13動密封設于增壓缸16內，次級活塞14動密封設于水平缸11貫穿油腔15內，使用時，先向水平缸11注油，壓力輸出活塞伸出，進而帶動模腔合模，在垂直分模面上接觸，當垂直缸2向下運動擠壓坯料力量逐漸增大到一定值后，開始實時向增壓器的增壓缸16內注油，初級活塞13帶動次級活塞14運動，由于初級活塞13和次級活塞14接觸液壓油的面積不同而形成增壓活塞，在增壓活塞的次級活塞14作用下，在水平缸11缸底12的貫穿油腔15內形成高壓，增壓的倍數等于初級活塞13和次級活塞14面積之比，即增壓比。增壓器增壓時，由于各個模膛8在坯料分模面上已經結合壓緊，故增壓器的行程為零，此增壓過程稱為零行程增壓，零行程增壓為模膛8產生巨大的合模力，從而形成保護模膛8的預應力，且可隨著擠壓力(垂直缸2的油壓值)的變化得到隨動預應力的效果，零行程增壓的增壓器體積小，可以方便地設計在水平缸11的缸底12上，增壓器及水平缸11的缸底12可用螺栓固定，也可以支撐在機架I的支撐面上。
[0029]所述壓力輸出活塞內形成一頂桿穿孔油腔17，該頂桿穿孔油腔17內動密封設有一頂桿18，所述模座9和模膛8側壁上設一與柱狀型腔10連通的通孔，所述頂桿18能夠通過該通孔伸入到模膛8的柱狀型腔10內，當頂桿18伸入到模膛8內部，就實現在坯料圓周外側面上形成孔洞，即穿出一個盲孔，該結構頂桿18可以作頂料桿使用，防止坯料擠壓完成后與1吳腔8粘連。
[0030]所述水平增壓缸16的壓力輸出活塞與模座9固連的結構為:設有支撐體19和連接半環20，所述支撐體呈一端直徑大于另一端直徑的梯形結構，其直徑大的一端與模座9固連，其直徑小的一端通過連接半環與水平增壓缸16的壓力輸出活塞能夠扣合固連，通過連接半環兩支撐體和水平增壓缸16的壓力輸出活塞固定定位，實現推動模座9運動的功能，有效避免支撐體與壓力輸出活塞之間固定連接而產生斷裂的可能性，提高了整體連接強度和穩定性。
[0031]所述機架I上還設有縱向能夠滑動的活動橫梁21，垂直擠壓模塊的擠壓軸3與活動橫梁固連，具有導向作用。
[0032]所述活動橫梁上設有2-4個垂直互鎖模缸22，該垂直互鎖模缸的活塞桿下方設有一互鎖定位板23，該互鎖定位板上設有定位孔24，所述水平擠壓模塊的模座9上端設有大小和位置與該定位孔匹配的定位銷25，所述定位銷恰能夠插入到該定位孔內，通過垂直互鎖模缸上的定位孔與水平擠壓模塊的模座9上的定位銷配合，實現擠壓軸3的定位，同時增加擠壓軸3的剛度，防止其因巨大的擠壓力導致彎曲變形。
[0033]所述各模膛8相對側形成的柱狀型腔10呈各段直徑不等的階梯柱狀結構。
[0034]所述控制系統為可編程序控制器(PLC)。
【權利要求】
1.一種垂直分模擠壓系統，其特征是:包括機架(1)、垂直擠壓模塊、水平擠壓模塊和控制系統，以實際使用狀態為基準: 垂直擠壓模塊包括垂直缸(2)和擠壓軸(3)，所述垂直缸(2)的缸體固定定位于機架(I)上部，垂直缸(2)的活塞下端與擠壓軸(3)上端固連，擠壓軸(3)下端設有擠壓墊(5)； 水平擠壓模塊包括模膛(8)、模座(9)和水平增壓缸(16)，水平增壓缸(16)的缸體固定于機架(1)上，水平增壓缸(16)的壓力輸出活塞與模座(9)固連,模膛(8)固定于模座(9)上，模膛(8 )背向模座(9 )的一側形成內凹結構，所述模座(9 )與模腔能夠滑動設于機架(1)的水平工作臺面上； 至少兩個水平擠壓模塊對稱分布于機架(1)內，且各水平擠壓模塊的模膛(8)能夠緊密貼合，各模膛(8)相對側形成一柱狀型腔(10)； 所述垂直擠壓模塊的擠壓墊(5)恰能夠插入到水平擠壓模塊形成的柱狀型腔(10)開口內； 所述控制系統控制垂直缸(2)和水平增壓缸(16)的供油。
2.根據權利要求1所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述垂直擠壓模塊的擠壓軸(3)內形成有擠壓油腔(6)，擠壓油腔(6)中設有擠壓活塞(7)，該擠壓活塞(7)下端固連有芯軸(4)，該芯軸能夠伸入到水平擠壓模塊形成的柱狀型腔(10)內部，控制系統控制擠壓油腔的供油。
3.根據權利要求1或2所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述水平增壓油缸包括水平缸(11)和增壓器，所`述水平缸(11)內設有壓力輸出活塞，水平缸(11)的缸底(12)設有一貫穿油腔(15)，增壓器包括增壓缸(16)、初級活塞(13)和次級活塞(14)，所述初級活塞(13)與次級活塞(14)固連，次級活塞(14)橫截面積小于初級活塞(13)橫截面積，初級活塞(13)動密封設于增壓缸(16)內，次級活塞(14)動密封設于水平缸(11)貫穿油腔(15)內。
4.根據權利要求3所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述壓力輸出活塞內形成一頂桿穿孔油腔(17)，該頂桿穿孔油腔(17)內動密封設有一頂桿(18)，所述模座(9)和模膛(8)側壁上設一與柱狀型腔(10)連通的通孔，所述頂桿(18)能夠通過該通孔伸入到模膛(8)的柱狀型腔(10)內。
5.根據權利要求1所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:水平增壓缸(16)的壓力輸出活塞與模座(9)固連的結構為:設有支撐體(19)和連接半環(20)，所述支撐體呈一端直徑大于另一端直徑的梯形結構，其直徑大的一端與模座(9)固連，其直徑小的一端通過連接半環與水平增壓缸(16)的壓力輸出活塞能夠扣合固連。
6.根據權利要求1所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述機架(1)上還設有縱向能夠滑動的活動橫梁(21)，垂直擠壓模塊的擠壓軸(3)與活動橫梁固連。
7.根據權利要求6所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述活動橫梁上設有2-4個垂直互鎖模缸(22),該垂直互鎖模缸的活塞桿下方設有一互鎖定位板(23),該互鎖定位板上設有定位孔(24)，所述水平擠壓模塊的模座(9)上端設有大小和位置與該定位孔匹配的定位銷(25)，所述定位銷恰能夠插入到該定位孔內。
8.根據權利要求1所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述各模膛(8)相對側形成的柱狀型腔(10)呈各段直徑不等的階梯柱狀結構。
9 .根據權利要求1所述的垂直分模擠壓系統，其特征是:所述控制系統為可編程序控制器。
【文檔編號】B21C23/21GK103658214SQ201210336214
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】顏旭濤 申請人:昆山永年先進制造技術有限公司