专利名称：一种应用于金属材料挤压机的改进设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于金属材料挤压机的改进设备。
背景技术：
本发明所述的设备能够快速的更换所述挤压机中的端块和/或开槽连接杆，而这些部件在其被磨损后必须被更换。众所周知，金属材料挤压机用于在大约400°C的挤压温度下挤压金属坯料，通过压力活塞将巨大的压力施加到端块上从而推动坯料进入到挤压模具中。 挤压动作快速连续的进行，压力操作部件会承受巨大的热应力和机械应力；相应的，端块被迅速的磨损，在进行了一定次数的挤压操作后必须被更换，在前述的快速连续的挤压操作中，该次数通常为20000到40000。我们还知道，金属材料挤压机是非常昂贵的，因此，它们需要每天24小时不间断的运行，以摊消其成本。至今为止，端块的更换是非常困难的，且需要挤压机停机更换的时间很长。因此，迄今为止，金属材料挤压机中端块的更换还是一个薄弱环节，不仅从工人的安全角度来看，还是从设备维护或保养操作的优化需求来看。设备维护操作是非常困难的，其原因如下a)需要被拆除并更换的端块的温度至少为400°C。b)端块的重量决定于生产线的尺寸，但通常都有几十公斤，因此，一个端块的拆除和安装需要辅助的吊装设备，所述吊装设备包括吊钩或空转辊柱吊装设备。另外，由于压力驱动装置的危险性，接近金属材料挤压机是不可能的。我们知道，端块通常是和一个大尺寸的螺纹连接杆连接在一起的，而大型挤压机的所述螺纹连接杆的直径在40毫米到100毫米之间。因此，旋转所述端块从而将其拧紧在压力凸模(press punch)上是非常困难的。例如，螺纹连接杆的直径为90毫米，螺距为3毫米，长度为100毫米，需要旋转大约33圈(100/3)才能将被更换的端块取下，同样，需要旋转相同的圈数才能将更换后的端块拧上，因此，仅仅通过简单的连接操作将端块连接到其螺纹连接杆上是非常困难的。事实上，将一个圆截面、重达几十公斤且包括螺纹部的端块拧紧到要求的锁紧力是很困难的，因此，需要使用活动锤子和扭矩扳手。另外，目前还没有测力扳手或液压扳手被使用在以上所述连接的操作中，因此，连接力只能达到一个近似的状态。在更换的操作过程中，所述端块可能会意外脱落从而损坏金属材料挤压机。其他端块通过卡口装置连接，如CASTOL型或类似的卡口装置，所述卡口装置系统具有操作上的优势但也同时具有很多的缺点。其优势在于，在连接端块时仅仅需要旋转45°。其缺点在于，更换的端块不能实现无缝锁定，因为，卡口装置头部和其基座间的缝隙总是存在的，所述缝隙在温度变化的环境下会起到负面作用，而温度变化的情况在所述挤压生产线中是一直出现的。另一个对所述连接操作起到负面影响的因素是，由于磨损和频繁的拉伸和放松操作循环使得缝隙不断的扩大或长大。本发明所述的设备可以实现端块方便快捷的更换操作，更换的端块要么被通过吊钩人工的搬运到目标位置，要么被通过进一步的自动操控设备将其搬运到目标位置。在本发明所述的设备中，更换的端块被搬运到所述目标位置，例如压力凸模的前方，且被拧到连接杆上以便形成一个机械桥台。接下来，将开槽连接杆旋拧30°，以便控制和限制连接杆扭矩。如果没有达到精确的目标位置，则所述连接杆部件不会再旋转，因此，相应的行程部件的末端也不能到达希望的目标位置，最终导致压力激发报警信号从而阻止了进一步的 操作。如果行程部件或限制部件的控制末端到达了目标位置，则本发明所述的设备会自动选择进行下一步的操作，即连接杆拉动液压缸。当端块需要被拆卸时，设备会进行反向的操作。另一方面，如果连接杆必须被拆卸时，需要将其相对于零点位置旋转45°，从而轴向的分离连接杆使其从压力凸模上被拧下。当安装连接杆时，需要进行相反的操作，通过将其相对于零点位置旋转45°，从而将其从压力凸模上分离。因此，该系统具有三个被行程部件或限制部件的末端控制的旋转位置，具体为I.端块锁定位置；2.端块的解锁位置；3.连接杆的解锁位置。
本发明所述的用于自动锁定应用在液压金属材料挤压机中的端块和/或连接杆部件的改进设备的以上提到的和其他的功能和结构特征在以下附图中会表现的更加明显。其中图I和图2为挤压机的剖视图，其中包括了现有技术中的连接杆和端块；图3显示了本发明所述的液压机和压力凸模杆的主缸体，端块被连接在所述杆上，且一个辅助缸使得所述杆能够进行伸缩运动，使其能够更换连接杆和/或端块。图4为开槽端块示意图，其包括数个平行齿状部件，这些齿状部件用于连接开槽连接杆。图5详细显示了可以轴向滑动的辅助位置，但是此时其旋转运动已被锁定。所述连接杆部件，通过30°的旋转运动可以分离端块(端块被安装在连接杆的末端)，进一步旋转45°使其从模具沟槽分离，最终将其拆卸。图6显示了辅助缸轴向驱动一个齿条，齿条驱动一个齿轮旋转30°或45°，开槽连接杆9被设置在另一个齿轮的中心部位。图7显示了用于放置坯料的基座或凹槽，同时显示了用于挤压所述坯料的模具。
图8和图9显示了连接杆9，包括分布其两端的数个平行齿状部件，和用于连接简单的凸出连轴器的轴向沟槽，通过所述连轴器将连接杆9安置于其基座或凹槽中。图10和图11为所述开槽连接杆前后两端的横截面视图。
具体实施例方式引用以上提到的附图中的编号，本发明所述的改进设备I包括液压缸2，所述液压缸2可以进行直线往复运动，且支撑设备4，所述设备4包括一个辅助液压缸或气压缸5，所述辅助液压缸或气压缸5设置有一个用于容置开槽连接杆9后端部分的基座或凹槽6。所述开槽连接杆9，在其后端部分9’设置有数个平行齿状部件7’，所述平行齿状部件7’与轴向沟槽8’交替设置。所述开槽连接杆9的另一端，即其前端部分9”设置有数个平行齿状部件7”，所述平行的齿状部件7”与相应的一系列的轴向沟槽8”交替设置。 所述开槽连接杆9的后端部分9 ’被放置在波形基座或凹槽6中，用于操作连接杆。所述放置操作可以通过对开槽连接杆9的齿状部件V的准直操作或定心操作将所述开槽连接杆9推进到基座或凹槽6的沟槽18中。所述开槽连接杆9可以在其后端部分9’被锁定，通过先将其压入到它的凹槽中后再旋转45°的操作实现。所述开槽连接杆的齿状部件7’将被放置于相应的基座或凹槽6的沟槽空腔18中。同样，为了将端块11锁定到开槽连接杆9的前端部分9”上，所述开槽连接杆9被连接在端块11的后端，使得端块11上的平行齿状部件27与另一个对准，如被引入到端块11中的开槽连接杆9的相应的轴向沟槽8”，所述轴向沟槽8”形成于开槽连接杆9的前端部分9”。位于开槽连接杆9前端部分的齿状部件7”具有30°的宽度，且依次被六个轴向沟槽8”分开，所述轴向沟槽8”同样具有30°的宽度或幅度。所述开槽连接杆9的前端部分9”的整个360°的幅度中，其设置有6个具有30°的宽度或幅度的轴向沟槽8”，与六个平行齿状部件7”间隔设置，该平行齿状部件7”具有30°的宽度或幅度。所述开槽连接杆9的另一后端部分9’，包括另外的四个轴向沟槽8’，所述轴向沟槽8’与四个平行齿状部件7’交替设置，所述平行齿状部件7’具有45°的宽度或幅度。因此，将端块11组装到所述开槽连接杆9的后端部分9”上，是通过将开槽连接杆9的平行齿状部件7”与端块11的基座13的轴向沟槽或凹槽28准直或定心操作实现的。完成以上操作后，所述开槽连接杆9的齿状部件7”被嵌入到端块11的基座13的轴向沟槽或凹槽28中。端块11在开槽连接杆9上的锁定通过将开槽连接杆旋转30°来实现，将端块的平行齿状部件V与开槽连接杆的平行齿状部件7”相啮合。以上所述的步骤可以由本发明所述的设备I自动进行操作，因为所述设备包括一个辅助缸5，所述辅助缸5包括一个牵引活塞22，所述牵引活塞22能够轴向移动同时将所述开槽连接杆9旋转30°。使用以上提到的辅助缸5将端块11从开槽连接杆9上拆卸，所述辅助缸5以相反的方向旋转30°，且通过牵引活塞22和开槽连接杆9相对于端块11的一个很短的倒退运动，从而将开槽连接杆9从端块11上拆卸。以上的两个操作通过所述辅助缸5实现，通过活塞22的牵引，所述液缸5可以部分转动且实现很短的轴向移动。相反的，将开槽连接杆9组装到辅助液压缸5的凹槽空间6，在将后端齿状部件7’设置到辅助缸5的轴向沟槽28后，仅需将开槽连接杆9旋转45°即可。相反的，当所述开槽连接杆需要被通过液压缸或气压缸12更换时，所述辅助缸5被转动45°且被撤回，使得开槽连接杆9的后端部分分离。众所周知，所述液压缸12驱动一个齿轮条20，所述齿轮条20旋转驱动一个齿轮21，所述齿轮21支撑开槽连接杆9。 以上所公开的本发明所述设备相对于现有的相似设备所具有的主要特征为I.可移动的连接杆9被设置于压力凸模内部。2.连接杆9包括一个后端部分9’，所述后端部分具有四个沟槽8’，然而，其前端部分9”是圆形的且加工有六个非螺纹沟道8”。3.细化的尖端使得端块的安装更加容易。4.前端沟槽和后端沟槽的不同阻止了驱动杆在端块锁定操作时脱落。5.本发明所述设备的另一个主要特证是提供了一种气动装配方式，如果需要，可以替换为电动装配方式。6.所述设备包括一个牵引后端部件，其可以使得端块(II)保持在适当的位置。整个装配是在主活塞2的驱动下进行的。本发明所述的设备还包括用于控制开槽连接杆9相对于端块11的旋转运动的行程系统的末端或限制部件，和用于放置所述开槽连接杆的凹槽6。端块11的锁定和解锁运动可以被存储在一个合适的控制程序单元中，或者被存储于驱动开槽连接杆9相对于其基座或凹槽和端块11旋转的设备中。因此，本发明所述的设备允许采用全自动的方式进行更换端块11的操作。本发明解决了一个非常重要的技术难题，该难题发生在金属和金属合金挤压机更换端块的阶段。以上仅仅是对本发明所述设备的优选实施例的描述和公开，但本发明的保护范围并不仅仅限与本发明所公开的实施例，根据本实施例所作的改进和变型同样落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种应用于金属材料挤压机的改进设备，所述设备能够快速更换挤压机中的端块和/或开槽连接杆，其特征在于，所述设备包括一个液压缸，所述液压缸用于驱动开槽连接杆，所述端块支撑一个辅助液压缸或气压缸，所述辅助液压缸或气压缸设置有一个用于容置开槽连接杆后端部分的凹槽，所述辅助液压缸或气压缸还包括一个辅助缸推进活塞，所述推进活塞被设计成能够进行轴向移动和旋转运动，从而使得所述开槽连接杆和/或端块被组装或拆卸。
2.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述开槽连接杆包括位于其后端部分且与轴向沟槽交替设置的数个平行齿状部件，和位于其前端部分且与一系列轴向沟槽交替设置的数个平行齿状部件。
3.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述改进设备包括开槽连接杆，所述开槽连接杆具有后端部分，所述后端部分被设置于一个具有相应波纹形状和尺寸的凹槽中，所述凹槽位于所述辅助缸上，通过开槽连接杆上的平行齿状部件的相互配合将所述开 槽连接杆压入到所述凹槽中。
4.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述开槽连接杆能够被锁定在其后端部分，所述开槽连接杆被压入到所述凹槽中后旋转45°，从而使得嵌入到所述空腔中的所述齿状部件与对应的凹槽的齿状部件相啮合。
5.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述改进设备允许将所述端块锁定在所述开槽连接杆的前端部分，通过将所述端块的后端连接到所述开槽连接杆上，使得端块的前端齿状部件与之相配合，当开槽连接杆被连接到所述端块时，伴随着形成于开槽连接杆前端部分的轴向沟槽，通过将所述开槽连接杆相对于所述端块旋转30°就能实现连接的锁定。
6.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述形成于所述开槽连接杆前端部分的齿状部件具有30°的宽度，且被六个同样具有30°宽度的轴向沟槽分隔，因此，在开槽连接杆前端部分360°的圆周上，交替设置有六个具有30°的宽度的轴向沟槽和六个同样具有30°的宽度或幅度的系列平行齿状部件。
7.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述开槽连接杆包括位于其另一后端部分的四个轴向沟槽和四个系列平行齿状部件，所述轴向沟槽和平行齿状部件交替设置，且所述平行齿状部件具有45°宽度或幅度。
8.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述端块被装配到所述开槽连接杆后端部分上，所述开槽连接杆的平行齿状部件与形成于端块凹槽中的轴向沟槽相匹配，开槽连接杆的平行齿状部件被啮合到端块凹槽中，从而使得辅助缸的推进活塞被推进且旋转30。。
9.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述辅助缸被设计成能够轴向驱动且部分旋转所述开槽连接杆30°，通过辅助缸向相反的方向旋转30°且从端块撤回开槽连接杆，能够将端块从开槽连接杆上拆卸，其中，从端块撤回开槽连接杆是通过开槽连接杆的一个很短的向后的运动来实现，而该向后运动又是通过相对于端块推压活塞来实现的。
10.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，在将所述开槽连接杆后端部分的齿状部件啮合到所述辅助活塞的轴向沟槽后，所述开槽连接杆被旋转45°，从而将所述开槽连接杆装配到所述辅助活塞上的沟槽空间中。
11.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述改进设备还包括一个液压活塞，所述液压活塞用于更换所述开槽连接杆，所述液压活塞驱动一个齿条，使辅助液压缸能够进行45°的旋转运动，从而促使所述开槽连接杆的后端部分分离，所述齿条与一个齿轮口四合。
12.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述连接杆被设置于凸模组件内部，且具有后端部分和锥形前端部分，所述后端部分加工有四个沟槽，所述锥形前端部分加工有六个沟槽且没有螺纹，从而提供了一种锥形安装，使得端块的组装更加简易，由于连接杆前端部分和后端部分的角度不同，使得在端块的拆卸操作中，开槽连接杆不会运动，从而阻止了开槽连接杆被同时拆卸。
13.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述辅助缸为气压缸或液压缸或电动缸，其包括一个拉伸后端部分和前端旋转定位部分，所述拉伸后端部分用于保持端块使其始终位于恰当的位置，所述装置由主液压缸支撑。
14.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述改进设备包括一个行程控制或限制系统的运动和位置终端。
15.根据权利要求I所述的改进设备，其特征在于，所述端块的连接和锁定/解锁的步骤能够同步的进行，使得端块的更换程序能够全自动进行。
全文摘要
一种应用于金属材料挤压机的改进设备，所述设备能够快速更换挤压机中的端块和/或开槽连接杆，其特征在于，所述设备包括一个液压缸，所述液压缸用于驱动开槽连接杆，所述端块支撑一个辅助液压缸或气压缸，所述辅助液压缸或气压缸设置有一个用于容置开槽连接杆后端部分的凹槽，所述辅助液压缸或气压缸还包括一个辅助缸推进活塞，所述推进活塞被设计成能够进行轴向移动和旋转运动，从而使得所述开槽连接杆和/或端块被组装或拆卸。
文档编号B21C23/21GK102896172SQ20121026036
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者乔瓦尼·科尔蒂 申请人:普瑞西兹挤压公司