一种易于脱模的曲拐挤压成型装置及曲拐挤压成型方法与流程

本发明属于机械工程领域，涉及一种易于脱模的曲拐挤压成型装置及曲拐挤压成型方法，尤其涉及一种能够有效对曲拐进行挤压成型，并且容易脱模，不会导致模具或锻件难以取出的装置及方法。

背景技术：

大型船用曲轴重量较大，加工精度要求较高，制造技术难度较大，是船舶工业中非常重要的核心部件。曲拐是船用曲轴的关键组成部分，对于单个大型曲拐的锻造方法通常有块锻法、环锻法、模锻法、镦锻法、弯锻法等初步制造方式，在经过初步制造，将高温毛坯件制成曲拐粗产品后，再由机床/加工中心等进行精加工，形成最终的曲拐产品。

通过大量实例调查发现，当前对于曲拐的锻造工艺中，存在以下缺点：

块锻法加工余量较大，成本较高，而且质量很难达标，废品率比较高；环锻法对设备和工人的操技能要求很高，生产中不易实现；模锻法在加工过程中对高温毛坯原材料进行挤压，造成与模具型腔内的挤压力较大，挤压完成后模具难以脱离，曲拐也较难取出；镦锻法生产中的制造成本太高，不适合小批量生产；弯锻法目前应用较广，但是加工过程较为复杂，加工周期较长。

中国专利cn109014010a公开了一种船用低速柴油机曲柄锻件的挤压成型装置及成型方法，挤压成型装置包括挤压内套、外套体、上冲头与移动台板，挤压内套、外套体与移动台板的中心位置相对应，外套体位于挤压内套的外侧，挤压内套包括内套体、与位于其底部的内套底板，外套体与内套底板固定在移动台板上，上冲头可上下移动的设置在内套内部的坯料中。上述装置的成型方法，包括：制坯；挤压模具组装；挤压模具润滑；挤压模具预热；坯料加热；除磷；挤压成型；退模。然而该专利由于其模具本身的问题，存在不易脱模的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种易于脱模的曲拐挤压成型装置及曲拐挤压成型方法，可以有效的对高温的曲拐毛坯进行挤压成型工作，并且在完成挤压工作后，各个工作部可以轻松撤离，形成完好的曲拐粗产品。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种易于脱模的曲拐挤压成型装置，用于将待挤压的高温曲拐毛坯件加工成曲拐粗产品，包括工作板、设置于工作板两个相对侧的第一工作部和第二工作部、设置于工作板另外两个相对侧的第三工作部和第四工作部以及设置于工作板上方的第五工作部；

工作板用于放置待挤压的高温曲拐毛坯件，并与曲拐粗产品的垂直投影相一致；

第一工作部具有正面紧贴工作板侧壁的固定厚板，第二工作部具有与固定厚板相对设置且可靠近和远离固定厚板的第二工作部推板；

第三工作部和第四工作部对称设置于第一工作部和第二工作部之间，分别具有可相互靠近和远离的第三工作部推板和第四工作部推板；

第五工作部具有可上下运动的上压板，所述的上压板中穿设有可随上压板运动并可在外力作用下向下运动的分隔压板；

所述的固定厚板和第二工作部推板上还设有与曲拐粗产品的两个曲臂上的孔相匹配的镂空孔，固定厚板的镂空孔中穿设有可移动的第一成孔挤压杆，第二工作部推板的镂空孔中穿设有可移动的第二成孔挤压杆；

通过将第二工作部推板、第三工作部推板和第四工作部推板向工作板和固定厚板合拢，下降上压板且将分隔压板下压，形成与曲拐粗产品形状相匹配的挤压腔；通过将第二工作部推板、第三工作部推板和第四工作部推板回缩，并升起下压板和分隔压板，打开挤压腔。

作为本发明优选的技术方案：

第一工作部还包括第一成孔液压装置和设置于第一成孔液压装置上的可伸缩的第一成孔液压推杆，所述的第一成孔液压推杆通过作用于第一成孔挤压杆上带动第一成孔挤压杆在固定厚板的镂空孔中移动；

第二工作部还包括第二成孔液压装置和设置于第二成孔液压装置上的可伸缩的第二成孔液压推杆，所述的第二成孔液压推杆通过作用于第二成孔挤压杆上带动第二成孔挤压杆在第二工作部推板的镂空孔中移动。

作为本发明优选的技术方案，所述的第一工作部还包括用于支撑固定厚板背面的第一厚板加强筋和第二厚板加强筋。

作为本发明优选的技术方案，所述的第二工作部还包括第二工作部液压装置和设置于第二工作部液压装置上的可伸缩的第二工作部液压推杆a和第二工作部液压推杆b，所述的第二工作部液压推杆a和第二工作部液压推杆b通过共同作用于第二工作部推板上带动第二工作部推板靠近和远离固定厚板。

作为本发明优选的技术方案，所述的第三工作部推板正面朝向工作板，第三工作部还包括设置于第三工作部推板背面的第三工作部底座、固定于第三工作部底座上的第三工作部液压装置以及设置于第三工作部液压装置上的可伸缩的第三工作部液压推杆，所述的第三工作部液压推杆通过作用于第三工作部推板的背面带动第三工作部推板运动。

作为本发明优选的技术方案，第三工作部推板上设有与曲拐粗产品底部缺损形状相匹配的第三工作部推板成型凸起。

作为本发明优选的技术方案，上压板的底部呈与曲拐粗产品上部形状相适应的半圆形；自然状态下，分隔压板的顶部凸出于上压板顶部，分隔压板底部与上压板的底部持平且形状相匹配。

作为本发明优选的技术方案，所述的第五工作部还包括固定于固定厚板内部的第五工作部液压装置、连接于第五工作部液压装置上并从固定厚板顶部伸出的第一液压升降杆和第二液压升降杆，所述的第一液压升降杆和第二液压升降杆共同作用于上压板上带动上压板上下运动。

本发明还提供一种易于脱模的曲拐挤压成型方法，采用上述曲拐挤压成型装置，该方法包括以下步骤：

s1：保持挤压腔打开；

s2：通过外部吊运设备将待将挤压的高温曲拐毛坯件放置于工作板上；

s3：上压板和分隔压板下降，并压在高温曲拐毛坯件上端；

s4：第三工作部推板和第四工作部推板相向运动，并接触到高温曲拐毛坯件；

s5：第二工作部推板向固定厚板运动，接触高温曲拐毛坯件并进行挤压，直至第二工作部推板与工作板侧壁接触，停止挤压并保持位置不变；

s6：第三工作部推板和第四工作部推板对高温曲拐毛坯件进行挤压，直至第三工作部推板和第四工作部推板接触工作板的侧壁，停止挤压并保持位置不变；

s7：上压板和分隔压板对高温曲拐毛坯件进行挤压，达到预设挤压位置后，停止运动，然后通过外部压力机带动分隔压板单独向下移动插入高温曲拐毛坯件，进行挤压，到达预设挤压位置后，停止运动；

s8：第一成孔挤压杆和第二成孔挤压杆相向运动，直至接触到分隔压板，停止运动，在高温曲拐毛坯件上挤出两个孔；

s9：冷却后，得到曲拐粗产品，撤出分隔压板，缩回第一成孔挤压杆和第二成孔挤压杆，然后缩回第二工作部推板、第三工作部推板和第四工作部推板，升起上压板和分隔压板，曲拐粗产品脱模完成；

s10：通过外部吊运设备将曲拐粗产品送离曲拐挤压成型装置。

作为本发明优选的技术方案，步骤s1～s7过程中，保持第一成孔挤压杆的末端与固定厚板朝向高温曲拐毛坯件的一面形成完整平面；步骤s5～s7过程中，保持第二成孔挤压杆的末端与第二工作部推板朝向高温曲拐毛坯件的一面形成完整平面。

与现有技术相比，本发明通过五个工作部的配合操作，可以有效的对曲拐高温毛坯进行挤压成型工作，并且在完成挤压工作后，各个工作部可以轻松撤离，形成完好的曲拐粗产品。本发明能够有效对曲拐进行挤压成型，并且容易脱模，不会导致模具或锻件难以取出，曲臂上的孔也同步挤压成型，节省了后续机加工的工作量。

附图说明

图1为本发明的易于脱模的曲拐挤压成型装置的结构示意图；

图2为本发明易于脱模的曲拐挤压成型装置俯视结构示意图；

图3为本发明的第一工作部和第五工作部正面视角下的结构示意图；

图4为本发明的第一工作部和第五工作部背部视角下的结构示意图；

图5为本发明第二工作部的结构示意图；

图6为本发明第二工作部的俯视结构示意图；

图7为本发明第三工作部和第四工作部的结构示意图；

图8为本发明三工作部和第四工作部的主视结构示意图；

图9为本发明分隔压板的结构示意图；

图10为本发明的高温曲拐毛坯件的结构示意图；

图11为本发明的曲拐粗产品的结构示意图。

图中，000为底板，001为工作板，100为第一工作部，101为固定厚板，102为第一厚板加强筋，103为第二厚板加强筋，104为第一成孔液压装置，105为第一成孔液压推杆，106为第一成孔挤压杆，200为第二工作部，201为第二工作部推板，202为第二工作部液压推杆a，203为第二工作部液压推杆b，204为第二工作部液压装置，205为第二成孔液压装置，206为第二成孔液压推杆，207为第二成孔挤压杆，300为第三工作部，301为第三工作部推板，302为第三工作部推板成型凸起，303为第三工作部底座，304为第三工作部液压装置，305为第三工作部液压推杆，400为第四工作部，401为第四工作部推板，402为第四工作部推板成型凸起，404为第四工作部底座，404为第四工作部液压装置，405为第四工作部液压推杆，500为第五工作部，501为上压板，502为分隔压板，503为分隔压板底部，504为第一液压升降杆，505为第二液压升降杆，600为高温曲拐毛坯件，700为曲拐粗产品，701为曲臂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种易于脱模的曲拐挤压成型装置，如图1～11所示，用于将待挤压的高温曲拐毛坯件600加工成曲拐粗产品700，其特征在于，包括工作板001、设置于工作板001两个相对侧的第一工作部100和第二工作部200、设置于工作板001另外两个相对侧的第三工作部300和第四工作部400以及设置于工作板001上方的第五工作部500；

其中：

工作板001用于放置待挤压的高温曲拐毛坯件600，并与曲拐粗产品700的垂直投影相一致；

第一工作部100具有正面紧贴工作板001侧壁的固定厚板101，第二工作部200具有与固定厚板101相对设置且可靠近和远离固定厚板101的第二工作部推板201；

第三工作部300和第四工作部400对称设置于第一工作部100和第二工作部200之间，分别具有可相互靠近和远离的第三工作部推板301和第四工作部推板401；

第五工作部500具有可上下运动的上压板501，上压板501中穿设有可随上压板501运动并可在外力作用下向下运动的分隔压板502；

固定厚板101和第二工作部推板201上还设有与曲拐粗产品700的两个曲臂701上的孔相匹配的镂空孔，固定厚板101的镂空孔中穿设有可移动的第一成孔挤压杆106(曲拐挤压成型装的直径与固定厚板101的镂空孔的孔径相匹配)，第二工作部推板201的镂空孔中穿设有可移动的第二成孔挤压杆207(固定厚板101的镂空孔的直径与第二工作部推板201的镂空孔的孔径相匹配)；

通过将第二工作部推板201、第三工作部推板301和第四工作部推板401向工作板001和固定厚板101合拢，下降上压板501且将分隔压板502下压，形成与曲拐粗产品700形状相匹配的挤压腔；通过将第二工作部推板201、第三工作部推板301和第四工作部推板401回缩，并升起下压板501和分隔压板502，打开挤压腔。

更具体地：

本实施例中，优选工作板001(水平布置)、第一工作部100、第二工作部200、第三工作部300、第四工作部400设置于水平的底板000上，第五工作部500设置于第一工作部100上。

本实施例中，如图1、图3、图4和图5所示，第一工作部100还包括第一成孔液压装置104和设置于第一成孔液压装置104上的可伸缩的第一成孔液压推杆105，第一成孔液压推杆105通过作用于第一成孔挤压杆106上带动第一成孔挤压杆106在固定厚板101的镂空孔中移动；第二工作部200还包括第二成孔液压装置205和设置于第二成孔液压装置205上的可伸缩的第二成孔液压推杆206，第二成孔液压推杆206通过作用于第二成孔挤压杆207上带动第二成孔挤压杆207在第二工作部推板201的镂空孔中移动。更进一步优选地，第一工作部100还包括用于支撑固定厚板101背面的第一厚板加强筋102和第二厚板加强筋103。第二工作部200还包括第二工作部液压装置204和设置于第二工作部液压装置204上的可伸缩的第二工作部液压推杆a202和第二工作部液压推杆b203，第二工作部液压推杆a202和第二工作部液压推杆b203通过共同作用于第二工作部推板201上带动第二工作部推板201靠近和远离固定厚板101。

本实施例中，如图7～8所示，第三工作部推板301正面朝向工作板001，第三工作部300还包括设置于第三工作部推板301背面的第三工作部底座303、固定于第三工作部底座303上的第三工作部液压装置304以及设置于第三工作部液压装置304上的可伸缩的第三工作部液压推杆305，第三工作部液压推杆305通过作用于第三工作部推板301的背面带动第三工作部推板301运动。优选第三工作部推板301上设有与曲拐粗产品700底部缺损形状相匹配的第三工作部推板成型凸起302。第三工作部推板成型凸起302的底部与工作板001持平，宽度与工作板001一致。

本实施例中，如图7～8所示，第四工作部400与第三工作部300结构相同。第四工作部推板401正面朝向工作板001，第四工作部400还包括设置于第四工作部推板401背面的第四工作部底座403、固定于第四工作部底座403上的第四工作部液压装置404以及设置于第四工作部液压装置404上的可伸缩的第四工作部液压推杆405，第四工作部液压推杆405通过作用于第四工作部推板401的背面带动第四工作部推板401运动。优选第四工作部推板401上设有与曲拐粗产品700底部缺损形状相匹配的第四工作部推板成型凸起402。第四工作部推板成型凸起402的底部与工作板001持平，宽度与工作板001一致。

本实施例中，如图3～4和图9所示，上压板501的底部呈与曲拐粗产品700上部形状相适应的半圆形；自然状态下，分隔压板502的顶部凸出于上压板501顶部，分隔压板底部503与上压板501的底部持平且形状相匹配。本实施例中，优选在自然状态下由于摩擦力的作用，二者不会相互运动，即分隔压板502不会跌落，当分隔压板502受到向下的力时，才会发生相对运动，分隔压板502自然状态下的位置如图3所示。优选第五工作部500还包括固定于固定厚板101内部的第五工作部液压装置、连接于第五工作部液压装置上并从固定厚板101顶部伸出的第一液压升降杆504和第二液压升降杆505，第一液压升降杆504和第二液压升降杆505共同作用于上压板501上带动上压板501上下运动。

基于上述曲拐挤压成型装的易于脱模的曲拐挤压成型方法，包括以下步骤：

s1：保持挤压腔打开；

s2：通过外部吊运设备将待将挤压的高温曲拐毛坯件600放置于工作板001上；

s3：上压板501和分隔压板502下降，并压在高温曲拐毛坯件600上端；

s4：第三工作部推板301和第四工作部推板401相向运动，并接触到高温曲拐毛坯件600；

s5：第二工作部推板201向固定厚板101运动，接触高温曲拐毛坯件600并进行挤压，直至第二工作部推板201与工作板001侧壁接触，停止挤压并保持位置不变；

s6：第三工作部推板301和第四工作部推板401对高温曲拐毛坯件600进行挤压，直至第三工作部推板301和第四工作部推板401接触工作板001的侧壁，停止挤压并保持位置不变；

s7：上压板501和分隔压板502对高温曲拐毛坯件600进行挤压，达到预设挤压位置后，停止运动，然后通过外部压力机带动分隔压板502单独向下移动插入高温曲拐毛坯件600，进行挤压，到达预设挤压位置后，停止运动；

s8：第一成孔挤压杆106和第二成孔挤压杆207相向运动，直至接触到分隔压板502，停止运动，在高温曲拐毛坯件600上挤出两个孔；

s9：冷却后，得到曲拐粗产品700，撤出分隔压板502，缩回第一成孔挤压杆106和第二成孔挤压杆207，然后缩回第二工作部推板201、第三工作部推板301和第四工作部推板401，升起上压板501和分隔压板502，曲拐粗产品700脱模完成；

s10：通过外部吊运设备将曲拐粗产品700送离曲拐挤压成型装置。

其中，步骤s1～s7过程中，保持第一成孔挤压杆106的末端与固定厚板101朝向高温曲拐毛坯件600的一面形成完整平面；步骤s5～s7过程中，保持第二成孔挤压杆207的末端与第二工作部推板201朝向高温曲拐毛坯件600的一面形成完整平面。

更具体地：

首先，第二工作部200、第三工作部300和第四工作部400均把液压推杆收缩至极限状态，带动第二工作部推板201、第二成孔挤压杆207、第三工作部推板301和第四工作部推板401均回缩至极限状态，让出中间的区域。第五工作部500中，上压板501和分隔压板502在第一液压升降杆504和第二液压升降杆505的作用下，升高至上极限位置。

随后通过外部吊运设备，将加热至预设温度的高温曲拐毛坯件600(如图10所示)，放置于工作板001上，然后第一成孔挤压杆106在第一成孔液压装置104和第一成孔液压推杆105的作用下向外伸出，直至端面与固定厚板101靠近高温曲拐毛坯件一侧的面持平，停止运动，此时固定厚板101的整个面形成完整平面的效果，镂空孔被第一成孔挤压杆106堵住。随后第一液压升降杆504和第二液压升降杆505向下移动，使上压板501和分隔压板502压在高温曲拐毛坯件600上端，防止其在后续挤压操作中上下窜动。然后第三工作部液压装置304和第四工作部液压装置404分别驱动第三工作部液压推杆305和第四工作部液压推杆405向外伸出，带动第三工作部推板301和第四工作部推板401相向运动，当第三工作部推板成型凸起302和第四工作部推板成型凸起402接触到高温毛胚件时，暂停运动。第二工作部液压装置204驱动第二工作部液压推杆a202和第二工作部液压推杆b203向外伸出，带动第二工作部推板201向前运动，与此同时，挤压杆207在液压装置205和液压推杆206的作用下，与推板201同步前进，并保持端面与推板201靠近高温毛胚件的一侧持平，使整个面形成完整平面的效果，孔被第二成孔挤压杆207堵住。运动至接触到高温曲拐毛坯件600，并进行挤压，当第二工作部推板201与工作板001侧壁接触时，停止挤压，保持位置不变。第三工作部推板301和第四工作部推板401开始挤压，直至第三工作部推板成型凸起302和第四工作部推板成型凸起402完全插入高温曲拐毛坯件600与工作板001之间，且第三工作部推板301和第四工作部推板401均与工作板001的侧壁接触时，停止挤压，保持位置不变。上压板501和分隔压板502，在外部压力机的作用下，开始向下移动，在垂直方向上挤压高温曲拐毛坯件600，使高温曲拐毛坯件600头部变为半圆形，当到达预定挤压位置后，停止运动。随后分隔压板502在外部压力机的作用下，开始单独向下移动，使得分隔压板底部503插入高温曲拐毛坯件600中间，并不断向下压，当到达预定挤压位置后，停止运动。随后第一成孔挤压杆106和第二成孔挤压杆207开始继续相向运动，挤压高温曲拐毛坯件600，在其上挤压出两个孔，直至第一成孔挤压杆106和第二成孔挤压杆207接触到分隔压板502(或已经极度接近502，无法继续压缩时)，停止运动。此时曲拐粗产品700已经挤压成型，冷却后，开始撤离各个工作部。首先分隔压板502向上运动，离开曲拐粗产品700，由于有上压板501和第一成孔挤压杆106、第二成孔挤压杆207对曲拐的限位，分隔压板502撤离的过程不会导致曲拐的移动。随后第一成孔挤压杆106和第二成孔挤压杆207后缩撤离。然后第二工作部推板201后撤离开，第三工作部推板301和第四工作部推板401后撤离开，最后上压板501和分隔压板502向上运动，离开曲拐表面。此时挤压形成的曲拐粗产品700已经完全与装置分离，曲拐粗产品700效果如图11所示。后续只需通过外部吊运装置把曲拐粗产品700运走，进行进一步的精加工即可得到曲拐最终产品。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。