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专利名称：一种大型法兰锻造设备

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411070732.8

专利申请（专利权）人：山西富兴通重型环锻件有限公司
权利人地址：山西省忻州市定襄县神山乡崔家庄村

专利发明（设计）人：发明人:闫鹏涛,闫江涛,王永栋

专利摘要：本发明公开了一种大型法兰锻造设备，包括下模具、上模具和脱模双协助组件，所述上模具竖直滑动贴合设于下模具正上方，所述上模具上开设有注液口，所述脱模双协助组件设于下模具上，所述脱模双协助组件包括分型轮廓气流冲击单元、锤击颤动单元和环绕移位传动单元。本发明涉及锻造技术领域，具体是提供了包含分型轮廓气流冲击单元、锤击颤动单元和环绕移位传动单元在内的一种大型法兰锻造设备。

主权利要求：
1.一种大型法兰锻造设备，其特征在于：包括下模具（1）、上模具（2）和脱模双协助组件（3），所述上模具（2）竖直滑动贴合设于下模具（1）正上方，所述上模具（2）上开设有注液口（201），所述脱模双协助组件（3）设于下模具（1）上，所述脱模双协助组件（3）包括分型轮廓气流冲击单元（4）、锤击颤动单元（5）和环绕移位传动单元（6）；
所述分型轮廓气流冲击单元（4）设于下模具（1）上，所述分型轮廓气流冲击单元（4）包括卡合件（402）、通气连接块（403）、喷气头（404）、柜形气筒（405）、活塞件（406）、软管（407）和径向定位伸缩杆（409），所述下模具（1）上开设有分型轮廓凹轨（401），所述卡合件（402）滑动卡合设于分型轮廓凹轨（401）中，所述通气连接块（403）滑动设于下模具（1）上并且固定设于卡合件（402）上，所述喷气头（404）固定设于通气连接块（403）一侧，所述柜形气筒（405）滑动设于下模具（1）上，所述径向定位伸缩杆（409）水平固定设于柜形气筒（405）与通气连接块（403）之间，所述活塞件（406）滑动设于柜形气筒（405）远离通气连接块（403）的一侧，所述软管（407）固定设于通气连接块（403）与柜形气筒（405）之间；
所述下模具（1）底端固定设有工作台（7），所述工作台（7）上固定设有多组主支柱（8），所述主支柱（8）上固定设有顶板（9），所述顶板（9）与上模具（2）之间固定设有主液压伸缩杆（10）；
所述环绕移位传动单元（6）设于工作台（7）上，所述环绕移位传动单元（6）包括连接横梁（601）、侧向支座（602）、小齿轮（603）、齿条（604）、凸轮（605）、同步带机构（606）、环绕动力源（607）、大齿轮（608）、齿环（609）、外连接柱（610）、升降薄壁筒（614）、连接座（615）和驱动电动推杆（616），所述驱动电动推杆（616）固定设于工作台（7）内并且一端滑动设于下模具（1）内，所述升降薄壁筒（614）竖直滑动设于下模具（1）上，所述连接座（615）固定设于驱动电动推杆（616）和升降薄壁筒（614）之间，所述齿条（604）圆周阵列设有多组，多组所述齿条（604）均竖直固定设于升降薄壁筒（614）内侧，所述连接横梁（601）固定设于柜形气筒（405）上，所述侧向支座（602）对称固定设于连接横梁（601）下方，两组所述侧向支座（602）之间转动设有两组平行轴（617），所述同步带机构（606）设于两组平行轴（617）之间，所述小齿轮（603）和凸轮（605）分别固定设于两组平行轴（617）上，所述小齿轮（603）与齿条（604）啮合连接，所述凸轮（605）与活塞件（406）贴合连接，所述环绕动力源（607）固定设于工作台（7）内，所述大齿轮（608）固定设于环绕动力源（607）上，所述齿环（609）转动设于工作台（7）上并且与大齿轮（608）啮合连接，所述外连接柱（610）固定设于齿环（609）与连接横梁（601）之间。
2.根据权利要求1所述的一种大型法兰锻造设备，其特征在于：所述锤击颤动单元（5）设于通气连接块（403）上，所述锤击颤动单元（5）包括弹簧伸缩杆（501）、电磁铁（502）和点动限位开关（503），所述点动限位开关（503）固定设于侧向支座（602）上并且与凸轮（605）贴合连接，所述弹簧伸缩杆（501）竖直固定设于通气连接块（403）侧面，所述电磁铁（502）固定设于弹簧伸缩杆（501）底端并且与点动限位开关（503）电性连接，所述电磁铁（502）与下模具（1）磁性连接。
3.根据权利要求1所述的一种大型法兰锻造设备，其特征在于：所述工作台（7）上固定设有凹形截面传动环（611），所述凹形截面传动环（611）位于下模具（1）和齿环（609）之间，所述升降薄壁筒（614）、凹形截面传动环（611）以及齿环（609）三者同心设置，所述连接横梁（601）下方固定设有内连接柱（612），所述内连接柱（612）底端转动设有滚轮（613），所述滚轮（613）滚动卡合设于凹形截面传动环（611）内。
4.根据权利要求1所述的一种大型法兰锻造设备，其特征在于：所述上模具（2）内开设有冷却腔（202），所述上模具（2）上固定设有进液管接头（203）和抽液管接头（204），所述进液管接头（203）和抽液管接头（204）均与冷却腔（202）连通。
5.根据权利要求1所述的一种大型法兰锻造设备，其特征在于：所述环绕动力源（607）为伺服电机。
6.根据权利要求1所述的一种大型法兰锻造设备，其特征在于：所述柜形气筒（405）顶端固定设有单向进气阀（408）。
7.根据权利要求4所述的一种大型法兰锻造设备，其特征在于：所述上模具（2）底端开设有适配于连接横梁（601）和通气连接块（403）的避让槽（205）。 说明书 : 一种大型法兰锻造设备技术领域[0001] 本发明涉及锻造技术领域，具体是指一种大型法兰锻造设备。背景技术[0002] 大型法兰在航天航空及石油、化工等领域的大型容器中有着广泛的应用，由于其尺寸过于庞大，通常情况下，总是将大型法兰分成若干段进行加工。首先，将毛坯锻成方坯，然后冷弯成弧段，退火去应力热处理后，拼成整圆在立车上加工到设计的形状和尺寸，最后运至施工现。俳舾苫《巫楹赋赏暾拇笮头ɡ疾⒂胙沽θ萜髯楹。[0003] 现有的锻造设备在使用时会出现工件吸附在模具上而难以脱离的情况，而强制顶出或拔出工件时可能会造成工件的破损，从而不能快速可靠地进行脱模。发明内容[0004] 针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种大型法兰锻造设备，为了解决现有的锻造设备在使用时会出现工件吸附在模具上而难以脱离的情况，而强制顶出或拔出工件时可能会造成工件的破损或整体断裂，从而不能快速可靠地进行脱模的问题，本发明提出了包含分型轮廓气流冲击单元、锤击颤动单元和环绕移位传动单元在内的一种大型法兰锻造设备。[0005] 本发明采取的技术方案如下：一种大型法兰锻造设备，包括下模具、上模具和脱模双协助组件，所述上模具竖直滑动贴合设于下模具正上方，所述上模具上开设有注液口，所述脱模双协助组件设于下模具上，所述脱模双协助组件包括分型轮廓气流冲击单元、锤击颤动单元和环绕移位传动单元。[0006] 进一步地，所述分型轮廓气流冲击单元设于下模具上，所述分型轮廓气流冲击单元包括卡合件、通气连接块、喷气头、柜形气筒、活塞件、软管和径向定位伸缩杆，所述下模具上开设有分型轮廓凹轨，所述卡合件滑动卡合设于分型轮廓凹轨中，所述通气连接块滑动设于下模具上并且固定设于卡合件上，所述喷气头固定设于通气连接块一侧，所述柜形气筒滑动设于下模具上，所述径向定位伸缩杆水平固定设于柜形气筒与通气连接块之间，所述活塞件滑动设于柜形气筒远离通气连接块的一侧，所述软管固定设于通气连接块与柜形气筒之间。[0007] 进一步地，所述下模具底端固定设有工作台，所述工作台上固定设有多组主支柱，所述主支柱上固定设有顶板，所述顶板与上模具之间固定设有主液压伸缩杆。[0008] 进一步地，所述环绕移位传动单元设于工作台上，所述环绕移位传动单元包括连接横梁、侧向支座、小齿轮、齿条、凸轮、同步带机构、环绕动力源、大齿轮、齿环、外连接柱、升降薄壁筒、连接座和驱动电动推杆，所述驱动电动推杆固定设于工作台内并且一端滑动设于下模具内，所述升降薄壁筒竖直滑动设于下模具上，所述连接座固定设于驱动电动推杆和升降薄壁筒之间，所述齿条圆周阵列设有多组，多组所述齿条均竖直固定设于升降薄壁筒内侧，所述连接横梁固定设于柜形气筒上，所述侧向支座对称固定设于连接横梁下方，两组所述侧向支座之间转动设有两组平行轴，所述同步带机构设于两组平行轴之间，所述小齿轮和凸轮分别固定设于两组平行轴上，所述小齿轮与齿条啮合连接，所述凸轮与活塞件贴合连接，所述环绕动力源固定设于工作台内，所述大齿轮固定设于环绕动力源上，所述齿环转动设于工作台上并且与大齿轮啮合连接，所述外连接柱固定设于齿环与连接横梁之间。[0009] 进一步地，所述锤击颤动单元设于通气连接块上，所述锤击颤动单元包括弹簧伸缩杆、电磁铁和点动限位开关，所述点动限位开关固定设于侧向支座上并且与凸轮贴合连接，所述弹簧伸缩杆竖直固定设于通气连接块侧面，所述电磁铁固定设于弹簧伸缩杆底端并且与点动限位开关电性连接，所述电磁铁与下模具磁性连接。[0010] 进一步地，所述工作台上固定设有凹形截面传动环，所述凹形截面传动环位于下模具和齿环之间，所述升降薄壁筒、凹形截面传动环以及齿环三者同心设置，所述连接横梁下方固定设有内连接柱，所述内连接柱底端转动设有滚轮，所述滚轮滚动卡合设于凹形截面传动环内。[0011] 进一步地，所述上模具内开设有冷却腔，所述上模具上固定设有进液管接头和抽液管接头，所述进液管接头和抽液管接头均与冷却腔连通。[0012] 进一步地，所述环绕动力源为伺服电机。[0013] 进一步地，所述柜形气筒顶端固定设有单向进气阀。[0014] 进一步地，所述上模具底端开设有适配于连接横梁和通气连接块的避让槽。[0015] 采用上述结构本发明取得的有益效果如下：[0016] 1、通过在上模具与下模具之间设置包含分型轮廓气流冲击单元和锤击颤动单元在内的脱模双协助组件，有助于同时通过气流冲击与机械震荡的方式协助工件与下模具完整可靠地相互分离，避免锻造过程中发生工件吸附在下模具上而难以脱离的情况，从而影响合模开模连接生产效率的问题。[0017] 2、环绕移位传动单元中，通过小齿轮与升降薄壁筒内的多组齿条间的先后啮合连接，能够确保在移动通气连接块到环绕工件的不同方位时，均可由升降薄壁筒于齿条的升降带动小齿轮、同步带机构与凸轮持续转动，从而驱使通气连接块周边的喷气头与电磁铁能在尽量靠近工件粘连一侧的情况下施加气流吹拂与机械震荡，从而增强开模的可靠性。[0018] 3、下模具上分型轮廓凹轨与径向定位伸缩杆的配合设置使得在通气连接块处于工件的不同方位时，喷气头与电磁铁相距于工件边缘的距离均能保持恒定，从而有助于保证工件不同方位先后受到的脱模协助力度均衡适中。[0019] 4、通过选用位置精度高的伺服电机作为环绕动力源，使得在通过大齿轮与齿环的啮合关系带动连接横梁下方的分型轮廓气流冲击单元与锤击颤动单元移动至工件不同方位时，连接横梁能跟随齿环转动精确的角度，从而保证小齿轮与齿条的良好啮合状态。[0020] 5、锤击颤动单元中，与下模具磁性连接的电磁铁能够不断撞击下模具，在没有物理触及工件的情况下便于增强工件与下模具之间的分离脱模效果。[0021] 6、上模具下侧避让槽的设置能避免锻造过程中连接横梁与上模具之间的机械干涉。附图说明[0022] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：[0023] 图1为本发明的大型法兰锻造设备的整体结构示意图；[0024] 图2为本发明的上模具和下模具的立体结构示意图；[0025] 图3为本发明的上模具和下模具的剖面结构示意图，其中3a为上模具的剖面结构示意图，3b为下模具的剖面结构示意图；[0026] 图4为本发明工作台上部分零部件的立体结构示意图；[0027] 图5为本发明下模具上部分零部件的立体结构示意图；[0028] 图6为本发明的环绕移位传动单元的部分结构示意图；[0029] 图7为本发明的分型轮廓气流冲击单元和锤击颤动单元的一个立体结构示意图；[0030] 图8为本发明的分型轮廓气流冲击单元和锤击颤动单元的主视结构示意图；[0031] 图9为本发明的分型轮廓气流冲击单元和锤击颤动单元的另一个立体结构示意图；[0032] 图10为本发明的分型轮廓气流冲击单元和锤击颤动单元的侧视结构示意图。[0033] 其中，1、下模具，2、上模具，201、注液口，202、冷却腔，203、进液管接头，204、抽液管接头，205、避让槽，3、脱模双协助组件，4、分型轮廓气流冲击单元，401、分型轮廓凹轨，402、卡合件，403、通气连接块，404、喷气头，405、柜形气筒，406、活塞件，407、软管，408、单向进气阀，409、径向定位伸缩杆，5、锤击颤动单元，501、弹簧伸缩杆，502、电磁铁，503、点动限位开关，6、环绕移位传动单元，601、连接横梁，602、侧向支座，603、小齿轮，604、齿条，605、凸轮，606、同步带机构，607、环绕动力源，608、大齿轮，609、齿环，610、外连接柱，611、凹形截面传动环，612、内连接柱，613、滚轮，614、升降薄壁筒，615、连接座，616、驱动电动推杆，617、平行轴，7、工作台，8、主支柱，9、顶板，10、主液压伸缩杆。具体实施方式[0034] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0035] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0036] 如图1 图10所示，一种大型法兰锻造设备，包括下模具1、上模具2和脱模双协助组~件3，上模具2竖直滑动贴合设于下模具1正上方，上模具2上开设有注液口201，脱模双协助组件3设于下模具1上，脱模双协助组件3包括分型轮廓气流冲击单元4、锤击颤动单元5和环绕移位传动单元6。[0037] 如图2、图5、图7 图10所示，分型轮廓气流冲击单元4设于下模具1上，分型轮廓气~流冲击单元4包括卡合件402、通气连接块403、喷气头404、柜形气筒405、活塞件406、软管407和径向定位伸缩杆409，下模具1上开设有分型轮廓凹轨401，卡合件402滑动卡合设于分型轮廓凹轨401中，通气连接块403滑动设于下模具1上并且固定设于卡合件402上，喷气头404固定设于通气连接块403一侧，柜形气筒405滑动设于下模具1上，径向定位伸缩杆409水平固定设于柜形气筒405与通气连接块403之间，活塞件406滑动设于柜形气筒405远离通气连接块403的一侧，软管407固定设于通气连接块403与柜形气筒405之间。[0038] 如图10所示，柜形气筒405顶端固定设有单向进气阀408。[0039] 如图1所示，下模具1底端固定设有工作台7，工作台7上固定设有多组主支柱8，主支柱8上固定设有顶板9，顶板9与上模具2之间固定设有主液压伸缩杆10。[0040] 如图1、图4、图5、图6、图9所示，环绕移位传动单元6设于工作台7上，环绕移位传动单元6包括连接横梁601、侧向支座602、小齿轮603、齿条604、凸轮605、同步带机构606、环绕动力源607、大齿轮608、齿环609、外连接柱610、升降薄壁筒614、连接座615和驱动电动推杆616，驱动电动推杆616固定设于工作台7内并且一端滑动设于下模具1内，升降薄壁筒614竖直滑动设于下模具1上，连接座615固定设于驱动电动推杆616和升降薄壁筒614之间，齿条604圆周阵列设有多组，多组齿条604均竖直固定设于升降薄壁筒614内侧，连接横梁601固定设于柜形气筒405上，侧向支座602对称固定设于连接横梁601下方，两组侧向支座602之间转动设有两组平行轴617，同步带机构606设于两组平行轴617之间，小齿轮603和凸轮605分别固定设于两组平行轴617上，小齿轮603与齿条604啮合连接，凸轮605与活塞件406贴合连接，环绕动力源607固定设于工作台7内，大齿轮608固定设于环绕动力源607上，齿环609转动设于工作台7上并且与大齿轮608啮合连接，外连接柱610固定设于齿环609与连接横梁601之间。[0041] 如图2 图6所示，工作台7上固定设有凹形截面传动环611，凹形截面传动环611位~于下模具1和齿环609之间，升降薄壁筒614、凹形截面传动环611以及齿环609三者同心设置，连接横梁601下方固定设有内连接柱612，内连接柱612底端转动设有滚轮613，滚轮613滚动卡合设于凹形截面传动环611内。[0042] 如图4所示，环绕动力源607为伺服电机。[0043] 如图5、图7 图10所示，锤击颤动单元5设于通气连接块403上，锤击颤动单元5包括~弹簧伸缩杆501、电磁铁502和点动限位开关503，点动限位开关503固定设于侧向支座602上并且与凸轮605贴合连接，弹簧伸缩杆501竖直固定设于通气连接块403侧面，电磁铁502固定设于弹簧伸缩杆501底端并且与点动限位开关503电性连接，电磁铁502与下模具1磁性连接。[0044] 如图2、图3所示，上模具2内开设有冷却腔202，上模具2上固定设有进液管接头203和抽液管接头204，进液管接头203和抽液管接头204均与冷却腔202连通。[0045] 如图2所示，上模具2底端开设有适配于连接横梁601和通气连接块403的避让槽205。[0046] 具体使用时，初始状态下，连接横梁601位于避让槽205正上方，驱动电动推杆616为收缩状态且升降薄壁筒614收纳于下模具1中。主液压伸缩杆10推动上模具2下移使上模具2与下模具1合模，由注液口201通入锻造脱模剂，便于后续工件脱模。进液管接头203与抽液管接头204连接外部循环水冷设备，从而使与工件靠近的冷却腔202保持较低的温度并实现降温成型。[0047] 在收回主液压伸缩杆10后，驱动电动推杆616向上伸长，通过连接座615与升降薄壁筒614带动齿条604上升，使得与齿条604啮合的小齿轮603不断转动，并由同步带机构606控制凸轮605不断转动。凸轮605在转动过程中先后周期性地触发点动限位开关503和活塞件406，从而一方面能够使得电的电磁铁502克服弹簧伸缩杆501的阻力向下方的下模具1进行机械撞击，并使工件与下模具1相对震荡分离，另一方面使受到压缩的活塞件406不断由单向进气阀408抽取外界空气并经软管407与喷气头404近距离地喷送气流，以不伤及工件的气流携带动力冲击工件与下模具1的连接边缘处，脱模效果好且可靠性高。[0048] 在处理完工件的一侧粘连部分后，驱动电动推杆616带动升降薄壁筒614回缩。此时小齿轮603与齿条604分离，使用者可通过环绕动力源607带动大齿轮608、齿环609与连接横梁601转动，使连接横梁601下方的分型轮廓气流冲击单元4与锤击颤动单元5移动至工件的不同方位，并近距离地协助脱模。[0049] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

专利地区：山西

专利申请日期：2024-08-06

专利公开日期：2024-10-11

专利公告号：CN118595365B