專利名稱：工件熱壓的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于工件熱壓的方法和實現這種方法的裝置，就像在獨立的權利要求1和4的前序部分中規(guī)定的那樣。
在熱壓時大多首先從一加熱到鍛造溫度的金屬棒料上切下一圓柱形工件。由于加熱工件被一層氧化皮外殼，也就是氧化層所包圍，它在工件成形時剝落下來。對于去除氧化皮主要有兩種可能性a)帶氧化皮的工件放入熱壓成形機的第一或唯一的鍛模內，在那里在成形壓制期間借助于鍛模使氧化皮從工件上掉下，b)帶氧化皮的工件在一鍛模之外的第一成形工位內預鍛和去除氧化皮，并在第二成形工位內放入熱壓成形機的第一或唯一的鍛模內并在那里壓制成形。
在日本的2521909號實用新型中介紹了一種在第一成形工位的鍛模內從工件上去除氧化皮的多級熱壓成形機。在鍛模之內剝落氧化皮有這樣的缺點，氧化皮大部分重新擠入工件。這導致不良的表面質量，這使得需要大量的后續(xù)切削加工和更多的加工余量，由此增加了材料需求，從而提高單件成本。
通過在一單獨的第一成形工位內去除氧化皮的那種熱壓成形機避免了這一缺點。在CH594454中介紹了一種這樣的熱鍛壓力機，在這種壓力機中工件在一鍛模之外由一沖頭預鍛，這也稱為自由鍛，這時氧化皮從工件上剝落并掉下。然后去除氧化皮并且預鍛過的工件用一輸送夾鉗輸送到第二成形工位，并放入哪里的鍛模內，在此鍛模內壓制成形。
用這種方法雖然保證剝落下來的氧化皮不重新擠入工件內，但是為此需要一額外的成形階段。此外預鍛工件的外徑是變化的，因為在相鄰成形工位已經空閑時-例如在正常工作時金屬棒料末端正常掉落后就會出現這種情況，鍛壓力便大于相鄰工位有工件時。因此對于工件的輸送，自定心輸送夾鉗實際上是絕對必要的。
鑒于迄今為止已知的、上面敘述的去氧化皮方法的缺最本發(fā)明的目的如下創(chuàng)造一種用于開頭所述這種類型的工件的熱壓方法，用這種方法時工件在模具之外去除氧化皮，而為此不需要額外的成形工位。
這個目的通過按本發(fā)明的在獨立權利要求1中規(guī)定的熱壓方法來實現。權利要求4涉及一種用來實現方法的按本發(fā)明的裝置，權利要求13涉及帶有這種裝置的熱壓成形機。優(yōu)選的實施方案由從屬權利要求得到。
本發(fā)明的本質在于，在將加熱到鍛造溫度的工件在鍛模之外通過預鍛借助于沖頭去除氧化皮，然后在一個或多個鍛模中壓制成希望的形狀的熱壓工件的方法中，預鍛和成形鍛壓在第一或唯一的鍛模中通過同一沖頭在錘頭的同一運動循環(huán)中進行。
由于本發(fā)明待壓制的工件可以在一唯一的成形工位中通過一唯一的沖頭在一個運動循環(huán)中起先在鍛模之外預鍛和去除氧化皮，然后在一鍛模內成形壓制。因為去除氧化皮在鍛模之外，即自由放置地進行，剝落下來的氧化皮不重新擠入工件內，因此其表面質量沒有受到損害。此外和在CH594454中所述的熱壓成形機相比可以節(jié)省一個成形工位，同時不必采用自定心輸送夾鉗，因為只是在在鍛模中成形壓制以后才輸送到下一個成形工位，在成形壓制后工件具有一確定的外形輪廓。因此按本發(fā)明的熱壓方法綜合了兩種已知的，上面介紹過的去除氧化皮的方法的優(yōu)點，而沒有它們的缺點。
用于實現按本發(fā)明的方法的裝置的一優(yōu)選實施例包含至少一個鍛模、一所屬的可伸出和縮回的頂料器和一可向前和向后運動的沖頭。按本發(fā)明設有這樣的裝置，使用這種裝置伸出的頂料器的回彈由向前運動的沖頭通過一放置在頂料器和沖頭之間的工件可這樣地延緩、使得由此可以在鍛模之外預鍛工件。
在這種類型的裝置工作時通過向前運動的沖頭在同一運動循環(huán)中在模具之外預鍛工件、移入鍛模、在那里鍛壓成形，最后通過頂料器重新從鍛模中推出。在多級熱壓成形機中工件隨后以已知的方法轉送到下一個成形工位。
用來延緩頂料器回彈并將工件引入鍛模的裝置例如可以是液壓、氣動、機械或機電裝置。
在一種優(yōu)選的實施例中液壓或氣動延緩裝置包括一裝在一壓力腔內的、直接或間接與頂料器連接的控制活塞以及將液體或氣體輸入或排出壓力腔的裝置。液體或氣體排出裝置做成這樣，使得液體或氣體從壓力腔中的排出部分延緩進行，并使控制活塞和頂料器的回彈延緩。它有利地包括一液體或氣體輸出管，管內設有一節(jié)流閥或限壓閥，它只有在一定的液體壓力或氣壓時才打開，或者它用一控制銷打開或關閉。
一種按本發(fā)明的帶有機械式延緩裝置的優(yōu)良裝置包含一可旋轉的用以控制頂料器伸出和縮回的凸輪，它這樣地成形、并且其旋轉運動和沖頭的前進和后退運動這樣地協調，使伸出的頂料器的回彈延緩地進行。
下面參照附圖并借助于實施例對按本發(fā)明的熱壓工件的方法和按本發(fā)明的實現這一方法的裝置作詳細的說明。它們表示

圖1按本發(fā)明的具有一帶節(jié)流閥的液壓延緩裝置的裝置的第一個實施例在預鍛期間的剖視圖；圖2按本發(fā)明的具有一帶一限壓閥而不是節(jié)流閥的液壓延緩裝置的裝置的第二個實施例在成形鍛壓結束時的剖視圖；圖3按本發(fā)明的具有一帶一控制銷的液壓延緩裝置的裝置的第三個實施例在預鍛期間的剖視圖；圖4按本發(fā)明的具有一機械式延緩裝置的裝置的第四個實施例的剖視圖。
圖1所示按本發(fā)明的裝置的第一個實施例包含一借助于鍛模支座6安裝在鐵砧15和鐵砧蓋18之間的鍛模5，它用于工件4的支承和壓制成形。鍛模5的底面具有一用于可伸出和縮回的頂料器7的孔，頂料器在預鍛時用作放在上面的工件的鍛壓砧板，在壓制成形期間用作工件4的型腔的一部分，在壓制成形以后用來從鍛模5中頂出已成形的工件。頂料器7與一可移動地安裝在壓力腔28內的控制活塞8連接，控制活塞設有一用來調整頂料器位置的止推環(huán)12。壓力腔28做在一夾緊環(huán)13內，鍛模支座6通過定位鍵19螺紋連接在該夾緊環(huán)上。
在與頂料器7相對的另一端上控制活塞8與一頂料螺栓9相連，它又與頂料桿17連接，頂料桿以公知的方式間接地借助于一未畫出的凸輪可以向鍛模5方向移動。頂料螺栓9在一后支座14內移動，此外后支座還用來承受鍛壓力，并緊靠在壓力機板16上。在后支座14內設有一冷卻通道141和在頂料螺栓9內設有冷卻通道91，通過它們可以給在控制活塞8和頂料器7內軸向延伸的模具孔10輸入冷卻劑。在頂料器7內設有一出口11，以冷卻和沖洗鍛模5，為了防止在已成形工件從模具中頂出時控制活塞8在頂料器7一側的抽吸作用夾緊環(huán)13設有一冷卻劑排出口159，它穿過鐵砧15。
夾緊環(huán)13和鐵砧蓋18設有一用虛線表示的液體輸入孔21和一同樣用虛線表示的液體輸出孔24。一液體輸入管20連接在液體輸入孔21上，在此輸入管內設有單向閥22。在液體輸出孔24上連接一液體輸出管23，它里面設有一可以調整到350bar壓力的節(jié)流閥25，以延緩液體從壓力腔28中流出。
工件4借助于一沖頭1進行壓制，這里分別以一半表示沖頭的兩個不同位置。在上面一個位置還未變形的工件4夾持在一借助于夾緊彈簧3向鍛模方向預緊的夾緊銷2和頂料器7之間。夾緊銷2的預緊也可選擇為借助于壓縮空氣進行。在下面一個位置沖頭1已經將工件4預鍛和去除氧化皮，現在開始將工件移入鍛模5。
工件4通過向前運動的沖頭1以這樣的方法預鍛，使得頂料器7由于節(jié)流閥25阻止液體通過控制活塞8從壓力腔28中流出的阻力保持在其伸出的位置上。在預鍛時頂料器7略微退讓，也就是說縮回對去除氧化皮和氧化皮在鍛模5之外脫落沒有不利影響。在預鍛后工件4通過繼續(xù)向前運動的沖頭1推入鍛模5，這時通過壓力的提高克服節(jié)流閥25阻止液體流出的阻力，并在那里壓制成形。在壓制成形后頂料器7-通過上面提到的、未畫出的凸輪經過頂料桿17、頂料螺栓9和控制活塞8的傳動-將工件重新從鍛模5中頂出，使它例如可以被輸送夾鉗接收。
圖2所示第二個實施例與第一個的區(qū)域在于在液體輸出管23中代替節(jié)流閥25設置一帶一控制管路27的限壓閥26。例如可以采用伯爾尼Bieri公司的用于高達約350bar的限壓閥。在預鍛結束時通過向前運動的沖頭1作用在控制活塞8上的，因此在壓力腔28中和液體輸出管23內的壓力提高到這樣大，使得原先關閉的限壓閥26通過控制管路27打開，并使液體可以流出。其結果是頂料器7縮回，工件4引入鍛模5并在那里壓制成形。這里表示工件4和沖頭1在壓制成形的末其他方面是參照對于第一個實施例的說明。
圖3在第三個實施例中與前面兩個不同液體輸出管29通過夾緊環(huán)13、后支座14和鐵砧15。與頂料桿17固定連接的控制銷30的前端部分可在后支座14的孔31內向前或向后運動，其中它根據位置的不同使液體輸出管29可以關閉和完全或部分打開。
和圖1中一樣這里工件4的壓制按兩個不同的時刻表示。在上半個附圖中還未變形的工件4夾持在預緊的夾持銷2和頂料器7之間?？刂其N30的后端部分靠在頂料螺栓9上，其前端部分關閉液體輸出管29，使得沒有液體能從壓力腔28中流出。然后頂料桿17和控制銷30開始后退運動，接著工件4通過向前運動的沖頭1預鍛，直至最后到達下半個附圖中所示的狀態(tài)，也就是預鍛工件4和去除氧化皮，并且控制銷30處于可以立即打開液體輸出管29的狀態(tài)。此后頂料桿17和控制銷30繼續(xù)向后運動，因此液體可以通過液體輸出管29從壓力腔28中流出，由此控制活塞8和頂料器7向頂料桿17方向移動和工件4移入鍛模5內?？刂其N30的長度可以根據各自希望的預鍛行程進行選擇。
為了使頂料桿17和與之相連的控制銷30可先于頂料螺栓9、控制活塞8和頂料器7向后運動，一方面間接控制頂料桿17的凸輪必須做成這樣，使得它允許這種后退運動，另一方面必須設有這樣的裝置，這個裝置提供后退運動。在所示實施例中后退運動通過彈簧32產生。但是例如也可以設想，頂料桿17鉸接在一通過凸輪控制的頂料杠桿上，使它不僅可由該頂料杠桿向前頂出，而且也能拉回。
其余部分參照對第一個實施例的說明。
圖4所示按本發(fā)明的裝置的第四個實施例包含一機體130和一模具座100，它里面裝有一鍛模105和一所屬的可伸出和縮回的頂料器107，此頂料器基本上相當于第一個實施例中的頂料器7。頂料器107通過一頂料螺栓109與一可軸向移動的頂料桿117連接?？衫@一軸線152旋轉的頂料杠桿150具有一用于頂料桿117的壓緊螺栓151和一可自由旋轉的滾子153，滾子緊靠在凸輪160上。頂料杠桿150借助于一張緊彈簧170這樣地預緊，使?jié)L子153始終靠在凸輪160上。
通過借助于一在運行時沿箭頭方向旋轉的軸161使凸輪160的旋轉使頂料杠桿150來回擺動，其中在即將到達所示杠桿位置的擺開運動時壓緊螺栓151將頂料桿117向鍛模105方向推，使頂料器107伸出。凸輪160的形狀做成這樣，并且其旋轉運動與這里未畫出的沖頭的前進和后退運動這樣地協調，使得伸出的頂料器107延緩縮回。如果滾輪153靠在凸輪160的區(qū)域A內，頂料器107處于伸出位置的等待狀態(tài)。沖頭向前向鍛模105運動，但是還沒有壓上放置在頂料桿107和沖頭之間的工件。當滾輪153通過凸輪160的繼續(xù)旋轉在凸輪上區(qū)域B內滾動時，沖頭繼續(xù)向前運動，并預鍛工件，這里在預鍛時氧化皮剝落。在離開區(qū)域B后頂料杠桿150重新擺回，沖頭推動頂料器107和經過預鍛的工件進入鍛模105，在那里將工件壓制成形。然后工件重新從鍛模105中頂出，例如用一輸送夾鉗轉送到下一個成形工位。然后重新從頭開始下一個工件的整個過程。對于高度不同的工件凸輪160可在軸116上相對于它旋轉，使得可以在時間上推移預鍛進程。
除上述熱壓工件的方法和裝置之外還可以實現其他的方案。這里還應該強調指出，代替圖1至3中所示的液壓裝置也可以設想采用類似結構的、配備必要密封件的氣動裝置。
權利要求
1．熱壓工件的方法，其中加熱到鍛造溫度的工件(4)在鍛模(5；105)之外通過借助于沖頭(1)的預鍛去除氧化皮，然后在一個或幾個鍛模(5；105)內鍛壓成希望的形狀，其特征在于預鍛和鍛壓成形在第一或唯一的鍛模(5；105)中通過同一沖頭(1)在沖頭(1)的同一運動循環(huán)中進行。
2．按權利要求1的方法，其特征在于在預鍛時工件(4)通過一第一或唯一的鍛模(5；105)伸出的頂料器(7；107)夾持在鍛模之外，在預鍛之后通過向前運動的沖頭(1)的壓力送入鍛模(5；105)內，在那里工件通過沖頭(1)的繼續(xù)的前進運動壓制成形。
3．按權利要求2的方法，其特征在于工件(4)在預鍛期間便已經向鍛模(5；105)運動，但是這時運動速度與預鍛后的運動速度相比很小。
4．實現按權利要求2或3的方法的裝置，具有至少一個鍛模(5；105)，一個所屬的可伸出和縮回的頂料器(7；107)和一可向前和向后運動的沖頭(1)，其特征在于具備一裝置，用該裝置可以通過向前運動的沖頭(1)經過安放在頂料器(7；107)和沖頭(1)之間的工件(4)這樣地延緩伸出的頂料器(7；107)的返回運動，使得由此可在鍛模(5；105)之外預鍛工件(4)。
5．按權利要求4的裝置，其特征在于所述延緩裝置包括一安裝在壓力腔(28)內的、直接或間接與頂料器(7)連接的控制活塞(8)以及將液體或氣體輸入或輸出壓力腔(28)的裝置，其中液體或氣體輸出裝置做成這樣，使得部分地延緩進行液體或氣體從壓力腔(28)中的排出，并延緩控制活塞(8)和頂料器(7)的退回。
6．按權利要求5的裝置，其特征在于液體或氣體輸出裝置包含一液體或氣體輸出管(23)，它里面裝有一節(jié)流閥(25)。
7．按權利要求5的裝置，其特征在于液體或氣體輸出裝置包含一液體或氣體輸出管(23)，它里面裝有一限壓閥(26)，它只有在達到一定的液體或氣體壓力時才打開。
8．按權利要求5的裝置，其特征在于液體或氣體輸出裝置包含一液體或氣體輸出管(29)，它用一控制銷(30)打開和關閉。
9．按權利要求8的裝置，其特征在于控制銷(30)與一可向前和向后運動的用于使頂料器(7)伸出的預料桿(17)連接，其中具備裝置(32)，以使頂料桿(17)在頂料器(7)退回前向后運動。
10．按權利要求4的裝置，其特征在于它包含一可旋轉的凸輪(160)，以控制頂料器(107)的伸出和縮回，凸輪做成這樣的形狀，并且其旋轉運動和沖頭的前進和后退運動這樣地協調，使得延緩伸出的頂料器(107)的回彈。
11．按權利要求10的裝置，其特征在于可旋轉的凸輪(160)相對于沖頭的位置是可調的。
12．按權利要求10或11的裝置，其特征在于頂料杠桿(150)可跟隨凸輪(160)來回運動，頂料器(107)可以用該頂料杠桿經過一頂料桿(117)和也許還有一頂料螺栓(109)伸出和重新縮回。
13．帶有按權利要求4至12之任一項的裝置的熱壓成形機。
全文摘要
熱壓工件的裝置,包括一鍛模(5),一所屬的可伸出和縮回的頂料器(7)和一可向前和向后運動的沖頭(1)。頂料器(7)連接在一安裝在壓力腔(28)內的可移動的控制活塞(8)上。液體可以通過一輸出孔(24)和一輸出管(23)從壓力腔(28)中流出。在液體輸出管(23)內裝有一節(jié)流閥(25),以延緩液體流出,并延緩伸出的頂料器(7)被向前運動的沖頭(1)推回,用這樣的方法在鍛模(5)之外預鍛放置在頂料器(7)和沖頭(1)之間的工件(4),并去除氧化皮。
文檔編號B21J13/14GK1298329SQ99805386
公開日2001年6月6日 申請日期1999年4月19日 優(yōu)先權日1998年4月24日
發(fā)明者雷蒙德·舍南貝格爾, 安德烈斯·馬特, 米夏埃爾·蘇特 申請人:哈特伯金屬成型機股份公司