一種多動模具裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多動模具裝置,主要包括多動壓機、成型裝置、熔套裝置、震動裝置、電渣重溶爐、氣刨裝置、電解磨裝置、電火花裝置、切割刀具;所述的多動壓機包括;壓邊頂桿、拉環頂桿、主砧頭頂桿、壓邊模具、拉環模具、主模具、封頭板坯、下模具、底座、頂出缸、封頭、壓機立柱、機頭、壓邊油缸、拉環油缸、主油缸、壓邊砧頭、拉環砧頭、主砧頭;所述的底座分別連接設備基礎、壓機立柱、下模具、頂出缸;所述的成型裝置包括;下模具、耳孔、橫梁、X軸、Z軸、Y軸、立柱、刀臺;由于本實用新型采用電渣重熔技術制造模具本體,消除了模具因冷脆和熱脆導致模具的開裂現象;從而延長了模具在高精度下的使用壽命。
【專利說明】
一種多動模具裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種模具制造技術,特別是一種多動模具裝置。
【背景技術】
[0002]目前,常規封頭壓力機模具,一般是安裝在單動或者雙動油壓機、氣壓機、水壓機或機械式壓力機上;主要是壓制5米以下的直邊橢圓封頭、直邊碟形封頭、直邊錐形封頭、直邊大小口、直邊偏心錐、直邊球冠形封頭等;然而,隨著科技進步、產業結構調整、新材料出現和安全法規的完善與強化以及新產品、新技術、新工藝、新方法的不斷應用,特種或是異形封頭產品應運而生,例如:天然氣、醚類、苯類等高危液體、易燃易爆液體和有毒有害液體的運輸或存儲罐體的封頭產品;不但要求封頭承壓,而且還要具備釋放罐內壓力的緩沖作用,原因是氣體或液體膨脹系數大,物理或化學穩定性差,常規的封頭模具制造技術已經遠遠不能滿足現代要求的高度安全、高度可靠的具有吸收氣體或液體膨脹功能的特種、異形的封頭模具制造技術;因此,薄壁、特材、超大型草帽式異形封頭產品便應運而生,而常規的壓力機模具又不能滿足三層以上的草帽式異形封頭產品制造。
[0003]但現有技術存在以下缺陷和不足。
[0004]1、模具采用鑄件,因材質含硫、磷較多,經常出現冷脆、熱脆的裂紋現象。
[0005]2、模具若采用電渣重熔材料,目前國內外廠商生產的各種加工刀具不能滿足生產條件;即:電渣重溶材料硬、粘,加工中心最好的刀具硬度與電渣重溶材料的硬度接近;所以,電渣重溶材料采用陶瓷刀具或是合金鋼或是涂層刀具,都很難加工。
[0006]3、模具制造周期長,加工精度低;S卩:常規都是采用氣刨粗加工后,再用砂輪修整、研型,人工工作量大,生產效率低,產品質量低,制造費用高。
【發明內容】
[0007]為了避免上述技術中存在的缺點和不足之處,本發明的目的是要設計一種多動模具裝置及其制造方法,在保證模具不會開裂的情況下,即可保證加工精度高、降低人工修型工作量,提高生產效率和縮短模具制造周期的前提下,又可降低模具材質的硫、磷含量,同時還可實現加工、修型自動化,可實現連續作業。
[0008]為了實現上述目的,本發明的技術方案如下:
[0009]—種多動模具裝置,主要包括多動壓機、成型裝置、熔套裝置、震動裝置、電渣重溶爐、氣刨裝置、電解磨裝置、電火花裝置、切割刀具;
[0010]所述的多動壓機包括;壓邊頂桿、拉環頂桿、主砧頭頂桿、壓邊模具、拉環模具、主模具、封頭板坯、下模具、底座、頂出缸、封頭、壓機立柱、機頭、壓邊油缸、拉環油缸、主油缸、壓邊砧頭、拉環砧頭、主砧頭;所述的底座分別連接設備基礎、壓機立柱、下模具、頂出缸;所述的頂出缸活塞桿和封頭連接;所述的壓機立柱的上端和機頭連接;所述的機頭分別連接壓邊油缸、拉環油缸、主油缸;所述的壓邊油缸活塞桿和壓邊砧頭連接,壓邊砧頭和壓邊頂桿連接,壓邊頂桿和壓邊模具連接;所述的拉環油缸活塞桿和拉環砧頭連接,拉環砧頭和拉環頂桿連接,拉環頂桿和拉環模具連接;所述的主油缸的活塞桿和主砧頭連接,主砧頭和主砧頭頂桿連接,主砧頭頂桿和主模具連接;
[0011]所述的成型裝置包括;下模具、耳孔、橫梁、X軸、Z軸、Y軸、立柱、刀臺、電解砂輪、噴頭、螺母、電解液槽、火花頭、螺栓、墊鐵、氣刨頭,隔膜栗、出水口、支架;所述的電解液槽和墊鐵組一端連接;所述的墊鐵組由4個墊鐵組成;電解液槽還設有出水口;所述的出水口通過管路和隔膜栗的入口連接,隔膜栗出口通過管路和噴頭連接;所述的噴頭和支架連接;所述的支架和刀臺連接;所述的墊鐵組另一端和下模具底面連接;所述的立柱組螺栓穿過耳孔和螺母連接,立柱組另一端和橫梁連接;所述的立柱組由4個立柱組成;所述的立柱和螺栓焊接成一個整體;所述的橫梁和X軸連接;所述的X軸滑臺和Z軸的滑座連接;所述的Z軸滑座和Y軸的滑臺連接;所述的刀臺和Y軸滑臺連接;所述的刀臺和電解砂輪或者是氣刨頭或者是火花頭連接;所述的刀臺和電解砂輪或者是氣刨頭或者是火花頭和下模具連接;所述的橫梁還包括齒條、橫梁導軌;所述的齒條和橫梁導軌連接;
[0012]所述的熔套裝置包括熔池組件、水套組件、固定螺母;所述的熔池組件還包括外擋板、底擋板、內擋板、熔池、吊耳組、所述的底擋板分別和外擋板、內擋板連接;所述的熔池是由底擋板、外擋板和內擋板組成的空腔;所述的吊耳組是由4個吊耳組成,分別布置在外擋板的外圓上,在吊耳的上下2個平面上還開設有2個耳孔,2個耳孔同軸;所述的水套組件還包括回水口、出水口、凸頂、內套、外套、內底套、外底套、定位桿組;所述的外套分別和外底套、凸頂、回水口連接;所述的凸頂分別和內套、出水口連接;所述的內套和內底套連接;所述的內底套和定位桿組連接;所述的定位桿組是由定位桿組成;所述的定位桿上設有固定螺栓;所述的水套組件分別和熔池組件、固定螺母連接定位;
[0013]所述的震動裝置包括三維振動臺、銅砂;所述的三維振動臺的臺面和熔套裝置連接;所述的銅砂分別填充在水套組件、熔池組件的空隙部位;
[0014]所述的電渣重溶爐包括爐底座、導電滑座、絕緣滑臺、料夾、溶料、埋料、熔渣;所述的爐底座分別和連接導電滑座、水套組件連接;所述的導電滑座和絕緣滑臺連接;所述的絕緣滑臺和料夾連接;所述的料夾和溶料連接;所述的溶料和埋料間隙連接;所述的埋料和熔渣連接;所述的熔渣和熔池組件連接;
[0015]所述的氣刨頭裝置包括氣刨頭、碳棒、氣栗、氣刨電源;所述的刀臺和氣刨頭連接,氣刨頭通過刨夾和碳棒連接,碳棒和下模具連接;所述的氣刨電源的正極和氣刨頭連接,氣刨電源的負極和下模具連接;所述的氣栗通過軟管和噴頭連接;
[0016]所述的電解磨裝置包括電解磨電源、磨頭、電解砂輪、隔膜栗;所述的電解磨電源的正極和下模具連接,電解磨電源的負極和電解砂輪連接;所述的磨頭和刀臺連接;所述的磨頭和電解砂輪連接;所述的電解砂輪和下模具間隙連接;所述的隔膜栗通過管路和噴頭連接;
[0017]所述的電火花裝置包括電火花電源、火花頭、銅模具;所述的電火花電源的正極和下模具連接;電火花電源的負極和火花頭連接;所述的火花頭分別和刀臺、銅模具連接;所述的銅模具另一端和下模具間隙連接。
[0018]一種多動模具裝置的制造方法,包括以下步驟:
[0019]A、準備步驟:
[0020]1、制作熔池程序:首先按照下模具圖紙要求,將材料板坯放在數控切割機上下料,然后再通過卷板機、平板機制作內擋板、底擋板、外擋板、吊耳單體零件后,去毛刺,開坡口;其次,先將內擋板和底擋板組合對接,并在坡口處分層焊接,然后再將外擋板和底擋板組合焊接后;通過胎具將4個吊耳焊接在外擋板的外表面上;最后,按照下模具的制作方法,再分別制作壓邊模具、拉環模具和主模具;此時,下模具熔池組件、壓邊模具熔池組件、拉環模具熔池組件和主模具熔池組件制作完成,待用;
[0021 ] 2、制作水套程序:按照下模具熔池組件方法制作完水套組件后,打水壓0.8MPa,保壓10分鐘后無滲漏;此時,水套組件制作完成,待用;
[0022]3、制作成型裝置程序:首先安裝圖紙要求,制作4個立柱、I個口字形橫梁、X軸、Y軸、Z軸單體部件后,再把通用零部件的軸驅動、導軌組件、齒條分別安裝在口字形橫梁、X軸、Y軸、Z軸單體部件上,8卩:在口字形的橫梁上安裝齒條和橫梁導軌,把橫梁驅動安裝在X軸上,當數控系統發出X軸移動時,橫梁驅動便得到移動命令,伺服電機帶動齒輪在齒條上旋轉,這時,齒輪的旋轉運動轉變為直線運動,X軸會在橫梁導軌的運動副上產生相對運動,又因Y軸的滑臺是間隙配合固定在Z軸的滑座上,而Z軸的滑臺又間隙配合固定在X軸的滑座上,因此,X軸的運動也會同時帶動Y軸、Z軸的整體同步移動;
[0023]4、氣刨裝置:首先制作氣刨頭和氣刨頭的自動夾持、更換碳棒組件以及碳棒弧光強度檢測電子眼;其次制作氣刨頭底座和刀臺連接法蘭;其三,制作連接氣刨電源的控制部分和數控系統的電纜插頭,氣栗和噴頭連接氣管接頭;最后,在工況條件下調試數控系統控制氣刨電源的電流和氣栗壓力,氣栗壓差發訊器的可靠性和靈敏度;
[0024]5、電解磨裝置:首先,制作磨頭和磨頭底座與刀臺連接法蘭;其次制作磨頭和電解磨電源連接電纜插頭,數控系統和電解磨電源、隔膜栗電纜連接插頭,制作隔膜栗分別和出水口、噴頭連接接頭;最后調試隔膜栗和電解磨電源的電解電流;
[0025]6、電火花裝置:首先,制作火花頭和火花頭與刀臺連接的法蘭盤;其次制作數控系統和電火花電源連接電纜接頭,電火花電源和下模具、火花頭連接導線,噴頭和隔膜栗連接水管與接頭;最后,調試火花頭循環微動間隙和頻率;
[0026]7、溶料制備:首先用消失模鑄造工藝制作溶料形狀、尺寸后,添加澆注冒口,然后刷涂料,當涂料干燥后,埋入震動砂箱的鐵砂中震實后,將震動砂箱裝填鐵砂和溶料的模型開口處加蓋防止漏氣塑料布,并將震動砂箱的真空連接管接頭連接到抽真空管路后抽真空;其次,在中頻爐中調配下模具、壓邊模具、拉環模具、主模具所需要的金屬材料,出爐前用光譜分析儀測量化學成分是否滿足材質要求,如果不滿足,在光譜分析儀的幫助下,繼續調配材料成分,直至滿足化學成分為止;最后,將中頻爐中的鐵水從澆注冒口處緩慢、均勻的注入型腔中,冷卻后,用氣刨設備將澆注冒口切除后,進行人工噴砂,除去涂料層后,得到溶料制品,這個溶料制品可以有縮松、氣泡、毛刺、形狀變化不大的鑄造缺陷;這時,溶料制備完成;
[0027]8、電解液裝置:首先制作電解液槽;其次在電解液槽的任一側板上布置出水口 ;最后,安裝隔膜栗;
[0028]B、熔套裝配步驟:經步驟A準備步驟中的程序I制作熔池和程序2制作水套程序完成后,進入步驟B的熔套裝配步驟;首先將水套組件用吊車吊到三維振動臺上,并將水套組件和三維振動臺連接成一個整體,使水套組件不能在三維振動臺震動、搖晃時位移;其次,把熔池組件放入到水套組件中間,使用定位桿通過吊耳將熔池組件托起,并用固定螺栓穿過耳孔和固定螺母連接、緊固,使三維振動臺、水套組件、熔池組件變為一個整體;此時,熔套裝配步驟完成,進入C震實步驟;
[0029]C、震實步驟:經步驟B完成熔套裝配步驟后,進入震實步驟;首先啟動三維振動臺,使水套組件、熔池組件跟隨三維振動臺一起震動、搖晃;其次,用人工將銅砂填入到熔池組件和水套組件間隙處,此時,三維振動臺一邊震動、搖晃,一邊不斷的用人工將銅砂填入到熔池組件和水套組件間隙處,直至將銅砂把熔池組件和水套組件的間隙填滿、填平為止;最后,將填滿、填平的銅砂再在三維振動臺上震動10分鐘,直至銅砂在熔池組件和水套組件間隙的每一處震實、無空隙為止;這時,震實步驟完成,進入D重溶步驟;
[0030]D、重溶步驟:經步驟C震實步驟處理后的熔套組件和步驟A準備步驟的程序7溶料制備處理完成后,進入到D重溶步驟;首先將震實后的熔套組件用吊車從三維振動臺上吊到電渣重溶爐的爐底座上,使電渣重溶爐的爐底座和水套組件的外底套充分接觸,保證電渣重溶爐的正極電源接觸電阻達到最小;再將溶料和電渣重溶爐料夾的接觸部分用手動砂輪進行人工打磨,使溶料和料夾接觸面積達到85%以上,保證電渣重溶爐的負極電源接觸電阻達到最小;然后在熔池組件的熔池中的底面上,均勻的撒入埋料,埋料高度為15厘米;其次,連接水套組件冷卻管,即:電渣重溶爐冷卻塔的水栗通過管路和進水口連接、固定,回水口通過管路和電渣重溶爐冷卻塔連接固定后;然后在電渣重溶爐的數控系統上設定絕緣滑臺的進給速度、溶料的工作電流、絕緣滑臺工作延遲時間;其三,開啟電渣重溶爐自動運行按鈕,水栗開始給水套組件供水后,數控系統自動延遲15分鐘后,自動啟動絕緣滑臺工進,當溶料的某一點接觸到埋料時,瞬間發生短路,強大的電流在電離的作用下,迅速產生極高溫度的弧光,在極高溫度弧光的作用下,溶料和埋料的接觸點開始融化,并形成金屬溶滴,滴入埋料中,此時,在金屬溶滴形成過程中,由于弧光溫度極高,會同時燒損溶料中大部分的有害成分硫和磷,同時,埋料也在高溫作用下,由顆粒狀固態轉化為液態,當液態的浮力小于金屬溶滴時,金屬溶滴會滑落到浮力小、熔池最低點的底擋板位置,并最終和底擋板接觸;隨著溶料和埋料的接觸面積不斷擴大,形成的金屬溶滴也越來越多,在底擋板由金屬溶滴形成的金屬液體也越來越多,由于底擋板并非和冷卻介質直接接觸,而是通過銅砂和冷卻介質間接接觸,這樣就存在金屬液體散熱延遲或導熱響應延遲問題,也就是說帶有一定的保溫特性,因此,當底擋板上形成的金屬液體達到可部分融化底擋板時,就會形成融合體,由于融合體的形成會消耗金屬液體大量的熱能,而且通過銅砂傳導到冷卻介質中的能量,會逐步散失底擋板的熱量,這時,熱能保持平衡,使底擋板、內擋板、外擋板的金屬液體凝固或半凝固狀態會保持下來,熔池中的金屬液體也會由底擋板、內擋板、外擋板處向熔池的中心方向逐步冷卻,又因金屬液體上有液態埋料,有效的控制了金屬液體和空氣中的氧氣直接接觸,有效的避免了材質劣化;當電渣重溶爐工作完成后,停止電渣重溶爐工作,水栗繼續工作,并直至金屬液體完全凝固后停止;其四、拆卸水栗和進水口的連接管路,回水口和電渣重溶爐冷卻塔的連接管路后;再將絕緣滑臺上升至原始位置;此時,電渣重溶過程完成;最后,將熔套組件從電渣重溶爐中吊出,并將熔套組件翻轉180度,倒出銅砂,拆掉固定螺母,取出熔池組件,也就是下模具的毛坯件;
[0031]E、成型裝置裝配步驟:經步驟A準備步驟的3制作成型裝置程序和8電解液裝置程序處理后,進入E成型裝置裝配步驟;首先在電解液裝置的電解液槽內放入4個墊鐵,在4個墊鐵上放入下模具的毛坯件后,通過4個墊鐵調整下模具的毛坯件水平,然后將成型裝置的螺栓內先穿入水平調整墊后插入到下模具的毛坯件的耳孔中,用螺母鎖緊,再測量成型裝置水平,如果成型裝置不在水平面位置,則需要重新更換水平調整墊,直至達到水平為止,然后再用螺母鎖緊、固定,使成型裝置和下模具的毛坯件連接成為一個整體,并在電解液槽內加入電解液后,通過電纜連接插頭連接成型裝置、數控系統、電源;此時,成型裝置裝配步驟E完成,進入到加工步驟F;
[0032]F、加工步驟:經步驟A準備步驟中的4氣刨裝置、5電解磨裝置、6電火花裝置和步驟E成型裝置裝配步驟后,進入到F加工步驟;加工步驟共有3道程序完成,即:粗加工程序、精加工程序、整形程序;其中:粗加工程序是以最快速度去除模具上的多余材料;精加工程序是去除連續表面、線、點的多余材料;整形程序是去除精加工程序不能去除的多余材料,即:制造業常說的死角或清根,也就是用最小的電解砂輪,也不能插入或進入到狹小的空間內,去除需要加工的多余材料;
[0033]1、粗加工程序:首先在刀臺上安裝氣刨頭后,再將數控系統的連接插頭分別通過控制電纜和氣刨電源、氣栗的插座連接,再將氣刨電源的碳棒電源正極和氣刨頭連接固定,將將氣刨電源的負極和下模具毛坯件連接固定,然后把氣栗的壓縮空氣管路和噴頭連接固定;其次,啟動數控系統,使數控系統處于原位狀態,通過筆記本電腦在線輸入氣刨粗加工運行指令代碼,在數控系統的人機對話的界面中錄入碳棒直徑、長度、工作電流、氣栗的工作壓力值,數控系統會自動計算出Y軸每分鐘進給量,并通過閉環反饋的弧光檢測電子眼反饋數據信號傳送到數控系統中,由數控系統自動判斷、調整Y軸的每分鐘進給量;其三,啟動取料對刀按鈕,數控系統自動調用第一段數控程序的指令代碼并開始運行,將X軸和Z軸分別按照指令代碼的運行軌跡聯動運行到刀庫廢料位置時同時停止,延遲0.3秒,打開氣刨頭的刨夾后,X軸和Z軸再按照運行軌跡運行到I號碳棒存放處停止,延遲0.3秒,指令代碼啟動Y軸向碳棒處運行,當Y軸運行到指令代碼要求的位置后停止,氣刨頭的刨夾開始夾持碳棒,然后Y軸回到初始化狀態的原始位置后停止,X軸和Z軸再按照指令代碼的運行軌跡也回到初始化狀態的原始位置后停止;此時,首次自動抓取碳棒工作完成后,數控系統第一段指令代碼執行完成,X軸、Z軸、Y軸自動停止運行,等待人工對刀;當人工通過手動對刀完成后,在數控系統上輸入相對坐標點后,數控系統就會自動計算、修訂加工的指令代碼,并以此為原點進行3軸聯動的軌跡加工;如果在切割刀具尺寸長度和直徑一致的情況下,對刀可進行一次對刀和相對坐標點設定,否則,不同的切割刀具要分別對刀,并按照對刀的刀號分別進行相對坐標點設定;其四,對刀庫切割刀具對完刀、設定完不同切割刀具相對坐標點設定后,啟動初加工自動運行按鈕,數控系統會自動調用第二段數控程序的指令代碼開始運行,即:軸電機使能并同時啟動氣栗后,數控系統檢測氣栗的壓力反饋信號是否達到設定值,如果沒有達到設定值,數控系統繼續等待氣栗加壓,當氣栗的壓力值達到數控系統要求的壓力值時,氣栗打開放氣閥門,噴頭開始噴射壓縮空氣,氣刨電源接通切割電源,這時軸電機會拖動X軸、Z軸、Y軸運動,運動形式是I軸運動或是2軸聯動或是3軸聯動運行,原因是指令代碼命令不同,軸運動形式也隨之改變,但切割刀具的運行軌跡不會發生變化;這時,軸電機會拖動X軸、Z軸、Y軸從初始化狀態的原始點向對刀完成后設定的坐標點移動,并達到數控系統指令代碼所要求的指定位置開始粗加工運行,切割刀具的三維運行軌跡、切割尺寸、切割速度全部由指令代碼自動控制,在切割過程中,碳棒和下模具毛坯件的高點瞬間接觸后迅速將碳棒向下模具毛坯件相反的方向離開2毫米,在碳棒的正極和下模具毛坯件的負極接觸時,接觸電流會同時反饋到數控系統中,數控系統也會同時發出Y軸上升2毫米指令,在此期間,碳棒和下模具毛坯件的瞬間接觸會產生熱量,而300安培的電流又會產生較大的電場;因此,在熱和電場的同時作用下,碳棒和下模具毛坯件離開的同時會迅速發生電離,并產生高溫弧光,與此同時,弧光強度檢測電子眼向數控系統發出反饋信號,數控系統開始執行切割指令代碼,即:由于電弧的高溫,會把下模具毛坯件的局部加熱到融化狀態,同時用壓縮空氣的氣流把下模具毛坯件的融化材料吹掉,從而達到了對下模具毛坯件快速切割的目的,在切割過程中,如果弧光強度檢測電子眼檢測的弧光強度低于設定值時,數控系統又檢測到電弧電流值又較小,數控系統會自動加快切割速度,否則就降低切割速度;同時,隨著碳棒的消耗,即:碳棒由原來的標準長度變短了;數控系統會自動補償切割刀具加工時間消耗量和根據切割刀具消耗量自動提升噴頭高度,當噴頭的高度提升到一定位置時,升降運動副就向數控系統發出碳棒已經消耗殆盡,需要更換新碳棒的中斷命令,此時,數控系統發出停止氣刨電源的切割電源命令,并將當前操作的指令位置、加工方式、狀態、相對坐標點和刀具設定存儲到指定的可掉電保護的存儲器中,延遲5秒后,Y軸首先回到初始化狀態的原點位置,然后再將X軸和Z軸兩軸聯動回到初始化狀態的原點位置后,數控系統自動調用切割刀具換刀宏程序,即:X軸和Z軸分別按照指令代碼的運行軌跡,兩軸聯動運行到刀庫廢料位置時停止,延遲0.3秒,打開氣刨頭的刨夾后,消耗殆盡的碳棒掉落到刀庫廢料位置的廢料箱中,延遲I秒后,X軸和Z軸再按照運行軌跡運行到2號碳棒存放處停止,延遲0.3秒后,啟動Y軸向碳棒方向運行,當Y軸運行到指定位置后停止,氣刨頭的刨夾開始夾持碳棒,然后Y軸回到初始化狀態的原始位置后停止,X軸和Z軸再回到初始化狀態的原始位置后停止后;數控系統將從指定的中斷的可掉電保護存儲器中取出中斷保護數據,繼續加工,周而復始,直至粗加工加工完成為止,最后,關閉氣栗,關閉氣刨電源和數控系統電源,拆卸氣刨頭,拆卸數控系統連接電纜和壓縮空氣管路以及氣刨電源的切割電源;這時,粗加工成型完成,進入到精加工程序;
[0034]2、精加工程序:經粗加工完成后的模具,進入到精加工程序;首先在刀臺上安裝磨頭,噴頭通過管線和隔膜栗連接,電解砂輪安裝在磨頭上;電解磨電源的正級通過螺栓和吊耳連接;電解磨電源的負級通過石墨電刷和電解砂輪連接;其次,啟動數控系統,使數控系統處于原位狀態,通過筆記本電腦在線輸入電解磨精加工運行指令代碼,在數控系統的人機對話的界面中錄入電解砂輪的外形尺寸、工作電流、隔膜栗的工作壓力值,然后再分別輸入X軸、Z軸、Y軸運行速度、運行軌跡和補償系數后,再進行人工操作,確定下模具的起始加工零點;其三,啟動數控系統自動加工按鈕;系統會按照錄入的參數和生成的代碼程序自動運算,同時開始三軸聯動自動加工運行;過程為:隔膜栗啟動,延遲10秒后電解磨電源啟動,延遲5秒后磨頭啟動,延遲3秒后啟動數控系統使能,這時,X軸、Z軸、Y軸三軸聯動自動從原位狀態運行到零點狀態;并從零點狀態開始按照電解磨精加工運行指令代碼加工下模具;當下模具精加工加工完成后,X軸、Z軸、Y軸三軸聯動自動返回原位狀態,接著關閉數控系統使能,延時3秒關閉磨頭后,再延遲3秒關閉電解磨電源、隔膜栗;這時,精加工程序完成,開始進入到整形加工程序;
[0035]3、整形加工程序:經精加工完成后的模具,進入到整形加工程序;整形加工程序主要是針對狹小空間的清根加工;即:精加工程序中的電解砂輪直徑大于狹小空間尺寸,電解砂輪加工不到的模具邊緣區域;首先在刀臺上安裝火花頭,噴頭通過管線和隔膜栗連接,銅模具安裝在火花頭上;電火花電源的正級通過螺栓和吊耳連接;電火花電源的負級和火花頭連接;其次,啟動數控系統,使數控系統處于原位狀態,通過筆記本電腦在線輸入整形加工運行指令代碼,在數控系統的人機對話的界面中錄入銅模具的外形尺寸、放電電流、隔膜栗的工作壓力值,然后再分別輸入X軸、Z軸、Y軸運行速度、運行軌跡和補償系數后,再進行人工操作,確定下模具的起始加工零點;其三,啟動數控系統自動加工按鈕;系統會按照錄入的參數和生成的代碼程序自動運算,同時開始三軸聯動自動加工運行;過程為:隔膜栗啟動,延遲10秒后電火花電源啟動,延遲3秒后啟動數控系統使能,這時,X軸、Z軸、Y軸三軸聯動自動從原位狀態運行到零點狀態;并從零點狀態開始按照整形加工運行指令代碼加工下模具;當下模具整形加工完成后,X軸、Z軸、Y軸三軸聯動自動返回原位狀態,接著關閉數控系統使能,延遲3秒關閉電火花電源、隔膜栗;這時,整形加工程序完成;
[0036]G、總裝步驟:經F加工步驟加工完成的壓邊模具、拉環模具、主模具和下模具,進入到多動模具的G總裝步驟;首先,將主模具安裝在多動壓機主砧頭頂桿上,然后將下模具浮動放置在多動壓機的底座上,使下模具的中心線盡量和多動壓機中心線重合后,開啟多動壓機,并使多動壓機處于手動狀態,按下主油缸的活塞桿伸出按鈕,這時,主油缸的活塞桿帶著主砧頭頂桿和主模具點動、緩慢伸出,當主模具和下模具的最高點還有3至5毫米接觸時,用塞尺測量主模具和下模具之間的間距尺寸,一邊測量,一邊調整下模具位置,周而復始,直到主模具和下模具之間的間距尺寸一致與十字中心線的間距尺寸一致時,再次按下主油缸活塞桿伸出按鈕,直到主模具和下模具完成接觸吻合為止,此時,下模具的位置調整完成,然后用螺栓將下模具和多動壓機的底座固定完成后,按下主油缸的活塞桿縮回按鈕,這時,主油缸的活塞桿帶著主砧頭頂桿和主模具快速縮回;其次,將壓邊模具、拉環模具分別放置在下模具上,并使壓邊模具、拉環模具分別和下模具的定位位置完全接觸吻合后,開動拉環油缸的活塞桿帶動拉環頂桿和拉環模具連接、固定后;再開動多動壓機的壓邊油缸的活塞桿帶動壓邊頂桿和壓邊模具連接、固定后;多動壓機的拉環油缸的活塞桿帶動拉環頂桿和拉環模具縮回原位;再開動多動壓機的壓邊油缸的活塞桿帶動壓邊頂桿和壓邊模具縮回原位;此時,壓邊模具、拉環模具、主模具和下模具安裝完成,進入H檢驗步驟;
[0037]H、檢驗步驟:經步驟G總裝步驟處理后,進入到H檢驗步驟;選取直徑大于封頭板坯厚度的鋼筋,長度大于下模具直徑的鋼筋兩段,按照模具的十字坐標線擺放后,啟動多動壓機按照壓邊油缸先動、主油缸在動和拉環油缸后動的順序壓制鋼筋,順序間隔設置為3秒,壓制壓力為0.5噸;保壓時間為30分鐘后;將設備的各壓制油缸返回原位后,將鋼筋的位置在下模具上作好標記,然后測量鋼筋各點的厚度是否一致,如果一致,檢驗結束,如果不一致,分析原因,進行壓邊模具和拉環模具位置調整,如果是模具問題,修理模具,周而復始,直至兩段鋼筋抽查點的厚度一致,檢驗步驟完成,多動模具合格。
[0038]本法明所述的上模具和下模具的制造方法與工藝相同。
[0039 ]本發明所述的切割刀具包括碳棒、銅模具和電解砂輪。
[0040 ]本發明所述的軸電機包括X軸、Z軸、Y軸的伺服電機。
[0041]本發明所述的支架還包括噴頭的升降運動副,所述的支架和刀臺連接,所述的所述的升降運動副分別和支架、噴頭連接,所述的噴頭分別和壓縮空氣或電解液連接。
[0042]本發明所述的火花頭、氣刨頭、磨頭共用一個刀臺,可互換、交替使用。
[0043]與現有技術相比,本發明具有以下有益效果。
[0044]1、由于本發明采用了電渣重熔技術制造模具本體,使材質中的硫、磷含量大大降低,從而提高了材質的硬度和粘度,保證了模具不會因冷脆和熱脆導致模具體開裂或因壓力過大而出現的變形現象,從而延長了模具在高精度下的使用壽命。
[0045]2、由于本發明采用了電腐蝕技術加工電渣重熔材料;因此,常規的碳棒、有色金屬或黑色金屬都可成為很好的加工刀具,取材十分容易。
[0046]3、由于本發明采用了自動化程度高等工裝、夾具;因此,模具制造周期短,加工精度高,人員修型量少,生產效率高,人工作業成本低,可實現連續操作。
【附圖說明】
[0047]本發明共有9幅附圖。
[0048]圖1是一種多動模具裝置制造流程圖。
[0049]圖2是動動壓機工作示意圖。
[0050]圖3是通用加工裝置主視圖。
[0051]圖4是圖3的通用加工裝置俯視圖。
[0052]圖5是電渣重溶裝置主視圖。
[0053]圖6是是圖5的A-A剖面圖。
[0054]圖7是上模具結構示意圖。
[0055]圖8是模具壓制封頭示意圖。
[0056]圖9是下模具結構示意圖。
[0057]圖中:1、壓邊頂桿,2、拉環頂桿,3、主砧頭頂桿,4、壓邊模具,5、拉環模具,6、主模具,7、封頭板坯,8、下模具,9、吊耳,10、耳孔,11底座,12、軸線,13、頂出缸,14、封頭,15、溶料,16、埋料,17、熔渣,18、銅砂,19,回水口,20、凸頂,21、內套,22、外套,23、內底套,24、外底套,25、進水口,26、水套,27、三維振動臺,28、絕緣滑臺,29、導電滑座,30、橫梁,31、X軸,
32、Z軸,33、Y軸,34、立柱,35、刀臺,36、電解砂輪,37、噴頭,38、螺母,39、電解液槽,40、火花頭,41、螺栓,42、墊鐵,43、氣刨頭,44、隔膜栗,45、出水口,46、支架,47、定位桿,48、融合體,49、料夾,50、壓機立柱,51、機頭,52、壓邊油缸,53、拉環油缸,54、主油缸,55、壓邊砧頭,56、拉環砧頭,57、主砧頭,58、爐底座,59、外擋板,60、底擋板,61、內擋板,62、固定螺栓,63、固定螺母,64、熔池,65、氣栗,66、碳棒,67、磨頭,68、銅模具,69、氣刨電源,70、電解磨電源,71、電火花電源,72、齒條,73、橫梁導軌,74、橫梁驅動,75、冷卻塔,76、水栗,77、中心方向,78、水平調整墊,79、刀庫,80、升降運動副。
【具體實施方式】
[0058]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0059]如圖1-9所示,一種多動模具裝置,主要包括多動壓機、成型裝置、熔套裝置、震動裝置、電渣重溶爐、氣刨裝置、電解磨裝置、電火花裝置、切割刀具;
[0060]所述的多動壓機包括;壓邊頂桿1、拉環頂桿2、主砧頭頂桿3、壓邊模具4、拉環模具
5、主模具6、封頭板還7、下模具8、底座11、頂出缸13、封頭14、壓機立柱50、機頭51、壓邊油缸52、拉環油缸53、主油缸54、壓邊砧頭55、拉環砧頭56、主砧頭57;所述的底座11分別連接設備基礎、壓機立柱50、下模具8、頂出缸13;所述的頂出缸13活塞桿和封頭14連接;所述的壓機立柱50的上端和機頭51連接;所述的機頭51分別連接壓邊油缸52、拉環油缸53、主油缸54;所述的壓邊油缸52活塞桿和壓邊砧頭55連接,壓邊砧頭55和壓邊頂桿I連接,壓邊頂桿I和壓邊模具4連接;所述的拉環油缸53活塞桿和拉環砧頭56連接,拉環砧頭56和拉環頂桿2連接,拉環頂桿2和拉環模具5連接;所述的主油缸54的活塞桿和主站頭57連接,主站頭57和主石占頭頂桿3連接,主站頭頂桿3和主1?具6連接;
[0061 ]所述的成型裝置包括;下模具8、耳孔10、橫梁30、X軸31、Z軸32、Y軸33、立柱34、刀臺35、電解砂輪36、噴頭37、螺母38、電解液槽39、火花頭40、螺栓41、墊鐵42、氣刨頭43,隔膜栗44、出水口 45、支架46;所述的電解液槽39和墊鐵組一端連接;所述的墊鐵組由4個墊鐵42組成;電解液槽39還設有出水口 45 ;所述的出水口 45通過管路和隔膜栗44的入口連接,隔膜栗44出口通過管路和噴頭37連接;所述的噴頭37和支架46連接;所述的支架46和刀臺35連接;所述的墊鐵組另一端和下模具8底面連接;所述的立柱組螺栓41穿過耳孔10和螺母38連接,立柱組另一端和橫梁30連接;所述的立柱組由4個立柱34組成;所述的立柱34和螺栓41焊接成一個整體;所述的橫梁30和X軸31連接;所述的X軸31滑臺和Z軸32的滑座連接;所述的Z軸32滑座和Y軸33的滑臺連接;所述的刀臺35和Y軸33滑臺連接;所述的刀臺35和電解砂輪36或者是氣刨頭43或者是火花頭40連接;所述的刀臺35和電解砂輪36或者是氣刨頭43或者是火花頭40和下模具8連接;所述的橫梁30還包括齒條72、橫梁導軌73;所述的齒條72和橫梁導軌73連接;
[0062]所述的熔套裝置包括熔池組件、水套組件、固定螺母63;所述的熔池組件還包括外擋板59、底擋板60、內擋板61、熔池64、吊耳組、所述的底擋板60分別和外擋板59、內擋板61連接;所述的熔池64是由底擋板60、外擋板59和內擋板61組成的空腔;所述的吊耳組是由4個吊耳9組成,分別布置在外擋板59的外圓上,在吊耳9的上下2個平面上還開設有2個耳孔10,2個耳孔10同軸;所述的水套組件還包括回水口 19、出水口45、凸頂20、內套21、外套22、內底套23、外底套24、定位桿組;所述的外套22分別和外底套24、凸頂20、回水口 19連接;所述的凸頂20分別和內套21、出水口 45連接;所述的內套21和內底套23連接;所述的內底套23和定位桿組連接;所述的定位桿組是由定位桿47組成;所述的定位桿47上設有固定螺栓62;所述的水套組件分別和熔池組件、固定螺母63連接定位;
[0063]所述的震動裝置包括三維振動臺27、銅砂18;所述的三維振動臺27的臺面和熔套裝置連接;所述的銅砂18分別填充在水套組件、熔池組件的空隙部位;
[0064]所述的電渣重溶爐包括爐底座58、導電滑座29、絕緣滑臺28、料夾49、溶料15、埋料
16、熔渣17;所述的爐底座58分別和連接導電滑座29、水套組件連接;所述的導電滑座29和絕緣滑臺28連接;所述的絕緣滑臺28和料夾49連接;所述的料夾49和溶料15連接;所述的溶料15和埋料16間隙連接;所述的埋料16和熔渣17連接;所述的熔渣17和熔池組件連接;
[0065]所述的氣刨頭裝置包括氣刨頭43、碳棒66、氣栗65、氣刨電源69 ;所述的刀臺和氣刨頭43連接,氣刨頭43通過刨夾和碳棒66連接,碳棒66和下模具8連接;所述的氣刨電源69的正極和氣刨頭43連接,氣刨電源的負極和下模具8連接;所述的氣栗65通過軟管和噴頭37連接;
[0066]所述的電解磨裝置包括電解磨電源70、磨頭67、電解砂輪36、隔膜栗44;所述的電解磨電源70的正極和下模具8連接,電解磨電源70的負極和電解砂輪36連接;所述的磨頭67和刀臺35連接;所述的磨頭67和電解砂輪36連接;所述的電解砂輪36和下模具8間隙連接;所述的隔膜栗44通過管路和噴頭37連接;
[0067]所述的電火花裝置包括電火花電源71、火花頭40、銅模具68;所述的電火花電源71的正極和下模具8連接;電火花電源71的負極和火花頭40連接;所述的火花頭40分別和刀臺35、銅模具68連接;所述的銅模具68另一端和下模具8間隙連接。
[0068]一種多動模具裝置的制造方法,包括以下步驟:
[0069]B、準備步驟:
[0070]2、制作熔池程序:首先按照下模具8圖紙要求,將材料板坯放在數控切割機上下料,然后再通過卷板機、平板機制作內擋板61、底擋板60、外擋板59、吊耳9單體零件后,去毛刺,開坡口;其次,先將內擋板61和底擋板60組合對接,并在坡口處分層焊接,然后再將外擋板59和底擋板60組合焊接后;通過胎具將4個吊耳9焊接在外擋板59的外表面上;最后,按照下模具8的制作方法,再分別制作壓邊模具4、拉環模具5和主模具6;此時,下模具8熔池組件、壓邊模具4熔池組件、拉環模具5熔池組件和主模具6熔池組件制作完成,待用;
[0071 ] 2、制作水套程序:按照下模具8熔池組件方法制作完水套組件后,打水壓0.8MPa,保壓10分鐘后無滲漏;此時,水套組件制作完成,待用;
[0072]3、制作成型裝置程序:首先安裝圖紙要求,制作4個立柱34、1個口字形橫梁30、X軸31、Y軸33、Z軸32單體部件后,再把通用零部件的軸驅動、導軌組件、齒條分別安裝在口字形橫梁30、X軸31、Y軸33、Z軸32單體部件上,8卩:在口字形的橫梁30上安裝齒條72和橫梁導軌73,把橫梁驅動74安裝在X軸31上,當數控系統發出X軸31移動時,橫梁驅動74便得到移動命令,伺服電機帶動齒輪在齒條72上旋轉,這時,齒輪的旋轉運動轉變為直線運動,X軸31會在橫梁導軌73的運動副上產生相對運動,又因Y軸33的滑臺是間隙配合固定在Z軸32的滑座上,而Z軸32的滑臺又間隙配合固定在X軸31的滑座上,因此,X軸31的運動也會同時帶動Y軸
33、Z軸32的整體同步移動;
[0073]4、氣刨裝置:首先制作氣刨頭43和氣刨頭43的自動夾持、更換碳棒66組件以及碳棒66弧光強度檢測電子眼;其次制作氣刨頭43底座和刀臺35連接法蘭;其三,制作連接氣刨電源69的控制部分和數控系統的電纜插頭,氣栗65和噴頭37連接氣管接頭;最后,在工況條件下調試數控系統控制氣刨電源69的電流和氣栗65壓力,氣栗65壓差發訊器的可靠性和靈敏度;
[0074]5、電解磨裝置:首先,制作磨頭67和磨頭67底座與刀臺35連接法蘭;其次制作磨頭67和電解磨電源70連接電纜插頭,數控系統和電解磨電源70、隔膜栗電纜連接插頭,制作隔膜栗44分別和出水口 45、噴頭37連接接頭;最后調試隔膜栗44和電解磨電源70的電解電流;
[0075]6、電火花裝置:首先,制作火花頭40和火花頭40與刀臺35連接的法蘭盤;其次制作數控系統和電火花電源71連接電纜接頭,電火花電源71和下模具8、火花頭40連接導線,噴頭37和隔膜栗44連接水管與接頭;最后,調試火花頭40循環微動間隙和頻率;
[0076]7、溶料制備:首先用消失模鑄造工藝制作溶料15形狀、尺寸后,添加澆注冒口,然后刷涂料,當涂料干燥后,埋入震動砂箱的鐵砂中震實后,將震動砂箱裝填鐵砂和溶料15的模型開口處加蓋防止漏氣塑料布,并將震動砂箱的真空連接管接頭連接到抽真空管路后抽真空;其次,在中頻爐中調配下模具8、壓邊模具4、拉環模具5、主模具6所需要的金屬材料,出爐前用光譜分析儀測量化學成分是否滿足材質要求,如果不滿足,在光譜分析儀的幫助下,繼續調配材料成分,直至滿足化學成分為止;最后,將中頻爐中的鐵水從澆注冒口處緩慢、均勻的注入型腔中,冷卻后,用氣刨設備將澆注冒口切除后,進行人工噴砂,除去涂料層后,得到溶料制品,這個溶料制品可以有縮松、氣泡、毛刺、形狀變化不大的鑄造缺陷;這時,溶料制備完成;
[0077]8、電解液裝置:首先制作電解液槽39 ;其次在電解液槽39的任一側板上布置出水口 45 ;最后,安裝隔膜栗44 ;
[0078]B、熔套裝配步驟:經步驟A準備步驟中的程序I制作熔池和程序2制作水套程序完成后,進入步驟B的熔套裝配步驟;首先將水套組件用吊車吊到三維振動臺27上,并將水套組件和三維振動臺27連接成一個整體,使水套組件不能在三維振動臺27震動、搖晃時位移;其次,把熔池組件放入到水套組件中間,使用定位桿47通過吊耳9將熔池組件托起,并用固定螺栓62穿過耳孔10和固定螺母63連接、緊固,使三維振動臺27、水套組件、熔池組件變為一個整體;此時,熔套裝配步驟完成,進入C震實步驟;
[0079]C、震實步驟:經步驟B完成熔套裝配步驟后,進入震實步驟;首先啟動三維振動臺27,使水套組件、熔池組件跟隨三維振動臺27—起震動、搖晃;其次,用人工將銅砂18填入到熔池組件和水套組件間隙處,此時,三維振動臺27—邊震動、搖晃,一邊不斷的用人工將銅砂18填入到熔池組件和水套組件間隙處,直至將銅砂18把熔池組件和水套組件的間隙填滿、填平為止;最后,將填滿、填平的銅砂18再在三維振動臺27上震動1分鐘,直至銅砂18在熔池組件和水套組件間隙的每一處震實、無空隙為止;這時,震實步驟完成,進入D重溶步驟;
[0080]D、重溶步驟:經步驟C震實步驟處理后的熔套組件和步驟A準備步驟的程序7溶料制備處理完成后,進入到D重溶步驟;首先將震實后的熔套組件用吊車從三維振動臺27上吊到電渣重溶爐的爐底座58上,使電渣重溶爐的爐底座58和水套組件的外底套24充分接觸,保證電渣重溶爐的正極電源接觸電阻達到最小;再將溶料15和電渣重溶爐料夾49的接觸部分用手動砂輪進行人工打磨,使溶料15和料夾49接觸面積達到85%以上,保證電渣重溶爐的負極電源接觸電阻達到最小;然后在熔池組件的熔池64中的底面上,均勻的撒入埋料16,埋料16高度為15厘米;其次,連接水套組件冷卻管,S卩:電渣重溶爐冷卻塔75的水栗76通過管路和進水口 25連接、固定,回水口 19通過管路和電渣重溶爐冷卻塔75連接固定后;然后在電渣重溶爐的數控系統上設定絕緣滑臺28的進給速度、溶料15的工作電流、絕緣滑臺28工作延遲時間;其三,開啟電渣重溶爐自動運行按鈕,水栗76開始給水套組件供水后,數控系統自動延遲15分鐘后,自動啟動絕緣滑臺28工進,當溶料15的某一點接觸到埋料16時,瞬間發生短路,強大的電流在電離的作用下,迅速產生極高溫度的弧光,在極高溫度弧光的作用下,溶料15和埋料16的接觸點開始融化,并形成金屬溶滴,滴入埋料16中,此時,在金屬溶滴形成過程中,由于弧光溫度極高,會同時燒損溶料15中大部分的有害成分硫和磷,同時,埋料16也在高溫作用下,由顆粒狀固態轉化為液態,當液態的浮力小于金屬溶滴時,金屬溶滴會滑落到浮力小、熔池64最低點的底擋板60位置,并最終和底擋板60接觸;隨著溶料15和埋料16的接觸面積不斷擴大,形成的金屬溶滴也越來越多,在底擋板60由金屬溶滴形成的金屬液體也越來越多,由于底擋板60并非和冷卻介質直接接觸,而是通過銅砂18和冷卻介質間接接觸,這樣就存在金屬液體散熱延遲或導熱響應延遲問題,也就是說帶有一定的保溫特性,因此,當底擋板60上形成的金屬液體達到可部分融化底擋板60時,就會形成融合體48,由于融合體48的形成會消耗金屬液體大量的熱能,而且通過銅砂18傳導到冷卻介質中的能量,會逐步散失底擋板60的熱量,這時,熱能保持平衡,使底擋板60、內擋板61、外擋板59的金屬液體凝固或半凝固狀態會保持下來,熔池中的金屬液體也會由底擋板60、內擋板61、外擋板59處向熔池64的中心方向77逐步冷卻,又因金屬液體上有液態埋料16,有效的控制了金屬液體和空氣中的氧氣直接接觸,有效的避免了材質劣化;當電渣重溶爐工作完成后,停止電渣重溶爐工作,水栗76繼續工作,并直至金屬液體完全凝固后停止;其四、拆卸水栗76和進水口 25的連接管路,回水口 19和電渣重溶爐冷卻塔75的連接管路后;再將絕緣滑臺28上升至原始位置;此時,電渣重溶過程完成;最后,將熔套組件從電渣重溶爐中吊出,并將熔套組件翻轉180度,倒出銅砂18,拆掉固定螺母63,取出熔池組件,也就是下模具8的毛坯件;
[0081]E、成型裝置裝配步驟:經步驟A準備步驟的3制作成型裝置程序和8電解液裝置程序處理后,進入E成型裝置裝配步驟;首先在電解液裝置的電解液槽39內放入4個墊鐵42,在4個墊鐵42上放入下模具8的毛坯件后,通過4個墊鐵42調整下模具8的毛坯件水平,然后將成型裝置的螺栓41內先穿入水平調整墊78后插入到下模具8的毛坯件的耳孔10中,用螺母38鎖緊,再測量成型裝置水平,如果成型裝置不在水平面位置,則需要重新更換水平調整墊78,直至達到水平為止,然后再用螺母38鎖緊、固定,使成型裝置和下模具8的毛坯件連接成為一個整體,并在電解液槽39內加入電解液后,通過電纜連接插頭連接成型裝置、數控系統、電源;此時,成型裝置裝配步驟E完成,進入到加工步驟F;
[0082]F、加工步驟:經步驟A準備步驟中的4氣刨裝置、5電解磨裝置、6電火花裝置和步驟E成型裝置裝配步驟后,進入到F加工步驟;加工步驟共有3道程序完成,即:粗加工程序、精加工程序、整形程序;其中:粗加工程序是以最快速度去除模具上的多余材料;精加工程序是去除連續表面、線、點的多余材料;整形程序是去除精加工程序不能去除的多余材料,即:制造業常說的死角或清根,也就是用最小的電解砂輪36,也不能插入或進入到狹小的空間內,去除需要加工的多余材料;
[0083]1、粗加工程序:首先在刀臺35上安裝氣刨頭43后,再將數控系統的連接插頭分別通過控制電纜和氣刨電源69、氣栗65的插座連接,再將氣刨電源69的碳棒66電源正極和氣刨頭43連接固定,將將氣刨電源69的負極和下模具8毛坯件連接固定,然后把氣栗65的壓縮空氣管路和噴頭37連接固定;其次,啟動數控系統,使數控系統處于原位狀態,通過筆記本電腦在線輸入氣刨粗加工運行指令代碼,在數控系統的人機對話的界面中錄入碳棒66直徑、長度、工作電流、氣栗65的工作壓力值,數控系統會自動計算出Y軸33每分鐘進給量,并通過閉環反饋的弧光檢測電子眼反饋數據信號傳送到數控系統中,由數控系統自動判斷、調整Y軸33的每分鐘進給量;其三,啟動取料對刀按鈕,數控系統自動調用第一段數控程序的指令代碼并開始運行,將X軸31和Z軸32分別按照指令代碼的運行軌跡聯動運行到刀庫79廢料位置時同時停止,延遲0.3秒,打開氣刨頭43的刨夾后,X軸31和Z軸32再按照運行軌跡運行到I號碳棒66存放處停止,延遲0.3秒,指令代碼啟動Y軸33向碳棒66處運行,當Y軸33運行到指令代碼要求的位置后停止,氣刨頭43的刨夾開始夾持碳棒66,然后Y軸33回到初始化狀態的原始位置后停止,X軸31和Z軸32再按照指令代碼的運行軌跡也回到初始化狀態的原始位置后停止;此時,首次自動抓取碳棒66工作完成后,數控系統第一段指令代碼執行完成,X軸31、Z軸32、Y軸33自動停止運行,等待人工對刀;當人工通過手動對刀完成后,在數控系統上輸入相對坐標點后,數控系統就會自動計算、修訂加工的指令代碼,并以此為原點進行3軸聯動的軌跡加工;如果在切割刀具尺寸長度和直徑一致的情況下,對刀可進行一次對刀和相對坐標點設定,否則,不同的切割刀具要分別對刀,并按照對刀的刀號分別進行相對坐標點設定;其四,對刀庫79切割刀具對完刀、設定完不同切割刀具相對坐標點設定后,啟動初加工自動運行按鈕,數控系統會自動調用第二段數控程序的指令代碼開始運行,即:軸電機使能并同時啟動氣栗65后,數控系統檢測氣栗65的壓力反饋信號是否達到設定值,如果沒有達到設定值,數控系統繼續等待氣栗65加壓,當氣栗65的壓力值達到數控系統要求的壓力值時,氣栗65打開放氣閥門,噴頭37開始噴射壓縮空氣,氣刨電源69接通切割電源,這時軸電機會拖動X軸31、Z軸32、Y軸33運動,運動形式是I軸運動或是2軸聯動或是3軸聯動運行,原因是指令代碼命令不同,軸運動形式也隨之改變,但切割刀具的運行軌跡不會發生變化;這時,軸電機會拖動X軸31、Ζ軸32、Υ軸33從初始化狀態的原始點向對刀完成后設定的坐標點移動,并達到數控系統指令代碼所要求的指定位置開始粗加工運行,切割刀具的三維運行軌跡、切割尺寸、切割速度全部由指令代碼自動控制,在切割過程中,碳棒66和下模具8毛坯件的高點瞬間接觸后迅速將碳棒66向下模具8毛坯件相反的方向離開2毫米,在碳棒66的正極和下模具8毛坯件的負極接觸時,接觸電流會同時反饋到數控系統中,數控系統也會同時發出Y軸33上升2毫米指令,在此期間,碳棒66和下模具8毛坯件的瞬間接觸會產生熱量,而300安培的電流又會產生較大的電場;因此,在熱和電場的同時作用下,碳棒66和下模具8毛坯件離開的同時會迅速發生電離,并產生高溫弧光,與此同時,弧光強度檢測電子眼向數控系統發出反饋信號,數控系統開始執行切割指令代碼,即:由于電弧的高溫,會把下模具8毛坯件的局部加熱到融化狀態,同時用壓縮空氣的氣流把下模具8毛坯件的融化材料吹掉,從而達到了對下模具8毛坯件快速切割的目的,在切割過程中,如果弧光強度檢測電子眼檢測的弧光強度低于設定值時,數控系統又檢測到電弧電流值又較小,數控系統會自動加快切割速度,否則就降低切割速度;同時,隨著碳棒66的消耗,即:碳棒66由原來的標準長度變短了;數控系統會自動補償切割刀具加工時間消耗量和根據切割刀具消耗量自動提升噴頭37高度,當噴頭37的高度提升到一定位置時,升降運動副80就向數控系統發出碳棒66已經消耗殆盡,需要更換新碳棒66的中斷命令,此時,數控系統發出停止氣刨電源69的切割電源命令,并將當前操作的指令位置、加工方式、狀態、相對坐標點和刀具設定存儲到指定的可掉電保護的存儲器中,延遲5秒后,Y軸33首先回到初始化狀態的原點位置,然后再將X軸31和Z軸32兩軸聯動回到初始化狀態的原點位置后,數控系統自動調用切割刀具換刀宏程序,即:Χ軸31和Z軸32分別按照指令代碼的運行軌跡,兩軸聯動運行到刀庫79廢料位置時停止,延遲0.3秒,打開氣刨頭43的刨夾后,消耗殆盡的碳棒66掉落到刀庫79廢料位置的廢料箱中,延遲I秒后,X軸31和Z軸32再按照運行軌跡運行到2號碳棒66存放處停止,延遲
0.3秒后,啟動Y軸33向碳棒66方向運行,當Y軸33運行到指定位置后停止,氣刨頭43的刨夾開始夾持碳棒66,然后Y軸33回到初始化狀態的原始位置后停止,X軸31和Z軸32再回到初始化狀態的原始位置后停止后;數控系統將從指定的中斷的可掉電保護存儲器中取出中斷保護數據,繼續加工,周而復始,直至粗加工加工完成為止,最后,關閉氣栗65,關閉氣刨電源69和數控系統電源,拆卸氣刨頭43,拆卸數控系統連接電纜和壓縮空氣管路以及氣刨電源69的切割電源;這時,粗加工成型完成,進入到精加工程序;
[0084]2、精加工程序:經粗加工完成后的模具,進入到精加工程序;首先在刀臺35上安裝磨頭67,噴頭37通過管線和隔膜栗44連接,電解砂輪36安裝在磨頭67上;電解磨電源70的正級通過螺栓41和吊耳9連接;電解磨電源70的負級通過石墨電刷和電解砂輪36連接;其次,啟動數控系統,使數控系統處于原位狀態,通過筆記本電腦在線輸入電解磨精加工運行指令代碼,在數控系統的人機對話的界面中錄入電解砂輪36的外形尺寸、工作電流、隔膜栗44的工作壓力值,然后再分別輸入X軸31、Z軸32、Y軸33運行速度、運行軌跡和補償系數后,再進行人工操作,確定下模具8的起始加工零點;其三,啟動數控系統自動加工按鈕;系統會按照錄入的參數和生成的代碼程序自動運算,同時開始三軸聯動自動加工運行;過程為:隔膜栗44啟動,延遲10秒后電解磨電源70啟動,延遲5秒后磨頭67啟動,延遲3秒后啟動數控系統使能,這時,X軸31、Z軸32、Y軸33三軸聯動自動從原位狀態運行到零點狀態;并從零點狀態開始按照電解磨精加工運行指令代碼加工下模具8;當下模具8精加工加工完成后,X軸31、Ζ軸32、Υ軸33三軸聯動自動返回原位狀態,接著關閉數控系統使能,延時3秒關閉磨頭67后,再延遲3秒關閉電解磨電源70、隔膜栗44;這時,精加工程序完成,開始進入到整形加工程序;
[0085]3、整形加工程序:經精加工完成后的模具,進入到整形加工程序;整形加工程序主要是針對狹小空間的清根加工;即:精加工程序中的電解砂輪36直徑大于狹小空間尺寸,電解砂輪36加工不到的模具邊緣區域;首先在刀臺35上安裝火花頭40,噴頭37通過管線和隔膜栗44連接,銅模具68安裝在火花頭40上;電火花電源71的正級通過螺栓41和吊耳9連接;電火花電源71的負級和火花頭40連接;其次,啟動數控系統,使數控系統處于原位狀態,通過筆記本電腦在線輸入整形加工運行指令代碼,在數控系統的人機對話的界面中錄入銅模具68的外形尺寸、放電電流、隔膜栗44的工作壓力值,然后再分別輸入X軸31、Ζ軸32、Υ軸33運行速度、運行軌跡和補償系數后,再進行人工操作,確定下模具8的起始加工零點;其三,啟動數控系統自動加工按鈕;系統會按照錄入的參數和生成的代碼程序自動運算,同時開始三軸聯動自動加工運行;過程為:隔膜栗44啟動,延遲10秒后電火花電源71啟動,延遲3秒后啟動數控系統使能,這時,X軸31、Ζ軸32、Υ軸33三軸聯動自動從原位狀態運行到零點狀態;并從零點狀態開始按照整形加工運行指令代碼加工下模具8;當下模具8整形加工完成后,X軸31、Ζ軸32、Υ軸33三軸聯動自動返回原位狀態,接著關閉數控系統使能,延遲3秒關閉電火花電源71、隔膜栗44;這時,整形加工程序完成;
[0086]G、總裝步驟:經F加工步驟加工完成的壓邊模具4、拉環模具5、主模具6和下模具8,進入到多動模具的G總裝步驟;首先,將主模具6安裝在多動壓機主砧頭頂桿3上,然后將下模具8浮動放置在多動壓機的底座11上,使下模具8的中心線盡量和多動壓機中心線重合后,開啟多動壓機,并使多動壓機處于手動狀態,按下主油缸54的活塞桿伸出按鈕,這時,主油缸54的活塞桿帶著主砧頭頂桿3和主模具6點動、緩慢伸出,當主模具6和下模具8的最高點還有3至5毫米接觸時,用塞尺測量主模具6和下模具8之間的間距尺寸,一邊測量,一邊調整下模具8位置,周而復始,直到主模具6和下模具8之間的間距尺寸一致與十字中心線的間距尺寸一致時,再次按下主油缸54活塞桿伸出按鈕,直到主模具6和下模具8完成接觸吻合為止,此時,下模具8的位置調整完成,然后用螺栓將下模具8和多動壓機的底座11固定完成后,按下主油缸54的活塞桿縮回按鈕,這時,主油缸54的活塞桿帶著主砧頭頂桿3和主模具6快速縮回;其次,將壓邊模具4、拉環模具5分別放置在下模具8上,并使壓邊模具4、拉環模具5分別和下模具8的定位位置完全接觸吻合后,開動拉環油缸53的活塞桿帶動拉環頂桿2和拉環模具5連接、固定后;再開動多動壓機的壓邊油缸52的活塞桿帶動壓邊頂桿I和壓邊模具4連接、固定后;多動壓機的拉環油缸53的活塞桿帶動拉環頂桿2和拉環模具5縮回原位;再開動多動壓機的壓邊油缸52的活塞桿帶動壓邊頂桿I和壓邊模具4縮回原位;此時,壓邊模具4、拉環模具5、主模具6和下模具8安裝完成,進入H檢驗步驟;
[0087]H、檢驗步驟:經步驟G總裝步驟處理后,進入到H檢驗步驟;選取直徑大于封頭板坯7厚度的鋼筋,長度大于下模具8直徑的鋼筋兩段,按照模具的十字坐標線擺放后,啟動多動壓機按照壓邊油缸52先動、主油缸54在動和拉環油缸53后動的順序壓制鋼筋,順序間隔設置為3秒,壓制壓力為0.5噸;保壓時間為30分鐘后;將設備的各壓制油缸返回原位后,將鋼筋的位置在下模具上作好標記,然后測量鋼筋各點的厚度是否一致,如果一致,檢驗結束,如果不一致,分析原因,進行壓邊模具4和拉環模具5位置調整,如果是模具問題,修理模具,周而復始,直至兩段鋼筋抽查點的厚度一致,檢驗步驟完成,多動模具合格。
[0088]本法明所述的上模具和下模具8的制造方法與工藝相同。本發明所述的切割刀具包括碳棒66、銅模具68和電解砂輪36。所述的軸電機包括X軸31、Z軸32、Y軸33的伺服電機。所述的支架46還包括噴頭37的升降運動副80,所述的支架46和刀臺35連接,所述的所述的升降運動副80分別和支架46、噴頭37連接,所述的噴頭37分別和壓縮空氣或電解液連接。所述的火花頭40、氣刨頭43、磨頭67共用一個刀臺35,可互換、交替使用。
[0089]圖2所示是本發明的具體實施例,不銹鋼車載天然氣運輸罐草帽型封頭壓制,材質:316L;板厚:8mm ;封頭長邊5m ;短邊:3m;高度:4.5m;封頭分為三層,第一層為倒V型,高度
0.4m;第二層為平面型帶連接的過渡弧面,高度0.1m;第三層為草帽形狀的扁橢圓封頭,長邊3.5米,短邊3米,高度4m;多動壓機主油缸設定工作壓力6000噸;拉環油缸設定工作壓力8000噸;壓邊油缸設定工作壓力3000噸。
【主權項】
1.一種多動模具裝置,其特征在于:一種多動模具裝置,主要包括多動壓機、成型裝置、熔套裝置、震動裝置、電渣重溶爐、氣刨裝置、電解磨裝置、電火花裝置、切割刀具; 所述的多動壓機包括;壓邊頂桿(I)、拉環頂桿(2)、主砧頭頂桿(3)、壓邊模具(4)、拉環模具(5)、主模具(6)、封頭板坯(7)、下模具(8)、底座(11)、頂出缸(13)、封頭(14)、壓機立柱(50)、機頭(51)、壓邊油缸(52)、拉環油缸(53)、主油缸(54)、壓邊砧頭(55)、拉環砧頭(56)、主砧頭(57);所述的底座(11)分別連接設備基礎、壓機立柱(50)、下模具(8)、頂出缸(13);所述的頂出缸(13)活塞桿和封頭(14)連接;所述的壓機立柱(50)的上端和機頭(51)連接;所述的機頭(51)分別連接壓邊油缸(52)、拉環油缸(53)、主油缸(54);所述的壓邊油缸(52)活塞桿和壓邊砧頭(55)連接,壓邊砧頭(55)和壓邊頂桿(I)連接,壓邊頂桿(I)和壓邊模具(4)連接;所述的拉環油缸(53)活塞桿和拉環砧頭(56)連接,拉環砧頭(56)和拉環頂桿(2)連接,拉環頂桿(2)和拉環模具(5)連接;所述的主油缸(54)的活塞桿和主砧頭(57)連接,主砧頭(57)和主砧頭頂桿(3)連接,主砧頭頂桿(3)和主模具(6)連接; 所述的成型裝置包括;下模具(8)、耳孔(10)、橫梁(30)、X軸(31)、Z軸(32)、Y軸(33)、立柱(34)、刀臺(35)、電解砂輪(36)、噴頭(37)、螺母(38)、電解液槽(39)、火花頭(40)、螺栓(41)、墊鐵(42)、氣刨頭(43),隔膜栗(44)、出水口(45)、支架(46);所述的電解液槽(39)和墊鐵組一端連接;所述的墊鐵組由4個墊鐵(42)組成;電解液槽(39)還設有出水口(45);所述的出水口(45)通過管路和隔膜栗(44)的入口連接,隔膜栗(44)出口通過管路和噴頭(37)連接;所述的噴頭(37)和支架(46)連接;所述的支架(46)和刀臺(35)連接;所述的墊鐵組另一端和下模具(8)底面連接;所述的立柱組螺栓(41)穿過耳孔(10)和螺母(38)連接,立柱組另一端和橫梁(30 )連接;所述的立柱組由4個立柱(34 )組成;所述的立柱(34 )和螺栓(41)焊接成一個整體;所述的橫梁(30)和X軸(31)連接;所述的X軸(31)滑臺和Z軸(32)的滑座連接;所述的Z軸(32 )滑座和Y軸(33 )的滑臺連接;所述的刀臺(35 )和Y軸(33 )滑臺連接;所述的刀臺(35)和電解砂輪(36)或者是氣刨頭(43)或者是火花頭(40)連接;所述的刀臺(35)和電解砂輪(36)或者是氣刨頭(43)或者是火花頭(40)和下模具(8)連接;所述的橫梁(30)還包括齒條(72)、橫梁導軌(73);所述的齒條(72)和橫梁導軌(73)連接; 所述的熔套裝置包括熔池組件、水套組件、固定螺母(63);所述的熔池組件還包括外擋板(59)、底擋板(60)、內擋板(61)、熔池(64)、吊耳組、所述的底擋板(60)分別和外擋板(59)、內擋板(61)連接;所述的熔池(64)是由底擋板(60)、外擋板(59)和內擋板(61)組成的空腔;所述的吊耳組是由4個吊耳(9)組成,分別布置在外擋板(59)的外圓上,在吊耳(9)的上下2個平面上還開設有2個耳孔(10),2個耳孔(10)同軸;所述的水套組件還包括回水口(19)、出水口(45)、凸頂(20)、內套(21)、外套(22)、內底套(23)、外底套(24)、定位桿組;所述的外套(22)分別和外底套(24)、凸頂(20)、回水口(19)連接;所述的凸頂(20)分別和內套(21)、出水口(45)連接;所述的內套(21)和內底套(23)連接;所述的內底套(23)和定位桿組連接;所述的定位桿組是由定位桿(47)組成;所述的定位桿(47)上設有固定螺栓(62);所述的水套組件分別和熔池組件、固定螺母(63)連接定位; 所述的震動裝置包括三維振動臺(27)、銅砂(18);所述的三維振動臺(27)的臺面和熔套裝置連接;所述的銅砂(18)分別填充在水套組件、熔池組件的空隙部位; 所述的電渣重溶爐包括爐底座(58 )、導電滑座(29)、絕緣滑臺(28)、料夾(49)、溶料(15)、埋料(16)、熔渣(17);所述的爐底座(58 )分別和連接導電滑座(29 )、水套組件連接;所述的導電滑座(29 )和絕緣滑臺(28 )連接;所述的絕緣滑臺(28 )和料夾(49 )連接;所述的料夾(49)和溶料(15 )連接;所述的溶料(15)和埋料(16 )間隙連接;所述的埋料(16)和熔渣(17)連接;所述的熔渣(I 7)和熔池組件連接; 所述的氣刨頭裝置包括氣刨頭(43)、碳棒(66)、氣栗(65)、氣刨電源(69);所述的刀臺和氣刨頭(43)連接,氣刨頭(43)通過刨夾和碳棒(66)連接,碳棒(66)和下模具(8)連接;所述的氣刨電源(69)的正極和氣刨頭(43)連接,氣刨電源的負極和下模具(8)連接;所述的氣栗(65)通過軟管和噴頭(37)連接; 所述的電解磨裝置包括電解磨電源(70)、磨頭(67)、電解砂輪(36)、隔膜栗(44);所述的電解磨電源(70)的正極和下模具(8)連接,電解磨電源(70)的負極和電解砂輪(36)連接;所述的磨頭(67)和刀臺(35)連接;所述的磨頭(67)和電解砂輪(36)連接;所述的電解砂輪(36)和下模具(8)間隙連接;所述的隔膜栗(44)通過管路和噴頭(37)連接; 所述的電火花裝置包括電火花電源(71)、火花頭(40)、銅模具(68);所述的電火花電源(71)的正極和下模具(8)連接;電火花電源(71)的負極和火花頭(40)連接;所述的火花頭(40)分別和刀臺(35)、銅模具(68)連接;所述的銅模具(68)另一端和下模具(8)間隙連接。2.根據權利要求1所述的一種多動模具裝置,其特征在于:所述的切割刀具包括碳棒(66)、銅模具(68)和電解砂輪(36)。3.根據權利要求1所述的一種多動模具裝置,其特征在于:所述的支架(46)還包括噴頭(37)的升降運動副(80),所述的支架(46)和刀臺(35)連接,所述的所述的升降運動副(80)分別和支架(46 )、噴頭(37 )連接,所述的噴頭(37 )分別和壓縮空氣或電解液連接。4.根據權利要求1所述的一種多動模具裝置,其特征在于:所述的火花頭(40)、氣刨頭(43)、磨頭(67)共用一個刀臺(35),可互換、交替使用。
【文檔編號】B21D37/20GK205613952SQ201620344139
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月23日
【發明人】杜云鵬
【申請人】大連頂金通用設備制造股份有限公司