热模锻压力机封高调节指示装置研究

吉桂生，徐久兵，潘地磊，唐正东

(扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225000)

热模锻压力机封高调节指示装置研究

吉桂生，徐久兵，潘地磊，唐正东

(扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225000)

对热模锻压力机封闭高度调节原理及调节指示方式进行研究，为热模锻压力机封闭高度调节指示装置的生产制造提供理论依据，并在实践中得到广泛应用。

热模锻压力机；封闭高度；调节；指示；装置

伴随我国汽车工业的高速发展，精密汽车锻件需求量持续增长。国内常规的以锻锤和摩擦压力机为主机，以空气锤或开式冲床为辅机，以人工操作为主的单机单工位人海战术的锻造模式[1]，越来越不能满足汽车工业的配套要求。因此，适合于多工位和自动化锻造作业的热模锻压力机，逐渐进入主流市场，并且市场需求持续增加。

热模锻压力机工作过程中需准确定位封闭高度以满足加工要求[2]，在热模锻压力机上必须设有封闭高度调节显示装置。如何实现精确调节封闭高度，在现有技术基础上对封闭高度调节装置进行了设计。

1 封闭高度调节指示原理

以扬力自行研制的HGP1350W热模锻压力机为例，滑块在导轨中上下移动，封闭高度调节机构安装在滑块中，主要通过减速电机、万向节、蜗轮蜗杆、偏心压力销等组成的机构进行封闭高度调节[3]，其数值可在安装于滑块侧面的刻度牌上显示。

其调节、指示原理如图1所示，调整机构的偏心压力销6上加工有蜗轮，并与连杆小头和滑块内弧面相连接。滑块与连杆的连接通过连杆销3与偏心压力销6实现。齿轮轴4上装有两个齿轮，分别与锥齿轮5与封闭高度杆上的齿轮啮合，且锥齿轮5装在蜗杆6上。由于偏心压力销与连杆销不同心，所以，当带有减速齿轮的电机1通过万向节2、齿轮轴4、由蜗杆9驱动偏心压力销转动时，可以调整连杆长度，从而实现对压力机封闭高度的调整。当调节封闭高度时，由于齿轮轴4转动，通过齿轮啮合带动封闭高度杆的转动，封闭高度杆上加工有螺纹，并安装定制滑座，指针与滑座固定，从而实现滑座的上下移动，并在刻度牌10上显示出移动距离。

图1 封高调节显示装置原理图

2 封高指示刻度牌数据的计算

HGP1350W要求的封闭高度调节量为16mm，且在滑块上设置限位块使偏心压力销旋转最大角度为±30°。如图2所示，偏心压力销的偏心距为18mm，蜗杆带动偏心压力销以O点为圆心转动。同时，由于蜗轮偏心，A点以O点为圆心转动，当偏心销转动至临界±30°(即 A1点、A2点) 时，A1、A2两点连线长度即为封闭高度调整量，显然临界封高调节量为±9mm，但是由于有限位块，设置调节量为±8mm是合理的。

图2 封高调节原理图

实际生产时会通过以下方法求得调节封闭高度时指针移动距离并制作封闭高度指示牌。

设旋转角度为α，封闭高度调节量为x，则Sinα=x/18，当 x=+8 时，αmax=26.39°；偏心压力销齿数为 Z=57，由于蜗杆为单头蜗杆，所以蜗杆旋转一周，蜗轮旋转一齿；因调节时为上下对称，以A点到A1为例，蜗杆旋转总圈数n=α×57/360°=4.178圈，所以锥齿轮5最多转动4.178圈；蜗杆6通过锥齿轮 5实现与齿轮轴4传动，由于设置锥齿轮与齿轮轴4的传动比为2，所以齿轮轴4最多转动8.356圈；因为齿轮轴4与封闭高度杆8的传动比 i=1.38，所以当齿轮轴4转动8.356圈时，封闭高度杆8转动圈数为8.256×1.38=11.606圈；封闭高度杆8中间有螺距为7mm的螺纹，所以滑座移动最大距离为11.606×7=81.24mm。通常把81.25mm等分成8格，每格尺寸10.15mm，刻在封闭高度指示牌上来指示封闭高度调节量，如图3所示。

图3 封闭高度指示牌

用此方法计算时，将最终的总移动距离进行等分，形成一个线性关系。但实际中并非如此，装模高度每变动1mm在封闭高度指示牌上移动的距离不是一致的，可反向计算出封高指针在封闭高度指示牌上每移动一格(10.15mm)时装模高度的实际变动量。通过公式 Y=arcsin(x/18)×57×2×1.38×7/360来进行推导，其中Y值为封高指针在封闭高度指示牌上的移动距离即10.15、20.3、30.45……，此时可分别计算出X值即实际的装模高度变动量。结果如表1所示。

通过表1对比可知，指针每移动一格(10.15mm)时理论装模高度值与实际装模高度值基本一致，最大偏差仅为0.14mm。说明以等分法来计算、制作封闭高度指示牌的方法是可行的，计算数据是准确的。

表1 理论与实际装模高度变动量

3 结论

本文以扬力公司生产的HGP1350W热模锻压力机为例，阐述了其封闭高度调节原理，并对其封闭高度指示原理进行了详细分析，最终阐明了封高指示刻度牌刻度线具体划分方法，具有很好的借鉴与指导作用。

[1] 向 前.我国汽车锻件市场分析[J].现代零部件，2013，(3)：50-52.

[2] 方 华.大型封闭式压力机封闭高度测算显示系统设计[J].广西工学院学报，2004，15(4)：38-40.

[3] 李忠民，卢 喜，刘雨耕，等.热模锻压力机[M].北京：机械工业出版社，1990.

Study on closed height adjusting indicator for hot-die forging press

JI Guisheng,XU Jiubing,PAN Dilei,TANG Zhengdong
(Jiangsu Yangli Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225000,Jiangsu China)

The closed height adjustment principle for hot-die forging press has been mainly studied in the text,as well as the way to indicate.It provides theoretical reference for the manufacture of closed height adjusting indicator for hot-die forging press,which has been widely applied in the practice.

Hot-die forging;Closed height;Adjusting;Indicate

TG315.5+1

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.05.003

1672-0121(2017)05-0011-03

2017-04-24；

2017-05-18

吉桂生(1986-)，男，助理工程师，从事压力机机械设计。E-mail：jigs@yangli.com