快速换模装置在热模锻压力机中的应用

潘地磊，范如明，吉桂生，冯 俊

（扬力集团股份有限公司，江苏 扬州 225000）

热模锻压力机是引进世界先进技术生产的系列产品，因其生产效率高、易于实现自动化、噪声和振动小等优点，在现代锻压生产中的应用日趋广泛，是现代锻造生产中不可缺少的高精锻造设备。

在热模锻压力机中，由于模具及其模架重量大、体积大，因而换模的难度大，时间长，效率低下。在生产实践中，一般采用两种方法进行换模：①在压力机中换模，但该方法耗时较长，劳动强度较大，大量占用开机时间，降低了生产效率；②在压力机外换模，需要用起吊设备将模架移出压力机本体，且换模时需将上模架吊离，这样模架导柱导套脱开，模架再次安装时就会比较困难，且会影响模具精度。

采用快速换模装置是缩短热模锻压力机工作辅助时间的重要途径[1]。快速换模技术源于日本，最初主要应用于汽车生产加工制造[2]。近年来快速换模装置的设计越来越引起制造商的重视，热模锻压力机可以借助快速换模装置实现模具模架、模芯的快速更换。我公司在吸收国外先进技术的基础上，研发了一系列与主机配套的快速换模装置，并在HFP2500/HGP1000W等热模锻机床自动化连线应用中取得了良好的应用效果。

以我公司研发的HFP2500快速换模装置为例，利用Solidworks建立其三维模型[3]，进行结构设计和运动分析演示，以满足用户的实际使用需求。该装置的模型如图1所示，主要由换模小车、左右模架库、上模提升装置、换模臂等结构组成。换模时，由换模小车拉出模架，左右模架库用于放置和推拉模架，上提升装置用于开模，换模臂用于移动模芯。

图1 换模装置总结构图

1 移模小车

移模小车如图2所示，主要由车架、导轨、模架推拉机构、模架定位机构、模架升降机构等零部件组成。车架内装有电机用于驱动小车在与其配合的导轨上行走；模架推拉机构用于将模架从压力机工作台拉出或推进压力机工作台；模架定位机构用于固定模架在导轨上的位置；模架升降机构用于升降模架底部与其接触的行走轮，从而降低模架的高度，使模架底面与轴承滚轮接触，以便于模架沿滚轮侧向移出换模小车。换模小车可自动移动运输模架，自动化程度高，提高换模效率。

图2 移模小车

2 左右模架库

左右模架库如图3所示，主要由推拉机构、模架体、滚轮、定位机构等零部件组成。左右模架库与换模小车的移动方向垂直，当换模小车正对模架库时，旧的模架被安装在左右模架库上的推拉机构拉至一个模架库上，新的模架从另一个模架库上被推送至换模小车上，换模小车移动至压力机工作台前侧，将新的模架更换到压力机内。模架库的设置实现了新模架的快速更换，节约了模芯更换的时间，进一步提高了换模效率。

图3 左右模架库

3 上模架提升装置

上模架提升装置主要是为了实现上模架的提升，且在导柱导套不需要完全脱开的情况下就能实现模芯的快速更换。上模架提升装置主要包括立柱、横梁、滑块、升降机、锁紧装置、导杆等零部件。如图4所示，横梁安装在四个立柱上；升降机的固定端固连在横梁上侧，升降机的活塞杆伸出端与用于固定上模架的滑块连接；横梁上设有导向套，导向套内设有可滑动的导杆，导向杆底部与滑块连接，从而实现滑块在横梁上的上下精确滑动；横梁的中心设置有锁紧装置，其气缸的活塞杆可以防止上模架因为误动作或意外落下造成危险。此设计中，升降机的动作实现上模架的提升，锁紧装置的设置可以避免滑块忽然下坠时带来的不安全问题，进一步提高提升装置的安全可靠性。

图4 上模架提升装置

4 换模臂

换模臂设置在上模架提升装置的立柱上，如图4所示，由螺旋升降机实现上下滑动。在上下模架分离后可由人工移动换模臂，辅助拆装上、下模芯。

5 小结

本文以HFP2500热模锻压力机的快速换模装置为例，对其结构及工作原理进行了阐述。该装置可实现快速打开模架，人工更换模芯，可以帮助在产品切换、模具修正、生产线调整时快速完成模具修复、更换等工作，降低工人劳动强度，节省更换模具时间。在实践过程中换模时间由原来的3小时缩短为半小时左右，大大提高了生产效率，具有广阔的应用前景。