阅读说明：本技术 一种可调角度的大型三通模锻装置及其模锻方法 (Angle-adjustable large three-way die forging device and die forging method thereof ) 是由 辛绍杰 张栋 张晓峰 曹峰华 任杰 孙群 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可调角度的大型三通模锻装置及其模锻方法,其技术方案要点是：一种可调角度的大型三通模锻装置,包括底板,所述底板设置有主推进装置、第一封堵装置、第二封堵装置、第一推拉装置、第二推拉装置、第三推拉装置、第四推拉装置、主模具。本发明能够根据实际生产或者特种装备的需要,在一定范围内任意调整模具分支管道的角度,并对局部进行长度补偿,保证各种角度三通的正常生产。(The invention discloses an angle-adjustable large three-way die forging device and a die forging method thereof, and the key points of the technical scheme are as follows: the large three-way die forging device comprises a base plate, wherein the base plate is provided with a main propelling device, a first plugging device, a second plugging device, a first push-pull device, a second push-pull device, a third push-pull device, a fourth push-pull device and a main die. The invention can randomly adjust the angle of the branch pipe of the mould in a certain range according to the requirements of actual production or special equipment, and locally compensate the length, thereby ensuring the normal production of the tee joint with various angles.)

一种可调角度的大型三通模锻装置及其模锻方法

技术领域

本发明涉及大型三通模锻领域，尤其涉及到一种可调角度的大型三通模锻装置及其模锻方法。

背景技术

大型Y型三通是当前火力发电、核能发电系统中，非常重要的核心零部件之一，其功能例如用于传送和分流高温高压水蒸气等。随着我国发电行业的不断发展，对大型三通的生产制造提出了越来越高的要求。

当前的大型Y型三通产品，主要包括自由锻和模锻两种生产方式。自由锻的方式一般是使用大型液压机进行自由锻并结合机加工的方式来钻孔，修整，最终成型。模锻方式，一般使用具有“Y”型内腔的模具来制造，Y型模具共有3个孔，一个孔用于推进冲头104，两外两个孔要么直接封闭，要么使用嵌块向内堵住一部分，以保证在挤压时，Y型两个分支上都被嵌块挤出一个圆柱形的孔，以减少后期机加工钻孔的工作量。

当采用自由锻的方式来锻造整体Y型三通，材料利用率较低，造成材料的极大浪费，且提高了生产成本，生产周期也较长，不适用于大批量生产。

当采用模锻的方式来锻造整体Y型三通，一般模具都是有固定型腔的，一副模具只能生产一种型号的Y型三通，无法通过直接调整分支型腔的角度来生产不同的三通。当实际应用中需要特殊角度的三通时，往往得根据需要定制多套具有不同分支角度的模具，成本过高。且由于很多情况下特殊角度三通都是小批量特殊定制，需求过后，过多的模具不再被需要，只能存放起来，造成浪费。

因此，我们有必要对这一技术进行改进，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调角度的大型三通模锻装置及其模锻方法，能够根据实际生产或者特种装备的需要，在一定范围内任意调整模具分支管道的角度，并对局部进行长度补偿，保证各种角度三通的正常生产。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：一种可调角度的大型三通模锻装置，包括底板，所述底板设置有主推进装置、第一封堵装置、第二封堵装置、第一推拉装置、第二推拉装置、第三推拉装置、第四推拉装置、主模具；

所述主模具包括上盖板、第一主立板、第二主立板、铰接于第一主立板端部的第一摆动立板、铰接于第二主立板端部的第四摆动立板、两个呈相互铰接的第二摆动立板和第三摆动立板，所述第一主立板、第二主立板、第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板及第四摆动立板合围成Y形型腔，所述Y形型腔分为主型腔及两个分支型腔，所述第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板及第四摆动立板转动轴向均呈竖直设置，所述第一主立板及第二主立板固定连接于所述底板；

所述主推进装置包括固定连接于所述底板的推进主机箱体、设置于所述推进主机箱体的推进液压推杆、设置于所述推进液压推杆的推板、设置于所述推板的冲头，所述推进液压推杆移动方向朝向所述第一主立板长度方向移动，且所述冲头可插入主型腔内；

所述第一封堵装置包括设置于所述底板的封堵底盘、设置于所述封堵底盘且相对于所述封堵底盘转动的封堵主机箱体、连接于所述封堵底盘与封堵主机箱体之间的封堵转动轴、设置于所述封堵主机箱体的封堵液压推杆、设置于所述封堵液压推杆远离封堵主机箱体一端的堵板、设置于所述堵板且可穿设于第一摆动立板与第二摆动立板之间的堵头，所述堵板转动连接于所述封堵液压推杆，且所述堵板及封堵主机箱体转动轴向均呈竖直设置；所述第二封堵装置结构与第一封堵装置结构一致，且第二封堵装置内的堵头可穿设于第三摆动立板与第四摆动立板之间；

所述第一推拉装置包括设置于所述底板的推拉底盘、设置于所述推拉底盘且相对于所述推拉底盘转动的推拉主机箱体、连接于所述推拉底盘与推拉主机箱体之间的推拉转动轴、设置于所述推拉主机箱体的推拉液压推杆，所述推拉液压推杆远离推拉主机箱体的一端转动连接于所述第一摆动立板侧壁并带动所述第一摆动立板相对于第一主立板转动，所述推拉主机箱体转动轴向均呈竖直设置；所述第二推拉装置、第三推拉装置、第四推拉装置结构与第一推拉装置结构一致，且第二推拉装置、第三推拉装置、第四推拉装置的推拉液压推杆分别与第四摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板连接。

本发明的进一步设置为：所述推拉液压推杆远离推拉主机箱体一端设置有连接件，所述连接件转动连接有滑块，所述第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板、第四摆动立板均开设有供对应滑块滑移的滑槽。

本发明的进一步设置为：所述第一摆动立板滑动连接有可相对于所述第一摆动立板伸缩的移动板，所述第一摆动立板开设有供所述移动板伸缩的槽，所述第一摆动立板设置有驱动所述移动板伸缩的电机，所述电机输出端设置有齿轮，所述移动板设置有与所述齿轮啮合的齿条，所述移动板可背离所述第一摆动立板与第一主立板铰接端伸长，所述第二摆动立板、第三摆动立板及第四摆动立板结构与所述第一摆动立板结构一致。

本发明的进一步设置为：所述堵板背离堵头的一端设置有连接凸起，所述连接凸起上下两端面均设置有呈竖直设置的销轴，所述封堵液压推杆设置有与所述销轴转动连接的安装件。

本发明的进一步设置为：推进液压推杆设置为若干个，若干个推进液压推杆呈环绕冲头均布且与所述推板连接。

本发明的进一步设置为：所述推板可插入第一主立板与第二主立板之间，且所述推板两侧壁贴合于第一主立板与第二主立板相向的侧壁。

本发明的进一步设置为：一种可调角度的大型三通模锻装置的模锻方法，具有如下步骤：步骤1、调节主模具中第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板及第四摆动立板的角度和长度；

步骤2、将待挤压的金属毛坯材料，在加热炉内加热至1200摄氏度，然后由夹具夹持放置到第一主立板、第二主立板及底板所组成的主型腔内；

步骤3、盖合上盖板，主推进装置、第一封堵装置、第二封堵装置同时开始工作；上盖板下表面盖到第一主立板、第二主立板以及第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板、第四摆动立板的上表面，上盖板顶部由外部的压机进行压住，防止过程中上盖板被顶开或向上移动；主推进装置内的液压机构带动四根推进液压推杆、推板，冲头等全部向前移动，使得推板的前端面与主模具的主型腔外端面持平，第一封堵装置及第二封堵装置的液压机构驱动并使得堵板的前端面与主模具的对应分支型腔外端面贴合压紧，堵头伸入对应分支型腔中；

步骤4、开始挤压，主推进装置内的液压机构驱动四根推进液压推杆、推板、冲头全部向前移动，使得推板和冲头全都进入主型腔内，接触并挤压高温金属材料，使其变形，材料被挤压变形后向两个分支型腔不断流动，填充分支型腔的空间，直至主推进装置向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔和分支型腔，停止继续推进；

步骤5、金属冷却后，主推进装置、第一封堵装置、第二封堵装置的液压机构分别带动各自的推板、冲头、堵板、堵头等后撤离开模具型腔，移动至主模具外部，移走上盖板顶部的压紧装置，移走上盖板，取出已经挤压好的Y型三通，转移到机加工区域进行进一步的钻孔扩孔、修整等机加工工作，最后产品完全成型。

本发明的进一步设置为：在步骤1中，需要模锻不同角度的Y型三通时，第一推拉装置、第二推拉装置、第三推拉装置、第四推拉装置开始工作，推拉主机箱体内的液压机构带动推拉液压推杆、连接件一起向前移动，即向前推滑块，迫使滑块在轨道内向堵板方向滑动，对应第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板、第四摆动立板以其铰接端为中心转动并调整至对应位置；推拉底盘内的电机通过推拉转动轴带动推拉主机箱体转动，并确保对应第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板、第四摆动立板定位并固定在相应位置，并完成调节两个分支型腔相对于主型腔位置调节；然后第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板及第四摆动立板内的电机工作，带动对应移动板向外移动伸出相应长度，以确保对应堵板盖合分支型腔；

本发明的进一步设置为：在步骤4中，由于第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板及第四摆动立板角度位置变化后，封堵底盘内的电机带动封堵主机箱体转动相应角度，再通过封堵主机箱体内的液压机构驱动堵板去贴合并压紧分支型腔外端面。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

在使用时，将待挤压的金属毛坯材料，在加热炉内加热至摄氏度，放入主型腔内，盖上上盖板并通过外部压机固定。主推进装置内的液压机构带动四根推进液压推杆、推板，冲头等全部向前移动，使得推板的前端面与主模具的主型腔外端面持平，第一封堵装置及第二封堵装置的液压机构驱动并使得堵板的前端面与主模具的对应分支型腔外端面贴合压紧，堵头伸入对应分支型腔中。然后通过主推进装置内的液压机构驱动四根推进液压推杆、推板、冲头全部向前移动，使得推板和冲头全都进入主型腔内，接触并挤压高温金属材料，使其变形，材料被挤压变形后向两个分支型腔不断流动，填充分支型腔的空间，直至主推进装置向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔和分支型腔，停止继续推进，并加工完成大型三通。

当第一摆动立板、第二摆动立板、第三摆动立板、第四摆动立板角度位置调整后，导致分支型腔端部不齐整，堵板难以封堵分支型腔端面，通过对应电机驱动移动板伸长，从而确保堵板能够封堵对应的分支型腔端面。

本申请能够根据实际生产或者特种装备的需要，在一定范围内任意调整模具分支管道的角度，并对局部进行长度补偿，保证各种角度三通的正常生产。因此可以仅通过一套设备来生产多种具有不同分支角度的大型Y型三通，降低生产制造成本，提高工作效率。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1的俯视图；

图3是实施例1隐去上盖板的示意图；

图4是主模具的示意图；

图5是主模具部分结构的示意图；

图6是滑块及滑槽的部位的剖视图；

图7是移动板的安装结构示意图；

图8是移动板工作原理的结构示意图；

图9是主推进装置的示意图；

图10是堵板及堵头的示意图；

图11是第一封堵装置的示意图；

图12是封堵底盘及封堵转动轴的示意图；

图13是第一推拉装置的示意图；

图14是推拉底盘及推拉转动轴的示意图；

图15大型Y三通的示意图。

图中数字所表示的相应部件名称：000、底板；100、主推进装置；101、推进主机箱体；102、推进液压推杆；103、推板；104、冲头；200、第一封堵装置；201、封堵主机箱体；202、封堵转动轴；203、封堵底盘；204、封堵液压推杆；205、安装件；206、销轴；207、连接凸起；208、堵板；209、堵头；300、第二封堵装置；400、第一推拉装置；401、推拉主机箱体；402、推拉转动轴；403、推拉底盘；404、推拉液压推杆、405、连接件；500、第二推拉装置；600、第三推拉装置；700、第四推拉装置；800、主模具；801、上盖板；802、第一主立板；803、第一摆动立板；8031、滑块；8032、滑槽；8033、移动板；8034、齿条；8035、齿轮；8036、电机；804、第二主立板；805、第二摆动立板；806、第三摆动立板；807、第四摆动立板。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1：如图1至15所示，本发明提出的一种可调角度的大型三通模锻装置，包括底板000，底板000设置有主推进装置100、第一封堵装置200、第二封堵装置300、第一推拉装置400、第二推拉装置500、第三推拉装置600、第四推拉装置700、主模具800。

其中主模具800包括上盖板801、第一主立板802、第二主立板804、铰接于第一主立板802端部的第一摆动立板803、铰接于第二主立板804端部的第四摆动立板807、两个呈相互铰接的第二摆动立板805和第三摆动立板806。第一主立板802、第二主立板804、第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806及第四摆动立板807合围成Y形通道，Y形通道分为主型腔及两个分支型腔，第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806及第四摆动立板807转动轴向均呈竖直设置，第一主立板802及第二主立板804固定连接于底板000。

主推进装置100包括固定连接于底板000的推进主机箱体101、设置于推进主机箱体101的推进液压推杆102、设置于推进液压推杆102的推板103、设置于推板103的冲头104。推进液压推杆102移动方向朝向第一主立板802长度方向移动，且推板103及冲头104均可插入主型腔内，并且推板103两侧壁贴合于第一主立板802与第二主立板804相向的侧壁。推进主机箱体101内置有驱动推进液压推杆102移动的液压机构。推进液压推杆102设置为四个，四个推进液压推杆102呈环绕冲头104均布且与推板103连接。

第一封堵装置200包括设置于底板000的封堵底盘203、设置于封堵底盘203且相对于封堵底盘203转动的封堵主机箱体201、连接于封堵底盘203与封堵主机箱体201之间的封堵转动轴202、设置于封堵主机箱体201的封堵液压推杆204、设置于封堵液压推杆204远离封堵主机箱体201一端的堵板208、设置于堵板208且可穿设于第一摆动立板803与第二摆动立板805之间的堵头209。堵板208转动连接于封堵液压推杆204，且堵板208及封堵主机箱体201转动轴向均呈竖直设置。堵板208背离堵头209的一端设置有连接凸起207，连接凸起207上下两端面均设置有呈竖直设置的销轴206，封堵液压推杆204设置有与销轴206转动连接的安装件205。封堵底盘203内置有驱动并控制封堵主机箱体201转动的电机，且该电机具有自锁功能；封堵主机箱体201机构与推进主机箱体101结构一致，亦设置有控制封堵液压推杆204移动的液压机构。第二封堵装置300结构与第一封堵装置200结构一致，且第二封堵装置300内的堵头209可穿设与第三摆动立板806与第四摆动立板807之间。

在使用时，将待挤压的金属毛坯材料，在加热炉内加热至1200摄氏度，放入主型腔内，盖上上盖板801并通过外部压机固定。主推进装置100内的液压机构带动四根推进液压推杆102、推板103，冲头104等全部向前移动，使得推板103的前端面与主模具800的主型腔外端面持平，第一封堵装置200及第二封堵装置300的液压机构驱动并使得堵板208的前端面与主模具800的对应分支型腔外端面贴合压紧，堵头209伸入对应分支型腔中。然后通过主推进装置100内的液压机构驱动四根推进液压推杆102、推板103、冲头104全部向前移动，使得推板103和冲头104全都进入主型腔内，接触并挤压高温金属材料，使其变形，材料被挤压变形后向两个分支型腔不断流动，填充分支型腔的空间，直至主推进装置100向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔和分支型腔，停止继续推进，并加工完成大型三通。

为方便加工不同角度的大型三通，通过第一推拉装置400、第二推拉装置500、第三推拉装置600、第四推拉装置700进行调节。并且过第一推拉装置400、第二推拉装置500、第三推拉装置600、第四推拉装置700结构一致。

其中第一推拉装置400包括设置于底板000的推拉底盘403、设置于推拉底盘403且相对于推拉底盘403转动的推拉主机箱体401、连接于推拉底盘403与推拉主机箱体401之间的推拉转动轴402、设置于推拉主机箱体401的推拉液压推杆404。其中推拉底盘403结构与封堵底盘203的结构一致，推拉主机箱体401的结构与封堵主机箱体201的结构一致。推拉液压推杆404远离推拉主机箱体401的一端转动连接于第一摆动立板803侧壁并带动第一摆动立板803相对于第一主立板802转动，推拉主机箱体401转动轴向均呈竖直设置。推拉液压推杆404远离推拉主机箱体401一端设置有连接件405，连接件405转动连接有滑块8031，第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806、第四摆动立板807均开设有供对应滑块8031滑移的滑槽8032。第二推拉装置500、第三推拉装置600、第四推拉装置700的推拉液压推杆404分别与第四摆动立板807、第二摆动立板805、第三摆动立板806连接。

为确保堵板208能都封堵分支型腔端面，第一摆动立板803滑动连接有可相对于第一摆动立板803伸缩的移动板8033，第一摆动立板803开设有供移动板8033伸缩的槽，第一摆动立板803设置有驱动移动板8033伸缩的电机8036，电机8036输出端设置有齿轮8035，移动板8033设置有与齿轮8035啮合的齿条8034，移动板8033可背离第一摆动立板803与第一主立板802铰接端伸长，第二摆动立板805、第三摆动立板806及第四摆动立板807结构与第一摆动立板803结构一致。当第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806、第四摆动立板807角度位置调整后，导致分支型腔端部不齐整，堵板208难以封堵分支型腔端面，通过对应电机8036驱动移动板8033伸长，从而确保堵板208能够封堵对应的分支型腔端面。

实施例2：一种可调角度的大型三通模锻装置的模锻方法，其特征在于：具有如下步骤：步骤1、调节主模具800中第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806及第四摆动立板807的角度和长度；

步骤2、将待挤压的金属毛坯材料，在加热炉内加热至1200摄氏度，然后由夹具夹持放置到第一主立板802、第二主立板804及底板000所组成的主型腔内；

步骤3、盖合上盖板801，主推进装置100、第一封堵装置200、第二封堵装置300同时开始工作；上盖板801下表面盖到第一主立板802、第二主立板804以及第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806、第四摆动立板807的上表面，上盖板801顶部由外部的压机进行压住，防止过程中上盖板801被顶开或向上移动；主推进装置100内的液压机构带动四根推进液压推杆102、推板103，冲头104等全部向前移动，使得推板103的前端面与主模具800的主型腔外端面持平，第一封堵装置200及第二封堵装置300的液压机构驱动并使得堵板208的前端面与主模具800的对应分支型腔外端面贴合压紧，堵头209伸入对应分支型腔中；

步骤4、开始挤压，主推进装置100内的液压机构驱动四根推进液压推杆102、推板103、冲头104全部向前移动，使得推板103和冲头104全都进入主型腔内，接触并挤压高温金属材料，使其变形，材料被挤压变形后向两个分支型腔不断流动，填充分支型腔的空间，直至主推进装置100向前推进到预设位置，被挤压的金属材料填充满了主型腔和分支型腔，停止继续推进；

步骤5、金属冷却后，主推进装置100、第一封堵装置200、第二封堵装置300的液压机构分别带动各自的推板103、冲头104、堵板208、堵头209等后撤离开模具型腔，移动至主模具800外部，移走上盖板801顶部的压紧装置，移走上盖板801，取出已经挤压好的Y型三通，转移到机加工区域进行进一步的钻孔扩孔、修整等机加工工作，最后产品完全成型。

当模锻不同角度的Y型三通，并需要调整第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806、第四摆动立板807时。第一推拉装置400、第二推拉装置500、第三推拉装置600、第四推拉装置700开始工作，推拉主机箱体401内的液压机构带动推拉液压推杆402、连接件405一起向前移动，即向前推滑块8031，迫使滑块8031在轨道内向堵板208方向滑动，对应第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806、第四摆动立板807以其铰接端为中心转动并调整至对应位置；推拉底盘403内的电机通过转动轴带动推拉主机箱体401转动，并确保对应第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806、第四摆动立板807定位并固定在相应位置，并完成调节两个分支型腔相对于主型腔位置调节。实现调节后的Y形型腔中的分支型腔角度位置调整完成，然后第一摆动立板803、第二摆动立板805、第三摆动立板806及第四摆动立板807内的电机8036工作，带动对应移动板8033向外移动伸出相应长度，以确保对应堵板208盖合分支型腔。之后封堵底盘203内的电机通过转动轴，带动封堵主机箱体201转动相应角度，再通过封堵主机箱体201内的液压机构驱动堵板208去贴合并压紧分支型腔外端面。

在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”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，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。