[摘 要] 2500t自动线顶出部分液压系统缺陷导致液压油管开裂或脱落，严重影响正常工作，且存在极大安全隐患，于是设计并制造了新的顶出退件机构——碟簧顶出机构，经实际验证，完全满足顶出需求，并很好的解决了液压油管脱落等问题。

　　[关键词] 碟簧顶出机构 液压顶出机构

　　我公司所使用的2500t锻压机自动线，是从俄罗斯引进的多工位锻压设备，于2006年开始调试。调试时是开式锻造，发现飞边的存在不仅影响步进梁夹爪稳定性而且飞边不易排除，于是提出进行闭式(无飞边)锻造，并取得成功。但交付使用一段时间后又发现：液压不稳定，设备经常因液压油过热停机;液压站上顶出油管焊缝处经常开裂漏油，且经常突然从该处脱开，有时一日多次，严重

　　图 1

　　影响正常工作，且油管脱开时液压油四处飞溅于设备四周及操作人员身上，带来极大的安全隐患。因液压故障占到所有故障的近40%，急需想办法解决。但如果对液压系统进行改造，不仅有一定难度，而且成本也较高，于是希望找到一种既可以满足顶出需求、又经济简便的顶出方式。

　　分析原来的顶出机构，见图1：当设备上滑块下行至最低点、冲孔冲头13已经将锻件连皮冲掉，即图1所示状态，然后滑块返回，同时，液压力施加于模

　　座花顶杆2上，花顶杆通过四根过渡顶杆3推动冲孔拉杆6带动冲孔顶出器7相对于冲孔冲头6向下运动，将锻件从冲头上退出，然后再通过过渡顶杆3上装的弹簧使顶出机构复位。

　　根据以上动作过程，考虑通过在四个冲孔拉杆6上各增加一个弹簧，以减轻液压系统的负担，并进行了工艺验证，但验证结果并不理想。原因是：普通弹簧的变形力相对于锻件退件力小得多，因此所增加的四个弹簧对顶出的贡献非常有限，仍然要依赖设备本身的液压力来退件。因此必须完全抛弃设备自带的上顶出。

　　要完成顶出退件的功能，需要满足几个条件：一是能提供较大的顶出力，二是能提供足够的退件行程，三是方便经济。考虑安装及结构因素后，就只剩下一个环形空间，因此使用碟簧顶出机构是最为合适的选择。

　　蝶形弹簧(见图2)轴向尺寸小，刚度大，可用不同的簧片厚度或不同的簧片数组合成不同承载能力和不同刚度的碟簧，且使用寿命长。在本例中，根据设计空间及所需顶出力大小，选用“碟簧C 225 GB/T 1972”。该碟簧单片压缩75%时负荷约为4.46t，基本可以满足顶出需求。要注意的是，由于冲孔下压时碟簧承受的是变负荷，因此安装时应有一定的预压变形量，该变形量一般为0.15~0.2h0。

　　图 2

　　设计制作的碟簧顶出机构见图3所示：当设备上滑块下行至最低点时，碟簧被压缩(压缩量约75%)，此时冲孔冲头10已经将锻件连皮冲掉。然后设备滑块上行返回，碟簧推动冲孔顶出器9相对冲孔上模压圈6向下运动，将锻件从冲孔冲头10上退出，实现退件功能。

　　图 3

　　该设计中的一些细节：

　　(1)为了可以直接从下端安装冲头，六角头螺栓5应做到防转，因此需将冲头座上的螺栓头部沉孔做成方形;又由于将原来的花顶杆取消后，大模座成为中空的，不便于冲头安装，故制作了固定板3，通过双头螺钉连接于冲头座8上。

　　(2)首次安装时，将序号1到10全部装配成为一个整体，再安装固定到大模座15上。但是，当冲头使用一段时间后需要更换时就出现了一个问题：碟簧处于伸展状态，冲孔顶出器9被推至最下端，冲孔冲头就会“沉入”冲孔顶出器里面或只是露出很短的一段，拧紧或拆卸冲头时无着力点。为了露出冲头，需将碟簧压缩，但是碟簧负载达4t多，人工是无法实现的，于是想到“借力”——制作了与锻件厚度相同的垫板，将其置于冲孔凹模13上，上滑块下行至下死点，则碟簧被压缩，此时将辅助垫块16从冲孔上模压圈6上的侧面开口插入，这样，当滑块返回时，碟簧依然处于压缩状态，冲孔冲头10露出冲孔顶出器9，然后就可以用扳手拆旧换新了。更换完毕后，滑块再下至下死点，取出辅助垫块16及垫板即可。

　　该顶出机构有诸多优点：

　　(1)可完全不使用设备液压系统实现顺利退件的功能，很好的解决了液压管爆裂、漏油、液压油温度过高停机等问题，排除了影响生产的重大故障，且消除了安全隐患。

　　(2)安装及拆卸方便。图1结构中更换冲孔冲头时，要将序号4到9这一部分整体从设备上拆卸下来，再将序号6、7、8、9拆除，才能取出旧的冲头更换新的，装配好以后再安装到模座上，操作极其不便，且频繁的拆卸更换将极大影响装配精度。而碟簧顶出机构借用设备压力及简单的辅助工具，即可快速的拆卸、更换冲孔冲头。

　　(3)节材降耗。冲孔冲头由图1的整体结构改进为现在的分体结构，且易损件只有冲孔冲头，节省了模具费用。冲头安装方便，生产准备时间缩短。

　　该机构目前已投入使用约两年多时间，安装简易、操作方便、经济实用。

　　参考文献

　　[1] 许发樾主编 实用模具设计与制造手册 北京：机械工业出版社 2000.10

　　[2] 王文怀主编 机械设计师手册上册 北京：电子工业出版社 2006.7