艾志超

摘要：隨著我國汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展壯大，帶動了我國鍛壓行業(yè)的蓬勃發(fā)展。鍛造作為傳統(tǒng)的熱加工行業(yè)，許多鍛造廠的鍛造工藝和鍛造設(shè)備還比較落后，生產(chǎn)過程中能耗高、污染大、產(chǎn)能低、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，已經(jīng)不能滿足當(dāng)下環(huán)境政策及市場需求。而全自動分體式800輥鍛機以其具有生產(chǎn)線投資少、生產(chǎn)效率高、鍛件質(zhì)量優(yōu)良、對廠房要求低等優(yōu)點獲得了迅速發(fā)展的契機。

關(guān)鍵詞：鍛造;輥鍛機;機械手;可控制編程系統(tǒng)

0? 引言

輥鍛機是一種鍛壓機械，它是利用一對相向旋轉(zhuǎn)的扇形模具使坯料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需鍛件或鍛坯的鍛造工藝。輥鍛工藝大多數(shù)用于變形延伸為主的鍛造過程，除了可以模鍛制坯，對長軸及板件類中的某些工件可實現(xiàn)終成型輥鍛。因此在鍛造領(lǐng)域中，鍛件分為制坯輥鍛和成型輥鍛兩類，而輥鍛機是專門為輥鍛工藝設(shè)計、制造的專用設(shè)備。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易操作，與整體模鍛相比可減少設(shè)備噸位70-90%，配備輥鍛機械手、上下料機構(gòu)及計算機控制，可取代人工操作實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，因此他比模鍛有著較高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。凡是幾何形狀復(fù)雜、厚度差較大的模鍛件，如連桿、前軸、曲軸、履帶等鍛件均可采用初成型輥鍛工藝。

1? 全自動分體式800輥鍛機主要技術(shù)參數(shù)

上、下軋輥中心距? ? ? ? ? ?800mm

軋輥轉(zhuǎn)速? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 30r/min

軋輥有效寬度? ? ? ? ? ? ? ? 850mm

軋制毛坯直徑? ? ? ? ? ? ? ? 40-125mm

軋制毛坯長度? ? ? ? ? ? ? ? 30-1400mm

最大模具角度? ? ? ? ? ? ? ? 220°

機械手縱向最大行程? ? ? ?2600mm

機械手縱向最大線速度? ? 1200mm/s

機械手橫向最大行程? ? ? ?800mm

機械手橫向最大線速度? ? 1000mm/s

機械手旋轉(zhuǎn)角度? ? ? ? ? ? ? 0-90°

取出機構(gòu)最大行程? ? ? ? ? ?2350mm

傳送機構(gòu)對大行程? ? ? ? ? ?4860mm

2? 全自動分體式800輥鍛機的結(jié)構(gòu)特點

主要由輥鍛機主體、機械手、喂料器、取出裝置和運輸鏈等部分組成。

2.1 輥鍛機主體結(jié)構(gòu)及工作原理

輥鍛機主體共分為十個部件即：①機身;②軋輥部分;③離合器制動器;④傳動系統(tǒng);⑤安全防護罩;⑥空氣系統(tǒng);⑦水冷系統(tǒng);⑧潤滑系統(tǒng);⑨飛輪制動器;⑩慢速調(diào)車。

輥鍛模具安裝在左右立柱兩側(cè)滑動軸承中的上、下軋輥上，上軋輥和下軋輥通過1：1傳動比的齒輪互相嚙合，進行同步、反向運動進行軋制。而軋輥的動力來源于主電機及慢速調(diào)車液壓馬達。主電機通過皮帶傳動帶動飛輪，飛輪與單盤摩擦離合器安裝在高速軸的一端，而另一端裝有單盤摩擦制動器。制動器與離合器通過電-氣控制，使離合器貼合，制動器打開，飛輪就會帶動高速軸轉(zhuǎn)動，并通過齒輪箱，將動力傳遞到上軋輥。在正常的生產(chǎn)工作中，飛輪是一直處于高速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在高速軸靜止時突然使離合器與飛輪結(jié)合，離合器摩擦盤受到的瞬時扭矩過大，可能會導(dǎo)致離合器的損壞。在制動器的這端增加了慢速調(diào)車裝置，是由液壓系統(tǒng)控制液壓馬達帶動高速軸低速轉(zhuǎn)動，避免離合器摩擦盤受力過大。慢速調(diào)車裝置還可以使軋輥上的模具旋轉(zhuǎn)到各種角度，為安裝、維修模具提供了便利。

上、下軋輥上的模具經(jīng)過長時間的軋制和修模，會使上、下軋輥的模具直徑變小，導(dǎo)致軋制出的工件形變量不足產(chǎn)生廢品。為了彌補行腔差距，增加一個調(diào)整裝置，與下軋輥支撐處裝有帶齒的偏心套嚙合，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整軸，可在一定范圍內(nèi)改變上、下軋輥的中心距。為了能讓上、下軋輥嚙合的齒輪在變動的中心距下正常嚙合，將傳動齒輪設(shè)計成變位齒輪，而變位齒輪之間的齒隙，則通過氣動齒隙補償裝置反向運動補償，保證工件軋制的精度和質(zhì)量。

2.2 機械手的結(jié)構(gòu)特點及工作原理

機械手的結(jié)構(gòu)組成從上至下依次是夾鉗車、縱向傳動機構(gòu)，橫向傳動機構(gòu)及高度調(diào)整裝置。夾鉗車通過伺服電機的驅(qū)動在縱向機構(gòu)的導(dǎo)軌上做軋制（縱向）方向的運動，橫向運動是由伺服電機帶動縱向傳動機構(gòu)及夾鉗車一起在導(dǎo)軌上運動。通過橫向、縱向伺服電機按照設(shè)定的參數(shù)移動，可將工件從一個模具工位傳送到下一個模具工位。橫向和縱向傳動機構(gòu)在行程的兩端都設(shè)有極限限位裝置，保障機械手不會因為其他零件的損壞而脫出滑軌，保障設(shè)備及工人的安全。而高度調(diào)整機構(gòu)是來調(diào)節(jié)機械手高度，使之與軋輥上的模具型腔中心高度一致，即能保證產(chǎn)品質(zhì)量，也能防止機械手受到徑向力損壞部件，調(diào)節(jié)范圍與上、下軋輥中心距調(diào)節(jié)量相對應(yīng)。機械手的運動由計算機編程控制，具有全自動、半自動、單次運動和調(diào)整四種不同方式的控制，可滿足輥鍛工藝不同的需求。

機械手夾鉗中還增加了來料定位傳感器，由以往的喂料信號控制運動改為來料定位傳感器控制，避免生產(chǎn)或調(diào)試過程中機械手夾料深度不夠或未夾到料而導(dǎo)致的鍛件產(chǎn)品不合格和空車運行，減少資源的浪費。

機械手的工作原理是將喂料器送至到位的加熱到指定溫度的坯料夾緊，從第一道軋制工位起始位置，隨著輥鍛機的節(jié)拍逐次完成每一道軋制工序。

2.3 喂料器的結(jié)構(gòu)特點及工作原理

喂料器的作用是將加熱爐加熱好的坯料運送到機械手夾鉗中。喂料器主要由底座、上支架、升降四連桿、推料缸及滑道組成。喂料器的升降動作是通過底座上的油缸帶動四連桿做旋轉(zhuǎn)運動，帶動上支架升降并沿圓心做旋轉(zhuǎn)運動。加熱好的坯料放到喂料器的導(dǎo)槽中，氣缸接收到光電開關(guān)傳來的信號后將坯料沿導(dǎo)軌推向機械手夾鉗并頂緊，當(dāng)接收到機械手夾鉗夾緊的信號后，喂料器的升降及推料缸會恢復(fù)到初始位置。喂料器的軌道部分根據(jù)不同的原料直徑調(diào)整軌道間距以適應(yīng)不同的原料直徑適應(yīng)軋輥中心高度。

2.4 取出裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理

取出裝置是將輥鍛好的坯料從機械手夾鉗中取出運送到運輸鏈上。取出裝置由橫向移動部分、縱向移動部分及夾鉗等主要組成。橫移部分是由支架橫移電機及小車組成。小車在伺服電機的作用下下降小車從抓料位移動到運輸鏈位置?？v向運動部分是由平衡缸縱向電機及導(dǎo)向組成，夾鉗臂在電機的作用下做升降動作，為減小重力造成的受力不勻使用了兩個平衡缸以平衡重力。夾鉗部分主要由夾鉗臂、夾緊缸及夾鉗組成，夾鉗在夾緊缸的作用下將輥鍛好的毛坯夾緊。運動到運輸鏈處通過夾緊缸松開毛坯。取出裝置的夾鉗需根據(jù)軋制的毛坯不同更換不同的鉗口。

2.5 運輸鏈的結(jié)構(gòu)及工作原理

運輸鏈主要由機架，小車及傳動系統(tǒng)組成。

運輸鏈的主要作用是將輥鍛好的坯料通過取出裝置放到運輸鏈上，然后輸送到下一工序的指定位置

2.6 輥鍛機的潤滑系統(tǒng)

輥鍛機所有軸承、軸瓦及齒輪副等重要部件選用自動潤滑，采用計算機控制電動油脂潤滑泵通過分配器送至各個潤滑點，氣動系統(tǒng)提供壓縮空氣進行氣霧潤滑?？筛鶕?jù)運行時間和軋輥轉(zhuǎn)數(shù)進行設(shè)定加油的頻率。

2.7 輥鍛機的控制系統(tǒng)

全自動分體式800輥鍛機的控制系統(tǒng)，均采用國內(nèi)外先進技術(shù)設(shè)備，擁有可編程控制系統(tǒng)和超大屏人機交互界面，能夠?qū)崟r顯示設(shè)備運行狀態(tài)和設(shè)備故障報警，并能夠針對不同的產(chǎn)品在一定的范圍內(nèi)進行更改運行參數(shù)，實現(xiàn)了從進料到出料全程自動化。

3? 結(jié)束語

近些年來，我國生產(chǎn)的輥鍛機，不僅在國內(nèi)得到廣泛認可，也受到了許多國外客戶的好評。輥鍛作為一種高效、節(jié)能的加工技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)逐步從粗放型制造邁向精密型制造，對于輥鍛機的技術(shù)水平和加工精度提出了更高的要求。長遠來看，只有不斷提高輥鍛機的質(zhì)量、自動化程度、精密成型技術(shù)，才能在國內(nèi)和國際的鍛造事業(yè)上得到長足的發(fā)展。

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