電動螺旋壓力機自動化技術(shù)研究

文/田江濤·淄博德寬自動化設(shè)備有限公司

雷蕾·中國鍛壓協(xié)會

電動螺旋壓力機自動化技術(shù)研究

文/田江濤·淄博德寬自動化設(shè)備有限公司

雷蕾·中國鍛壓協(xié)會

近幾年，電動螺旋壓力機以能量控制準確、效率高、工藝適應(yīng)范圍廣、重復(fù)制件精度高、使用維護方便、性價比高等特點而逐步成為國內(nèi)鍛造行業(yè)主要的模鍛成形設(shè)備。隨著國內(nèi)勞動力成本的不斷上升以及人們環(huán)保意識的不斷提高，鍛造設(shè)備的自動化技術(shù)被越來越多的企業(yè)所重視。全自動電動螺旋壓力機鍛造自動生產(chǎn)線的研發(fā)與應(yīng)用，有助于提高自動化生產(chǎn)水平和產(chǎn)品的一致性、降低勞動力成本，為模鍛企業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了難得的機遇。

SD20系列電動螺旋壓力機原理及特點

目前，國內(nèi)電動螺旋壓力機多采用機械傳動方式，電機通過齒輪或聯(lián)組帶驅(qū)動飛輪頻繁正反轉(zhuǎn)運動，飛輪通過螺桿螺母驅(qū)動滑塊上下運動產(chǎn)生打擊力。當(dāng)滑塊接觸到工件時，利用飛輪儲存的能量做功，使工件變形。此時，電機速度最大，電機轉(zhuǎn)子所具有的能量也比較大，如何釋放這些能量成為設(shè)計者面臨的難題。由于齒輪傳動是剛性傳動，對電機軸和電機底座有強烈的沖擊作用，所以在設(shè)計上多采用多重摩擦打滑保護裝置。在實際使用中摩擦打滑保護裝置難于定量調(diào)節(jié)，給使用和維護帶來困難。聯(lián)組帶傳動是彈性傳動，可以很好的保護電機軸和電機底座免受損壞，更換方便。通過實踐和對比，SD系列電動螺旋壓力機多采用聯(lián)組帶傳動（圖1），聯(lián)組帶使用壽命在一年左右，價格便宜。

圖1 SD20系列電動螺旋壓力機聯(lián)組帶傳動方式

電動螺旋壓力機的導(dǎo)向設(shè)計和螺桿螺母的潤滑條件，決定了設(shè)備的抗偏載性能和螺桿螺母的使用壽命。通過對比選擇，在SD20系列電動螺旋壓力機上采用圖2所示的復(fù)合導(dǎo)向形式，即“X”形導(dǎo)軌導(dǎo)向加圓柱形導(dǎo)軌導(dǎo)向，該設(shè)計提高了滑塊的導(dǎo)向高度，大大提高了滑塊的抗偏載能力，在同一個臺面上可以實現(xiàn)預(yù)鍛、成形、沖孔（或切邊）的多模膛模鍛，減少了投資，也提高了設(shè)備利用率。同時，該設(shè)計將螺桿螺母密封在上橫梁中，在上橫梁中形成密閉的油池，將螺桿螺母浸泡在油池中，起到密封、降溫和潤滑作用，大大提高了螺桿螺母的使用壽命。

“我們再往上爬得試試，將頭伸到棋盤上，看看他們在弄什么鬼！”由四人合抱到一人可抱，由牛腿粗細到手腕粗細，樹枝愈上愈細，樹頂?shù)闹l已經(jīng)是盈盈可握，他們大著膽子往上蹭，也只能夠雙手蟬蜩一樣抱著樹條，搖搖晃晃，小心翼翼地將頭伸出來，看到灑滿月光的棋盤，還有棋盤兩邊，長袍博冠，朱顏白發(fā)，薄嗔微怒，危坐弈棋的兩位老人！

圖2 SD20滑塊復(fù)合導(dǎo)向結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有自動化方案介紹

國內(nèi)一些企業(yè)在電動螺旋壓力機自動化方面做了一些探討和實際應(yīng)用，主要通過一臺或多臺鍛造機器人和兩臺或三臺電動螺旋壓力機配合組成鍛造自動化生產(chǎn)線（圖3）。該方案具有工藝適應(yīng)性強的特點，但存在設(shè)備投資大、零件溫降大、工藝線路長、占地面積大的不足，同時也存在生產(chǎn)節(jié)拍長、效率低的問題。

圖3 鍛造機器人自動化生產(chǎn)線

步進梁鍛造自動化生產(chǎn)線的組成

STZ 誘導(dǎo)的小鼠 DR 模型的臨床特征和病理變化與人的 DR 相似，所以該模型經(jīng)常被用來研究DR 的發(fā)病機制以及進行新型抗 DR 藥物的臨床前評估。通過研究實驗方法和 STZ 局限性可以對原有的實驗方法進行改進，找到解決其中問題的方法，提高誘導(dǎo)模型的成功率。

一般鍛造工藝流程為：精密下料→棒料自動上料→中頻加熱→測溫分選→預(yù)鍛→終鍛→切邊（或沖孔）、整形。步進梁鍛造自動化生產(chǎn)線由自動上料機、中頻加熱爐、單臂或雙臂步進梁、SD20系列電動螺旋壓力機、自動噴石墨裝置和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)組成。該方案將預(yù)鍛、終鍛、切邊（或沖孔）三個工序放在一臺電動螺旋壓力機上完成，充分利用SD20系列電動螺旋壓力機抗偏載能力強、臺面寬的特點，這樣既節(jié)省投資，又保證了工作效率。

在步進梁上安裝有四套夾鉗，能同時拿取四個零件，采取三工位級進法生產(chǎn)。自動噴石墨裝置安裝在步進梁上，在夾鉗夾住零件離開模腔后進行吹掃、噴石墨?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)對上料機、中頻加熱爐、步進梁、電動螺旋壓力機、自動噴石墨裝置等進行全面控制。整條鍛造自動線每個零件的生產(chǎn)節(jié)拍為5～7s。

經(jīng)過精密剪切的棒料毛坯倒入棒料自動上料機后被排隊送入中頻爐，加熱出來后通過測溫分選機構(gòu)分選，溫度合格的棒料通過下料滑道送至取料點，步進梁操作機構(gòu)將取料點的棒料夾住送入預(yù)鍛工位，并按照級進方式依次送到終鍛、切邊（或沖孔），并最終將切邊（或沖孔）的零件送到機外輸送帶運走。

步進梁采用三次元機械操作臂，X、Y、Z軸三個方向均采用伺服電機驅(qū)動，運動速度、行程距離可調(diào)，重復(fù)定位精度±0.2mm，采用PLC控制，完成一個步進動作需要2～3s。

通過以上設(shè)定可知，堆垛機自起始位置[xa,ya,za]運行至終點位置[xb,yb,zb]所花費的時間為

根據(jù)零件大小和工藝，分為單臂步進梁和雙臂步進梁兩種方案。

杜威先生提倡“在做中學(xué)”，其實我們展現(xiàn)的是一種特殊的“在做中學(xué)”，即在大膽的實踐探索中，感悟情感教育的意義與真諦，不斷拓展自己的眼界和認知，發(fā)展理論，憑借刻苦、鉆研、執(zhí)著與進取，承擔(dān)情感教育研究領(lǐng)域的實踐與創(chuàng)新的兩重任務(wù)，更承擔(dān)著未來將實踐和研究成果向外展示、輻射的重任，最終為情感教育事業(yè)貢獻自己的微薄力量。

小零件、工藝簡單零件采用單臂步進梁（圖4），大零件、工藝復(fù)雜零件采用雙臂步進梁（圖5）。

圖4 單臂步進梁鍛造自動化生產(chǎn)線

圖5 雙臂步進梁鍛造自動化生產(chǎn)線

兩種自動化方案的比較

以工藝要求為鐓粗→成形→沖孔的2kg齒輪毛坯鍛造為例，采用以上兩種自動化生產(chǎn)線方案，優(yōu)劣對比如表1所示。

表1 方案對比

結(jié)束語

步進梁鍛造自動化生產(chǎn)線將SD20系列電動螺旋壓力機的優(yōu)勢和步進梁的特點進行了有機的結(jié)合，具有設(shè)備投資少、生產(chǎn)節(jié)拍快、占地面積少、生產(chǎn)效率高的特點，相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展完善，將為我國鍛造設(shè)備的技術(shù)升級提供廣闊的發(fā)展空間。