螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線及組合上、下料系統(tǒng)設(shè)計(jì)

朱桂英，師國(guó)輝，郭書花，董祿杰

（1.河北工程大學(xué)；2.邯鄲市海發(fā)機(jī)電設(shè)備有限公司；3.衡水一中邯鄲分校，河北 邯鄲 056000）

熱鍛螺母生產(chǎn)線鍛壓生產(chǎn)中，根據(jù)加工過程可以分成4個(gè)步驟，分別為中頻爐線圈加熱、墩粗、預(yù)成型加工、成型加工。目前，螺母熱鍛加工過程多為3臺(tái)鍛壓機(jī)分別進(jìn)行3個(gè)工位的鍛壓過程，且由人在鍛壓機(jī)之間運(yùn)送坯料，效率較低且人工成本較高。在降低成本的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)螺母加工的自動(dòng)化裝置是我們研究的重要方向。

1 螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線的整體設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線由自動(dòng)解捆裝置1、自動(dòng)對(duì)孔輸送裝置2、切料機(jī)3、提升裝置4、自動(dòng)上料裝置5、中頻加熱裝置6、自動(dòng)下料裝置7、自動(dòng)送料裝置8和螺母熱鍛機(jī)械9等九部分結(jié)構(gòu)組成（如圖1）。

圖1 螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線構(gòu)成圖

1.2 工作原理

自動(dòng)解捆裝置1將成捆的棒料自動(dòng)解捆后，依次把棒料推送至自動(dòng)對(duì)孔輸送裝置2，自動(dòng)對(duì)孔輸送裝置2將棒料自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)切料機(jī)3的入口，由切料機(jī)完成自動(dòng)切料，切好的棒料段由自動(dòng)起升裝置4提升并傾倒入自動(dòng)上料裝置5，自動(dòng)上料裝置5將棒料段提升、分揀、輸送至中頻爐控制的加熱線圈，加熱后輸送至自動(dòng)送料裝置8，自動(dòng)送料裝置8將熱棒料段送至螺母熱鍛機(jī)械9的各個(gè)工位進(jìn)行鍛打，鍛打后的螺母坯料由自動(dòng)下料裝置7送出。

2 螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線組合上下、料系統(tǒng)設(shè)計(jì)

螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線主要加工設(shè)備為壓力切料機(jī)、中頻加熱機(jī)械、鍛壓機(jī)，工序?yàn)榍辛瞎ば颉⒓訜?、墩粗、預(yù)成型、成型加工。在5個(gè)工序中我們都設(shè)計(jì)了自動(dòng)上、下料裝置，形成一套組合上、下料系統(tǒng)。

2.1 組合上下、料系統(tǒng)構(gòu)成

主要由自動(dòng)解捆裝置1、自動(dòng)對(duì)孔輸送裝置2、自動(dòng)起升裝置4、自動(dòng)上料裝置5、自動(dòng)下料裝置7和自動(dòng)送料裝置8組成（圖1）。

圖2 提升裝置構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.1 自動(dòng)起升裝置4構(gòu)成和原理

自動(dòng)起升裝置4由液壓升降平臺(tái)和和翻倒料斗組成。料斗（1）上安裝有傳感器，且底部一側(cè)與底座（3）鉸接，另一側(cè)鉸接油缸（2），油缸（2）的另一端與底座（3）固連。

切料機(jī)3為通用棒料切斷機(jī)器，將螺母毛坯棒料切成適合加工的短棒料。切斷后的棒料落入自動(dòng)起升裝置4的翻倒料斗（1）中。當(dāng)棒料裝滿料斗時(shí)，油缸（5）控制料斗向上運(yùn)動(dòng)；到達(dá)指定高度后，油缸（2）頂升料斗（1）靠近切料機(jī)的一側(cè)，使料斗發(fā)生側(cè)翻，將棒料段倒入自動(dòng)上料裝置5中的自動(dòng)提升機(jī)構(gòu)5(1)的料斗中。

圖3

2.1.2 自動(dòng)上料裝置5構(gòu)成和原理

自動(dòng)上料裝置5由自動(dòng)提升機(jī)構(gòu)5(1)，自動(dòng)理料、分料機(jī)構(gòu)5(2)組成。自動(dòng)提升機(jī)構(gòu)5(1)中設(shè)置有三級(jí)活動(dòng)升降板，可將棒料段提升至自動(dòng)理料、分料機(jī)構(gòu)5(2)的進(jìn)口端。自動(dòng)理、分料機(jī)構(gòu)通過傾斜擋板先將雜亂的棒料重新掉回到整理機(jī)構(gòu)的料斗中，剩下規(guī)則排列的棒料繼續(xù)沿輸送帶前移。經(jīng)縱向、橫向氣缸進(jìn)行縱向、橫向兩個(gè)方向的推送后，進(jìn)入中頻爐控制的線圈6，加熱至需要的溫度。再通過一個(gè)下滑軌道即可進(jìn)入自動(dòng)送料裝置8，此時(shí)就完成了棒料的理料、分料、送料過程。

圖4

2.1.3 自動(dòng)送料裝置8的結(jié)構(gòu)和原理

自動(dòng)送料裝置8（如圖3、4）由伺服電機(jī)1、絲杠螺母2、絲杠3、頂升氣缸4、導(dǎo)向桿5、支撐板6、支撐板7、卡爪氣缸8、支撐座9、氣缸桿10、連桿11、卡爪盤12、卡爪盤13、固定桿14組成。

伺服電機(jī)1與鍛壓機(jī)固連，絲杠螺母2與絲杠3套接，支撐板7與絲杠螺母2固連，導(dǎo)向桿5一端與支撐板7固連，另一端穿入支撐板6的導(dǎo)向孔，支撐板6可以沿導(dǎo)向孔運(yùn)動(dòng)。氣缸4底座與支撐板7固連，氣缸4伸出桿與支撐板6相連接。

本設(shè)計(jì)螺母熱鍛機(jī)械9包含熱鍛螺母加工的3道工序：墩粗、預(yù)成型、成型加工，且3道工序都在一臺(tái)螺母熱鍛機(jī)械上完成。螺母熱鍛機(jī)械上3個(gè)加工工位處分別對(duì)應(yīng)設(shè)置3個(gè)卡爪盤。在機(jī)構(gòu)啟動(dòng)時(shí)，支撐板7及以上機(jī)構(gòu)都處于起始位置（如圖3）。當(dāng)加熱后的胚料到達(dá)指定位置時(shí)，卡爪盤16抓緊胚料，在伺服電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)下，支撐板7向右移動(dòng)（如圖3），將胚料移送至墩粗工序位置處，卡爪盤16下降并松開，鍛壓機(jī)下降完成墩粗工序。然后，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)支撐板7向左移動(dòng)，回到原起始位，卡爪盤16上升、夾緊新到位的熱胚料進(jìn)行第二次循環(huán)。

在第二次循環(huán)時(shí)卡爪盤15卡緊墩粗后的熱胚料，將其移送至預(yù)成型工序位置處。同理，預(yù)成型后的胚料由卡爪盤12、13夾緊進(jìn)入成型加工工位處，完成成型加工工序。成型加工工序完成后胚料通過自動(dòng)下料裝置7下料（如圖1），所以螺母熱鍛機(jī)械可以實(shí)現(xiàn)3個(gè)工序的的同時(shí)加工。

3 結(jié)語(yǔ)

論文主要對(duì)螺母熱鍛加工自動(dòng)化生產(chǎn)線的整體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)了與生產(chǎn)線相配合的由數(shù)套上、下料裝置構(gòu)成的組合上下、料系統(tǒng)；對(duì)壓力切斷機(jī)及熱鍛機(jī)的上、下料裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了螺母熱鍛加工從棒料解捆、切料、加熱、墩粗、預(yù)成型、成型加工的自動(dòng)化。