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小曲轴自动化锻造生产线概述

锻造企业是机械制造行业中工作环境差,劳动强度大,人员密集型的毛坯类加工企业,近年来,随着我国制造业技术能力及制造水平的提高,自动化锻造在我国的锻造行业也进行了尝试与应用,如我公司正使用的12500t 前梁自动化生产线和6300t 小曲轴自动化生产线、4000t 链板节自动化生产线、4000t 连杆自动化生产线等。

生产工艺

不同品种的小曲轴需要不同的生产工艺,出于产品通用性的考虑,我公司引进了可以实现多工位锻打的韩国锻压机,用机器人和步进梁进行锻件的传递,实现了不同品种生产的全线自动化。具体工艺流程如下:上料→中频感应加热→热坯料自动分选→锻造→热校正→卸料→余温热处理→存储→清理→检查→清洗/ 防锈/ 烘干→装箱。

设备概述

6300t 自动化生产线设计生产L 形、V 形曲轴,L形曲轴设计节拍8s,每小时可生产450 件,主要生产04E105123G、04E105123AE、06K105123C、06K105123E曲轴,还可生产06K105123J 曲轴。V 形曲轴设计节拍9s, 每小时可生产400 件, 可生产31401445、1005021-391 型曲轴。

整条生产线为全自动化生产,实现了锻件从上料到包装的全流程自动化,主要配备了上料系统(用叉车将托盘放置于传送带上,机械手将坯料逐个送入加热炉)、中频感应加热炉、热坯料自动三分选系统、上载机、热模锻压力机、卸载机、扭校一体机、锻件温控分选、控温冷却输送带、立体仓库、抛丸机、探伤机、清洗/ 防锈/ 烘干机构、标准料箱等生产流程设备,各部位之间依靠机器人进行棒料(锻件)的传递。生产线同时配备了模具翻转机、模具快换机构、模具清洗室、石墨自动配比机构等生产辅助设备。依靠生产流程设备以及生产辅助设备实现了生产的全自动化以及生产的快速切换。

上料系统

传统的上料系统如图1 所示,由翻料机、搓料机、输送带组成,但是面对多品种混线生产状况,搓板空搓料、棒料站立、搓料振动掉落等问题不断发生,致使此处常需要人员进行看护,浪费了大量的人力和物力资源,料架系统由标准料盘与机器人、输送链、机械手组成,很好的解决了上述问题。


棒料在标准托盘上通过叉车放置在料架区域,托盘在此区域传送,机器人从托盘上抓起棒料后放置在输送链上,输送链将棒料传递至机械手下侧,机械手横向移动卡爪将棒料夹起,放置在电加热前端输送链上,输送链将锻件传递至电加热前侧夹送辊处,由夹送辊送入电加热。

加热及分选系统

中频电加热采用知名电加热厂家ABP 产品,采用一用一备式结构,可以实现产品的快速切换,同时根据不同产品配备不同配方,电加热根据配方自动进行温度调节,最大限度降低能耗。

在入炉口配备专用的一键式清空装置,可以实现在连续锻打的过程中进行棒料清空,清空后清空杆自动回到始位,节省了大量人力及物力。在出炉口处配备有热坯料的欠温、合格、超温的三分选装置,通过测温探头监控棒料表面温度,实现棒料的温度筛选,合格棒料通过滑道传递到接料器处如

热模锻压力机

热模锻压力机如图3 所示,是我公司从韩国J&HPRESS 进口的专门为锻造曲轴设计的6300t 锻压机。具有生产效率高、锻打速度快、加载力均匀、换模速度快、封闭高度调整速度快等优点,非常适合批量生产的流水线作业。

机器人接收接料器信号后夹取棒料放置在上载机处,上载机将棒料送至锻压机内部,步进梁将棒料夹起,同时传递信号给喷淋系统,通过步进梁内部信号的反馈,喷淋系统进行各工位润滑以及棒料异常夹取停机处理,锻打后锻件经过卸载机传递到下一工序机器人处。

锻压机配备了模具翻转装置、模具清洗装置以及模具快换装置,在模具异常时,液压系统松开模具,换模车将模具拉出,翻转机将模具翻转,翻转后的模具放置在模具清洗小车上,推入清洗房,利用高压水枪进行模具的彻底清理。同时另外一台换模车可以快速将备用模具推入设备,液压系统锁紧模具,换模工作可在15 分钟内完成,实现了快速换模。

扭校一体机

扭校一体机如图4 所示,是专门为大众V 形和L形曲轴设计的整体式机器,具有扭拧和校正功能,整台机器采用液压驱动,存在运行稳定加压恒定,可以保证扭拧精度在±0.5°范围内。

机器人将锻件放在上载机处,上载机将锻件送入扭校一体机,经过步进梁与喷淋系统的配合,实现锻件的扭校,扭校后的锻件经过卸载机送达温度分选处,测温探头进行温度判定,机器人将温度不足锻件分选出,将合格锻件放在控温冷却带处。

控温冷却输送带

控温冷却系统设计为用于非调质钢乘用车曲轴类锻件的锻后控制冷却,通过控制冷却处理使锻件满足产品金相组织、晶粒度、硬度及性能要求。

经扭校工序后的锻件,由机器人转运到控温冷却带的专用托盘上,托盘避免了曲轴传送过程中相接触产生硬度变化和磕碰伤,经硬度抽检输送带、风冷处理输送带、水雾冷却输送带进入立体库区

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