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(jī)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(jī)以能量控制準(zhǔn)確、效率高、工藝適應(yīng)范圍廣、重復(fù)制件精度高、使用維護(hù)方便、性價比高等特點(diǎn)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(jī)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(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了難得的機(jī)遇。

SD20系列電動螺旋壓力機(jī)原理及特點(diǎn)

目前，國內(nèi)電動螺旋壓力機(jī)多采用機(jī)械傳動方式，電機(jī)通過齒輪或聯(lián)組帶驅(qū)動飛輪頻繁正反轉(zhuǎn)運(yùn)動，飛輪通過螺桿螺母驅(qū)動滑塊上下運(yùn)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(jī)速度最大，電機(jī)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(jī)軸和電機(jī)底座有強(qiáng)烈的沖擊作用，所以在設(shè)計上多采用多重摩擦打滑保護(hù)裝置。在實(shí)際使用中摩擦打滑保護(hù)裝置難于定量調(diào)節(jié)，給使用和維護(hù)帶來困難。聯(lián)組帶傳動是彈性傳動，可以很好的保護(hù)電機(jī)軸和電機(jī)底座免受損壞，更換方便。通過實(shí)踐和對比，SD系列電動螺旋壓力機(jī)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(jī)聯(lián)組帶傳動方式

電動螺旋壓力機(jī)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(jī)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(shí)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(xì)到手腕粗細(xì)，樹枝愈上愈細(xì)，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(jī)自動化方面做了一些探討和實(shí)際應(yīng)用，主要通過一臺或多臺鍛造機(jī)器人和兩臺或三臺電動螺旋壓力機(jī)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(qiáng)的特點(diǎn)，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(jī)器人自動化生產(chǎn)線

步進(jìn)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(jī)制以及進(jìn)行新型抗 DR 藥物的臨床前評估。通過研究實(shí)驗(yàn)方法和 STZ 局限性可以對原有的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，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(jìn)梁鍛造自動化生產(chǎn)線由自動上料機(jī)、中頻加熱爐、單臂或雙臂步進(jìn)梁、SD20系列電動螺旋壓力機(jī)、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(jī)上完成，充分利用SD20系列電動螺旋壓力機(jī)抗偏載能力強(qiáng)、臺面寬的特點(diǎn)，這樣既節(jié)省投資，又保證了工作效率。

在步進(jìn)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(jìn)法生產(chǎn)。自動噴石墨裝置安裝在步進(jìn)梁上，在夾鉗夾住零件離開模腔后進(jìn)行吹掃、噴石墨?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)對上料機(jī)、中頻加熱爐、步進(jìn)梁、電動螺旋壓力機(jī)、自動噴石墨裝置等進(jìn)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(jī)后被排隊送入中頻爐，加熱出來后通過測溫分選機(jī)構(gòu)分選，溫度合格的棒料通過下料滑道送至取料點(diǎn)，步進(jìn)梁操作機(jī)構(gòu)將取料點(diǎn)的棒料夾住送入預(yù)鍛工位，并按照級進(jìn)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(jī)外輸送帶運(yùn)走。

步進(jìn)梁采用三次元機(jī)械操作臂，X、Y、Z軸三個方向均采用伺服電機(jī)驅(qū)動，運(yùn)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(jìn)動作需要2～3s。

通過以上設(shè)定可知，堆垛機(jī)自起始位置[xa,ya,za]運(yùn)行至終點(diǎn)位置[xb,yb,zb]所花費(fèi)的時間為

根據(jù)零件大小和工藝，分為單臂步進(jìn)梁和雙臂步進(jìn)梁兩種方案。

杜威先生提倡“在做中學(xué)”，其實(shí)我們展現(xiàn)的是一種特殊的“在做中學(xué)”，即在大膽的實(shí)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(rèn)知，發(fā)展理論，憑借刻苦、鉆研、執(zhí)著與進(jìn)取，承擔(dān)情感教育研究領(lǐng)域的實(shí)踐與創(chuàng)新的兩重任務(wù)，更承擔(dān)著未來將實(shí)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(xiàn)自己的微薄力量。

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

圖4 單臂步進(jìn)梁鍛造自動化生產(chǎn)線

圖5 雙臂步進(jìn)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(jìn)梁鍛造自動化生產(chǎn)線將SD20系列電動螺旋壓力機(jī)的優(yōu)勢和步進(jìn)梁的特點(diǎn)進(jìn)行了有機(jī)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(diǎn)，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。