文／倪金傳，胡偉，戚利明，俞華松·萬向錢潮傳動軸有限公司

重型花鍵軸(圖1)是一種機械傳動零件，主要用作重型汽車、大型工程機械上的動力傳動軸?；谥匦突ㄦI軸鍛件重量大、柄部長的特點，通常采用對棒料整體加熱后，使用1000t 摩擦壓力機整體式大模具(圖2)鍛打成形的生產(chǎn)工藝。按此傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，存在人員配置多、模具耗材多、勞動強度大、電力耗用大等諸多難題，造成鍛件成本居高不下。

圖1 重型花鍵軸鍛件三維圖

圖2 整體式大模具三維圖

工藝創(chuàng)新概況

在激烈的市場競爭環(huán)境下，公司內(nèi)部重點圍繞“提質(zhì)增效，節(jié)能降耗”工作，持續(xù)降低制造成本，為客戶提供滿意的產(chǎn)品與服務(wù)。針對重型花鍵軸鍛件的制造，重點策劃了1000t 電動螺旋壓力機生產(chǎn)線，把原先工藝中使用中頻加熱爐對棒料整體加熱改為使用局部加熱爐對棒料端部加熱，使用1000t 電動螺旋壓力機直接鍛打成形。按照新的生產(chǎn)工藝方案，依然存在勞動強度大、棒料長且設(shè)備行程不夠、依靠普通鉗子無法搬運、不容易放入模具中等諸多難題。

為此，針對設(shè)備行程不夠的問題，專門設(shè)計制造了開合式機械鎖緊裝置及自動化電氣控制系統(tǒng)；為了減輕員工勞動強度，專門設(shè)計制造了單臂行吊和重型花鍵軸專用自動鎖緊鉗子；根據(jù)重型花鍵軸鍛件的尺寸及機械鎖緊裝置的內(nèi)徑尺寸，研發(fā)出開式模具并將其直接安裝在機械鎖緊裝置內(nèi)。

通過機械設(shè)備與裝置、自動化電氣控制系統(tǒng)、開式模具設(shè)計等諸多創(chuàng)新實踐，棒料通過局部加熱爐的加熱后，操作工使用專用自動鎖緊鉗子和單臂行吊可以從側(cè)向輕松將棒料送進模具中，然后機械鎖緊裝置自動閉合鎖緊，鍛造成形后自動打開，操作工再次使用專用自動鎖緊鉗子和單臂行吊將鍛件取出并放入料筐內(nèi)，成功實現(xiàn)重型花鍵軸在1000t 電動螺旋壓力機上的生產(chǎn)鍛造。

四項技術(shù)創(chuàng)新

開合式機械鎖緊裝置及自動化電氣控制系統(tǒng)

重型花鍵軸鍛件重量大、柄部長，現(xiàn)有設(shè)備行程高度不夠，根據(jù)1000t電動螺旋壓力機工作臺面大小，專門設(shè)計制造出開合式機械鎖緊裝置(圖3)。

圖3 開合式機械鎖緊裝置結(jié)構(gòu)圖

依靠自動化電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了循環(huán)自動鎖緊鍛打：操作工從側(cè)向?qū)⒓訜岷蟮陌袅戏胚M鎖緊裝置后，氣缸自動關(guān)閉鎖緊；當(dāng)設(shè)備運轉(zhuǎn)制坯完成且滑塊回到上死點時，鎖緊裝置自動解鎖松開，此時可以從側(cè)向取出鍛件。

通過開合式鎖緊裝置及自動化電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新，徹底解決了設(shè)備行程不夠，棒料無法整體放入封閉模具，以及鍛打完成后鍛件難以取出和勞動強度大等難題。

鍛造取料的單臂行吊

重型花鍵軸的下料重量通常在10～40公斤/件，棒料完成局部加熱后，單純依靠人力無法送料到鍛造工位。為此，專門設(shè)計制造出單臂行吊，具體是由槽鋼架子配置可手動控制高度并自動滑動的氣動葫蘆組成(圖4)。

圖4 單臂行吊結(jié)構(gòu)圖

伴隨單臂行吊的投入使用，被夾取著的棒料可以上下調(diào)整、前后移動，解決了單純依靠人力無法送料的難題，鍛件的取出入筐也一樣輕松。

專用自動鎖緊鉗子

在實際生產(chǎn)過程中，棒料完成局部加熱后，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鉗子根本無法夾緊棒料。為此，根據(jù)最大下料直徑和重量，設(shè)計出重型花鍵軸專用的自動鎖緊鉗子(圖5)。

圖5 自動鎖緊鉗子結(jié)構(gòu)圖

通過重型花鍵軸專用自動鎖緊鉗子的創(chuàng)新設(shè)計，鉗子夾住棒料后會自動鎖緊，可以輕松地送料到鍛造工位，解決了單靠人工無法送料及勞動強度大的難題。

開式模具的設(shè)計研發(fā)

根據(jù)重型花鍵軸鍛件的尺寸及機械鎖緊裝置的內(nèi)徑尺寸，將開式模具設(shè)計成左右二側(cè)均等的兩個部分，如圖6 所示。

圖6 開式模具三維圖

通過開式模具上的創(chuàng)新設(shè)計，與開合式機械鎖緊裝置配合，將棒料放進模具后鎖緊裝置自動閉合，鍛打成形后自動打開，不僅解決了設(shè)備行程不夠的問題，同時大大降低了重型花鍵軸模具制造的材料成本。

結(jié)束語

通過重型花鍵軸在1000t 電動螺旋壓力機上的鍛壓制造與工藝創(chuàng)新實踐，原棒料由整體加熱改為只需局部加熱，電力成本下降66.5%；原生產(chǎn)人員配置為5 名，現(xiàn)生產(chǎn)人員只需配置2 名，人工成本下降60%；采用整體模具設(shè)計，模具材料需要300 公斤/套，而采用開式模具設(shè)計，模具材料成本下降83.3%；另外，整體模具需要設(shè)計脫模斜度，而采用開式模具后可節(jié)約下料重量0.3 ～0.5 公斤/件。通過此次技術(shù)改造升級，總共可為公司年節(jié)約電費、人工成本、原材料及模具費等成本達79.68 余萬元。