浅谈曲轴绿色自动化锻造生产线设计

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锻造线自动化控制系统

锻造线自动化控制系统

锻造线自动化控制系统摘要:随着自动化程度的提高,计算机管理系统和安全系统与自动化系统的结合已成为趋势,该文针对计算机管理系统的特点,通过对实际案例分析,阐述锻造线总控系统的具体应用。

关键词:PLC PROFIBUS-DP 安全系统计算机计算机系统与自动化系统的结合,可实现对生产线的数据采集、跟踪、管理、存储、打印,通过现场总线互联与控制室内人机界面组成一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的新一代生产过程自动控制系统。

1 系统概述生产线自动化现场总线控制系统主要由工业控制计算机、主控PLC、安全PLC组成。

总线控制系统采用两层总线结构,上层采用以太网,下层采用PROFIBUS-DP总线。

工业控制计算机、主控PLC 通过工业以太网总线连接到交换机上,保证实现数据高速实时通讯。

现场设备层采用PROFIBUS-DP为通讯总线,进行实时数据传输。

安全PLC通过PROFIBUS-DP总线与主控PLC进行通讯。

PROFIBUS-DP总线与各分设备通过DP耦合器进行通讯,为避免单根总线电缆故障导致整个控制系统瘫痪,DP耦合器统一放到总控室控制柜中。

安全总线采用PILZ公司的安全PLC,现场安全门开关、各分设备的急停开关通过硬线接到总控室安全PLC的IO模块上,传输急停、安全门等安全信号,保证人身、设备安全。

2 控制方式生产线运行控制功能主要是协调、控制、保障整条锻造生产线安全、可靠、高效的运行,根据工艺要求把生产线分成四个区域。

中频炉、去氧化皮及传送装置区域;辊锻机、辊锻机械手区域;16000T压力机、主机工位转移、主机出料机器人、喷雾润滑机械手区域;切边机、扭拐机、精整压力机、扭拐用机器人、精整用机器人、切边出料及传送车区域。

采用分区域启动、分区域控制的方式来完成整个生产线的控制。

总线通过检测各个单机设备的运行状态,在某一区域或某一设备故障时,指挥其它设备动作,根据不同的状态对各单机设备发出不同的指令(等待,再恢复,或是全线停车)。

乘用车曲轴自动线锻造工艺研究

乘用车曲轴自动线锻造工艺研究
锻 造
乘用车曲轴 自动线锻造 工艺研究
岳镇
与 传 统 锻 造 线 相 比 , 自动 线 生 产 效 率 高 ,产 品 一 致 性 好 ,劳 动 强 度 低 ,符 合节 能 减 排 、绿 色
锻 造 的 发 腱 理 念 ,适 应 日益 增 长 出以防 l 卜 啃 料 折 叠 。③飞 边 厚 度 设 计为 l 0 mm, 衡 块 采 取 劈 料
2 ) 。相 比 _ f传 统 锻 造 线 , 自动 线 锻 造 艺 增 加 了压 扁 工步 。 压
扁 [步采 用 成 形 压 扁 方 案 ,为 预 锻 的制 坯 _ r步 。 (1) 作 用 ① 去 除 氧 化
化i 殳计 ( 图4 ): L 模 :两 端 图2 压扁、预锻、终锻工步件设计方案对比 面 肢 各 平 衡块 劈 料 台拔 模 角 力 I 】 大
左 档 墙 ( 3 红 色区域 ) ,
作川有 : :延 缓 金 腻 向 外 侧 流 动
速 度 ,改 善 平 衡 块 充 满 ;减 小 两
端 匕 边 ,避 免 因 锻 件 人 小 头外 侧
德 系锻 钢 曲轴 ,年 产 量 8 0 万 件 以
上。
飞 边过 人而 与钳 指 干 涉 。
5 。一l o 。; p - 模 :将 两端 面拔 模 角改 为o 。。
皮 ,提 高 锻 件表 面 质 量 。 ②平 衡 各 工步打 击 力 ,实 现 用 小 - 【 殳 备 生
产 大产 品 。③减 小 预 锻 变形 量 及
2 . 半 闭式 封料结构 应用
为 适 应 自动 化生 J 需 要 ,锻
设计 与 半 闭式 结 构 类似 ,下 馍 凸
起 部 分 为 阻 力 墙 ,上 模 凹进 部 分 为 阻 力沟 ( 见 图 9)。 ②封 料 间

汽车机械制造中的自动化生产线设计

汽车机械制造中的自动化生产线设计

汽车机械制造中的自动化生产线设计在汽车机械制造行业中,自动化生产线的设计对于提高生产效率和质量具有至关重要的作用。

本文将探讨汽车机械制造中自动化生产线的设计原则和步骤,以及其带来的优势和挑战。

一、自动化生产线的设计原则在设计汽车机械制造中的自动化生产线时,必须遵循以下原则:1. 流程标准化:将整个生产过程分为多个标准化的工序,确保每个工序的可重复性和一致性。

这有助于提高产品的质量和稳定性。

2. 自动化程度适宜:根据生产需求和技术水平,确定自动化程度。

自动化程度过高可能会增加成本和复杂性,而自动化程度过低则无法满足高效生产的要求。

3. 灵活性和可扩展性:确保生产线可以根据市场需求进行灵活调整和扩展,以满足不同产品型号和数量的生产要求。

二、自动化生产线的设计步骤1. 确定产品需求:根据市场需求和目标,确定要生产的汽车产品型号和数量。

2. 制定工序流程:对整个生产过程进行分析,确定各个工序的顺序和依赖关系。

3. 选择自动化设备:根据工序需求和技术水平,选择适合的自动化设备和机械。

这包括机器人、传送带、激光切割等。

4. 设计工作站:设计各个工作站的布局和工作流程,确保操作人员和自动化设备之间的协调和配合。

5. 系统集成与调试:将各个自动化设备和工作站进行系统集成,并进行调试和测试,确保生产线的正常运行。

6. 优化和改进:根据生产线的实际运行情况,进行优化和改进,提高生产效率和质量。

三、自动化生产线的优势和挑战自动化生产线的设计和应用带来了许多优势,但同时也面临一些挑战。

1. 优势:- 提高生产效率:自动化生产线可以实现连续生产和高速操作,大大提高了生产效率。

- 提高产品质量:自动化设备具有高精度和稳定性,可以减少人为错误,提高产品的质量和一致性。

- 降低成本:自动化生产线可以减少人工劳动,减少劳动力成本,并降低故障率和维修成本。

2. 挑战:- 技术要求高:自动化生产线需要高水平的技术支持和维护,对技术人员的要求较高。

某三缸曲轴自动线锻造工艺开发实例

某三缸曲轴自动线锻造工艺开发实例

某三缸曲轴自动线锻造工艺开发实例三缸发动机曾经一度是低端、性能差、动力不足的代名词,然而随着近年来排放标准的日益严苛及传统能源价格的一路飙升,同时又伴随着涡轮增压、缸内直喷、双VVT等主流技术的日渐成熟,曾经一蹶不振的三缸发动机又重新进入了我们的视野。

相比于传统直列四缸发动机,三缸发动机优点突出:①体积小,重量轻,符合整车轻量化趋势。

②排量小,油耗低,符合节能减排的需求。

③配备涡轮增压的三缸发动机动力不输于四缸自然吸气发动机。

而三缸发动机长期以来为人诟病的抖动问题,随着曲柄臂增加平衡块设计、反向平衡轴设计、减震轮等技术的采用,也得到了极大改善。

随着涡轮增压在三缸发动机上的普及,三缸曲轴毛坯也在逐渐由铸造工艺向锻造工艺过渡。

图1、图2为本文要研究的三缸曲轴铸造工艺原型件及产品数模。

图1 三缸曲轴原型件图2 原型件产品数模根据锻造工艺特点,对铸造原型件分型面、拔模角、余块、圆角、平衡块等进行针对性的优化设计,并重新测算动平衡后,完成了该产品的铸改锻工艺同步开发工作,并实现数据冻结(见图3)。

图3 冻结状态下的产品及锻造毛坯数模1.分型面设计三缸曲轴锻造毛坯采用曲面分模工艺,分型面设计合理与否是产品开发成败的关键所在。

分模面设计原理(见图4,优先级按降序排列)如下:①先要保证上下模型腔深度近似相等,D≈E。

好处是利于锻件充满,并使上、下模具寿命接近,以实现同步换模。

②主轴颈一侧分模面一般过主轴中心即可。

③连杆颈一侧分模面设计成偏心结构,理念是在保证上下模最深型腔近似相等前提下尽可能减小分模面落差即“B”值。

减小分模面落差有助于提高锻造工艺的稳定性。

④分模面拐点尽量远离连杆颈台肩基面过渡处台阶位置,C尽可能取较大值,避免局部区域内因金属流动复杂导致折纹产生。

⑤α、β在满足以上条件前提下尽可能取较小的角度值。

2.预锻设计(1)坯料定位坯料如何实现定位是三缸曲轴锻造工艺开发的关键点之一。

三缸曲轴锻造成型工步分为预锻、终锻。

新能源汽车曲轴加工工艺设计个人总结

新能源汽车曲轴加工工艺设计个人总结

新能源汽车曲轴加工工艺设计个人总结随着环保意识的提高和能源危机的严重,新能源汽车已经成为汽车行业的热门话题。

作为新能源汽车的重要零部件之一,曲轴的加工工艺设计显得尤为重要。

在本文中,我将从深度和广度两个方面进行全面评估,探讨新能源汽车曲轴加工工艺设计的个人总结。

1. 新能源汽车曲轴加工工艺设计的重要性新能源汽车曲轴作为发动机的重要组成部分,直接关系到发动机的性能和效率。

其加工工艺设计必须精准、高效,以确保曲轴的质量和可靠性。

在新能源汽车的发动机设计中,更加注重动力输出的平顺性和高效性,因此曲轴的设计和加工工艺显得尤为重要。

2. 新能源汽车曲轴加工工艺设计的技术要求针对新能源汽车曲轴加工工艺设计,需要考虑以下几个方面的技术要求:- 材料选择:新能源汽车曲轴往往需要使用轻质高强度的材料,以降低整车重量和提高能效。

- 加工精度:曲轴的旋转部件要求加工精度高,尤其是各个曲柄轴承的加工精度,以确保发动机的平稳运转。

- 表面处理:曲轴表面的硬度和耐磨性要求高,需要经过特殊的表面处理工艺,如渗碳、喷丸等,以提高曲轴的使用寿命。

3. 新能源汽车曲轴加工工艺设计的发展趋势随着新能源汽车技术的不断发展,曲轴加工工艺设计也在不断更新和完善。

未来,我认为新能源汽车曲轴加工工艺设计将朝着以下几个方向发展:- 自动化和智能化:随着工业4.0的发展,曲轴加工工艺将更加自动化和智能化,提高生产效率和降低成本。

- 绿色制造:新能源汽车曲轴加工工艺设计还将朝着绿色环保的方向发展,采用更加环保的加工工艺和材料,以减少对环境的影响。

总结回顾通过本文的探讨,我对新能源汽车曲轴加工工艺设计有了更深入的了解。

我意识到曲轴加工工艺设计对新能源汽车发动机的性能和效率至关重要,需要充分考虑材料选择、加工精度和表面处理等技术要求。

未来,曲轴加工工艺设计将更加自动化、智能化和绿色化,以适应新能源汽车技术的发展趋势。

个人观点和理解我个人认为,新能源汽车曲轴加工工艺设计是汽车行业的重要领域之一,其发展将直接影响新能源汽车的性能和可靠性。

锻造自动化系统的设计与实现

锻造自动化系统的设计与实现

锻造自动化系统的设计与实现随着科技的不断进步和工业的快速发展,锻造行业也越来越重视自动化系统的设计和实现。

自动化系统的应用不仅能提高锻造生产效率,提升产品质量,减少人力成本,同时还能降低安全事故的发生概率。

本文将从锻造自动化系统的设计和实现两个方面进行详细介绍。

一、锻造自动化系统的设计1.需求分析在设计锻造自动化系统之前,首先需要进行需求分析。

仔细了解锻造行业的工艺流程、生产线的规模和效率要求,可以帮助我们确定所需的自动化设备和系统功能。

另外,还需要考虑到操作者的人机工程学需求,确保自动化系统可以方便操作和维护。

2.硬件设备选择根据需求分析结果,选择合适的硬件设备。

这些设备包括但不限于机械臂、传感器、PLC控制系统等。

硬件设备的选择应满足生产线的需求,能够实现高效、准确的锻造操作。

3.软件系统开发在设计自动化系统时,我们还需要开发相应的软件系统。

这些软件系统主要用于控制硬件设备的运行和监测生产过程中的数据。

软件系统需要具备实时监测和反馈功能,同时支持数据分析和远程控制。

为了确保软件系统的稳定性和可靠性,在开发过程中要进行充分的测试和调试。

4.安全性考虑在锻造行业,安全性是至关重要的。

设计自动化系统时,应考虑人员和设备的安全问题。

例如,为机械臂加装传感器和安全保护装置,确保在发生异常情况时能够迅速停止设备操作。

另外,还应加强对自动化系统的防火和防爆措施,减少安全事故的发生概率。

二、锻造自动化系统的实现1.硬件设备安装在设计完成后,需要进行硬件设备的安装。

这涉及到机械臂、传感器和控制系统等设备的安装和连接。

在进行安装过程中,要确保设备的稳固性和合适的位置,以确保其正常运行和操作安全。

2.软件系统部署软件系统的部署需要配置相应的服务器和数据库,并进行数据模型的设计和创建。

根据设计需要,设置软件系统的各项参数和界面,保证它的正常运行和用户友好。

同时,确保软件系统的数据传输和储存安全,防止数据泄露和丢失。

曲轴制造技术进展与敏捷柔性生产线方案概况

曲轴制造技术进展与敏捷柔性生产线方案概况

曲轴制造技术进展与敏捷柔性生产线方案概况引言曲轴是内燃机和压缩机等设备中的重要零部件,其质量和性能直接关系到设备的工作效率和可靠性。

随着科技的不断发展,曲轴制造技术也在不断前进。

本文将从曲轴制造技术的进展以及敏捷柔性生产线的方案概况两个方面来介绍相关内容。

曲轴制造技术进展曲轴制造技术的不断进步在很大程度上得益于机械加工技术的发展。

下面将介绍几种常见的曲轴制造技术。

工艺流程优化传统的曲轴制造工艺流程存在效率低、浪费大等问题,难以满足现代化生产的需求。

因此,优化工艺流程是提高曲轴制造效率的一个关键步骤。

通过对传统工艺流程进行优化,可以大幅度提高曲轴制造的效率,减少废品率。

数控加工技术数控加工技术的应用,使曲轴制造更加精确、稳定。

传统的曲轴制造往往依靠人工操作,容易受到人为因素的影响,精度难以保证。

而数控加工技术可以实现高精度的加工,大大提高了曲轴的质量和精度。

材料的改进曲轴的材料对其性能有很大的影响。

传统的曲轴材料往往存在强度低、耐磨性差等问题,难以满足高要求的工作环境。

现代曲轴制造技术借鉴了先进的材料技术,采用高强度、高耐磨的材料,如合金钢、铸钢等,从而提高曲轴的强度和耐久性。

敏捷柔性生产线方案概况敏捷柔性生产线是一种能够快速调整和适应市场需求的生产线方案。

在曲轴制造行业中,采用敏捷柔性生产线可以更好地应对市场变化,提高生产效率和质量。

下面将介绍敏捷柔性生产线的主要特点和优势。

自动化程度高敏捷柔性生产线采用先进的自动化设备和系统,能够实现生产过程的自动化操作和控制。

例如,通过机器人和传感器的配合,可以实现曲轴的自动上料、加工和下料。

这样可以大大提高生产效率,减少不必要的人力投入。

灵活性强敏捷柔性生产线可以根据市场需求和产品变化进行快速调整。

例如,当市场需求发生变化时,只需要通过简单的编程和调整,就可以实现生产线的快速转换和调整。

这样不仅可以缩短产品的上市时间,还能够减少不必要的库存和资源浪费。

质量控制精准敏捷柔性生产线采用先进的传感器和控制系统,能够对生产过程进行实时监控和控制。

锻压机械设计制造及其自动化

锻压机械设计制造及其自动化

锻压机械设计制造及其自动化锻压机械是一种重要的金属加工设备,主要用于将金属坯料通过压磨和挤压形成所需的零件或构件。

锻压机械的设计制造和自动化技术的发展对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。

在锻压机械的设计制造方面,关键在于结构的合理布局和传动系统的设计。

首先,机床结构要稳固,以承受高强度的锻压作业。

其次,传动系统要精准高效,确保能够提供足够的压力和速度,同时保持稳定和精准。

此外,液压系统和控制系统也至关重要。

在自动化方面,智能化技术的应用为锻压机械带来了新的发展机遇。

自动化生产线可以实现对整个生产过程的监控和控制。

在这样的生产线上,机器人装载和卸载工件,智能控制系统实现对加工过程的自动调节,使生产过程更加高效、稳定和可控。

同时,人机协作的工作模式也显著提高了生产效率和安全性。

总的来说,锻压机械的设计制造和自动化技术的发展有助于提高金属加工的精度和效率,推动了金属制造业的发展。

随着科技的不断进步和智能化水平的提高,相信锻压机械必将迎来更加美好的发展前景。

同时,锻压机械的设计制造和自动化也需要考虑节能环保等现代要求。

新一代的锻压机械需要以更低的能耗实现更高的生产效率。

为此,应用新材料、新工艺和新技术是必不可少的。

例如,采用先进的液压系统、节能型电机以及高效的冷却系统,可以有效降低设备的能耗;使用高强度的合金材料制作零部件,可以提高设备的可靠性和寿命;而先进的智能控制系统和传感器技术,不仅使机械的生产运行更加稳定,还能够实现对设备工况的实时监测和精准控制,从而最大限度地降低能源的消耗和对环境的影响。

随着信息技术和智能制造技术的飞速发展,锻压机械的自动化程度将会进一步提升。

基于物联网、云计算和大数据技术的应用,将实现生产过程的实时监控、故障诊断和预测性维护。

同时,人工智能和机器学习等技术的应用也将进一步提高设备的智能化水平,实现更加智能化的生产调度和运维管理,提高生产的柔性和适应性。

综合而言,锻压机械的设计制造和自动化技术的不断发展将推动金属加工制造业朝着高效、智能、绿色的方向不断迈进。

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浅谈曲轴绿色自动化锻造生产线设计东风日产PT技术部锻造技术科杜莲莲高磊我国的锻造生产线长期以来一直处于半机械、半人工的生产状态,小锻件的中转搬运基本上都由人工实现,大锻件的中转搬运由机械手实现,设备和机械手之间的信号传递采取点对点的方式,靠人工判断进行操作,生产效率低下、依赖工人经验等都造成了产品难以走向国际市场。

随着锻造产品需求量的逐步加大,产品质量要求越来越高,我国锻造生产模式受到越来越大的冲击,锻造生产线正面临着新线高起步和旧线改造的局面,实现锻造生产技术革新和锻造生产线自动化是我国锻造企业面临的一大挑战,也是我国锻造行业走向世界的一级阶梯,打破陈旧的生产模式,积极探索研发适合我国锻造生产的新技术、新装备,是我国锻造行业的发展方向。

本文所述锻造自动化生产线是以实现生产线高度自动化为理念进行的创新性设计及应用,该生产线以高智能化的主机辅以机器人及自动传送带为核心,利用信息网络技术为媒介,使用总线的控制为主要方式,把生产线的设备完全连接在一起,形成自动化锻造生产线。

一、生产线设计思路1、物流设计思路在车间布置上,尽可能考虑工件加工的工艺顺序,尽量保证工件加工的流水线性。

从材料接收到下料,从锻造到热处理,经过喷丸再到最终入库,这样的布局保证了锻件生产的流水性。

因此必须要对生产线的物料流通进行设计,保证锻件的顺利流通,提高生产的效率。

曲轴自动化锻造生产线的物流设计的宗旨是:将材料切断、毛坯锻压、中间库存、热处理、后处理各个产品工艺阶段布置在同一个车间的同一个生产流上,实现了产品从原材料到成品入库的整个流程在同一条直线上完成,避免了车间的转运及工序间远距离的转运,既缩减了物流的工作量又方便了生产管理。

生产线设置了中间库存区,中间库存用于存放控温冷却后的半成品,每个部品约有1.5天的库存量,以应对生产线的设备停止及生产线前后工序之间的部品生产安排,便于生产计划的灵活调整,也便于后工程产品需求变更时进行应对。

2、工艺设计思路进行工艺设计选择工艺方案主要从以下四个方面考虑:1)节约原材料。

原材料成本在锻造成本构成中占到60%以上,而我国目前模锻件材料利用率在80%左右,自由锻件钢锭利用率在65%左右,因此提高材料利用率,降低金属损耗的潜力相当可观。

在工艺设计时主要注意以下几方面:Ⅰ. 工艺方案选择时,要把节约材料消耗作为一项重要原则。

尽量用模锻、胎膜锻代替自由锻,减少锻造余量,提高锻件表面质量,减少后续加工量。

Ⅱ. 精确下料、降低刀口损耗。

影响锻造材料利用率的因素很多,但精确下料是实现精密锻造的先决条件之一,是节材较可为的方案。

大批量生产中可采用精密棒料剪切机,下科质量精度可小于0.5%,端面斜度可小于1.5°,中小批量生产中可采用圆盘锯、带锯床,其下料精度高,端面平直,锯口损耗仅为2.0mm-2.2mm。

Ⅲ. 坯料加热损耗主要为加热氧化烧损,采用快速加热、少无氧化加热,不但减少氧化损耗而且节能。

比如感应加热方式,烧损率小于0.5%,仅为燃气加热炉的1/5。

2)减少能耗。

炉子燃耗是锻造车间的主要能源消耗。

据统计,模锻车间中燃耗占车间各种能耗比例在50%以上,自由锻车间在80%以上。

节约燃耗的主要措施包括:Ⅰ. 感应加热。

采用感应加热炉是模锻车间节能降耗的重要措施,与普通火焰炉相比,感应加热炉热效率可达50%-60%,而且加热时间短,生产效率可提高10%~30%。

Ⅱ. 余热利用技术。

锻造余热热处理是一种锻造和热处理相结合的综合工艺,是一种节能降耗又环保的先进工艺,并具有产品质最稳定的优势。

因此,在锻造车间设计时,锻造余热热处理应纳入工厂设计,把热处理炉安排在大批量生产的热模锻设备机组内,组成锻造生产线和自动化生产线。

3)环保与安全。

锻造车间的振动、噪声、烟尘等对工人健康造成危害,对环境形成污染,必须采取适当措施进行治理。

Ⅰ. 减振。

振动是锻造车间的最大危害之一,因此在进行工艺方案选择时,如果条件允许,尽量采用锻压机代替大吨位锻锤,从根本上消除锻锤振动。

Ⅱ. 降噪与防噪。

锻造车间噪声主要来自于锻锤、机械压力机、剪板机、各种风机和空压机、滚筒清理设备等,车间内的瞬间噪声峰值可达120dB,平均噪声在98~100dB。

一般对噪声的治理有三种途径:即降低噪声源的噪声、控制噪声的传播、对噪声接受者采用个人防护。

具体措施包括:采用振动相对小的锻压机;设置隔音罩、隔音室把噪声源与外界隔离;当锻造车间的强噪声难以控制在标准范围之内时,为了防止强噪声对锻工的危害,在锻造车间内必须采取个人防护措施。

Ⅲ. 废气、烟尘处理。

废气、烟尘是锻造车间主要的环境污染因素之一,主要来自于燃煤和燃油加热炉的燃烧产物、脱模剂蒸发以及喷丸和喷砂清理产生的金属尘埃等。

随着环保、节能要求不断加大,燃煤加热炉正在逐渐被淘汰,新建、扩建厂房多采用煤气、天然气、电等清洁能源,从而在根本上消灭废气的排放。

脱模剂蒸发、喷丸、喷砂排放的烟尘需通过有组织的排烟装置进行排放,不得直接排入车间内工作场所。

Ⅳ. 防热。

高温和热辐射是锻造车间的主要危险因素之一,容易引发工人的职业性中暑及灼伤等。

因此进行厂房设计和工艺布局时要给予高度重视,比如厂房设置屋顶天窗、高低窗等保证车间具有良好的通风,有热料及热料箱的区域要留有足够的场地空间等措施。

节材、节能、环保与安全是锻造车间设计时候需要重视的几个方面,在当前国家大力推动节能减排的形势下,贯彻节能、环保、安全、高效的“绿色锻造”理念,对锻造车间的工艺设计显得尤为重要。

二、工艺流程根据曲轴的产品形状及绿色自动化锻造的设计理念,设计曲轴锻造生产线工艺流程图如下所示,分为锻压线和后处理线,主要包括切断、加热、锻压、热校正、控温冷却、抛丸、目视检查、弯曲检测、防锈处理、装箱入库工序。

锻压线主要包括切断、加热、锻压、热校正和控温冷却工序,后处理线包括抛丸、目视检查、弯曲检测、防锈处理和装箱入库工序。

1、切断。

在锻造前需将原材料切断成所需的长度,是将棒材根据不同工件锯断成不同长度的坯料。

原材料选用定尺材料,下料采用的是等分的切断方式。

生产过程中,切屑及不合格材料可自动从旁路排出并收集。

2、加热。

加热工序主要是降低金属变形抗力,优化内部成分和组织,将工件加热至1200℃-1280℃。

该工序可以实现坯料温度自动筛选,过热料收集至1个料箱内报废处理,低温料从旁路排出供下次使用。

3、锻压。

锻压工序是将加热的坯料锻打成形至曲轴的形状,共设计4个工步,压扁→预锻→终锻→切边,根据实际工艺设计各工序模具。

该工序可实现机械手、步进梁自动送料及搬送,整个锻造过程可实现自动化,在锻打过程中设备自动进行模具润滑,利用脱模剂再生循环系统可实现脱模剂重复利用,且同时配备了自动集尘机收集锻造过程中产生的脱模剂蒸汽及漂浮的灰尘。

4、热校正。

热校正工序是为了将锻造及切边过程中发生的锻件弯曲的情况进行校直,确保锻件的直线度满足图纸要求。

该工序根据产品的工艺要求设计校正模,校正过程中使用机械手进行锻件的夹取和放置,设备可对模具进行自动冷却,整个过程自动运行,无需人工操作。

5、控温冷却。

控温冷却工序是控制锻件的冷却速度以得到需要的金相组织和硬度,替代传统的再次加热的热处理方式,既减小了热处理过程中的锻件变形量,又节约了能源。

6、抛丸。

抛丸工序的目的是去除锻件表面的氧化皮,使锻件达到较好的表面质量。

7、目视检查。

目视检查工序为人工对每一个锻件的表面进行100%的目视检查,主要检查锻件的表面缺陷。

此工序为人工作业。

8、弯曲检测。

弯曲检测工序是使用自动弯曲检测装置对锻件的直线度进行100%的检查,此工序为自动检查,超出公差范围的锻件能够自动筛选到废料箱中。

9、防锈处理。

弯曲检查合格的工件通过机械手夹持到防锈槽中浸泡到防锈液中进行防锈,浸泡完成后用压缩空气吹干,然后再使用机械手将工件转入下一工序,此工序为自动化作业。

10、装箱入库。

机械手将防锈处理完成的工件夹持装入成品料箱中,使用叉车将装满工件的料箱下线并进行入库管理。

生产线的工艺布置如下图所示:三、设备选型锻造生产线的基本工序为切断→加热→热锻→热处理(控温冷却)→喷丸→目视检查→装箱入库。

其中能耗最大的为加热工序,而生产自动化的瓶颈工序是热锻工序,因此为了实现绿色自动化锻造的目标,尤其需要对这两个工序的设备进行多方面的对比选择。

1、加热工序。

加热是热锻工艺中不可缺少的一环,加热方法主要分为火焰加热和电加热。

与火焰加热相比,电加热存在很多优点:升温快、炉温易控制、氧化和脱碳少、劳动条件好、便于实现机械化和自动化等。

根据生产线绿色自动化锻造的设计理念,加热工序选用电加热中的中频感应加热的方式,其在节能降耗方面有明显优势。

2、热锻工序。

由于产品要求的精度较高,而且其生产方式为大批量的连续生产,同时为了实现建设自动化锻造生产线的设计目标,锻造主机选择热模锻压力机是最为合适的。

生产线设备如下表所示:工步序号工步名称设备名称1 切断圆盘锯2 加热中频感应加热炉3 挤压热模锻压力机预锻终锻切边4 校正油压机5 控温冷却控温冷却炉6 中间库7 喷丸履带式喷丸机8 目视检查9 弯曲检测自动弯曲检测机10 防锈自动防锈装置11 装箱自动装箱装置该锻造自动生产线除了以上主要设备外,还包括快速换模装置、脱模剂再生循环装置、自动集尘装置,以及7台机器人等设备。

快速换模装置脱模剂再生循环装置自动集尘装置综上所述,该自动化锻造生产线是以实现生产线高度自动化为理念进行的创新性设计及应用,该生产线以高智能化的主机辅以机器人及自动传送带为核心,利用信息网络技术为媒介,使用总线的控制为主要方式,把生产线的设备完全连接在一起,形成自动化锻造生产线,这是生产全面自动化的体现。

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