連桿自動化精密鍛造生產(chǎn)線
連桿屬于長軸類精密鍛件，是發(fā)動機內(nèi)最重要的零件之一，市場需求量巨大。連桿不僅要求較高的尺寸精度，而且對重量公差也有嚴(yán)格的要求。另外，由于發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)導(dǎo)致連桿內(nèi)部產(chǎn)生高頻交變應(yīng)力，因此，對連桿強度，特別是疲勞輕度，也提出了較高的要求。長期以來，連桿一直被視為較難鍛造的精密鍛件。
在我國，傳統(tǒng)的連桿度那張工藝是采用火焰加熱，空氣錘上型氈制坯，摩擦壓力機或蒸空錘鍛造，切邊、沖連皮，最后進(jìn)行熱校正。其缺點表現(xiàn)為：
（1）自動化程度低。主要工序全部依靠手工操作，導(dǎo)致生產(chǎn)率低，操作人數(shù)多且勞動強度大，生產(chǎn)節(jié)拍難以保證，產(chǎn)品質(zhì)量受操作水平的影響程度較大；
（2）鍛件精度低，一致性差，鍛件表層易產(chǎn)生脫碳，很難達(dá)到488、捷達(dá)等高精度連桿鍛件對精度和質(zhì)量提出的要求；
（3）將切邊、沖連皮與熱校正分成多個獨立的工序，不僅增加了操作人數(shù)及設(shè)備數(shù)量，而且也不易保證連桿大小頭的中心距精度；
（4）制坯精度低，飛邊肥大，材料利用率低
（5）加熱爐及鍛造設(shè)備的能耗高。
為了滿足高精度連桿對度那張生產(chǎn)線提出的自動化及質(zhì)量方面的要求，縮短該領(lǐng)域內(nèi)我國與國際先進(jìn)水平之間的差距，我們開發(fā)了連桿精密鍛造工藝，研制成功了自動化精密鍛造生產(chǎn)線。
2.連桿精密鍛造工藝
各類生產(chǎn)線均應(yīng)以特定的產(chǎn)品為對象，以相應(yīng)的工藝為基礎(chǔ)，設(shè)備為工藝服務(wù)，又是工藝的具體體現(xiàn)。研制高性能連桿鍛造生產(chǎn)線應(yīng)以精密鍛造工藝為龍頭。
由于該短劍尺寸大小，重量輕，為了提高生產(chǎn)率，模鍛工步可采用一模兩件的方法。
3.自動化精密鍛造生產(chǎn)線
連桿自動化精密鍛造生產(chǎn)線以年產(chǎn)鍛件120萬件為生產(chǎn)綱領(lǐng)，生產(chǎn)節(jié)拍為7~8件/分，鍛件最大重量為0.5kg。主要產(chǎn)品為摩托車發(fā)動機連桿、488連桿、捷達(dá)連桿，也可用來生產(chǎn)其他長軸類精密鍛件。
整條鍛造生產(chǎn)線的設(shè)備為順序動作，安全可靠，且節(jié)拍可調(diào)。采用PC控制連線技術(shù)，實現(xiàn)了從振動上料、感應(yīng)加熱、料溫分選到楔橫軋機制坯的自動化。工件在楔橫軋機與電液錘之間、電液錘與壓力機之間的傳輸均采用輸送機。全線最多需要3名工人，分別負(fù)責(zé)鍛造、切邊和全線巡視。
連桿自動化精密鍛造生產(chǎn)線的總體布置。整條生產(chǎn)線的長度約16.5m，寬度約6.5m，最高點處的高度為5.09m。加熱爐毛坯水平送進(jìn)的高度為1.82m，楔橫軋機水平送料的高度為0.725m。各部分的設(shè)備組成、功能及特點分別介紹如下：
3.1自動上料系統(tǒng)
自動上料系統(tǒng)由液壓翻轉(zhuǎn)加料機、振動排序上料機和水平振動給料機組成，其主要功能和動作如下所述：
（1）用叉車將存放在料箱中的毛坯連同料箱引起推入液壓翻轉(zhuǎn)加料機。加料機提升料箱，將毛坯緩慢倒入震動排序上料機的料斗內(nèi)。料斗直徑為1600mm，最大加料重量700kg，最大棒料直徑60mm。根據(jù)毛坯單件重量的不同，一次加料可維持3.5~6h的連續(xù)正常生產(chǎn)；
（2）在振動電機的作用下，毛坯沿上料機料斗內(nèi)壁的螺旋料道向上爬升，并在上升過程中自動進(jìn)行排序；
（3）上料機的出口通過水平震動給料機與加熱爐上料過程的自動化。
當(dāng)上料機料斗內(nèi)出現(xiàn)缺料時，控制系統(tǒng)將發(fā)出缺料報警信號，通知巡視工人進(jìn)行下一次加料。
3.2感應(yīng)加熱及料溫自動分選系統(tǒng)
中頻感應(yīng)加熱爐的額定功率為250KW，實際加熱功率根據(jù)毛坯重量和生產(chǎn)節(jié)拍確定。為了適應(yīng)不同直徑毛坯的加熱要求，感應(yīng)加熱線圈部件采用了快換接頭，可實現(xiàn)不同規(guī)格線圈之間的快速更換。
加熱線圈入口處安裝有滾壓輪退料機構(gòu)，與水平振動給料機的出口銜接。毛坯的送進(jìn)速度，換言之整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍，可以通過五級調(diào)節(jié)滾壓輪的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。
感應(yīng)加熱驚喜那群出口處安裝有引料裝置和料溫自動分選系統(tǒng)。料溫自動分選系統(tǒng)由紅外測溫儀、料溫分選執(zhí)行結(jié)構(gòu)和出料滑倒組成。出料滑道分為三路：正常料道、過燒料道和欠溫料道。
根據(jù)連桿材料的不同，可確定相應(yīng)的始鍛溫度范圍，并將溫度上、下臨界值輸入到控制系統(tǒng)內(nèi)。若紅外測溫儀測出的料溫高于上臨界值，則嗎磨皮過燒，執(zhí)行機構(gòu)氣動過燒料道使毛坯進(jìn)入廢料箱。若料溫低于下臨界值，則毛坯欠溫，執(zhí)行機構(gòu)氣動過欠溫道使毛坯進(jìn)入回收箱�；厥障鋬�(nèi)的毛坯可再次加熱使用。只有料溫介于上、下臨界值之間的毛坯，才能通過正常料道輸送到后續(xù)工位。整個料溫分選過程是自動完成的，嚴(yán)格的料溫控制措施為確保連桿鍛造質(zhì)量提供了可靠的保障。
3.3楔橫軋機自動制坯
采用楔橫軋機進(jìn)行制坯可獲得高精度鍛造毛坯，具有節(jié)能、節(jié)材、生產(chǎn)率高、模具壽命長等優(yōu)點，并可實現(xiàn)軋制過程的自動化，是替代空氣錘制坯的換代工藝和設(shè)備。與同屬連續(xù)回轉(zhuǎn)成形工藝的輥鍛技術(shù)相比，楔橫軋機具有設(shè)備成本低的優(yōu)點。
該生產(chǎn)線配備了一臺DA46-500型輥式楔橫軋機，附帶自動上料裝置，可軋毛坯最大直徑5mm，長度為400mm。設(shè)備采用整體式結(jié)構(gòu)，PC控制，工作規(guī)范有連續(xù)、半自動單次、單次、和寸動調(diào)整呢過四種。
在半自動單次工作模式下，楔橫軋機的動作受料溫分選系統(tǒng)的控制：當(dāng)溫度正常的坯料落入楔橫軋機送料位置后，由接近開關(guān)檢測有料并發(fā)訊，推料氣缸自動推動毛坯動作循環(huán)。軋制成型后的坯料依靠重力落入輸送機，并被輸送到模鍛工步。
3.4電液錘模鍛
采用從德國米勒萬家頓股份公司引進(jìn)的KGH型短行程電液模鍛錘進(jìn)行模鍛，分為壓扁、預(yù)鍛和終鍛三個工位。設(shè)備而定打擊能量為31.5KJ。采用進(jìn)油打擊原理，打擊過程呢過可實現(xiàn)PC控制，能夠精確控制打擊能量、打擊次數(shù)、兩次打擊之間間歇時間等工作參數(shù)。該設(shè)備還具備參數(shù)儲存，故障報警及自動診斷等功能。
電液錘能像利用率高，錘頭導(dǎo)向精度好，抗偏載能力強，操作安全可靠，鍛件質(zhì)量基本不受工人操作水平的影響，從而為實現(xiàn)連桿精密鍛造提供了可靠的設(shè)備保障。與熱模鍛壓力機相比，電液錘使用靈活方便，投資較低，尤其適合中小批量鍛件的生產(chǎn)。鍛件沿高度方向的尺寸精度較高，沿水平方向的尺寸精度由鍛模精度保證。
鍛模采用鑲塊是解耦股，通過螺桿式固定斜楔與模座連接，更換模塊快捷，調(diào)整呢過方便，模具費用低。
3.5壓力機切邊、沖連皮、熱校
由于連桿桿部的腹板較薄，在模鍛切邊、沖連皮過程中易產(chǎn)生呢過彎曲或扭曲變形。傳統(tǒng)工藝是將熱切邊和熱校正分成幾個獨立的工步，熱校正的作用是校正已經(jīng)發(fā)生的彎曲或扭曲變形，效果不明顯，尤其很難保證大小頭的中心距公差。
我們開發(fā)研制成功了切邊、沖連皮、熱校復(fù)合工藝，使用一副復(fù)合模具，在壓力機的一個在工作循環(huán)內(nèi)，首先通過彈性壓緊裝置壓住鍛件，然后順序完成切邊和油連皮動作，從而有效阻止和預(yù)防扭曲變形的產(chǎn)生。該工藝不僅保證了連桿精度。而且節(jié)省了工人人數(shù)及設(shè)備數(shù)量，減少了生產(chǎn)線占地面積。壓力機的公稱壓力為1600KN。
4結(jié)論
以連桿精密鍛造工藝為基礎(chǔ)，研制成功了自動化精密鍛造生產(chǎn)線，解時限從振動上料、感應(yīng)加熱、料溫分選到楔橫軋機制坯的自動化，可用來生產(chǎn)摩托車發(fā)動機連桿、488連桿、捷達(dá)連桿等長軸類精密鍛件，具有節(jié)能、節(jié)材、效率高、產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好等優(yōu)點，是替代傳統(tǒng)連桿鍛造生產(chǎn)設(shè)備的換代產(chǎn)品。該類型生產(chǎn)線已有是三條投入使用，取得了良好的經(jīng)濟效益。
在我國，傳統(tǒng)的連桿度那張工藝是采用火焰加熱，空氣錘上型氈制坯，摩擦壓力機或蒸空錘鍛造，切邊、沖連皮，最后進(jìn)行熱校正。其缺點表現(xiàn)為：
（1）自動化程度低。主要工序全部依靠手工操作，導(dǎo)致生產(chǎn)率低，操作人數(shù)多且勞動強度大，生產(chǎn)節(jié)拍難以保證，產(chǎn)品質(zhì)量受操作水平的影響程度較大；
（2）鍛件精度低，一致性差，鍛件表層易產(chǎn)生脫碳，很難達(dá)到488、捷達(dá)等高精度連桿鍛件對精度和質(zhì)量提出的要求；
（3）將切邊、沖連皮與熱校正分成多個獨立的工序，不僅增加了操作人數(shù)及設(shè)備數(shù)量，而且也不易保證連桿大小頭的中心距精度；
（4）制坯精度低，飛邊肥大，材料利用率低
（5）加熱爐及鍛造設(shè)備的能耗高。
為了滿足高精度連桿對度那張生產(chǎn)線提出的自動化及質(zhì)量方面的要求，縮短該領(lǐng)域內(nèi)我國與國際先進(jìn)水平之間的差距，我們開發(fā)了連桿精密鍛造工藝，研制成功了自動化精密鍛造生產(chǎn)線。
2.連桿精密鍛造工藝
各類生產(chǎn)線均應(yīng)以特定的產(chǎn)品為對象，以相應(yīng)的工藝為基礎(chǔ)，設(shè)備為工藝服務(wù)，又是工藝的具體體現(xiàn)。研制高性能連桿鍛造生產(chǎn)線應(yīng)以精密鍛造工藝為龍頭。
由于該短劍尺寸大小，重量輕，為了提高生產(chǎn)率，模鍛工步可采用一模兩件的方法。
3.自動化精密鍛造生產(chǎn)線
連桿自動化精密鍛造生產(chǎn)線以年產(chǎn)鍛件120萬件為生產(chǎn)綱領(lǐng)，生產(chǎn)節(jié)拍為7~8件/分，鍛件最大重量為0.5kg。主要產(chǎn)品為摩托車發(fā)動機連桿、488連桿、捷達(dá)連桿，也可用來生產(chǎn)其他長軸類精密鍛件。
整條鍛造生產(chǎn)線的設(shè)備為順序動作，安全可靠，且節(jié)拍可調(diào)。采用PC控制連線技術(shù)，實現(xiàn)了從振動上料、感應(yīng)加熱、料溫分選到楔橫軋機制坯的自動化。工件在楔橫軋機與電液錘之間、電液錘與壓力機之間的傳輸均采用輸送機。全線最多需要3名工人，分別負(fù)責(zé)鍛造、切邊和全線巡視。
連桿自動化精密鍛造生產(chǎn)線的總體布置。整條生產(chǎn)線的長度約16.5m，寬度約6.5m，最高點處的高度為5.09m。加熱爐毛坯水平送進(jìn)的高度為1.82m，楔橫軋機水平送料的高度為0.725m。各部分的設(shè)備組成、功能及特點分別介紹如下：
3.1自動上料系統(tǒng)
自動上料系統(tǒng)由液壓翻轉(zhuǎn)加料機、振動排序上料機和水平振動給料機組成，其主要功能和動作如下所述：
（1）用叉車將存放在料箱中的毛坯連同料箱引起推入液壓翻轉(zhuǎn)加料機。加料機提升料箱，將毛坯緩慢倒入震動排序上料機的料斗內(nèi)。料斗直徑為1600mm，最大加料重量700kg，最大棒料直徑60mm。根據(jù)毛坯單件重量的不同，一次加料可維持3.5~6h的連續(xù)正常生產(chǎn)；
（2）在振動電機的作用下，毛坯沿上料機料斗內(nèi)壁的螺旋料道向上爬升，并在上升過程中自動進(jìn)行排序；
（3）上料機的出口通過水平震動給料機與加熱爐上料過程的自動化。
當(dāng)上料機料斗內(nèi)出現(xiàn)缺料時，控制系統(tǒng)將發(fā)出缺料報警信號，通知巡視工人進(jìn)行下一次加料。
3.2感應(yīng)加熱及料溫自動分選系統(tǒng)
中頻感應(yīng)加熱爐的額定功率為250KW，實際加熱功率根據(jù)毛坯重量和生產(chǎn)節(jié)拍確定。為了適應(yīng)不同直徑毛坯的加熱要求，感應(yīng)加熱線圈部件采用了快換接頭，可實現(xiàn)不同規(guī)格線圈之間的快速更換。
加熱線圈入口處安裝有滾壓輪退料機構(gòu)，與水平振動給料機的出口銜接。毛坯的送進(jìn)速度，換言之整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍，可以通過五級調(diào)節(jié)滾壓輪的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。
感應(yīng)加熱驚喜那群出口處安裝有引料裝置和料溫自動分選系統(tǒng)。料溫自動分選系統(tǒng)由紅外測溫儀、料溫分選執(zhí)行結(jié)構(gòu)和出料滑倒組成。出料滑道分為三路：正常料道、過燒料道和欠溫料道。
根據(jù)連桿材料的不同，可確定相應(yīng)的始鍛溫度范圍，并將溫度上、下臨界值輸入到控制系統(tǒng)內(nèi)。若紅外測溫儀測出的料溫高于上臨界值，則嗎磨皮過燒，執(zhí)行機構(gòu)氣動過燒料道使毛坯進(jìn)入廢料箱。若料溫低于下臨界值，則毛坯欠溫，執(zhí)行機構(gòu)氣動過欠溫道使毛坯進(jìn)入回收箱�；厥障鋬�(nèi)的毛坯可再次加熱使用。只有料溫介于上、下臨界值之間的毛坯，才能通過正常料道輸送到后續(xù)工位。整個料溫分選過程是自動完成的，嚴(yán)格的料溫控制措施為確保連桿鍛造質(zhì)量提供了可靠的保障。
3.3楔橫軋機自動制坯
采用楔橫軋機進(jìn)行制坯可獲得高精度鍛造毛坯，具有節(jié)能、節(jié)材、生產(chǎn)率高、模具壽命長等優(yōu)點，并可實現(xiàn)軋制過程的自動化，是替代空氣錘制坯的換代工藝和設(shè)備。與同屬連續(xù)回轉(zhuǎn)成形工藝的輥鍛技術(shù)相比，楔橫軋機具有設(shè)備成本低的優(yōu)點。
該生產(chǎn)線配備了一臺DA46-500型輥式楔橫軋機，附帶自動上料裝置，可軋毛坯最大直徑5mm，長度為400mm。設(shè)備采用整體式結(jié)構(gòu)，PC控制，工作規(guī)范有連續(xù)、半自動單次、單次、和寸動調(diào)整呢過四種。
在半自動單次工作模式下，楔橫軋機的動作受料溫分選系統(tǒng)的控制：當(dāng)溫度正常的坯料落入楔橫軋機送料位置后，由接近開關(guān)檢測有料并發(fā)訊，推料氣缸自動推動毛坯動作循環(huán)。軋制成型后的坯料依靠重力落入輸送機，并被輸送到模鍛工步。
3.4電液錘模鍛
采用從德國米勒萬家頓股份公司引進(jìn)的KGH型短行程電液模鍛錘進(jìn)行模鍛，分為壓扁、預(yù)鍛和終鍛三個工位。設(shè)備而定打擊能量為31.5KJ。采用進(jìn)油打擊原理，打擊過程呢過可實現(xiàn)PC控制，能夠精確控制打擊能量、打擊次數(shù)、兩次打擊之間間歇時間等工作參數(shù)。該設(shè)備還具備參數(shù)儲存，故障報警及自動診斷等功能。
電液錘能像利用率高，錘頭導(dǎo)向精度好，抗偏載能力強，操作安全可靠，鍛件質(zhì)量基本不受工人操作水平的影響，從而為實現(xiàn)連桿精密鍛造提供了可靠的設(shè)備保障。與熱模鍛壓力機相比，電液錘使用靈活方便，投資較低，尤其適合中小批量鍛件的生產(chǎn)。鍛件沿高度方向的尺寸精度較高，沿水平方向的尺寸精度由鍛模精度保證。
鍛模采用鑲塊是解耦股，通過螺桿式固定斜楔與模座連接，更換模塊快捷，調(diào)整呢過方便，模具費用低。
3.5壓力機切邊、沖連皮、熱校
由于連桿桿部的腹板較薄，在模鍛切邊、沖連皮過程中易產(chǎn)生呢過彎曲或扭曲變形。傳統(tǒng)工藝是將熱切邊和熱校正分成幾個獨立的工步，熱校正的作用是校正已經(jīng)發(fā)生的彎曲或扭曲變形，效果不明顯，尤其很難保證大小頭的中心距公差。
我們開發(fā)研制成功了切邊、沖連皮、熱校復(fù)合工藝，使用一副復(fù)合模具，在壓力機的一個在工作循環(huán)內(nèi)，首先通過彈性壓緊裝置壓住鍛件，然后順序完成切邊和油連皮動作，從而有效阻止和預(yù)防扭曲變形的產(chǎn)生。該工藝不僅保證了連桿精度。而且節(jié)省了工人人數(shù)及設(shè)備數(shù)量，減少了生產(chǎn)線占地面積。壓力機的公稱壓力為1600KN。
4結(jié)論
以連桿精密鍛造工藝為基礎(chǔ)，研制成功了自動化精密鍛造生產(chǎn)線，解時限從振動上料、感應(yīng)加熱、料溫分選到楔橫軋機制坯的自動化，可用來生產(chǎn)摩托車發(fā)動機連桿、488連桿、捷達(dá)連桿等長軸類精密鍛件，具有節(jié)能、節(jié)材、效率高、產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好等優(yōu)點，是替代傳統(tǒng)連桿鍛造生產(chǎn)設(shè)備的換代產(chǎn)品。該類型生產(chǎn)線已有是三條投入使用，取得了良好的經(jīng)濟效益。
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