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      鍛壓機的自動化

      2014-10-10 09:18:40阿部俊明劉建華陳巖日本株式會社栗本鐵工所
      鍛造與沖壓 2014年23期
      關(guān)鍵詞:脫模劑壓力機伺服電機

      文/阿部俊明,劉建華,陳巖·(日本)株式會社栗本鐵工所

      鍛壓機的自動化

      文/阿部俊明,劉建華,陳巖·(日本)株式會社栗本鐵工所

      近年來隨著中國經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,鍛造行業(yè)也有著越來越多的生產(chǎn)需求,而提高生產(chǎn)效率的一個方向就是鍛造設(shè)備的自動化。株式會社栗本鐵工所(以下簡稱栗本公司)在鍛壓機制造行業(yè)中經(jīng)過數(shù)十年的積累,在熱模鍛自動化方面取得了較大的成就。栗本公司從1965年開始鍛壓機的研發(fā)與制造,主要產(chǎn)品是曲軸式鍛壓機,鍛造能力從1000t至6300t,主要用于熱模鍛的生產(chǎn)。并于1980年開始了自動鍛壓機的研發(fā),通過步進(jìn)梁式的搬送裝置,提高了鍛造的生產(chǎn)效率。對于生產(chǎn)需求量大的鍛件產(chǎn)品,自動鍛壓機可以滿足生產(chǎn)需求,并提高鍛件產(chǎn)品質(zhì)量。本文將對栗本公司如何提高熱模鍛件生產(chǎn)效率的自動化鍛造系統(tǒng)的技術(shù)特點進(jìn)行介紹。

      鍛壓機的自動化

      鍛壓機的自動化主要包括以下幾個部分:自動模高調(diào)整裝置、自動上料裝置、自動送料裝置、自動換模裝置、脫模劑移動噴嘴和脫模劑循環(huán)系統(tǒng),如圖1所示。自動鍛壓機在汽車零件廠得到較多的使用,通過自動化程度的提高,來提高鍛造生產(chǎn)率,在單位時間內(nèi)可以生產(chǎn)更多的零件,并且保證鍛件質(zhì)量,減少勞動強度,同時設(shè)備調(diào)節(jié)容易,可以用一臺設(shè)備對應(yīng)幾種鍛件產(chǎn)品的自動生產(chǎn)。

      自動化設(shè)備的優(yōu)勢在于能夠在有限的空間和時間內(nèi)提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)出,保證鍛件的品質(zhì),同時減少操作者的工作強度,解決鍛造企業(yè)招工難的問題。鍛造設(shè)備自動化可以改善工作條件和工作環(huán)境,使鍛造生產(chǎn)變得更容易進(jìn)行。對于生產(chǎn)要求量大的產(chǎn)品,自動化是一個把握成本產(chǎn)出平衡關(guān)系的最佳選擇。

      自動送料裝置

      圖1 自動鍛壓機系統(tǒng)構(gòu)成

      鍛壓機的自動送料裝置可以使用兩根水平橫梁通過夾爪對工件進(jìn)行夾持循環(huán)搬送。步進(jìn)梁的移動采用5軸或10軸伺服電機驅(qū)動滾珠絲杠,實現(xiàn)夾持、提升、前進(jìn)、下降、松開、返回的搬送過程。例如對于4kg重量的鍛件,可以達(dá)到24spm的搬送效率,在隔一工位鍛造的情況下,每分鐘可以生產(chǎn)12件產(chǎn)品,即每5s產(chǎn)出一件產(chǎn)品;對于更小的工件,可以達(dá)到更快的速度。因為采用滾珠絲杠進(jìn)行傳動,在絲杠滑塊上帶有預(yù)緊,所以可以消除反向動作時的間隙,實現(xiàn)高精度、高速度的搬送。早期的步進(jìn)梁控制采用電腦程序控制,現(xiàn)在普遍采用PLC直接控制多臺伺服電機,提高控制的效率,減少問題點,更易于調(diào)節(jié),以滿足不同用戶不同產(chǎn)品的不同需求。步進(jìn)梁的搬送,與鍛壓機進(jìn)行連鎖控制,不必等到滑塊抬到上死點時進(jìn)行夾持,而是在鍛造結(jié)束滑塊剛剛向上離開下死點時,下頂料裝置將工件頂起,同時夾爪到位,進(jìn)行準(zhǔn)確地夾持,這樣可以節(jié)約時間,提高搬送效率,圖2為10軸步進(jìn)梁機構(gòu)。

      自動換模裝置

      栗本公司的自動換模裝置包括V形、Flat形、T形和I形,如圖3所示。根據(jù)不同的客戶需求與預(yù)算,可以提供最合適的自動換模裝置,以實現(xiàn)快速換模,減少鍛造生產(chǎn)中的時間損失。

      自動潤滑系統(tǒng)

      鍛壓機內(nèi)部機構(gòu)的潤滑系統(tǒng)通常采用稀油潤滑方式,避免了黃油潤滑方式中廢舊黃油處理的問題。對于驅(qū)動系統(tǒng)和導(dǎo)軌系統(tǒng),栗本鍛壓機會采取分別循環(huán)的方式,在稀油潤滑系統(tǒng)中采用分配閥進(jìn)行定量分配供油,并通過接近開關(guān)檢測供油異常,圖4為鍛壓機自動潤滑系統(tǒng)示意圖。

      圖2 10軸步進(jìn)梁機構(gòu)

      圖3 自動換模裝置

      圖4 自動潤滑系統(tǒng)

      圖5 脫模劑循環(huán)利用系統(tǒng)

      脫模劑循環(huán)利用系統(tǒng)

      鍛造過程中,一個消耗品就是脫模劑。在進(jìn)行自動化實現(xiàn)高速鍛造的同時,模具冷卻所使用的脫模劑量也比較大。為了實現(xiàn)脫模劑的有效利用,栗本公司一方面通過移動噴嘴進(jìn)行準(zhǔn)確地噴涂,另一方面采用回收系統(tǒng)對多余的脫模劑進(jìn)行回收再利用。采用脫模劑循環(huán)系統(tǒng)的效果是,可以在總體上減少脫模劑的使用量,減少產(chǎn)業(yè)廢棄物處理的負(fù)擔(dān),減輕對環(huán)境的污染,如圖5所示。在脫模劑循環(huán)利用系統(tǒng)里,從模腔流下的脫模劑通過托盤收集后流入回收槽。然后被自動打入再生槽,對其中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾及分離后,打入調(diào)配槽進(jìn)行調(diào)配,通過原液來調(diào)配到需要濃度。然后打入供給槽,送往移動噴嘴以及固定噴嘴,然后通過電磁閥來精確控制噴灑的時間,對模具進(jìn)行冷卻。

      新型自動化鍛壓設(shè)備

      在技術(shù)發(fā)展的今天,栗本公司開始對新型壓力機進(jìn)行開發(fā)和研究。2014年春天,在大阪市的住吉工廠,進(jìn)行了新型壓力機的安裝與調(diào)試。在進(jìn)行動作試驗后,達(dá)到了預(yù)期的運動模式。該壓力機的曲軸兩端,分別裝置有不同的驅(qū)動機構(gòu),左端為直驅(qū)式伺服電機,右端為濕式離合器制動器,如圖6所示。通過試驗,分別對兩種驅(qū)動方式的動作情況進(jìn)行了驗證,在使用直驅(qū)式伺服電機的情況下,可以實現(xiàn)自由的動作曲線,這樣可以適應(yīng)不同鍛件的工藝要求。在使用濕式離合器制動器的時候,可以減少噪聲。

      圖6 新型壓力機結(jié)構(gòu)

      結(jié)束語

      鍛造生產(chǎn)是機械制造工業(yè)中提供機械零件毛坯的主要加工方法之一。隨著機械制造業(yè)現(xiàn)代化程度的越來越高,這就對鍛造產(chǎn)品的生產(chǎn)率提出了新的要求。以往的手工鍛造將無法滿足生產(chǎn)速度的要求,加之近年來勞動力成本的逐年增加,操作人員對工作環(huán)境的要求也越來越高,必將推動鍛造自動化的發(fā)展。

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