汽車連桿自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線

文／王喜珠，張龍，魯帥，王維·一汽鍛造(吉林)有限公司

傳統(tǒng)汽車連桿鍛造采用人工操作生產(chǎn)方式，工作環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。近年來，隨著我國制造業(yè)的技術(shù)能力及制造水平的提高，自動(dòng)化鍛造在我國鍛造行業(yè)也進(jìn)行了嘗試與應(yīng)用，2015年我公司籌建汽車連桿自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線，2017年建成投產(chǎn)（圖1）。

圖1 連桿自動(dòng)化生產(chǎn)線

圖2 自動(dòng)上料機(jī)

生產(chǎn)線概述

該生產(chǎn)線計(jì)劃生產(chǎn)1004021-M50-0000、1004021A81D兩個(gè)品種的連桿，設(shè)計(jì)節(jié)拍10s，每小時(shí)可生產(chǎn)360件。

不同品種的連桿需要不同的生產(chǎn)工藝，出于產(chǎn)品通用性的考慮，我公司引進(jìn)了可以實(shí)現(xiàn)多工位鍛打的韓國鍛壓機(jī)，用機(jī)器人和步進(jìn)梁進(jìn)行坯料和鍛件的傳遞，實(shí)現(xiàn)了不同品種的連桿共線自動(dòng)化生產(chǎn)。

汽車連桿自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)工藝流程為：自動(dòng)上料→加熱→輥坯→鍛造→精整→熱處理→裝箱。

設(shè)備概述

整條生產(chǎn)線由8臺(tái)（套）設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)了從上料到裝箱的全過程自動(dòng)化。

自動(dòng)上料機(jī)

自動(dòng)上料機(jī)（圖2）是國產(chǎn)設(shè)備，由上海ABP公司設(shè)計(jì)、制作，該設(shè)備由液壓站、翻料機(jī)、搓料機(jī)三部分組成。翻料機(jī)將整箱料段翻倒進(jìn)搓料機(jī)料斗內(nèi)，搓料機(jī)再將料段搓到輸送鏈上，準(zhǔn)備送到加熱爐內(nèi)。

中頻感應(yīng)加熱爐

中頻感應(yīng)加熱爐（圖3）同樣采用上海ABP產(chǎn)品，感應(yīng)圈采用一用一備式結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)快速切換，同時(shí)根據(jù)不同鍛件配備不同配方，電加熱根據(jù)配方自動(dòng)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，最大限度降低能耗。

圖3 中頻感應(yīng)加熱爐

在入爐口配備專用的一鍵式清空裝置，可以實(shí)現(xiàn)在連續(xù)鍛打的過程中進(jìn)行棒料清空，清空后清空桿自動(dòng)回到初始位，節(jié)省了大量人力及物力。在出爐口處配備有熱坯料的欠溫、合格、超溫的三分選裝置，通過測溫探頭監(jiān)控棒料溫度，實(shí)現(xiàn)棒料的溫度篩選，合格棒料通過滑道傳遞到輥鍛機(jī)。

輥鍛機(jī)

輥鍛是近幾十年將縱向軋制引入鍛造業(yè)并經(jīng)不斷發(fā)展形成的鍛造新工藝，屬于回轉(zhuǎn)壓縮成形的范疇。其特點(diǎn)是所需工作載荷小，生產(chǎn)效率高，材料消耗小，具有更高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。我公司選用日本MANYO生產(chǎn)的輥鍛機(jī)（圖4）制坯，為熱模鍛準(zhǔn)備所需形狀尺寸的毛坯。

1號機(jī)器人

機(jī)器人是執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，主要由機(jī)械身體、記憶或程序功能和核心零件組成，可以按預(yù)先編排好的程序運(yùn)動(dòng)。具有安全性高、節(jié)省人工、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

連桿生產(chǎn)線選用了川崎SR系列6軸機(jī)器人（圖5），其作用是夾取輥坯，放置在裝載機(jī)上，裝載機(jī)再將輥坯運(yùn)至鍛壓機(jī)工位。

圖4 輥鍛機(jī)

圖5 川崎SR系列6軸機(jī)器人

熱模鍛壓力機(jī)

熱模鍛壓力機(jī)是我公司從韓國J&H PRESS進(jìn)口的專門為鍛造連桿而設(shè)計(jì)的4000t多工位鍛壓機(jī)（圖6）。具有生產(chǎn)效率高、鍛打速度快、加載力均勻、換模速度快、封閉高度調(diào)整速度快等優(yōu)點(diǎn)，非常適合批量生產(chǎn)的自動(dòng)化作業(yè)。

步進(jìn)梁將輥坯夾起，傳送至鍛打的各個(gè)工位，同時(shí)將信號傳給模具潤滑劑噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)按程序適時(shí)向模腔內(nèi)噴灑潤滑劑，以潤滑、冷卻模具。鍛壓機(jī)配有快速換模裝置，能實(shí)現(xiàn)快速更換整套模具。

2號機(jī)器人

2號機(jī)器人（圖7）的作用是將從鍛壓機(jī)內(nèi)已鍛打成形的連桿鍛件送至精整機(jī)中，再將精整后的連桿送至控溫冷卻系統(tǒng)中。

圖6 4000t多工位鍛壓機(jī)

圖7 2號機(jī)器人

精整機(jī)

精整機(jī)（圖8）是我公司從韓國J&H PRESS進(jìn)口的小型鍛壓設(shè)備，其作用是將連桿校正、整形。

控溫冷卻系統(tǒng)

控溫冷卻系統(tǒng)（圖9）由韓國AGT公司設(shè)計(jì)、制造，由輸送帶、風(fēng)冷系統(tǒng)、轉(zhuǎn)運(yùn)車組成，其作用是接收從精整機(jī)中傳送過來的連桿，利用余溫?zé)崽幚磉B桿，并將連桿傳送至料箱中，裝箱后用叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至?xí)捍鎱^(qū)。

圖8 精整機(jī)

圖9 控溫冷卻系統(tǒng)

結(jié)束語

本文以生產(chǎn)汽車連桿為例，闡述了我公司全自動(dòng)化生產(chǎn)線完成棒料到鍛件成品的全部過程，也是向讀者展示了國內(nèi)先進(jìn)的全自動(dòng)化生產(chǎn)線的工藝流程，但因編者水平有限不能達(dá)到盡善盡美，僅希望借此文拋磚引玉，為行業(yè)提供一些可參考的設(shè)備自動(dòng)化知識(shí)。