CN103230997A - 一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属热加工技术领域，更具体的说涉及一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺技术领域，一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，包括锻造系统，所述锻造系统前端设有进料系统，锻造系统后端设有出料系统，锻造系统包括连接于进料系统后的电加热炉，电加热炉后连接有锻造压力机，锻造压力机后连接有切边机，切边机后连接有出料系统，本发明克服了现有技术的不足，实现锻件一次加热，一人操控的全自动生产线的工艺，该工艺节能降耗、节省人工，同时提高锻件表面和内在质量和疲劳寿命，锻件各部位的力学性能比较接近，锻件质量和安全性能得到提高，并且该类非调质钢锻件具有高抗拉强度高疲劳强度和切削性。

Description

一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺

技术领域

本发明涉及金属热加工技术领域，更具体的说涉及一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺技术领域。

技术背景

现有锻件加热及锻造、切边、精整等加工工艺方案一般是：人工吊料、上料加热（煤加热炉）、人工送料到推料机钳口，加热后输送料到压力机人工拔长（或墩粗）、人工预锻成型、人工终锻成型，再人工将带飞边的锻件放到机械或液压机完成切边、冲孔、精整等工序加工后，再由人工摆放到控制冷却线，有些锻件锻造加工复杂单靠人工定位摆放不一致造成锻造折叠、充填不满，废品率较高，从加热炉出料口的锻件温度不一定在1180℃～1240℃范围内，高于1240℃坯料内部金相组织有脆化（过烧）现象，过烧锻件的内部晶界氧化，形成脆壳，严重地破坏了晶粒之间的联结，在锻压时会崩裂成碎块，严重影响锻件性能，而低于1180℃坯料在锻压时会造成充填不满等锻造缺陷，能耗等生产成本高，完成以上操作需要工人6～8名，人工送料、人工操控，工人劳动强度大，劳动环境差，生产效率低；锻件质量波动大，锻件各部位的力学性能不均等，影响锻件内部强度和微观组织，安全隐患大。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供锻件一次加热，一人操控的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，包括锻造系统，锻造系统前端设有进料系统，锻造系统后端设有出料系统，锻造系统包括连接于进料系统后的电加热炉，电加热炉后连接有锻造压力机，锻造压力机后连接有切边机，切边机后连接有出料系统。

优选的，电加热炉炉口处设有输送辊道，输送辊道上方设有测温分选装置。

优选的，输送辊道两旁连接有过烧料框和欠温料框，锻造压力机也设置在电加热炉炉口处的输送辊道尾部处。

优选的，锻造压力机包括压力机工作台和一号机械手臂，压力机工作台包括墩粗工位、预锻工位和终锻工位。

优选的，切边机包括二号机械手臂和切边机工作台。

优选的，进料系统包括集料箱，集料箱竖直方向上设有自动上料装置，自动上料装置横向方向上连接有进料辊道，进料辊道横向方向上连接有推料装置，推料装置与电加热炉连接。

优选的，出料系统包括与切边机连接的冷却控温输送链，冷却控温输送链后连接有成品箱。

优选的，电加热炉与锻造压力机、过烧料框和欠温料框间采用滑道连接。

一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备的生产工艺，如下：

（1）进料：将集装在集料箱内部坯料由自动上料装置通过进料辊道和推料装置横向上料；

(2)锻造：

①坯料加热，电加热炉对电加热炉内的坯料进行加热，

②分选坯料，加热后的坯料通过输送锟道，输送锟道上的温度分选装置将加热后的坯料按照温度区间分为合格坯料、过烧坯料和欠温坯料，合格坯料通过滑道进入锻造压力机，过烧坯料进入过烧料框，欠温坯料进入欠温料框，

③锻造，进入锻造压力机内部的合格坯料，在一号机械手臂将坯料放置在正确的工位上，由锻造压力机内部的伺服装置完成自动定位、夹紧，分别在压力机工作台的墩粗工位、预锻工位和终锻工位上完成镦粗、预锻、终锻工序，

④热切边，热输送机将带飞边的锻件输送到锻造压力机右外侧，由二号机械手臂将带飞边的锻件分别送至切边机工作台上，进行切边、精整加工工位；

（3）出料：完成锻造和热切边的锻件，由二号机械手臂放置在控制冷却控温输送链入口，通过冷却控温输送链进入到成品箱。

本发明中所述的合格坯料温度在1180℃至1240℃之间，过烧坯料温度大于1240℃，包括1240℃，欠温坯料温度低于1180℃，包括1180℃。

采用上述技术方案的有益效果是：本发明将锻件一次加热，实现墩粗、预锻成型、终锻成型、切边、精整、冲孔、热处理（强风冷却）等多工序连续自动加工，全部加工过程只需一人操控，与传统加工方案相比人工减少80%，本发明的电加热炉为中频感应炉，坯料采用中频感应炉加热比以往煤炉加热能有效减少二氧化碳排放量，保护自然环境，而且通过对中频炉额定电压提高到660V，使感应线圈的铜损耗降低，进而提高感应线圈的电效率，比普通电加热炉节能10%左右，锻造切边、精整、冲孔等工序加工全部利用余热完成，加热能耗减少30～60%，锻件拔长（或墩粗）及预锻成型、终锻成型、切边、精整、冲孔等热加工定位均采用伺服机械手自动定位，定位准确，调节方便，锻件KM尺寸等质量指标稳定，锻件厚度不大于1.5毫米，优于GB/T 12362-2003中厚度公差2.8mm标准要求，通过机械手及伺服定位机构定位安装夹紧，三工位锻造压力机可以同时完成墩粗、预锻成型、终锻成型工序热加工，也可是上述工序的任意组合，锻件的墩粗、预锻成型、终锻成型工序热加工，采用三工位锻造压力机按一字形布置，锻造压力机工作台右末端用一台热板链输送机自动输送，生产环境清洁，通过锻件自身余热通过强化控冷输送链进行热处理，不但节能降耗、节省人工，同时提高类非调质钢锻件表面和内在质量和疲劳寿命，使该锻件各部位的力学性能比较接近，并具有高抗拉强度高疲劳强度和切削性，使锻件质量和安全性能得到提高，温度分选装置为红外线测温仪，红外线测温仪分布在中频炉出料的上方部位，直接测出加热后的坯料温度，PLC控制系统根据红外线测温仪控制分选气缸相应工作，避免坯料加热后的温度低于或者高于工艺规定的要求范围内进行锻打，降低了锻件废品率，保证了锻件内外部质量，同时可提高模具使用寿命，在自动上料及三工位热加工等工作部位配备有摄像头，其动作图像实时传输至中央控制室，方便操作人员监控和应急处理。

附图说明

图1为本发明一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备的结构示意图，

图2为本发明一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备锻造压力机的结构示意图，

图3为本发明一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备电加热炉的结构示意图；

图4为本发明一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备冷却控温输送链的结构示意图；

其中，1、集料箱，2、自动上料装置3、进料辊道，4、推料装置，5、电加热炉，6、锻造压力机，7、过烧料框，8、欠温料框，9、压力机工作台，10、一号机械手臂，11、墩粗工位，12、预锻工位，13、终锻工位，14、二号机械手臂，15、冷却控温输送链，16、切边机，17、测温分选装置，18、切边机工作台，19、成品箱，20、滑道。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案和结构经行说明，以便于本技术领域的技术人员理解。

如图1所示，一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，包括锻造系统，锻造系统前端设有进料系统，锻造系统后端设有出料系统，锻造系统包括连接于进料系统上的电加热炉5，电加热炉5上连接有锻造压力机6，锻造压力机6上连接有切边机16，切边机16上连接有出料系统，电加热炉5炉口处设有输送辊道，输送辊道上方设有测温分选装置17，输送辊道尾部连接有过烧料框7和欠温料框8，锻造压力机6也设置在电加热炉5炉口处的输送辊道尾部处，锻造压力机6包括压力机工作台9和一号机械手臂10，压力机工作台9包括墩粗工位11、预锻工位12和终锻工位13，切边机16包括二号机械手臂14和切边机工作台18，进料系统包括集料箱1，集料箱1竖直方向上设有自动上料装置2，自动上料装置2横向方向上连接有进料辊道3，进料辊道3横向方向上连接有推料装置4，推料装置4与电加热炉5连接，出料系统包括与切边机16连接的冷却控温输送链15，冷却控温输送链15上连接有成品箱19，电加热炉5与锻造压力机6、过烧料框7和欠温料框8间采用滑道20连接。

一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备的生产工艺，如下：

（1）进料：将集装在集料箱1内部坯料由自动上料装置2通过进料辊道3和推料装置4横向上料；

(2)锻造：

①坯料加热，电加热炉5对电加热炉5内的坯料进行加热，

②分选坯料，加热后的坯料通过输送锟道，输送锟道上的温度分选装置17将加热后的坯料按照温度区间分为合格坯料、过烧坯料和欠温坯料，合格坯料通过滑道进入锻造压力机6，过烧坯料进入过烧料框7，欠温坯料进入欠温料框8，

③锻造，进入锻造压力机6内部的合格坯料，在一号机械手臂10将坯料放置在正确的工位上，由锻造压力机6内部的伺服装置完成自动定位、夹紧，分别在压力机工作台9的墩粗工位11、预锻工位12和终锻工位13上完成镦粗、预锻、终锻工序，

④热切边，热输送机将带飞边的锻件输送到锻造压力机6右外侧，由二号机械手臂14将带飞边的锻件分别送至切边机工作台18上，进行切边、精整加工工位；

（3）出料：完成锻造和热切边的锻件，由二号机械手臂14放置在控制冷却控温输送链15入口，通过冷却控温输送链15进入到成品箱19。

采用上述技术方案的有益效果是：本发明将锻件一次加热，实现墩粗、预锻成型、终锻成型、切边、精整、冲孔、热处理（强风冷却）等多工序连续自动加工，全部加工过程只需一人操控，与传统加工方案相比人工减少80%，本发明的电加热炉为中频感应炉，坯料采用中频感应炉加热比以往煤炉加热能有效减少二氧化碳排放量，保护自然环境，而且通过对中频炉额定电压提高到660V，使感应线圈的铜损耗降低，进而提高感应线圈的电效率，比普通电加热炉节能10%左右，锻造切边、精整、冲孔等工序加工全部利用余热完成，加热能耗减少30～60%，锻件拔长（或墩粗）及预锻成型、终锻成型、切边、精整、冲孔等热加工定位均采用伺服机械手自动定位，定位准确，调节方便，锻件KM尺寸等质量指标稳定，锻件厚度不大于1.5毫米，优于GB/T 12362-2003中厚度公差2.8mm标准要求，通过机械手及伺服定位机构定位安装夹紧，三工位锻造压力机可以同时完成墩粗、预锻成型、终锻成型工序热加工，也可是上述工序的任意组合，锻件的墩粗、预锻成型、终锻成型工序热加工，采用三工位锻造压力机按一字形布置，锻造压力机工作台右末端用一台热板链输送机自动输送，生产环境清洁，通过锻件自身余热通过强化控冷输送链进行热处理，不但节能降耗、节省人工，同时提高类非调质钢锻件表面和内在质量和疲劳寿命，使该锻件各部位的力学性能比较接近，并具有高抗拉强度高疲劳强度和切削性，使锻件质量和安全性能得到提高，温度分选装置为红外线测温仪，红外线测温仪分布在中频炉出料的上方部位，直接测出加热后的坯料温度，PLC控制系统根据红外线测温仪控制分选气缸相应工作，避免坯料加热后的温度低于或者高于工艺规定的要求范围内进行锻打，降低了锻件废品率，保证了锻件内外部质量，同时可提高模具使用寿命，在自动上料及三工位热加工等工作部位配备有摄像头，其动作图像实时传输至中央控制室，方便操作人员监控和应急处理。

本发明提供一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备及生产工艺，克服了现有技术的不足，实现锻件一次加热，一人操控的全自动生产线的工艺，该工艺节能降耗、节省人工，同时提高锻件表面和内在质量和疲劳寿命，锻件各部位的力学性能比较接近，锻件质量和安全性能得到提高，并且该类非调质钢锻件具有高抗拉强度高疲劳强度和切削性。

上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，包括锻造系统，所述锻造系统前端设有进料系统，锻造系统后端设有出料系统，其特征在于：所述锻造系统包括连接于进料系统后的电加热炉，所述电加热炉后连接有锻造压力机，所述锻造压力机后连接有切边机，所述切边机后连接有出料系统。

2.根据权利要求1所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述电加热炉炉口处设有输送辊道，所述输送辊道上方设有测温分选装置。

3.根据权利要求2所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述输送辊道两旁连接有过烧料框和欠温料框，所述锻造压力机也设置在电加热炉炉口处的输送辊道尾部处。

4.根据权利要求1所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述锻造压力机包括压力机工作台和一号机械手臂，所述压力机工作台包括墩粗工位、预锻工位和终锻工位。

5.根据权利要求1所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述切边机包括二号机械手臂和切边机工作台。

6.根据权利要求1所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述进料系统包括集料箱，所述集料箱竖直方向上设有自动上料装置，所述自动上料装置横向方向上连接有进料辊道，所述进料辊道横向方向上连接有推料装置，所述推料装置与电加热炉连接。

7.根据权利要求1所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述出料系统包括与切边机连接的冷却控温输送链，所述冷却控温输送链上连接有成品箱。

8.根据权利要求1所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备，其特征在于：所述电加热炉与锻造压力机、过烧料框和欠温料框间采用滑道连接。

9.根据权利要求1~8所述的一种非调质钢锻件的全自动锻造生产设备的生产工艺，如下：

（1）进料：将集装在集料箱内部坯料由自动上料装置通过进料辊道和推料装置横向上料；

(2)锻造：

①坯料加热，电加热炉对电加热炉内的坯料进行加热，

②分选坯料，加热后的坯料通过输送锟道，输送锟道上的温度分选装置将加热后的坯料按照温度区间分为合格坯料、过烧坯料和欠温坯料，合格坯料通过滑道进入锻造压力机，过烧坯料进入过烧料框，欠温坯料进入欠温料框，

③锻造，进入锻造压力机内部的合格坯料，在一号机械手臂将坯料放置在正确的工位上，由锻造压力机内部的伺服装置完成自动定位、夹紧，分别在压力机工作台的墩粗工位、预锻工位和终锻工位上完成镦粗、预锻、终锻工序，

④热切边，热输送机将带飞边的锻件输送到锻造压力机右外侧，由二号机械手臂将带飞边的锻件分别送至切边机工作台上，进行切边、精整加工工位；

（3）出料：完成锻造和热切边的锻件，由二号机械手臂放置在控制冷却控温输送链入口，通过冷却控温输送链进入到成品箱。

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