CN104174713B - 第三轨在线整形装置及其配合第三导轨的双缸生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了第三轨在线整形装置，该整形装置由材料出口端、尾端两组上下整形滚轮（F、A），四组左右整形滚轮（B、C、D、E），电机伺服系统（3、4），电机传送带（5），后方行程开关（1’、2’），前方行程开关（1”、2”），微调装置、光线对位测试孔（6）以及电机导轨（7）组成。本发明还公开了整形装置配合第三导轨的双缸生产方法，采用挤压机进行挤压，使用在线整形装置进行在线整形。本发明所得的产品能够最大程度保证第3导轨生产时成品质量的控制，整形滚轮四向全面实时在线整形，具有优良的修复性，从而保证产品的合格率，降低成本投入，从根本上杜绝了产品生产中的浪费、报废、等不良因素。

Description

第三轨在线整形装置及其配合第三导轨的双缸生产方法

技术领域

本发明涉及第三轨在线整形装置。

本发明还涉及整形装置配合第三导轨的双缸生产方法。主要对铝合金材料生产成品质量控制，属于铝合金成品控制设备领域。

背景技术

由于第三轨的型材采用钢铝复合金，钢铝复合导电轨是钢和铝的复合，由最初材料的改变，转换到工艺的改变，由铝包钢转变到现在的钢包铝。铝合金部分采用挤压方式进行生产，它是在挤压模内把清洗后的钢带和铝本体在规定的工艺参数下挤压成牢固的冶金结合。这种冶金结合方式是靠挤压过程中热和压力的作用而形成的。因此具有金属的变形能力强，制品综合质量高，生产灵活性大，工艺简单、成本低等优点，但是由于第三轨材料是用于地铁上的，所以支承壁比较厚，不但型材水平长度长，整体挤压出的型材料重，而且在生产过程中采用的双缸挤压方式，会因挤出机全线的同心和水平程度、模口对物料的不均、材料到模具出口时的压力变化，物料长度过长等因素，而产生弯曲、扭拧变形，一旦超过偏差就只能报废，浪费严重，非常不利于生产的成本控制。所以它是一个不可忽略的质量故障问题。因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

为解决第三轨生产时的各种变形问题，本发明提供一种第三轨在线整形装置。对第三轨在线生产时实时监管，根据型材弯曲、扭拧方向，进行反方向微量调整，从而大大提高了成品的质量，从源头杜绝浪费的可能。

本发明还提供一种整形装置配合第三导轨的双缸生产方法。

本发明采用的技术方案：

第三轨在线整形装置，该整形装置由材料出口端、尾端两组上下整形滚轮（F、A），四组左右整形滚轮（B、C、D、E），电机伺服系统（3、4），电机传送带（5），后方行程开关（1’、2’），前方行程开关（1”、2”），微调装置、光线对位测试孔（6）以及电机导轨（7）组成，材料出口端、尾端两组上下整形滚轮（F、A）装在对应的调节箱（8）上，四组左右整形滚轮（B、C、D、E）装在对应的调节箱（8），该调节箱（8）固定于电机伺服系统（3、4）的箱体（1）上，所述光线对位测试孔安装在整形滚轮（B、C、D、E）对应的调节箱（8）的边沿处，所述光线对位测试孔通过激光水平测试仪穿出的激光来调节各组调节箱的水平位置，所述微调装置安装在各调节箱内，所述微调装置包括微调手柄（21）、微调刻度盘（22）以及带有锯齿的支承整形滚轮的支撑轴（24），所述微调手柄（21）固定于微调刻度盘（22）上，所述微调刻度盘（22）与调节箱内的螺纹丝杆（23）一端固定连接，所述螺纹丝杆（23）另一端用固定件（25）固定，所述支撑轴（24）的水平移动部件（26）上带有螺纹与螺纹丝杆（23）的螺纹吻合，转动微调手柄（21）带动螺纹丝杆（23）的旋转，使支撑轴（24）的水平移动部件（26）移动并带动整形滚轮移动，所述电机伺服系统（3、4）的箱体（1）通过电机传送带（5）于电机导轨（7）上移动。

整形装置配合第三导轨的双缸生产方法，包括以下步骤：

（1）首先将带导向仪的挤压筒加温，挤压筒的温度控制在420-440℃；

（2）铝棒锯切，中间钻孔，钻孔内孔直径250mm，放入铝棒炉加温，铝棒温度控制在500-520℃；

（3）模具加温，模具控制在450-470℃，并放入模具座；

（4）开启整形机，电机伺服系统（3、4）带动四组整形滚轮（B、C、D、E）从后方行程开关（1’、2’）处沿电机导轨（7），向型材方向靠近，碰触到前面设定计算好位置的前方行程开关（1”、2”），前方行程开关（1”、2”）会自动断开电动机的驱动，同时触动锁紧装置，锁紧桩锁定整形机，停至前方行程开关（1”、2”）处，每组整形滚轮上都有光线对位测试孔（6），挤压机端口上有两台设定好位置的激光水平测试仪，激光从各组整形轮上的光线对位测试孔（6）内穿出，保证E组和B组的调节箱在同一条水平线上，微调装置上有位置尺寸数据指示，须把E组和B组的调节箱位置数据调成一致，C组、D组、A组、F组的调节箱先松开些，便于调整；

（5）铝棒通过送料机进入挤压筒；

（6）将型钢用传送带按要求从挤压筒后面穿至铝棒中间，卡在模具的上特定的卡口上，并用锁紧装置锁紧型钢，若型钢位置不对可通过模具的左右调节部件进行调节，待到铝合金出料一段距离以后松开锁紧装置，与铝棒一起进行挤压；

（7）挤压机开始挤压，出口温度控制在535-545℃，当挤压机出口挤出的型材至中断锯处，先将其头部切除，并用牵引机夹住切头后的型材；

（8）当挤压型材从F组的整形滚轮到达A组的整形滚轮处，需要微调A组、F组、C组、D组的整形滚轮；

（9）继续挤压型材，观察型材修正的情况，并作出进一步调整；

（10）锯切：经过整形处理的型材，通过移送冷床平移至锯切台，按照订单尺寸调整锯切长度，在成品锯切机上锯切；

（11）将已切好的型材移送至水平测试台上，测试型材的弯曲度，扭拧度，然后翻转90°全面测试，并根据测试的值，微调节滚轮装置，使其位置达标。

影响第三导轨在生产时的成品合格率的主要原因有两种，一种是弯曲度，另外一种是扭拧度。型材因需求长度达15米左右，如此长的型材避免不了沿型材长度方向发生折弯，所以在发明中有4组左右整形滚轮（B）、（C）、（D）、（E），每组之间间隔一米，上下支承型材，整形滚轮和型材之间的距离：轮子需紧贴在第三导轨的连接体上，铝合金型材需要大压力矫枉过正，因为铝合金会自动回滞，压力大小可以从微调状态感觉到，它主要目的是保证第三轨的连接体不受轨道上板的力矩大而发生形变，保护型材沿长度方向不折弯。而整形装置的前后端均有上下整形滚轮（A）、（F），其工作原理和左右整形滚轮一样，只不过它们的作用是使得第三轨的轨道上板横截方向保持水平。保证型材的平面间隙和扭拧不会影响第三轨的生产质量。在挤压开始时，整形机中间两组整形轮采用过盈调整，是否调到位或调过头，所以第一根型材往往被作为试模所用，将型材放置在水平标准台上，对型材进行检测，并迅速调节整形装置，使其达到标准水平，参与工作。

本发明的有益效果是：本发明所得的产品能够最大程度保证第3导轨生产时成品质量的控制，整形滚轮四向全面实时在线整形，具有优良的修复性，从而保证产品的合格率，降低成本投入，从根本上杜绝了产品生产中的浪费、报废、等不良因素。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明材料出口端上下整形滚轮的结构示意图(材料尾端与出口端上下整形滚轮结构相同)。

图3为本发明光线对位测试孔的放大图。

图4a为本发明双缸挤压示意图。图4b为本发明双缸挤压机的横截面示意图。

图5为本发明微调装置的结构示意图。

图6为本发明微调装置内部结构示意图。

具体实施方式

下述实施例仅用于说明本发明，但并不能限定本发明的保护范围。

图1、2、3、5、6中所示，本发明的第三轨在线整形装置，该整形装置由材料出口端、尾端两组上下整形滚轮F、A，四组左右整形滚轮B、C、D、E，电机伺服系统3、4，电机传送带5，后方行程开关1’、2’，前方行程开关1”、2”，微调装置、光线对位测试孔6以及电机导轨7组成，材料出口端、尾端两组上下整形滚轮F、A装在对应的调节箱8上，其与其他装置处于分立状态，并且整形滚轮的水平长度超过型材长度，四组左右整形滚轮B、C、D、E装在对应的调节箱8，该调节箱8固定于电机伺服系统3、4的箱体1上，光线对位测试孔6安装在整形滚轮B、C、D、E对应的调节箱8的边沿处，光线对位测试孔6通过激光水平测试仪穿出的激光来调节各组调节箱的水平位置，两处激光装置按设定好的位置安装在挤压机的出口上，保证挤压机出口的中心位置与两边的激光装置等距，也保证了B、C、D、E组调节箱相对的距离中心与挤压机出口的中心是相等的，图5和图6所示，微调装置安装在各调节箱内，微调装置包括微调手柄21、微调刻度盘22以及带有锯齿的支承整形滚轮的支撑轴24，微调手柄21固定于微调刻度盘22上，微调刻度盘22与调节箱内的螺纹丝杆23一端固定连接，螺纹丝杆23另一端用固定件25固定，使螺纹丝杆23只能旋转，支撑轴24的水平移动部件26上带有螺纹与螺纹丝杆23的螺纹吻合，转动微调手柄21带动螺纹丝杆23的旋转，使支撑轴24的水平移动部件26移动并带动整形滚轮移动。通过计算螺纹一周的位移，并将其标在刻度盘上，从而达到定值微调的目的。微调装置是利用齿轮的圆周运动转变成支撑轴的直线运动，电机伺服系统3、4的箱体1通过电机传送带5于电机导轨7上移动。

图4a和图4b所示，整形装置配合第三导轨的双缸生产方法，包括以下步骤：

（1）首先将带导向仪的挤压筒加温，挤压筒的温度控制在420-440℃，导向仪方便型钢的输送；

（2）铝棒锯切，中间钻孔，钻孔内孔直径250mm，放入铝棒炉加温，铝棒温度控制在500-520℃；

（3）模具加温，模具控制在450-470℃，并放入模具座；

（4）开启整形机，电机伺服系统3、4带动四组整形滚轮B、C、D、E从后方行程开关1’、2’处沿电机导轨7，向型材方向靠近，碰触到前面设定计算好位置的前方行程开关1”、2”，前方行程开关1”、2”会自动断开电动机的驱动，同时触动锁紧装置，锁紧桩锁定整形机，停至前方行程开关1”、2”处，每组整形滚轮上都有光线对位测试孔6，挤压机端口上有两台设定好位置的激光水平测试仪，激光从各组整形轮上的光线对位测试孔6内穿出，保证E组和B组的调节箱在同一条水平线上，微调装置上有位置尺寸数据指示，须把E组和B组的调节箱位置数据调成一致，C组、D组、A组、F组的调节箱先松开些，便于调整；

（5）铝棒通过送料机进入挤压筒；

（6）将型钢用传送带按要求从挤压筒后面穿至铝棒中间，卡在模具的上特定的卡口上，并用锁紧装置锁紧型钢，若型钢位置不对可通过模具的左右调节部件进行调节，锁紧型钢的目的就是为了刚出料时铝合金的挤压会因为模具受力不均产生变形，而浪费材料，待到铝合金出料一段距离以后松开锁紧装置，与铝棒一起进行挤压；

（7）挤压机开始挤压，出口温度控制在535-545℃，当挤压机出口挤出的型材至中断锯处，先将其头部切除，并用牵引机夹住切头后的型材；

（8）当挤压型材从F组的整形滚轮到达A组的整形滚轮处，需要微调A组、F组、C组、D组的整形滚轮，通过过盈施压，使型材发生变形的地方使其矫枉过正，以达到修正型材的目的，整个调整整形装置的时间必须在2min内完成；

（9）继续挤压型材，观察型材修正的情况，并作出进一步调整；

（10）锯切：经过整形处理的型材，通过移送冷床平移至锯切台，按照订单尺寸调整锯切长度，在成品锯切机上锯切；

（11）将已切好的型材移送至水平测试台上，测试型材的弯曲度，扭拧度，然后翻转90°全面测试，并根据测试的值，微调节滚轮装置，使其位置达标。

将在线整形后的型材进行检测：

实例1 随机抽样 单位为（mm）

实例2 随机抽样 单位为（mm）

可见安装之后，产品的合格率98.9%远远超出了未安装时的合格率30%，并且材料的弯曲度、扭拧度、平面间隙，均比国家标准GB/T14846-2008的高精级要求的12mm、5.9mm、0.552mm高出很多。

图4a所示的双杠挤压设备，它包括固定在挤压机基础上的夹具11、压盘12、导向仪13、挤压筒14、中心油缸15与主油缸16。在主油缸16内设有中心油缸15，主油缸16与中心油缸15中部设有耐磨导电板的输送通道17，在夹具11上开设有滑触线复合导电轨道的输送通道，在夹具11和置模器18中间设有压盘12，在置模器18的下端设有挤压筒14，挤压筒14桶内设有导向仪13，并在挤压筒14中间的导向仪13上开孔，将型钢由输送装置从后面送进导向仪13内和空心铝棒19进行挤压。空心铝棒19送入挤压筒14内，挤压筒14下部置于主油缸16内，空心铝棒19加热后从夹具11与压盘12上的模具通口开始挤压，一段时间后，开始输送型钢9，使铝液包裹住型钢，挤压后的型材随传送装置20输出，再进行在线整形。

由于第三轨的生产方式是双缸挤压，如双杠挤压机的横截面图4b所示，在挤压筒14中间的导向仪13上开孔，将型钢9由输送装置从后面送进导向仪13内和空心铝棒19进行挤压。但因第三轨截面厚度较厚，出料长度都在15米以上，出料时温度在540℃左右，极其容易发生弯曲，扭拧变形，需在线实时监控整形,并且保证材料出口的速度，以防止它冷却过度造成整形困难。

当第三导轨型材传送至整形设备处，开启整形机，电机伺服系统3、4带动四组整形轮B、C、D、E从后方行程开关1’、2’处沿电机导轨，向型材方向靠近，碰触到前面设定计算好位置的前方行程开关1”、2”，行程开关会自动断开电动机的驱动，同时触动锁紧装置，锁紧桩锁定整形机，停至前方行程开关1”、2”处，每组整形滚轮上都有直径1mm的对位测试孔，如附图3测试孔示意图所示，挤压机端口上有两台设定好位置的激光水平测试仪，激光从各组整形轮上的测试孔内穿出，保证E组和B组的调节箱在同一条水平线上，微调装置上有位置尺寸数据指示，须把E组和B组的位置尺寸数据调成一致，C组、D组、A组、F组先松开些。挤压机开始送料，所有的滚轮咬紧型材，此时检查一下滚轮与型材之间有无松动，通过微调手柄进行修正，如果挤压结束，按下按钮，电动机反转带动整体从前方行程开关1”、2”退回至后方行程开关1’、 2’。

整形装置中的所有整形滚轮均是石墨材质，石墨具有耐高温，质地平滑对型材表面不会造成任何的刮伤，并且能够对型材表面有一定的修复作用，防止有气泡产生。

当挤压型材从挤压口挤出待其传送到到整形设备位置。在2min之内，迅速启动整形设备，电机带动整形装置迅速定位到已经设定好的位置，并自动固定，以防工作过程中因松动而产生位置偏差，继续挤压型材，并迅速微调四组左右整形轮，并固定，整形机开始介入工作。

本发明所得的产品能够最大程度保证第3导轨生产时成品质量的控制，整形轮四向全面实时在线整形，具有优良的修复性，从而保证产品的合格率，降低成本投入，从根本上杜绝了产品生产中的浪费、报废、等不良因素。

本发明第三轨的整形装置克服了第三轨生产时的各种变形问题，提供了一种能够在线实时监控的整形模式，滚轮架对第三轨生产时的扭拧、弯曲问题做出了有效的解决方法，使得第三轨生产的合格率大幅度提高。

Claims (2)

1.第三轨在线整形装置，其特征在于：该整形装置由材料出口端的F组上下整形滚轮，尾端的A组上下整形滚轮，B组左右整形滚轮，C组左右整形滚轮，D组左右整形滚轮，E组左右整形滚轮，电机伺服系统（3、4），电机传送带（5），后方行程开关（1’、2’），前方行程开关（1”、2”），微调装置，光线对位测试孔（6）以及电机导轨（7）组成，材料出口端的F组上下整形滚轮、尾端的A组上下整形滚轮装在对应的调节箱（8）上，B组左右整形滚轮、C组左右整形滚轮、D组左右整形滚轮、E组左右整形滚轮装在对应的调节箱（8），左右整形滚轮对应的调节箱（8）固定于电机伺服系统（3、4）的箱体（1）上，所述光线对位测试孔安装在左右整形滚轮对应的调节箱（8）的边沿处，所述光线对位测试孔通过激光水平测试仪穿出的激光来调节各组调节箱的水平位置，所述微调装置安装在各调节箱内，所述微调装置包括微调手柄（21）、微调刻度盘（22）以及带有锯齿的支承整形滚轮的支撑轴（24），所述微调手柄（21）固定于微调刻度盘（22）上，所述微调刻度盘（22）与调节箱内的螺纹丝杆（23）一端固定连接，所述螺纹丝杆（23）另一端用固定件（25）固定，所述支撑轴（24）的水平移动部件（26）上带有螺纹与螺纹丝杆（23）的螺纹吻合，转动微调手柄（21）带动螺纹丝杆（23）的旋转，使支撑轴（24）的水平移动部件（26）移动并带动整形滚轮移动，所述电机伺服系统（3、4）的箱体（1）通过电机传送带（5）于电机导轨（7）上移动。

2.如权利要求1所述的整形装置配合第三导轨的双缸生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）首先将带导向仪的挤压筒加温，挤压筒的温度控制在420-440℃；

（2）铝棒锯切，中间钻孔，钻孔内孔直径250mm，放入铝棒炉加温，铝棒温度控制在500-520℃；

（3）模具加温，模具控制在450-470℃，并放入模具座；

（4）开启整形机，电机伺服系统（3、4）带动四组左右整形滚轮从后方行程开关（1’、2’）处沿电机导轨（7），向型材方向靠近，碰触到前面设定计算好位置的前方行程开关（1”、2”），前方行程开关（1”、2”）会自动断开电动机的驱动，同时触动锁紧装置，锁紧桩锁定整形机，停至前方行程开关（1”、2”）处，每组整形滚轮上都有光线对位测试孔（6），挤压机端口上有两台设定好位置的激光水平测试仪，激光从各组整形轮上的光线对位测试孔（6）内穿出，保证E组和B组的调节箱在同一条水平线上，微调装置上有位置尺寸数据指示，须把E组和B组的调节箱位置数据调成一致，C组、D组、A组、F组的调节箱先松开些，便于调整；

（5）铝棒通过送料机进入挤压筒；

（6）将型钢用传送带按要求从挤压筒后面穿至铝棒中间，卡在模具的上特定的卡口上，并用锁紧装置锁紧型钢，若型钢位置不对可通过模具的左右调节部件进行调节，待到铝合金出料一段距离以后松开锁紧装置，与铝棒一起进行挤压；

（7）挤压机开始挤压，出口温度控制在535-545℃，当挤压机出口挤出的型材至中断锯处，先将其头部切除，并用牵引机夹住切头后的型材；

（8）当挤压型材从F组的整形滚轮到达A组的整形滚轮处，需要微调A组、F组、C组、D组的整形滚轮；

（9）继续挤压型材，观察型材修正的情况，并作出进一步调整；

（10）锯切：经过整形处理的型材，通过移送冷床平移至锯切台，按照订单尺寸调整锯切长度，在成品锯切机上锯切；

（11）将已切好的型材移送至水平测试台上，测试型材的弯曲度，扭拧度，然后翻转90°全面测试，并根据测试的值，微调节滚轮装置，使其位置达标。