CN106391957B - 铝轮毂锻压模具喷涂系统 - Google Patents

铝轮毂锻压模具喷涂系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铝轮毂锻压模具喷涂系统，包括液体石墨储存罐、液体石墨高压输送单元、旋转喷涂机、机械手及轮毂冷却提升系统，液体石墨储存罐通过液体石墨高压输送单元连接旋转喷涂机，机械手从安装在锻压机立柱上的放置架将旋转喷涂机拿起，对轮毂上下模具进行喷涂，然后放回放置架上。在锻压机的旁边安装轮毂冷却提升系统，在轮毂冷却提升系统的旁边安装输送辊，在输送辊上输送轮毂。本喷涂系统实现了模具表面定向、定量的雾化喷涂，使模具表面形成均匀的喷涂膜，避免了模具表面在锻压过程中与热金属发生粘连而发生损坏。完成轮毂淬火。

Description

铝轮毂锻压模具喷涂系统
技术领域
本发明属于锻压脱模领域，涉及铝轮毂，尤其是一种铝轮毂锻压模具喷涂系统。
背景技术
脱模剂的作用就是在模具与热锻压坯料之间形成一种保护膜，避免在锻压过程中，热金属与模具之间直接接触，从而避免锻压金属与模具发生熔融粘结现象，造成模具重复使用率降低，从而提高了生产成本。
在脱模剂的选用上，由于鳞片石墨本身具层状结构，石墨燃点比较高(700℃以上)，导热性能非常好。此外，石墨本身还具有不可压缩性，合适粒度的石墨层能使热金属与模具之间产生隔离，热量能横向传导，不发生粘连，由此使模具能反复使用，从而降低生产成本。
目前轮毂锻压成型生产的模具为圆形，前外形比较大，如果用固定喷嘴进行喷涂，不仅对圆形表面覆盖度差，覆盖层薄厚不均，而且喷涂量控制非常困难，采用旋转喷涂方式，可以克服前述问题，保证喷涂膜厚度均匀，膜厚度可以通过旋转速度加以很好控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可实现定向、定量且均匀地将脱模剂覆盖在模具分模面的铝轮毂锻压模具喷涂系统。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种铝轮毂锻压模具喷涂系统，包括液体石墨储存罐、液体石墨高压输送单元、旋转喷涂机、机械手及轮毂冷却提升系统，液体石墨储存罐通过液体石墨高压输送单元连接旋转喷涂机，机械手从安装在锻压机立柱上的放置架将旋转喷涂机拿起，对轮毂上下模具进行喷涂，然后放回放置架上，在锻压机的旁边安装轮毂冷却提升系统，在轮毂冷却提升系统的旁边安装输送辊，在输送辊上输送轮毂。
而且，所述的液体石墨储存罐内设搅拌器，搅拌器安装在罐体的盖上，采用电机及减速机驱动。
而且，在液体石墨储存罐的上盖安装超声波液位传感器。
而且，所述的液体石墨高压输送单元2个高压石墨泵组成，1用1备。
而且，在高压石墨泵装有恒压器，在高压石墨泵出口安装压力继电器。
而且，所述的旋转喷涂机包括外壳、旋转接头、喷涂管，所述外壳为圆筒形，在外壳的外环壁制有上下两个环形卡槽，上环形卡槽与固装在立柱上的放置架活动卡装，下环形卡槽与机械手活动卡装，在外壳内安装有旋转接头，在旋转接头的顶部连接冷却雾化上喷涂管、石墨雾化上喷涂管及上吹扫管，在旋转接头的底部连接冷却雾化下喷涂管、石墨雾化下喷涂管及下吹扫管，在上喷涂管的顶面、下喷涂管的底面均匀间隔制有多个喷嘴，在旋转接头的侧壁连接高压石墨输送管、冷却水输送管及压缩空气输送管，高压石墨输送管连接石墨雾化上喷涂管及石墨雾化下喷涂管；冷却水输送管连接冷却雾化上喷涂管及冷却雾化下喷涂管；压缩空气输送管连接上吹扫管及下吹扫管。
而且，所述的轮毂冷却提升系统包括支撑架、提升气缸、提升篮、提升导板及横移装置，在轮毂输送辊的旁边与输送辊平行安装一长条形的水池，在水池与输送辊的上方横跨安装一支撑架，支撑架的底部内侧固装在水池内，外侧固装在轮毂输送辊外侧的地面上，在输送辊上方的支撑架顶部安装横移装置，在水池侧的支撑架两侧壁平行对称固装两提升导板，两提升导板与水池垂直、底部浸入水池内，在每一提升导板上均竖直制有两条导向孔，两条导向孔平行间隔，靠近输送辊的为第一导向孔，远离输送辊的为第二导向孔，第二导向孔的顶部制有向第一导向孔侧弯曲的弧形的延伸部，两提升导板上的导向孔镜像对称，在两提升导板间导向孔内滑动安装一提升篮，在提升篮内放置轮毂，在提升篮的两侧对应第一导向孔固装第一滑动轴、对应第二导向孔固装第二滑动轴，在两滑动轴之间固装提升轴，在每一提升轴上均连接一提升气缸的顶头，两提升气缸的缸体倾斜固装在支撑架的顶部，在提升导板的外侧面水池的上方对应第一滑动轴安装第一定位销，对应第二滑动轴安装第二定位销，在两定位销之间安装第三定位销，第三定位销定位第一滑动轴。
而且，所述的第一定位销及第二定位销结构相同，均包括双位定位销、旋转气缸及支架，在提升导板的侧壁固装支架，在支架上固装旋转气缸，旋转气缸的输出轴连接双位定位销的一端，在双位定位销的另一端制有用于托住滑动轴的弧形凹槽，旋转气缸带动双位定位销，双位定位销的弧形凹槽使提升篮滑动轴停止运行。
而且，所述的第三定位销包括定位气缸、摆转轴托及转轴，在提升导板上固装转轴，在转轴上套装摆转轴托的中部，摆转轴托的一端与定位气缸的顶头固装连接，另一端与第一滑动轴配合，摆转轴托以转轴为轴在定位气缸的推动下摆转。
而且，所述的横移装置包括丝杠、丝杠电机、丝杠滑块、轮毂提钩及提钩提升气缸，在轮毂输送辊上方的支撑架顶面与输送辊平行固装一丝杠，该丝杠的一端连接丝杠电机，在丝杠上啮合连接丝杠滑块，在丝杠滑块的底面固装一横板，在横板的中部竖直插装一提钩提升气缸，提钩提升气缸的下部顶头连接一截面为L形的提钩，在提钩提升气缸的两侧、提钩与横板之间对称固装两辅助立杆。
本发明的优点和积极效果是：
1、本喷涂系统实现了模具表面定向、定量的雾化喷涂，使模具表面形成均匀的喷涂膜，避免了模具表面在锻压过程中与热金属发生粘连而发生损坏。
2、通过旋转喷涂机完成的喷涂过程喷涂面的喷涂膜薄厚均匀，特别适用于需要圆形表面的喷涂膜形成。适用于锻压行业、冶金行业、汽车制造行业、各种金属异性锻压行业等。
3、轮毂冷却提升系统通过三个定位销与两个滑动轴的配合，完成从水面提升、倒水、翻转、横移到输送辊的全过程，结构设计科学合理，配合完美。
附图说明
图1为本系统的结构图；
图2为机械手、旋转喷涂机及放置架的连接示意图；
图3为轮毂冷却提升系统的结构示意图(去掉外侧提升导板)；
图4为轮毂冷却提升系统的结构示意图；
图5为冷却提升系统三个定位销的结构图；
图6为冷却提升系统第三步工作状态示意图；
图7为冷却提升系统第四步工作状态示意图；
图8为冷却提升系统第五步工作状态示意图；
图9为冷却提升系统第六步工作状态示意图；
图10为本系统的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种铝轮毂锻压模具喷涂系统，包括液体石墨储存罐2、液体石墨高压输送单元1、旋转喷涂机7、机械手6及冷却提升系统9，液体石墨储存罐通过液体石墨高压输送单元连接旋转喷涂机，所述的旋转喷涂机通过放置架8活动安装在锻压机的立柱3上，机械手从安装在锻压机立柱上的放置架将旋转喷涂机拿起，对轮毂上下模具进行喷涂，然后放回放置架上，在锻压机的旁边安装冷却提升系统，在冷却提升系统的旁边安装输送辊10，在输送辊上输送轮毂。
所述的液体石墨储存罐内设搅拌器，搅拌器安装在罐体的盖上，采用成套电机/减速机驱动。在罐体上盖安装一套超声波传感器，该传感器将超声波发射至石墨液面，并将液位高度转换为模拟电量传输给就地及远端显示仪表和控制器。显示仪表可直观显示液位数字。超声波传感器、控制器及显示仪表具有很高的可靠性，为了保证指示物位的真实性，在传感器安装部位在设计上加以考虑，不至于将探头污染而误报。
所述的液体石墨高压输送单元由2个高压石墨泵组成，1用1备(也可以同时动作)，轮流投入工作,可自动切换。该单元具有以下特点：
(a)系统高压泵的流量为2.5L/min，工作压力下可输出所需要的脱模剂。
(b)装有恒压器,在喷涂过程中，使喷嘴压力波动范围控制在很小的范围，同时减低了高压泵组的启动频率，延长了泵组的使用寿命。
(c)在泵出口安装压力继电器，一旦某台高压泵出口的压力低于继电器设定的压力值，即可给出信号，通过电气控制系统，将该泵停止，并在主操作室台给出信号。
所述的旋转喷涂机如图2所示，包括外壳7-6、旋转接头、喷涂管，所述外壳为圆筒形，在外壳的外环壁制有上下两个环形卡槽，上环形卡槽与固装在立柱上的放置架活动卡装，下环形卡槽与机械手活动卡装，使用时，机械手将旋转喷涂机从放置架上取下，放入锻压机的上模具5、下模具4间，不用时，机械手将旋转喷涂机放置在放置架上。在外壳内安装有旋转接头，在旋转接头的顶部连接冷却雾化上喷涂管7-2、石墨雾化上喷涂管7-4及上吹扫管7-5，在旋转接头的底部连接冷却雾化下喷涂管、石墨雾化下喷涂管及下吹扫管，在上喷涂管的顶面、下喷涂管的底面均匀间隔制有多个喷嘴7-1。在旋转接头的侧壁连接高压石墨输送管、冷却水输送管及压缩空气输送管。高压石墨输送管连接石墨雾化上喷涂管及石墨雾化下喷涂管；冷却水输送管连接冷却雾化上喷涂管及冷却雾化下喷涂管；压缩空气输送管连接上吹扫管及下吹扫管，在三个输送管外套装管套7-3。
当机械手将压铸成型的成品放入冷却水槽支架，机械手将旋转喷涂机前移到上下模具中间对其上下模具进行雾化冷却水喷洒3s，关闭冷却水，然后开启脱模剂喷涂3s，喷涂机移出模具区，合模，再将喷涂机放入模具中间，开启吹扫3s，再关闭吹扫，喷涂机移出模具，放到压机支撑柱的喷涂机架；喷涂机移出模具，给上位机信号，进行浇铸、锻压作业。
机械手完成旋转喷涂机的进入、冷却、喷涂、合模吹扫和退出5个动作。其中喷嘴移入上下模具中间5s(可调3-99s)，模具旋转冷却、喷涂和吹扫9s(可调3-99s)，再移出5s(可调3-99s)，总共19s(可调3-99s)完成一个石墨喷涂周期。
上下模具的喷涂量，利用上下喷嘴的喷嘴压力及喷嘴的孔径调整，再通过PLC控制喷涂时间，达到最佳喷涂效果。
轮毂半成品经过机械手取出放入到冷却架上，冷却30-40s左右。通过冷却提升系统放到输送辊道上，送入到下一工序；
所述的冷却提升系统如图3、图4所示，包括支撑架15、提升气缸31、提升篮24、提升导板30及横移装置，在输送辊的旁边与输送辊平行安装一长条形的水池29，在水池与输送辊的上方横跨安装一支撑架，所述支撑架为长方体框架，支撑架的底部内侧固装在水池内，外侧固装在轮毂输送辊外侧的地面上。在输送辊上方的支撑架顶部安装横移装置，在水池侧的支撑架两侧壁平行对称固装两提升导板，两提升导板与水池垂直、底部浸入水池内，在每一提升导板上均竖直制有两条导向孔，两条导向孔平行间隔，靠近输送辊的为第一导向孔27，远离输送辊的为第二导向孔28，第二导向孔的顶部制有向第一导向孔侧弯曲的弧形的延伸部28-1。两提升导板上的导向孔镜像对称。在两提升导板间导向孔内滑动安装一提升篮，在提升篮内放置轮毂26。在提升篮的两侧对应第一导向孔固装第一滑动轴22、对应第二导向孔固装第二滑动轴23，在两滑动轴之间固装提升轴25，在每一提升轴上均连接一提升气缸的顶头，两提升气缸的缸体倾斜固装在支撑架的顶部。在提升导板的外侧面水池的上方对应第一滑动轴安装第一定位销19，对应第二滑动轴安装第二定位销21，在两定位销之间安装第三定位销20，第三定位销定位第一滑动轴。
所述的第一定位销及第二定位销结构相同，如图5所示，均包括双位定位销21-1、旋转气缸21-2及支架21-3，在提升导板的侧壁固装支架，在支架上固装旋转气缸，旋转气缸的输出轴连接双位定位销的一端，在双位定位销的另一端制有用于托住滑动轴的弧形凹槽，旋转气缸带动双位定位销，双位定位销的弧形凹槽使提升篮滑动轴停止运行。
所述的第三定位销如图5所示，包括定位气缸20-1、摆转轴托20-3及转轴20-2，在提升导板上固装转轴，在转轴上套装摆转轴托的中部，摆转轴托的一端与定位气缸的顶头固装连接，另一端与第一滑动轴配合。摆转轴托以转轴为轴在定位气缸的推动下摆转。
所述的横移装置包括丝杠13、丝杠电机14、丝杠滑块12、轮毂提钩18及提钩提升气缸11，在轮毂输送辊上方的支撑架顶面与输送辊平行固装一丝杠，该丝杠的一端连接丝杠电机，在丝杠上啮合连接丝杠滑块，在丝杠滑块的底面固装一滑板16，在滑板的中部竖直插装一提钩提升气缸，提钩提升气缸的下部顶头连接一截面为L形的提钩，在提钩提升气缸的两侧、提钩与滑板之间对称固装两辅助立杆17。提钩通过提钩提升气缸竖向移动、通过滑块横向移动。
冷却提升系统包括以下五个步骤：
1、轮毂放入水池中过程；
2、轮毂提升过程；
3、轮毂口朝下倾斜过程；
4、轮毂口朝上放置过程；
5、轮毂横移及下移放置输送辊道过程。
具体流程为：
第一步：由机械手将轮毂放入到提升篮中；
第二步：提升气缸下移，放轮毂提升篮下入水池中，到位给出信号，(如图4所示)；
第三步：淬火时间结束，给出信号，提升气缸上移，放轮毂提升篮出水面，到达止停位置，(如图6所示)；
第四步：打开第一定位销，提升气缸上升，提升篮以第二定位销为圆心旋转至轮毂向前倾斜15°到第三定位销锁住，(如图7所示)；
第五步：然后，以第三定位销为旋转中心，打开第二定位销，将放轮毂提升篮反转回105°，轮毂底向下，给出信号，(如图8所示)；
第六步：接到信号提钩横移插入轮毂底部，提起、横移至输送辊道上方(同时提升篮回到接轮毂位置)，然后横移提钩下移至输送辊道下方，轮毂放到输送辊道上，轮毂移走。提钩上升至取轮毂位置。冷却周期结束。等待下一过程开始，(如图9所示)。
提升篮返回过程：提升气缸向下移动至第一定位销位置，给出信号，提升气缸停止移动，第三定位销打开，第一定位销到位，提升气缸再下移至第二定位销位置，提升气缸停止运行，打开第一定位销和第二定位销，提升气缸再启动下移至接轮毂位置，给上位机准备好信号。等待下一冷却周期开始。
整个过程通过PLC自动控制，达到无人值守，保证轮毂淬火质量。另外，各冷却过程都可进行时间调整。达到最佳状态。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：包括液体石墨储存罐、液体石墨高压输送单元、旋转喷涂机、机械手及轮毂冷却提升系统，液体石墨储存罐通过液体石墨高压输送单元连接旋转喷涂机，机械手从安装在锻压机立柱上的放置架将旋转喷涂机拿起，对轮毂上下模具进行喷涂，然后放回放置架上，在锻压机的旁边安装轮毂冷却提升系统，在轮毂冷却提升系统的旁边安装输送辊，在输送辊上输送轮毂，所述的液体石墨高压输送单元由2个高压石墨泵组成，1用1备，所述的轮毂冷却提升系统包括支撑架、提升气缸、提升篮、提升导板及横移装置，在输送辊的旁边与输送辊平行安装一长条形的水池，在水池与输送辊的上方横跨安装一支撑架，支撑架的底部内侧固装在水池内，外侧固装在输送辊外侧的地面上，在输送辊上方的支撑架顶部安装横移装置，在水池侧的支撑架两侧壁平行对称固装两提升导板，两提升导板与水池垂直、底部浸入水池内，在每一提升导板上均竖直制有两条导向孔，两条导向孔平行间隔，靠近输送辊的为第一导向孔，远离输送辊的为第二导向孔，第二导向孔的顶部制有向第一导向孔侧弯曲的弧形的延伸部，两提升导板上的导向孔镜像对称，在两提升导板间导向孔内滑动安装一提升篮，在提升篮内放置轮毂，在提升篮的两侧对应第一导向孔固装第一滑动轴、对应第二导向孔固装第二滑动轴，在两滑动轴之间固装提升轴，在每一提升轴上均连接一提升气缸的顶头，两提升气缸的缸体倾斜固装在支撑架的顶部，在提升导板的外侧面水池的上方对应第一滑动轴安装第一定位销，对应第二滑动轴安装第二定位销，在两定位销之间安装第三定位销，第三定位销定位第一滑动轴。
2.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：所述的液体石墨储存罐内设搅拌器，搅拌器安装在罐体的盖上，采用电机及减速机驱动。
3.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：在液体石墨储存罐的上盖安装超声波液位传感器。
4.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：在高压石墨泵装有恒压器，在高压石墨泵出口安装压力继电器。
5.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：所述的旋转喷涂机包括外壳、旋转接头、喷涂管，所述外壳为圆筒形，在外壳的外环壁制有上下两个环形卡槽，上环形卡槽与固装在立柱上的放置架活动卡装，下环形卡槽与机械手活动卡装，在外壳内安装有旋转接头，在旋转接头的顶部连接冷却雾化上喷涂管、石墨雾化上喷涂管及上吹扫管，在旋转接头的底部连接冷却雾化下喷涂管、石墨雾化下喷涂管及下吹扫管，在冷却雾化上喷涂管、石墨雾化上喷涂管的顶面，冷却雾化下喷涂管、石墨雾化下喷涂管的底面均匀间隔制有多个喷嘴，在旋转接头的侧壁连接高压石墨输送管、冷却水输送管及压缩空气输送管，高压石墨输送管连接石墨雾化上喷涂管及石墨雾化下喷涂管；冷却水输送管连接冷却雾化上喷涂管及冷却雾化下喷涂管；压缩空气输送管连接上吹扫管及下吹扫管。
6.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：所述的第一定位销及第二定位销结构相同，均包括旋转气缸、双位定位销，旋转气缸通过支架固定在提升导板的侧壁，旋转气缸带动双位定位销，双位定位销的弧形凹槽使第一滑动轴、第二滑动轴停止运行。
7.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：所述的第三定位销包括定位气缸、摆转轴托及转轴，在提升导板上固装转轴，在转轴上套装摆转轴托的中部，摆转轴托的一端与定位气缸的顶头固装连接，另一端与第一滑动轴配合，摆转轴托以转轴为轴在定位气缸的推动下摆转。
8.根据权利要求1所述的铝轮毂锻压模具喷涂系统，其特征在于：所述的横移装置包括丝杠、丝杠电机、丝杠滑块、提钩及提钩提升气缸，在输送辊上方的支撑架顶面与输送辊平行固装一丝杠，该丝杠的一端连接丝杠电机，在丝杠上啮合连接丝杠滑块，在丝杠滑块的底面固装一横板，在横板的中部竖直插装一提钩提升气缸，提钩提升气缸的下部顶头连接一截面为L形的提钩，在提钩提升气缸的两侧、提钩与横板之间对称固装两辅助立杆。
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