CN108480536A - 一种轴承产品的自动化锻造方法及设备 - Google Patents

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Abstract

一种轴承产品的自动化锻造方法，步骤包括：持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；棒状原料被送入锻造模的切料工位进行切料；第一运送装置将坯料移动至镦粗工位进行镦粗；第二运送装置将坯料移动至第一锻压工位锻压成半成品；第三运送装置将半成品移动至第二锻压工位将轴承内圈和轴承外圈分离；第四运送装置将轴承外圈送入第一卸料口，将轴承内圈送入第三锻压工位将中间分隔部切除；第五运送装置将成型的轴承内圈送入第二卸料口，中间分隔部自动落入废料收集装置。实现不间断、全自动的生产；节省材料、提高了效率；一体化生产使轴承内圈、外圈的性能相同，更利于使用；间隔加热防止原料升温过快，保证产品质量。

Description

一种轴承产品的自动化锻造方法及设备
技术领域
本发明涉及先进制造和自动化的技术领域，特别涉及一种轴承产品的自动化锻造方法。
背景技术
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。轴承零部件一直承担着十分严苛的工作环境，在高速旋转的工作环境下持续工作，所以对轴承零部件的性能要求一直大大高于普通零部件。因此，轴承零部件使用锻造方式进行加工，加工后进行一系列处理来优化轴承成品的性能。
目前，随着市场对产品需求和对产品质量要求的提升，以及现代化、自动化生产的大方向，企业急需设计轴承产品的自动化生产工艺，配合建设轴承产品的自动化生产线，以满足生产要求。
发明内容
发明的目的：本发明公开一种轴承产品的自动化锻造方法，同一流水线实现持续加热与锻造，自动化送料和运送实现不间断、全自动的生产；轴承内圈、外圈先同时锻压成型，然后进行分离，既节省材料，又实现一体化生产，减少步骤，提高了效率，并且，一体化生产使轴承内圈、外圈的性能相同，更利于使用；加热过程防止原料升温过快，保证了材料和产品的质量。
技术方案：为了实现以上目的，本发明公开了一种轴承产品的自动化锻造方法，包括以下步骤：将棒状原料送入加热炉装置进行加热，加热过程包括：持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；将棒状原料送入锻造模进行锻造，锻造过程包括：棒状原料被送入锻造模的切料工位进行切料；第一运送装置将切下的坯料移动至镦粗工位进行镦粗；第二运送装置将镦粗后的坯料移动至第一锻压工位锻压成型，形成轴承的半成品；第三运送装置将半成品移动至第二锻压工位，第二锻压工位将剪切与锻压动作结合为一体，将半成品剪切与锻压成两个部分，完成轴承内圈和轴承外圈的分离；第四运送装置将轴承外圈送入第一卸料口，将轴承内圈送入第三锻压工位，第三锻压工位将剪切与锻压动作结合为一体，将轴承内圈的中间分隔部切除；第五运送装置将成型的轴承内圈送入第二卸料口，所述中间分隔部自动落入废料收集装置。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法，所述锻造完成后进行外观分选，具体包括以下步骤：将轴承内圈和轴承外圈分别送入各自的分选装置进行外观分选，外观分选过程包括：翻转装满轴承内圈或轴承外圈的储料斗，将待分选的零件倾倒至各自分选装置的观测台上；观测台振动，通过振动使零件端面依次平铺在观测台上；上检测装置和下检测装置运行，依次扫描检测且同时观测零件的上表面和下表面，并将结果传递至控制单元的图像处理中心；控制单元通过运算对外观缺陷零件进行定位，并发出指令，控制分拣机械手运行，抓取外观缺陷零件放于残品收纳处。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法，所述锻造与外观分选之间还包括以下步骤：轴承外圈从第一卸料口、轴承内圈从第二卸料口分别进入各自的退火框； 装满待退火零件的退火框通过传送装置送入热处理装置进行球化退火处理；完成球化退火处理后，传送装置将退火框运出热处理装置；将退火框内的零件倒入对应的储料斗。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法，所述外观分选步骤之后还包括以下步骤：通过抛丸机进行抛丸处理，去除零件表面的氧化皮或氧化膜，且使表面粗糙度达到设定值；通过冷辗扩机进行，对零件的内孔进行扩孔处理，使内孔的尺寸达到精度要求。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法，所述扩孔处理后，还包括以下步骤：渗碳，利用渗碳技术对轴承内圈和轴承外圈整体进行表面硬化处理；淬火，对轴承内圈和轴承外圈进行加热淬火；回火，对轴承内圈和轴承外圈进行低温回火。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法，所述半成品包含了轴承内圈和轴承外圈的初步形状，第一锻压模的上模锻压出轴承外圈的初步形状和轴承内圈第一部分的初步形状，第一锻压模的下模锻压出轴承内圈第二部分的初步形状，轴承内圈第一部分和第二部分之间留有中间分隔部。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，包括：加热炉装置，所述加热炉装置包括一组交替设置的加热腔和辅助传动装置；锻造模，所述锻造模包括切料工位、镦粗工位、进行锻压动作的第一锻压工位、进行轴承内圈和轴承外圈剪切、锻压和分离动作的第二锻压工位，以及进行轴承内圈剪切、锻压成型的第三锻压工位；自动送料装置，其设置在加热炉装置和切料工位之间；分选装置，所述分选装置包括观测台、上检测装置、下检测装置、储料斗和分拣机械手，所述观测台连接有偏心振动装置，所述上检测装置和下检测装置与图像处理中心连接，所述储料斗设有翻转装置，所述观测台由透明材质制成；传送装置和热处理装置，所述传送装置贯穿于整个热处理装置。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，所述储料斗设置在加热炉装置与观测台之间，所述上检测装置和下检测装置分别设置在观测台上侧和下侧，且连接有检测驱动装置，所述观测台上侧和下侧均设有辅助照明装置。
进一步的，上述一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，所述观测台还设有卸料用的拨杆装置，所述拨杆装置连接有拨料驱动装置。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，同一流水线实现持续加热与锻造，自动化送料和运送实现不间断、全自动的生产；轴承内圈、外圈先同时锻压成型，然后进行分离，既节省材料，又实现一体化生产，减少步骤，提高了效率，并且，一体化生产使轴承内圈、外圈的性能相同，更利于使用；加热过程防止原料升温过快，保证了材料和产品的质量。
（2）本发明所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，锻造后进行自动化的外观分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力。
（3）本发明所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，在锻造完成后进行退火处理，整体流程连贯性好，退火处理后零件温度降低，恰好进行外观分选，使整体的锻造、退火、外观分选流程连贯，可作为连续性的生产线。
（4）本发明所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，抛丸、扩孔等步骤进一步提高零件表面质量和尺寸精度，渗碳、淬火、回火等步骤进一步优化零件的物理性能，提高使用寿命。
（5）本发明所述的一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，该设备连贯性好，自动化程度高，使用该设备的整个过程可以实现无人化加工生产，加热、锻造、退火与检测的一体化生产。
附图说明
图1为本发明所述的锻造模的结构示意图；
图2为本发明所述的加热炉装置的结构示意图；
图3为本发明所述的分选装置的结构示意图；
图4为本发明所述的传送装置和热处理装置的结构示意图；
图5为本发明所述的一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备的整体示意图；
图中：1-加热炉装置，101-加热腔，102-辅助传动装置，103-自动送料装置，2-锻造模，201-切料工位，202-镦粗工位，203-第一锻压工位，204-第二锻压工位，205-第三锻压工位，206-第一运送装置，207-第三运送装置，208-第三运送装置，209-第四运送装置，210-第五运送装置，211-切料装置，212-镦料装置，213-第一锻压模，214-第三锻压模，215-第三锻压模，3-分选装置，301-观测台，302-上检测装置，303-下检测装置，304-储料斗，305-分拣机械手，306-翻转装置，307-拨杆装置，308-第一滑轨，309-移动滑板，310-基座，311-可动支撑部，312-偏心振动装置，313-第二滑轨，314-电磁吸盘装置，4-传送装置，5-热处理装置。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明具体实施方式进行详细的描述。
实施例
本发明的一种轴承产品的自动化锻造方法，如图1至图5所示，包括以下步骤：
S1、将棒状原料送入加热炉装置1进行加热，加热过程包括：
S101、持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；
S2、将棒状原料送入锻造模2进行锻造，锻造过程包括：
S201、棒状原料被送入锻造模2的切料工位201进行切料；
S202、第一运送装置206将切下的坯料移动至镦粗工位202进行镦粗；
S203、第二运送装置207将镦粗后的坯料移动至第一锻压工位203锻压成型，形成轴承的半成品；所述半成品包含了轴承内圈和轴承外圈的初步形状，第一锻压模213的上模锻压出轴承外圈的初步形状和轴承内圈第一部分的初步形状，第一锻压模213的下模锻压出轴承内圈第二部分的初步形状，轴承内圈第一部分和第二部分之间留有中间分隔部；
S204、第三运送装置208将半成品移动至第二锻压工位204，第二锻压工位204将剪切与锻压动作结合为一体，将半成品剪切与锻压成两个部分，完成轴承内圈和轴承外圈的分离；
S205、第四运送装置209将轴承外圈送入第一卸料口，将轴承内圈送入第三锻压工位205，第三锻压工位205将剪切与锻压动作结合为一体，将轴承内圈的中间分隔部切除；
S206、第五运送装置210将成型的轴承内圈送入第二卸料口，所述中间分隔部自动落入废料收集装置。
S3、退火处理，具体包括：
S301、轴承外圈从第一卸料口、轴承内圈从第二卸料口分别进入各自的退火框；
S302、装满待退火零件的退火框通过传送装置4送入热处理装置5进行球化退火处理；
S303、完成球化退火处理后，传送装置4将退火框运出热处理装置5；
S304、将退火框内的零件倒入对应的储料斗304。
S4、外观分选，具体包括以下步骤：
S401、将轴承内圈和轴承外圈分别送入各自的分选装置3进行外观分选，外观分选过程包括：
S402、翻转装满轴承内圈或轴承外圈的储料斗304，将待分选的零件倾倒至各自分选装置3的观测台301上；
S403、观测台301振动，通过振动使零件端面依次平铺在观测台301上；
S404、上检测装置302和下检测装置303运行，依次扫描检测且同时观测零件的上表面和下表面，并将结果传递至控制单元的图像处理中心；
S405、控制单元通过运算对外观缺陷零件进行定位，并发出指令，控制分拣机械手305运行，抓取外观缺陷零件放于残品收纳处。
S5、通过抛丸机进行抛丸处理，去除零件表面的氧化皮或氧化膜，且使表面粗糙度达到设定值；
S6、通过冷辗扩机进行，对零件的内孔进行扩孔处理，使内孔的尺寸达到精度要求。
S7、渗碳，利用渗碳技术对轴承内圈和轴承外圈整体进行表面硬化处理；
S8、淬火，对轴承内圈和轴承外圈进行加热淬火；
S9、回火，对轴承内圈和轴承外圈进行低温回火。
本发明公开一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，包括：
加热炉装置1，所述加热炉装置1包括一组交替设置的加热腔101和辅助传动装置102；
锻造模2，所述锻造模2包括切料工位201、镦粗工位202、进行锻压动作的第一锻压工位203、进行轴承内圈和轴承外圈剪切、锻压和分离动作的第二锻压工位204，以及进行轴承内圈剪切、锻压成型的第三锻压工位205；所述切料工位201设有切料装置211和第一运送装置206，所述镦粗工位202设有镦料装置212和第二运送装置207，所述第一锻压工位203设有第一锻压模213和第三运送装置208，所述第二锻压工位204设有第二锻压模214和第四运送装置209，所述第三锻压工位205设有第三锻压模215和第五运送装置210；
自动送料装置103，其设置在加热炉装置1和切料工位201之间；
分选装置3，所述分选装置3包括基座310、观测台301、上检测装置302、下检测装置303、储料斗304和分拣机械手305，所述观测台301连接有偏心振动装置312，所述上检测装置302和下检测装置303与图像处理中心连接，所述储料斗304设有翻转装置306，所述观测台301由透明材质制成；所述储料斗304设置在加热炉装置1与观测台301之间，所述上检测装置302和下检测装置303分别设置在观测台301上侧和下侧，且连接有检测驱动装置，所述观测台301上侧和下侧均设有辅助照明装置。所述观测台301还设有卸料用的拨杆装置307，所述拨杆装置307连接有拨料驱动装置。所述观测台301通过一组可动支撑部311与基座310可动连接，所述观测台301一侧设有第一滑轨308，所述上检测装置302和下检测装置303均通过移动滑板309与第一滑轨308可动连接，所述移动滑板309连接有检测驱动装置；
传送装置4和热处理装置5，所述传送装置4贯穿于整个热处理装置5。
本实施例中所述基座310一侧设有第二滑轨313，所述分拣机械手305与第二滑轨313可动连接，所述分拣机械手305连接有分拣驱动装置，所述分拣机械手305端部设有电磁吸盘装置314，所述电磁吸盘装置314端部设有一对相对设置的弧形磁块，所述弧形磁块与电磁吸盘装置314端部可动连接，且一对弧形磁块之间的距离可调，所述弧形磁块连接有调节驱动装置。所述储料斗304通过翻转装置306与基座310连接，所述储料斗304设置在分选装置3与前一生产工位的出料口之间，本实施例中，前一生产工位为退火处理，零件装满退火框并通过传送装置4经过热处理装置5，再由传送装置4传递至出料口处，出料口处设有储料翻转机械手，即抓取退火框将零件倾倒至储料斗304内。所述拨杆装置307与第一滑轨308可动连接。所述分拣机械手305通过控制单元发出的位置指令移动至目标位置，且通过启动分拣机械手305端部的电磁吸盘装置314吸取外观缺陷零件，这种方式可容许机械手存在一定的位置误差，也能顺利吸取零件。所述控制单元通过接收到的零件形状数据自动计算零件适用的有效吸附直径，并发出指令给电磁吸盘装置314自动调节有效吸附直径，一对弧形磁块收缩或扩张至目标位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轴承产品的自动化锻造方法，其特征在于：包括以下步骤：
将棒状原料送入加热炉装置（1）进行加热，加热过程包括：
持续加热与常温冷却交替进行，直至将棒状原料加热至设定的锻造温度；
将棒状原料送入锻造模（2）进行锻造，锻造过程包括：
棒状原料被送入锻造模（2）的切料工位（201）进行切料；
第一运送装置（206）将切下的坯料移动至镦粗工位（202）进行镦粗；
第二运送装置（207）将镦粗后的坯料移动至第一锻压工位（203）锻压成型，形成轴承的半成品；
第三运送装置（208）将半成品移动至第二锻压工位（204），第二锻压工位（204）将剪切与锻压动作结合为一体，将半成品剪切与锻压成两个部分，完成轴承内圈和轴承外圈的分离；
第四运送装置（209）将轴承外圈送入第一卸料口，将轴承内圈送入第三锻压工位（205），第三锻压工位（205）将剪切与锻压动作结合为一体，将轴承内圈的中间分隔部切除；
第五运送装置（210）将成型的轴承内圈送入第二卸料口，所述中间分隔部自动落入废料收集装置。
2.根据权利要求1所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，其特征在于：所述锻造完成后进行外观分选，具体包括以下步骤：
将轴承内圈和轴承外圈分别送入各自的分选装置（3）进行外观分选，外观分选过程包括：
翻转装满轴承内圈或轴承外圈的储料斗（304），将待分选的零件倾倒至各自分选装置（3）的观测台（301）上；
观测台（301）振动，通过振动使零件端面依次平铺在观测台（301）上；
上检测装置（302）和下检测装置（303）运行，依次扫描检测且同时观测零件的上表面和下表面，并将结果传递至控制单元的图像处理中心；
控制单元通过运算对外观缺陷零件进行定位，并发出指令，控制分拣机械手（305）运行，抓取外观缺陷零件放于残品收纳处。
3.根据权利要求2所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，其特征在于：所述锻造与外观分选之间还包括以下步骤：
轴承外圈从第一卸料口、轴承内圈从第二卸料口分别进入各自的退火框；
装满待退火零件的退火框通过传送装置（4）送入热处理装置（5）进行球化退火处理；
完成球化退火处理后，传送装置（4）将退火框运出热处理装置（5）；
将退火框内的零件倒入对应的储料斗（304）。
4.根据权利要求2所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，其特征在于：所述外观分选步骤之后还包括以下步骤：
通过抛丸机进行抛丸处理，去除零件表面的氧化皮或氧化膜，且使表面粗糙度达到设定值；
通过冷辗扩机进行，对零件的内孔进行扩孔处理，使内孔的尺寸达到精度要求。
5.根据权利要求4所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，其特征在于：所述扩孔处理后，还包括以下步骤：
渗碳，利用渗碳技术对轴承内圈和轴承外圈整体进行表面硬化处理；
淬火，对轴承内圈和轴承外圈进行加热淬火；
回火，对轴承内圈和轴承外圈进行低温回火。
6.根据权利要求1所述的一种轴承产品的自动化锻造方法，其特征在于：所述半成品包含了轴承内圈和轴承外圈的初步形状，第一锻压模（213）的上模锻压出轴承外圈的初步形状和轴承内圈第一部分的初步形状，第一锻压模（213）的下模锻压出轴承内圈第二部分的初步形状，轴承内圈第一部分和第二部分之间留有中间分隔部。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，其特征在于：包括：
加热炉装置（1），所述加热炉装置（1）包括一组交替设置的加热腔（101）和辅助传动装置（102）；
锻造模（2），所述锻造模（2）包括切料工位（201）、镦粗工位（202）、进行锻压动作的第一锻压工位（203）、进行轴承内圈和轴承外圈剪切、锻压和分离动作的第二锻压工位（204），以及进行轴承内圈剪切、锻压成型的第三锻压工位（205）；
自动送料装置（103），其设置在加热炉装置（1）和切料工位（201）之间；
分选装置（3），所述分选装置（3）包括观测台（301）、上检测装置（302）、下检测装置（303）、储料斗（304）和分拣机械手（305），所述观测台（301）连接有偏心振动装置（312），所述上检测装置（302）和下检测装置（303）与图像处理中心连接，所述储料斗（304）设有翻转装置（306），所述观测台（301）由透明材质制成；
传送装置（4）和热处理装置（5），所述传送装置（4）贯穿于整个热处理装置（5）。
8.根据权利要求7所述的一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，其特征在于：所述储料斗（304）设置在加热炉装置（1）与观测台（301）之间，所述上检测装置（302）和下检测装置（303）分别设置在观测台（301）上侧和下侧，且连接有检测驱动装置，所述观测台（301）上侧和下侧均设有辅助照明装置。
9.根据权利要求7所述的一种轴承产品的自动化锻造方法所用的设备，其特征在于：所述观测台（301）还设有卸料用的拨杆装置（307），所述拨杆装置（307）连接有拨料驱动装置。
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