CN114871373A - 一种拉簧摆臂锻件的成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模锻领域，具体涉及一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其包括用于将加热后的坯料锻造成型的成型装置，以及用于加热坯料的预热装置，预热装置包括第一冲压机、定位凹陷模具和第二加热装置，定位凹陷模具用于在坯料上冲出彼此平行的两个定位面，并且两个定位面上分别形成同轴的圆台形凹陷和棱台形凹陷，第二加热装置用于驱动坯料旋转并且对其进行加热，本申请通过在异形坯料上形成相互平行的两个定位面，并且在定位面上形成用于阻止其径向移动的圆台形凹陷，以及用于阻止其径向移动并且向其传输转矩的棱台形凹陷，使得异形坯料能够稳定地高速旋转，并且在旋转的过程中被中频感应加热，解决了异形坯料难以被均匀地中频感应加热的技术问题。

Description

一种拉簧摆臂锻件的成型系统

技术领域

本发明涉及模锻领域，具体涉及一种拉簧摆臂锻件的成型系统。

背景技术

拉簧摆臂具有较轻的重量、一定的抗拉强度和屈服强度、抗疲劳和韧性等性能。而多数拉簧摆臂制造企业采用铸造铝合金进行拉簧摆臂的制造，此种方法使得拉簧摆臂制造存在材料利用率低、沙眼、气孔较多、晶粒粗大，金属纤维不连续，机械性能不如锻件，产品耐疲劳较差等问题，同时以此法制造的拉簧摆臂的抗疲劳性、抗拉强度等性能无法满足要求。相对于铸造，模锻恰好将此类问题解决。

在模锻之前，需要先将坯料加热，使其达到锻造的温度，传统的电热炉加热速度慢，中频感应加热速度快，但只只用于圆柱形坯料，对异形坯料的加热不均匀，若在中频感应加热的过程中对异形坯料进行旋转，则可以在一定程度上解决其加热不均匀的技术问题。

但是中频感应加热的时间较短，这就使得异形坯料需要以较高的转速旋转，才能确保其各个部位加热均匀，但是异形坯料的转速越快，其产生的离心力就越大，若对每种形状的异形坯料设计对应的夹具，则成本过高，若使用通用夹具夹持异形坯料，则夹持不够牢固，高速旋转的过程中异形坯料容易与通用夹具分离而飞出，甚至对人员造成伤害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉簧摆臂锻件的成型系统，以解决异形坯料难以被均匀地中频感应加热的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种拉簧摆臂锻件的成型系统，包括用于将加热后的坯料锻造成型的成型装置，以及用于加热所述坯料的预热装置，所述预热装置包括第一冲压机、定位凹陷模具和第二加热装置，所述定位凹陷模具安装在第一冲压机的执行部，所述定位凹陷模具用于在所述坯料上冲出彼此平行的两个定位面，并且两个定位面上分别形成同轴的圆台形凹陷和棱台形凹陷，所述第二加热装置用于驱动所述坯料旋转并且对其进行加热，所述第二加热装置包括，第一定位件，其与所述坯料的一个定位面上的棱台形凹陷吻合；第二定位件，其与所述坯料的另一个定位面上的圆台形凹陷吻合；活动支架，所述第二定位件可旋转地安装在所述活动支架上，所述第二定位件的转动轴线与所述坯料的轴线同轴；第三驱动器，所述活动支架安装在所述第三驱动器的执行部，所述第三驱动器用于驱动所述活动支架靠近或者远离所述第一定位件，使得所述坯料能够轴向移动并且其两端分别被所述第一定位件和所述第二定位件夹持；第三加热线圈，所述第三加热线圈与所述第二定位件同轴设置，所述第三加热线圈能够套设在所述坯料的外侧；第二驱动器，所述第一定位件安装在所述第二驱动器的执行部，所述第二驱动器用于驱动所述第一定位件环绕自身轴线旋转，使得所述坯料在转动中被所述第三加热线圈加热。

优选地，所述第二加热装置还包括用于驱动所述第三加热线圈沿着所述第二驱动器的输出轴线方向移动的第四驱动器，第四驱动器使得所述第三加热线圈能够套设在所述坯料的外侧或者远离所述坯料。

优选地，所述第二加热装置还包括用于驱动所述第三驱动器沿着所述第二驱动器的输出轴线方向移动的第五驱动器，所述第五驱动器是步进式直线驱动器。

优选地，所述定位凹陷模具包括定位凹陷下模和定位凹陷上模，所述定位凹陷下模和所述定位凹陷上模分别安装在第一冲压机的执行部和工作台，所述定位凹陷下模的顶面是水平面，并且所述定位凹陷下模的顶面形成有第一凸起，所述第一凸起是棱台形状，所述定位凹陷上模的底面是水平面，并且所述定位凹陷上模的底面形成有与所述第一凸起同轴的第二凸起，所述第二凸起是圆台形状。

优选地，还包括用于加热坯料两端的第一加热装置，在生产线上所述第一加热装置位于第一冲压机的上游工位，所述第一加热装置包括能够套设在坯料长度方向上的一端的第一加热线圈，以及能够套设在坯料长度方向上的另一端的第二加热线圈，以及驱动所述第一加热线圈和所述第二加热线圈相互靠近或者远离的第一驱动器。

优选地，所述成型装置包括锻造模具和锻造机，所述锻造模具包括锻造上模和锻造下模，所述锻造上模和所述锻造下模分别安装在锻造机的执行部和工作台上，所述锻造上模和所述锻造下模在锻造机驱动下相互靠近对坯料进行模锻，在所述锻造上模内分别设置有预锻上型腔和终锻上型腔，在所述锻造下模对应所述锻造上模的位置分别设置有预锻下型腔和终锻下型腔，所述预锻上型腔和所述预锻下型腔在闭合后形成预锻型腔，所述终锻上型腔和所述终锻下型腔在闭合后形成终锻型腔。

优选地，所述预锻上型腔和所述终锻上型腔的外边缘均设置有飞边槽，并且在所述预锻下型腔和所述终锻下型腔的外边缘设置有结构相同的飞边槽，所述飞边槽与所述预锻型腔、终锻型腔之间设置有多个不均匀排列的溢散孔。

优选地，在所述锻造上模、所述锻造下模上均形成有释放模，所述释放模位于所述预锻型腔和所述终锻型腔之间，所述锻造模具闭合后所述释放模形成释放腔。

优选地，所述成型装置还包括切边模具和第二冲压机，在生产线上所述切边模具位于所述锻造模具的下游工位，所述切边模具包括切边上模和切边下模，所述切边上模和所述切边下模在所述第二冲压机的驱动下相互靠近对坯料飞边进行切除，所述切边上模和所述切边下模对应坯料飞边的位置均设置有模刃口，所述切边上模内设置有多个用于冲孔的模冲头。

优选地，还包括用于驱动所述坯料依次经过所述第一加热装置、所述定位凹陷模具、所述第二加热装置、所述锻造模具和所述切边模具的传输装置，所述传输装置包括，第一工业机器人，其工作区间包括所述第一加热装置、所述定位凹陷模具、所述第二加热装置和所述锻造模具所处的工位；第一机械手，其安装在所述第一工业机器人的执行部上，所述第一机械手用于夹持坯料；第二工业机器人，其工作区间包括所述锻造模具和所述切边模具所处的工位；第二机械手，其安装在所述第二工业机器人的执行部上，所述第二机械手用于夹持锻件。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本申请通过在异形坯料上形成相互平行的两个定位面，并且在定位面上形成用于阻止其径向移动的圆台形凹陷，以及用于阻止其径向移动并且向其传输转矩的棱台形凹陷，使得异形坯料能够稳定地高速旋转，并且在旋转的过程中被中频感应加热，解决了异形坯料难以被均匀地中频感应加热的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为成型系统的俯视图；

图2为成型系统的立体图；

图3为图2的A处局部放大图；

图4为图2的B处局部放大图；

图5为图2的C处局部放大图；

图6为定位凹陷模具的主视图；

图7为图6的D-D方向的剖视图；

图8为第二加热装置的部分结构的主视图；

图9为图8的E-E方向的剖视图；

图10为传输装置的立体图；

图11为锻造上模的结构示意图；

图12为锻造下模的结构示意图；

图13为切边上模的结构示意图；

图14为切边下模的结构示意图；

图15为后处理系统的密集挂架的立体图；

图16为后处理系统的疏落挂架的立体图；

图17为后处理系统的防脱吊钩的工作状态的立体示意图；

图18为后处理系统的防脱吊钩的立体图；

图19为后处理系统的防脱吊钩的立体分解图；

图20为后处理系统的解锁机械手、抓取机械手和机器人的立体图；

图21为后处理系统的防脱吊钩、解锁机械手和抓取机械手的工作状态的立体示意图；

图22为图21的A处局部放大图；

图中的标号分别表示如下：

1-传输装置；1a-第一工业机器人；1a1-第一气缸滑台；1a2-第二气缸滑台；1a3-第三气缸滑台；1b-第一机械手；1b1-第一手指气缸；1b2-棒料钳；1c-第二工业机器人；1d-第二机械手；1d1-第二手指气缸；1d2-板料钳；

2-第一加热装置；2a-第一加热线圈；2b-第二加热线圈；

3-定位凹陷模具；3a-定位凹陷下模；3a1-第一凸起；3b-定位凹陷上模；3b1-第二凸起；

4-第二加热装置；4a-第一定位件；4a1-第三凸起；4b-第二驱动器；4c-第二定位件；4c1-第四凸起；4c2-环状凸缘；4d-活动支架；4d1-轴承座；4d2-第一轴承；4d3-第二轴承；4e-第三驱动器；4f-第三加热线圈；

5-锻造模具；5a-锻造上模；5a1-预锻上型腔；5a2-终锻上型腔；5a3-飞边槽；5a4-溢散孔；5a5-释放模；5b-锻造下模；5b1-预锻下型腔；5b2-终锻下型腔；

6-切边模具；6a-切边上模；6a1-第一模刃口；6a2-模冲头；6b-切边下模；6b1-第二模刃口；6b2-落料型腔；

7-防脱吊钩；7a-吊钩；7a1-勾部；7a2-第一轴座；7a3-第一传动杆；7b-防脱杆；7b1-杆部；7b2-第二轴座；7b3-第二传动杆；7c-轴；7c1-插孔；7d-弹性件；

8-工业机器人；8a-伺服驱动系统；8b-解锁部；8b1-第一夹爪；8b2-第一驱动器；8c-抓取部；8c1-第二夹爪；8c2-插接件；8c3-第二驱动器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，选用合适的材料生产拉簧摆臂锻件，选择直径为45mm的7022铝合金挤压棒料为毛料，沿挤压方向切割成长度为120mm的坯料，得到具体规格为Φ45mm×120mm的坯料。7022铝合金挤压棒料的元素及质量百分比为如表1所示：

表1 7022铝合金的化学成分(质量分数，％)

符合国标中对702铝合金的成分规定；同时对702铝合金坯料的晶粒度要求为小于等于一级晶粒度和外观无油污、铝屑、裂纹、拉伤、气泡、腐蚀等，符合外观检验标准无毛刺、尖角。

然后，切割指定长度的铝合金棒料作为毛料，并对毛料进行预处理，在实际的切割中，需要预留一定的余料，以防在加工过程中坯料的损失，一般来说，余料不得小于整体料的5％，当进行等温锻造时，坯料在模具型腔内流动充满型腔，从而使其形成所需的形状，而且与此同时，通过模锻的方式来提高产品的质量，并将多余的坯料排出形成飞边，经过后期的处理后即可获得相应的产品。

最后，将经过预处理的毛料加热至440～450℃后进行制坯得到坯料，坯料是形状接近拉簧摆臂锻件的异形形状。

如图1-10所示：

一种拉簧摆臂锻件的成型系统，包括用于将加热后的坯料锻造成型的成型装置，以及用于加热所述坯料的预热装置，所述预热装置包括第一冲压机、定位凹陷模具3和第二加热装置4，定位凹陷模具3安装在第一冲压机的执行部，定位凹陷模具3用于在所述坯料上冲出彼此平行的两个定位面，并且两个定位面上分别形成同轴的圆台形凹陷和棱台形凹陷，第二加热装置4用于驱动所述坯料旋转并且对其进行加热，使其温度达到460～470℃。

如图5、8、9所示，第二加热装置4包括，第一定位件4a，第一定位件4a的底面是水平面并且该面上形成有第三凸起4a1，其与所述坯料的一个定位面上的棱台形凹陷吻合；第二定位件4c，第二定位件4c的顶面是水平面并且该面上形成有第四凸起4c1，其与所述坯料的另一个定位面上的圆台形凹陷吻合；活动支架4d，第二定位件4c可旋转地安装在活动支架4d上，第二定位件4c的转动轴线与所述坯料的轴线同轴；具体的，活动支架4d包括轴承座4d1和安装在轴承座4d1内部的第一轴承4d2和第二轴承4d3，第一轴承4d2和第二轴承4d3同轴，第二定位件4c是圆柱形状并且插设在第一轴承4d2和第二轴承4d3内部，第二定位件4c上设置有被第一轴承4d2和第二轴承4d3的内圈夹设在中间的环状凸缘4c2；第三驱动器4e，第三驱动器4e是气缸滑台，活动支架4d安装在第三驱动器4e的执行部，第三驱动器4e用于驱动活动支架4d靠近或者远离第一定位件4a，使得所述坯料能够轴向移动并且其两端分别被第一定位件4a和第二定位件4c夹持，第三驱动器4e不仅起到驱动第二定位件4c移动的作用，第三驱动器4e还对第二定位件4c始终施加恒定向下的作用力，使得第一定位件4a和第二定位件4c能够牢牢地夹紧坯料；第三加热线圈4f，第三加热线圈4f与第二定位件4c同轴设置，第三加热线圈4f能够套设在所述坯料的外侧，第三加热线圈4f通过中频感应加热坯料，第三加热线圈4f的位置可以调节使其套设在坯料的外侧，或者坯料通过第三驱动器4e带动使其插设在第三加热线圈4f的内部；第二驱动器4b，第二驱动器4b是电机，第一定位件4a安装在第二驱动器4b的执行部，第二驱动器4b用于驱动第一定位件4a环绕自身轴线旋转，第一定位件4a用于传输转矩，使得所述坯料在转动中被第三加热线圈4f加热。

异形坯料环绕第一定位件4a和第二定位件4c的轴线旋转，异形坯料在较高转速的自转过程中难以与第一定位件4a、第二定位件4c分离，进而使得异形坯料能够均匀地通过中频感应加热，坯料表面温度应当在400°以上，并且在加热达到指定温度后维持该温度不变，保温30分钟以上。

加热时，坯料的表面将会形成氧化皮，因此在加热后还需要通过镦粗的方式去除表面的氧化皮。在经过前述的处理后，坯料的质量可能会有较大的损失，因此需要对其质量进行先后两次的称量，以使得加热后坯料质量大于设计质量的5％。

加热之前，坯料的质量为设计质量为110％～115％，且在中频加热除杂之后对坯料进行称重，当坯料的质量小于设计质量的110％时，对所述坯料表面进行切槽，并且切槽内插入经过同样中频加热除杂的坯料填补质量缺损。

在本实施方式中，当坯料经过除杂后质量有所缺失时，通过围绕坯料周向的方式切槽，并将经过同样处理方式后的坯料塞入切槽内，并通过锻造的方式使得加入的坯料形成一个整体后再进行模锻。

采用该方式可以较为准确和灵活的控制坯料的质量，即既不会使得坯料适量过大，导致飞边太大，又不会导致坯料质量较小而导致工件有所欠缺。

在本发明中通过以切槽和锻造的方式加入坯料以补足不足的方式可以在既不影响产品质量的前提下，又能够以切槽的方式释放掉坯料的部分应力，从而提高产品的质量。

在现有技术中是直接利用坯料进行模锻，从而使得模锻毛坯中存在残余应力，从而可能影响后期产品的质量。特别是在本发明的梳栉吊架中，其结构较为精细，而且结构比较复杂，当存在残余应力时，往往会影响最终的产品质量。因此本实施方式中需要通过切槽的方式释放应力。

需要强调的是，不仅仅是毛料质量不足时需要进行切槽填充坯料的，当毛料质量足够时，同样也需要进行切槽，只不过此时不需要填充坯料。

在后续的锻造过程中，坯料上的两个定位面及其圆台形凹陷和棱台形凹陷被锻造成与成型模具吻合的形状。

进一步的：

第二加热装置4还包括用于驱动第三加热线圈4f沿着第二驱动器4b的输出轴线方向移动的第四驱动器(图中未出示)，第四驱动器使得第三加热线圈4f能够套设在所述坯料的外侧或者远离所述坯料。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何便于坯料进入或者离开第三加热线圈4f内部，第四驱动器可以是电动推杆，也可以是伺服丝杆滑台，还可以是滚子链传输装置，其具体结构在本领域已经司空见惯，此处不做累述。

进一步的：

第二加热装置4还包括用于驱动第三驱动器4e沿着第二驱动器4b的输出轴线方向移动的第五驱动器(图中未出示)，所述第五驱动器是步进式直线驱动器。

为了使得第二加热装置4能够加热不同高度的坯料，第五驱动器用于调整第二定位件4c和第一定位件4a之间的距离，第五驱动器的结构和第四驱动器的结构相同。

进一步的：

定位凹陷模具3包括定位凹陷下模3a和定位凹陷上模3b，定位凹陷下模3a和定位凹陷上模3b分别安装在第一冲压机的执行部和工作台，定位凹陷下模3a的顶面是水平面，并且定位凹陷下模3a的顶面形成有第一凸起3a1，第一凸起3a1是棱台形状，定位凹陷上模3b的底面是水平面，并且定位凹陷上模3b的底面形成有与第一凸起3a1同轴的第二凸起3b1，第二凸起3b1是圆台形状。

定位凹陷下模3a用于冲压出第一定位面，定位凹陷上模3b用于冲压出第二定位面，第一凸起3a1用于冲压出坯料上的棱台形凹陷，第二凸起3b1用于冲压出坯料上的圆台形凹陷。

进一步的，为了使得定位凹陷模具3能够更加容易地在坯料上冲压出定位面及其对应的凹陷：

还包括用于加热坯料两端的第一加热装置2，在生产线上第一加热装置2位于第一冲压机的上游工位，第一加热装置2包括能够套设在坯料长度方向上的一端的第一加热线圈2a，以及能够套设在坯料长度方向上的另一端的第二加热线圈2b，以及驱动第一加热线圈2a和第二加热线圈2b相互靠近或者远离的第一驱动器。

第一驱动器和第四驱动器的结构及工作原理相同，第一驱动器用于在加热之前驱动第一加热线圈2a和第二加热线圈2b相互远离，从而便于坯料置入其中，并且在其后驱动第一加热线圈2a和第二加热线圈2b相互靠近，从而使得坯料长度方向上的两端被第一加热线圈2a和第二加热线圈2b套设其中。

进一步的，如图11-14所示：

所述成型装置包括锻造模具5和锻造机(图中未出示)，模锻采用2500吨的模锻机，在锻造过程中使用水基脱模剂进行润滑，脱模剂配比为1:8。

锻造模具5包括锻造上模5a和锻造下模5b，锻造上模5a和锻造下模5b分别安装在锻造机的执行部和工作台上，锻造上模5a和锻造下模5b在锻造机驱动下相互靠近对坯料进行模锻，在所述锻造上模5a内分别设置有预锻上型腔5a1和终锻上型腔5a2，在所述锻造下模5b对应所述锻造上模5a的位置分别设置有预锻下型腔5b1和终锻下型腔5b2，所述预锻上型腔5a1和所述预锻下型腔5b1在闭合后形成预锻型腔，所述终锻上型腔5a2和所述终锻下型腔5b2在闭合后形成终锻型腔。

预锻的具体步骤为：模锻机的下行为150mm，坯料的预锻温度为460～470℃，打击能量为200r/min，模锻后坯料的温度≥470℃；

终锻的具体步骤为：模锻机的下行为200mm，坯料的终锻温度为440～490℃，打击能量为350r/min，模锻后坯料的温度≥350℃；

预锻和终锻时，预锻模具和终锻模具的温度通过设置在成型模具上的加热装置作用下保持在160～180℃。

在本实施方式中，将预锻和终锻均放置在同一个模锻机中进行锻造，即在进行终锻的同时进行预锻的处理，大大缩减了工序时长，降低了劳动强度，并且，根据前述可知，可以根据实际的需求更换不同的预锻模具和终锻模具，从而使其适应不同的需求。

另外，在本发明中，由于预锻和终锻的下行进程不同，因此，进行预锻和终锻的模锻机可以处于不同的平面，并且两者所在平面的高度差是锁定的，可以通过预锻和终锻的下行进程来进行相互约束，从而实现对坯料的锻造。

锻造的具体步骤为：

步骤S1、将第一个坯料首先送入预锻模具进行预锻；步骤S2、将第一次模锻加工完成后的第一个坯料送入终锻模具进行终锻，同时将第二个坯料送入预锻模具进行预锻；重复步骤S1至步骤S2顺次完成多个坯料的模锻加工。

按照前述方式，所述锻造上模5a和锻造下模5b在压机驱动下相互靠近对坯料进行模锻。模锻加工过程中，采用水基脱模剂对坯料和成型模具进行润滑，润滑的具体步骤为：

将水基脱模剂均匀喷涂在成型模具的内表面，并且在成型模具内存放有指定容积的水基脱模剂，在模锻过程中水基脱模剂持续向成型模具内流入以实现持续润滑。

在所述成型模具顶部边缘处均设置有回流槽，所述回流槽上设置有多个与所述模锻工位连通的缺口，且所述回流槽通过引流槽连接有设置在所述成型模具腔体内的储液槽，存储在所述储液槽内的水基脱模剂通过回流槽分布在所述模锻工位边缘并通过缺口将水基脱模剂持续输入到模锻工位内对坯料进行润滑。

在前述中，储液槽中装满了足够量的脱模剂，而在整个模锻的过程中，能够连续、持续的将脱模剂填充到成型模具中，使得脱模剂既不会过多，也不会缺失。

进一步的：

预锻上型腔5a1和终锻上型腔5a2的外边缘均设置有飞边槽，并且在预锻下型腔5b1和终锻下型腔5b2的外边缘设置有结构相同的飞边槽，所述飞边槽与所述预锻型腔、终锻型腔之间设置有多个不均匀排列的溢散孔。

基于上述实施例，本申请在计算原材料时需要考虑到富余的情况，位于上型腔(预锻上型腔5a1和终锻上型腔5a2)和下型腔(预锻下型腔5b1和终锻下型腔5b2)边缘的飞边槽形成可容纳富余材料的槽通道，同时溢散孔5a4便于富余材料流出，且不影响实际模锻的效果。

进一步的：

在锻造上模5a、锻造下模5b上均形成有释放模5a5，释放模5a5位于所述预锻型腔和所述终锻型腔之间，锻造模具5闭合后释放模5a5形成释放腔。

基于上述实施例，本申请为了避免预锻和终锻在同一个工位上发生相互影响，所述预锻型腔和所述终锻型腔之间设置有释放腔，当溢散出来的坯料较多时，将通过释放腔流出成型模具，不会干扰或者影响另外一侧的加工。

所述成型装置还包括切边模具6和第二冲压机(图中未出示)，在生产线上切边模具6位于锻造模具5的下游工位，切边模具6包括切边上模6a和切边下模6b，所述切边上模6a和切边下模6b在所述第二冲压机的驱动下相互靠近对坯料飞边进行切除，切边上模6a和切边下模6b对应坯料飞边的位置均设置有模刃口，模刃口包括第一模刃口6a1和第二模刃口6b1，切边上模6a内设置有多个用于冲孔的模冲头6a2。

锻造模具5和切边模具6在工作的过程中相互不干扰，其按照生产线的加工顺序对坯料进行加工，当对坯料完成模锻后，由于在其边缘存在毛边，因此需要在下一个工序中对毛边进行切边，同时也需要在锻件上冲出相应的孔。

切除及冲孔的具体步骤为：

锻件置于切边下模6b的型腔上，切边上模6a在压机的驱动下下行，使得切边上模6a的型腔与带有飞边的锻件接触，并在第一模刃口6a1和第二模刃口6b1的剪切作用下将锻件件多余的飞边切除；切边上模6a在第二冲压机的驱动下继续下行，固定在切边上模6a或者切边下模6b上的冲孔头对锻件进行冲孔，完成对锻件的切边冲孔之后在顶料杆的作用下将锻件顶出切边下模6b的型腔。

将切边打孔工序完成的锻件采用60～70℃的水进行冷却，再磨去多余的飞边，即完成拉簧摆臂的锻造成形。

进一步的，在所述切边下模6b内设置有落料型腔6b2，落料型腔6b2起到支撑和容纳坯料的目的。

进一步的：

还包括用于驱动所述坯料依次经过第一加热装置2、定位凹陷模具3、第二加热装置4、锻造模具5和切边模具6的传输装置1，传输装置1包括，第一工业机器人1a，其工作区间包括第一加热装置2、定位凹陷模具3、第二加热装置4和锻造模具5所处的工位；第一机械手1b，其安装在第一工业机器人1a的执行部上，第一机械手1b用于夹持坯料；第二工业机器人1c，其工作区间包括锻造模具5和切边模具6所处的工位；第二机械手1d，其安装在第二工业机器人1c的执行部上，第二机械手1d用于夹持锻件。

基于上述实施例，本申请想要解决的技术问题是如何传输坯料及其初锻后、终锻后、切边冲孔后的形态。

为此，本申请通过两套工业机器人和两套机械手分别传输坯料及其锻造后的形态。

其中，第一工业机器人1a包括第一气缸滑台1a1、第二气缸滑台1a2和多个第三气缸滑台1a3，第一气缸滑台1a1水平设置，第二气缸滑台1a2竖直设置，第三气缸滑台1a3水平设置并且垂于第一气缸滑台1a1，第一机械手1b包括第一手指气缸1b1和棒料钳1b2，第一手指气缸1b1与第三气缸滑台1a3的数量相同并且一一对应，第一工业机器人1a和第一机械手1b可XYZ轴移动并且同步传输多个棒形状的坯料。

其中，第二工业机器人1c是五轴工业机器人，第二机械手1d包括第二手指气缸1d1和板料钳1d2，第二工业机器人1c和第二机械手1d可五轴联动并且传输板形状的锻件。

如图15-22所示，本申请还提供：

一种拉簧摆臂锻件的成型方法，包括以下步骤：

S1，将坯料锻造成锻件；

S1a，在任意形状的坯料上形成彼此平行的两个定位面，并且在两个定位面上分别形成圆台形凹陷和棱台形凹陷，圆台形凹陷和棱台形凹陷位于同一条轴线上；

S1b，通过圆台形凹陷和棱台形凹陷定位坯料，并且使得坯料仅能够环绕所述轴线旋转；

S1c，通过棱台形凹陷传递转矩并且转动坯料；

S1d，对转动中的坯料进行中频感应加热；

S1e，对加热后的坯料进行模锻，使其成型后切除飞边，并冲出孔，获得锻件。

S2，对锻件进行后处理：

S2a，通过形成在锻件的孔将锻件挂载在防脱吊钩7上，防脱吊钩7具有能够开闭的环形结构，所述环形结构穿过锻件的孔；

S2b，将若干挂载有锻件的防脱吊钩7安装到密集挂架上，防脱吊钩7在密集挂架上紧密排列；

S2c，移动密集挂架，使其挂载的锻件依次经过蚀洗、固溶、时效和酸碱出光处理；

S2d，将防脱吊钩7从密集挂架上拆下，并且将其安装到疏落挂架上，防脱吊钩7在疏落挂架上稀疏排列；S2e，移动疏落挂架，使其挂载的锻件经过抛丸处理。

蚀洗处理：

蚀洗的溶液和时间为质量分数为15～30％的硝酸溶液浸泡10min，再用质量分数为20％的NaOH溶液浸泡10min，对蚀洗后的锻件进行尺寸检验，选取无锻造缺陷及成形缺陷的锻件，进而得到合格的锻件；固溶处理：

蚀洗后对无锻造缺陷和成形缺陷的锻件进行固溶处理，得到固溶处理后的锻件，固溶处理的温度为420℃。

在炉温达到420℃后，将锻件放入热处理炉中保温，固溶处理完成后，将锻件快速转移至温水中冷却20min，转移时间≤15s；时效处理：

固溶处理后，对锻件进行时效处理，炉温达到设定温度后将锻件放入热处理炉中进行保温；酸碱出光处理：

将热处理完成的合格锻件进行酸洗处理，在常温下质量比为乳白剂：硫酸：水为5:2:93配置的溶液中放置5～10min进行脱脂处理，后用清水清洗，再用砂轮机进行抛光处理；再用磨液为光亮剂进行水磨真光，时间为8～10min，用质量分数为20％的NaOH溶液进行碱蚀，在40～50℃下处理15～20min，后用水清洗，再用质量分数为30％的HNO3溶液在常温下进行出光处理，时间为1～2min，最后用95℃的热水进行封闭处理。

抛丸处理：

将热处理完成后的合格锻件放入抛丸机中进行抛丸处理，抛丸处理15min，得到表面具有一定加工硬化和残余应力的锻件。

现有工艺中，锻件依次经过蚀洗、固溶、时效处理和酸碱出光处理时需要反复卸下、装上对应设备的吊钩，工作效率低下，为此，将密集挂架及其挂载的锻件整体移动，可以减少三次装拆吊钩的工步，从而大幅度地减少锻件的后处理时间。

由于抛丸处理时，若锻件之间的距离过近，会导致锻件的一些表面难以被抛丸，甚至锻件可能在抛丸中摇晃而彼此撞击，为此，有必要将安装防脱吊钩7的密集挂架更换为疏落挂架。

本申请还提供：

一种拉簧摆臂锻件的后处理系统，包括密集挂架，所述密集挂架与蚀洗设备、固溶设备、时效设备和酸碱出光设备可拆装的连接，并且替代蚀洗设备、固溶设备、时效设备和酸碱出光设备的挂架；以及防脱吊钩7，其具有能够开闭的环形结构，所述环形结构能够穿过锻件上形成的孔，防脱吊钩7与密集挂架可拆装地连接。

进一步的：

后处理系统还包括疏落挂架，所述疏落挂架替代抛丸设备的挂架，防脱吊钩7与疏落挂架可拆装地连接。

进一步的：

防脱吊钩7包括吊钩7a、防脱杆7b、轴7c和弹性件7d，吊钩7a的中端与防脱杆7b的中端通过轴7c铰接，弹性件7d安装在吊钩7a的一端和与其临近的防脱杆7b的一端，并且弹性件7d的回弹力使得吊钩7a的另一端和防脱杆7b的另一端相互靠近并且形成环形结构。

吊钩7a用于穿过锻件上的孔，在弹性件7d的回弹力作用下，防脱杆7b与吊钩7a产生相对旋转，使得防脱杆7b的一端封闭吊钩7a的钩端的开口，进而形成封闭的环形结构，使得防脱吊钩7具有防脱功能。

密集挂架和疏落挂架上均设置有可承托轴7c的挂载部。

挂载部是开口朝上的一对圆弧条状部件，轴7c的两端分别自上而下地抵靠在挂载部的内圆周面，即可使得密集挂架或者疏落挂架支撑并且定位防脱吊钩7。

进一步的：

吊钩7a包括顺序连接的勾部7a1、第一轴座7a2和第一传动杆7a3，防脱杆7b包括顺序连接的杆部7b1、第二轴座7b2和第二传动杆7b3，第一轴座7a2和第二轴座7b2通过轴7c铰接，第一传动杆7a3和第二传动杆7b3通过弹性件7d连接，弹性件7d处于压缩状态。

吊钩7a和防脱杆7b构成类似于钳子的结构，弹性件7d是弹簧，第一传动杆7a3和第二传动杆7b3上设置有用于安装弹性件7d的圆柱形凸起。

工作人员夹住第一传动杆7a3和第二传动杆7b3即可驱动勾部7a1和杆部7b1相对远离，无外力作用下，设置于第一传动杆7a3和第二传动杆7b3之间的弹性件7d通过自身的回弹力驱动勾部7a1和杆部7b1相对靠近。

进一步的：

轴7c的两端形成有向内凹陷的插孔7c1。

插孔7c1的用处是便于工作人员使用卡钳插入插孔7c1中从而夹持轴7c，进而使得工作人员可以使用卡钳稳定地移动防脱吊钩7。

进一步的：

后处理系统还包括工业机器人8，工业机器人8包括伺服驱动系统8a和用于开启环形结构的解锁部8b；伺服驱动系统8a具有至少三个自由度，并且伺服驱动系统8a的工作区间横跨酸碱出光设备和抛丸设备所处的工位；解锁部8b包括第一夹爪8b1和第一驱动器8b2，第一驱动器8b2是手指气缸，第一夹爪8b1具有两个并且安装在第一驱动器8b2的执行部，第一驱动器8b2安装在伺服驱动系统8a的执行部，第一驱动器8b2用于驱动两个第一夹爪8b1相互靠近以夹持第一传动杆7a3和第二传动杆7b3从而使得环形结构开启。

进一步的：

由于勾部7a1做的是环绕第一轴座7a2旋转的圆周运动，因此勾部7a1和杆部7b1分离时，挂载在勾部7a1上的锻件容易直接从勾部7a1上掉落，为了避免出现这一问题导致上料出现困难，勾部7a1的执行部是沿着弧度向下突出的圆弧形状线条延伸的，这使得勾部7a1做圆周运动时，锻件依然能够被挂载在勾部7a1上较低的部位。

进一步的：

工业机器人8还包括用于移动防脱吊钩7的抓取部8c，抓取部8c包括第二夹爪8c1和第二驱动器8c3，第二驱动器8c3是手指气缸，第二夹爪8c1具有两个并且安装在第二驱动器8c3的执行部，第二驱动器8c3安装在伺服驱动系统8a的执行部，第二夹爪8c1上形成有与插孔7c1吻合的插接件8c2。

抓取部8c用于替代工作人员手持的卡钳，实现自动化。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，包括用于将加热后的坯料锻造成型的成型装置，以及用于加热所述坯料的预热装置，所述预热装置包括第一冲压机、定位凹陷模具(3)和第二加热装置(4)，所述定位凹陷模具(3)安装在第一冲压机的执行部，所述定位凹陷模具(3)用于在所述坯料上冲出彼此平行的两个定位面，并且两个定位面上分别形成同轴的圆台形凹陷和棱台形凹陷，所述第二加热装置(4)用于驱动所述坯料旋转并且对其进行加热，所述第二加热装置(4)包括，

第一定位件(4a)，其与所述坯料的一个定位面上的棱台形凹陷吻合；

第二定位件(4c)，其与所述坯料的另一个定位面上的圆台形凹陷吻合；

活动支架(4d)，所述第二定位件(4c)可旋转地安装在所述活动支架(4d)上，所述第二定位件(4c)的转动轴线与所述坯料的轴线同轴；

第三驱动器(4e)，所述活动支架(4d)安装在所述第三驱动器(4e)的执行部，所述第三驱动器(4e)用于驱动所述活动支架(4d)靠近或者远离所述第一定位件(4a)，使得所述坯料能够轴向移动并且其两端分别被所述第一定位件(4a)和所述第二定位件(4c)夹持；

第三加热线圈(4f)，所述第三加热线圈(4f)与所述第二定位件(4c)同轴设置，所述第三加热线圈(4f)能够套设在所述坯料的外侧；

第二驱动器(4b)，所述第一定位件(4a)安装在所述第二驱动器(4b)的执行部，所述第二驱动器(4b)用于驱动所述第一定位件(4a)环绕自身轴线旋转，使得所述坯料在转动中被所述第三加热线圈(4f)加热。

2.根据权利要求1所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

所述第二加热装置(4)还包括用于驱动所述第三加热线圈(4f)沿着所述第二驱动器(4b)的输出轴线方向移动的第四驱动器，第四驱动器使得所述第三加热线圈(4f)能够套设在所述坯料的外侧或者远离所述坯料。

3.根据权利要求1所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

所述第二加热装置(4)还包括用于驱动所述第三驱动器(4e)沿着所述第二驱动器(4b)的输出轴线方向移动的第五驱动器，所述第五驱动器是步进式直线驱动器。

4.根据权利要求1所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

所述定位凹陷模具(3)包括定位凹陷下模(3a)和定位凹陷上模(3b)，所述定位凹陷下模(3a)和所述定位凹陷上模(3b)分别安装在第一冲压机的执行部和工作台，所述定位凹陷下模(3a)的顶面是水平面，并且所述定位凹陷下模(3a)的顶面形成有第一凸起(3a1)，所述第一凸起(3a1)是棱台形状，所述定位凹陷上模(3b)的底面是水平面，并且所述定位凹陷上模(3b)的底面形成有与所述第一凸起(3a1)同轴的第二凸起(3b1)，所述第二凸起(3b1)是圆台形状。

5.根据权利要求1所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

还包括用于加热坯料两端的第一加热装置(2)，在生产线上所述第一加热装置(2)位于第一冲压机的上游工位，所述第一加热装置(2)包括能够套设在坯料长度方向上的一端的第一加热线圈(2a)，以及能够套设在坯料长度方向上的另一端的第二加热线圈(2b)，以及驱动所述第一加热线圈(2a)和所述第二加热线圈(2b)相互靠近或者远离的第一驱动器。

6.根据权利要求5所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

所述成型装置包括锻造模具(5)和锻造机，所述锻造模具(5)包括锻造上模(5a)和锻造下模(5b)，所述锻造上模(5a)和所述锻造下模(5b)分别安装在锻造机的执行部和工作台上，所述锻造上模(5a)和所述锻造下模(5b)在锻造机驱动下相互靠近对坯料进行模锻，在所述锻造上模(5a)内分别设置有预锻上型腔(5a1)和终锻上型腔(5a2)，在所述锻造下模(5b)对应所述锻造上模(5a)的位置分别设置有预锻下型腔(5b1)和终锻下型腔(5b2)，所述预锻上型腔(5a1)和所述预锻下型腔(5b1)在闭合后形成预锻型腔，所述终锻上型腔(5a2)和所述终锻下型腔(5b2)在闭合后形成终锻型腔。

7.根据权利要求6所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，其特征在于，

所述预锻上型腔(5a1)和所述终锻上型腔(5a2)的外边缘均设置有飞边槽，并且在所述预锻下型腔(5b1)和所述终锻下型腔(5b2)的外边缘设置有结构相同的飞边槽，所述飞边槽与所述预锻型腔、终锻型腔之间设置有多个不均匀排列的溢散孔。

8.根据权利要求6所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

在所述锻造上模(5a)、所述锻造下模(5b)上均形成有释放模(5a5)，所述释放模(5a5)位于所述预锻型腔和所述终锻型腔之间，所述锻造模具(5)闭合后所述释放模(5a5)形成释放腔。

9.根据权利要求6所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

所述成型装置还包括切边模具(6)和第二冲压机，在生产线上所述切边模具(6)位于所述锻造模具(5)的下游工位，所述切边模具(6)包括切边上模(6a)和切边下模(6b)，所述切边上模(6a)和所述切边下模(6b)在所述第二冲压机的驱动下相互靠近对坯料飞边进行切除，所述切边上模(6a)和所述切边下模(6b)对应坯料飞边的位置均设置有模刃口，所述切边上模(6a)内设置有多个用于冲孔的模冲头(6a2)。

10.根据权利要求9所述的一种拉簧摆臂锻件的成型系统，其特征在于，

还包括用于驱动所述坯料依次经过所述第一加热装置(2)、所述定位凹陷模具(3)、所述第二加热装置(4)、所述锻造模具(5)和所述切边模具(6)的传输装置(1)，所述传输装置(1)包括，

第一工业机器人(1a)，其工作区间包括所述第一加热装置(2)、所述定位凹陷模具(3)、所述第二加热装置(4)和所述锻造模具(5)所处的工位；

第一机械手(1b)，其安装在所述第一工业机器人(1a)的执行部上，所述第一机械手(1b)用于夹持坯料；

第二工业机器人(1c)，其工作区间包括所述锻造模具(5)和所述切边模具(6)所处的工位；

第二机械手(1d)，其安装在所述第二工业机器人(1c)的执行部上，所述第二机械手(1d)用于夹持锻件。

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