CN211938908U - 一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，包括依次相连接的锯床、中频感应加热炉(2)、机器人(3)、环形件多工位制坯伺服液压机(4)、数控辗环机(6)以及螺旋压力机(7)；环形件多工位制坯伺服液压机(4)设有第一工位、第二工位、第三工位，第一工位用于对所述棒料进行镦粗处理，第二工位用于对镦粗处理后的棒料进行挤盲孔处理，第三工位用于对挤盲孔处理后的坯料进行冲孔，然后经过辗环扩孔、模锻后形成所述齿轮毛坯。本实用新型的系统避免出现大批量不合格品，同时避免了传统人工检测时高温对人体的伤害；实现下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测的全自动控制，实现无人化、智能化的齿轮锻造生产。

Description

一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统

技术领域

本实用新型属于齿轮锻造技术领域，更加具体地，涉及一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统。

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。齿轮类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，所以对齿轮类零部件的性能要求一直大大高于普通零部件。因此，齿轮类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齿轮成品的性能。

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，企业急需设计齿轮产品的自动化生产工艺，配合建设齿轮产品的自动化生产线，以满足生产要求。而为了保证产品的质量，对锻造后的齿轮产品的外观检测必不可少，而针对齿轮产品的检测，目前大多通过人工抽检判别分拣，存在着不确定性和失误，分选效率也不高，且有碍于全自动生产线的达成。

现有技术中齿轮的应用非常广泛，大范围的应用使得对齿轮的结构稳定性和尺寸精准性要求非常高。现有的锻造齿轮的方式通常采用传统的锻造工艺，从毛坯到成品制造的过程工序繁杂，效率低，损耗量大，原材料利用率低，设备吨位较大，投入的成本高，且人工生产制得的齿轮尺寸精度一致性差，不能获得稳定的产品性能。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统及方法，可将锻造后的齿轮件进行自动化的尺寸分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力；可实现下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测的全自动控制，实现无人化、智能化的齿轮锻造生产。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，包括依次相连接的锯床、中频感应加热炉、机器人、环形件多工位制坯伺服液压机、数控辗环机以及螺旋压力机；其中，

所述锯床用于锯切材料，所述中频感应加热炉用于对材料进行加热处理形成棒料；

所述环形件多工位制坯伺服液压机设有第一工位、第二工位、第三工位，所述第一工位用于对所述棒料进行镦粗处理，所述第二工位用于对镦粗处理后的棒料进行挤盲孔处理，所述第三工位用于对挤盲孔处理后的坯料进行冲孔，形成所述齿轮锻件毛坯；

所述机器人包括第一机器人和第二机器人，第一机器人用于将所述中频感应加热炉加热后的材料搬运到模具中，第二机器人用于将所述齿轮毛坯搬运到数控辗环机；

所述数控辗环机用于对所述齿轮毛坯进行扩孔处理；

所述螺旋压力机包括第一螺旋压力机，用于对经过所述数控辗扩机扩孔后的齿轮毛坯进行预锻造，第二螺旋压力机，用于对经过预锻造后的齿轮毛坯进行锻造，形成齿轮锻件。

进一步地，包括加热装置，用于对所述模具进行加热处理；

喷淋装置，用于对所述模具喷洒脱模剂，使所述棒料从所述模具中脱出。

进一步地，包括蓝光检测装置，用于检测所述齿轮外形尺寸；

料箱，用于容纳经过所述蓝光检测装置检测后的不合格齿轮。

进一步地，所述环形件多工位制坯伺服液压机包括安装支撑结构，该安装支撑结构包括机身和平台。

进一步地，所述环形件多工位制坯伺服液压机包括液压结构，该液压结构包括设于所述机身底端面的下顶缸，所述下顶缸的液压杆与锻压模具的底端面配合；

主油缸，设于所述平台的圆形通孔处，所述主油缸液压杆的底部与滑块的底部固定连接，所述滑块的底部与所述锻压模具固定连接。

进一步地，所述液压结构包括伺服电机、液压泵、泵头阀、主管以及集成块；

所述伺服电机与液压泵连接，用于实时控制液压泵的流量及流速，实现快速升压或泄压；

所述泵头阀设于液压泵出口，其设有压力阈值，确保液压结构安全；

所述液压泵通过主管与集成块连通，用于实现攻进过程中大排量压制，以及回程过程中多级卸荷。

进一步地，所述锻压模具的底端面设有通孔，所述下顶缸的液压杆穿过该通孔与工件接触。

进一步地，所述环形件多工位制坯伺服液压机包括控制及安全结构，所述控制及安全结构包括安全缸和主缸位移传感器。

进一步地，所述主缸位移传感器包括固定设于所述机身的检测槽和连接所述检测槽和滑块的连接部。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本实用新型的自动化锻造系统，可将锻造后的齿轮件进行自动化的尺寸分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力；可实现下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测的全自动控制，实现无人化、智能化的齿轮锻造生产。

2.本实用新型的自动化锻造系统，通过在环形件多工位制坯伺服液压机上设置多个工作位，实现了对工件从镦粗、挤盲孔和冲孔处理，大幅提高了锻造效率。

3.本实用新型的自动化锻造系统，设置有多个机器人，可同时对下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测过程中进行工件的搬运，大幅提高了锻造效率。

4.本实用新型的自动化锻造系统，实现了下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测的全自动控制，幅度提升了齿轮锻造工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例中环形件多工位制坯伺服液压机的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的一种环形齿轮毛坯自动化锻造方的操作流程图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为： 1-原材料；2-中频感应加热炉；3-机器人；4-环形件多工位制坯伺服液压机；6-数控辗环机；7-螺旋压力机；8-蓝光检测装置；9-传送链； 10-齿轮传送链；11-风冷齿轮传送链；12-料箱；14-不合格料滑道； 15-不合格料箱；401-机身、402-滑块、403-主油缸、404-下顶缸、 405-安全缸、406-主缸位移传感器、407-平台、408-锻压模具。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型实施例，提供一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，包括依此相连接的锯床、中频感应加热炉2、机器人3、环形件多工位制坯伺服液压机4、数控辗环机6、螺旋压力机7以及蓝光检测装置 8。其中，锯床，用于锯切原材料1，锯切完成后，机器人3将锯切后的材料搬运到中频感应加热炉2。中频感应加热炉2，用于按照设定温度对材料进行加热；机器人3将经过中频感应加热炉2加热后的合格材料搬运到模具中，若材料不合格，则经过不合格料滑道14，输送到不合格料箱15中，锻造系统还设有模具加热装置，用于先对模具进行预热，等机器人将材料搬运到模具中，在按设定温度进行加热，使模具中材料形成棒料。

优选地，锻造系统还包括喷淋装置，当模具中材料形成棒料后，喷淋装置启动，喷洒脱模剂，使棒料从模具中脱出。

进一步地，环形件多工位制坯伺服液压机4，用于对从模具中脱出的棒料进行制坯，将棒料制成齿轮毛坯。环形件多工位制坯伺服液压机4，包括安装支撑结构、液压结构和控制及安全结构。液压结构和控制及安全结构设于安装支撑结构，由安装支撑结构为其提供稳定的支撑，液压结构用于对齿轮毛坯进行锻压，同时，在对齿轮毛坯进行锻压的过程中，可通过控制及安全结构对液压结构的检测且进行数据的反馈，便于对环形件多工位制坯伺服液压机进行实时控制。

进一步地，如图3所示，环形件多工位制坯伺服液压机包括安装支撑结构、液压结构和控制及安全结构。液压结构和控制及安全结构设于安装支撑结构，由安装支撑结构为其提供稳定的支撑，液压结构用于对工件进行锻压，同时，在对工件进行锻压的过程中，可通过控制及安全结构对液压结构的检测且进行数据的反馈，便于对环形件多工位制坯伺服液压机进行实时控制。

如图3所示，安装支撑结构包括机身1和平台7。其中，机身1 为环形件多工位制坯伺服液压机的主体支撑结构，其通过螺栓连接的方式固定于混凝土地面的预埋螺栓上，且在长方体框状结构的底端面预留有圆形通孔，以便于下顶缸4的安装与运行。平台7整体为设于机身1顶端面的矩形板，该平台7用于为主油缸3以及顶部的蓄能驱动结构提供直接的支撑。

如图3所示，液压结构包括滑块2、主油缸3、下顶缸4和模具 8。其中，主油缸3的底部机构位于平台7底端面之下，该底部机构设有液压杆，液压杆底端与滑块2顶端固定连接，以便于将主油缸3 的驱动动力直接传递到滑块2上。滑块2整体为长方体结构，在该滑块2的纵向四边上设有倾斜连接面，由该倾斜连接面与机身1上的倾斜面相配合，在保障滑块2稳定安装的同时，为该滑块2提供可靠的导向，保障锻压工作的顺利进行，进一步的，提高该多工位环形件多工位制坯伺服液压机的安全性和可靠性。此外，锻压模具8分为上部模具和下部模具，在下部模具的底部设有通孔，该锻压模具8中上部模具的顶部面与滑块2固定连接，下部模具的底端面与下顶缸4的顶端面固定连接。

如图3所示，控制及安全结构包括安全缸5和主缸位移传感器 6。其中，主缸位移传感器6设于机身1的一侧，该主缸位移传感器 6包括检测槽和连接部，检测槽纵向固定安装于机身1上，同时，连接部的滑块端设于该检测槽内部，且该连接部的另一端固定安装与滑块2固定连接，在滑块2进行运动的同时带动连接部在检测槽内部进行同步运动，之后将该主缸位移传感器6所搜集的数据传输到控制端，完成对主油缸3位移的检测，便于控制系统对主油缸3运动的控制，提高该多工位环形件多工位制坯伺服液压机的可控性。安全缸 5水平设于机身1顶部的一侧，该安全缸5与主缸位移传感器6设于两个相对的面。

进一步地，环形件多工位制坯伺服液压机设置有第一工位、第二工位、第三工位，第一工位用于对棒料进行镦粗处理，第二工位用于对镦粗处理后的棒料进行挤盲孔处理，第三工位用于对挤盲孔处理后的棒料进行冲孔，形成所述齿轮毛坯；机器人将齿轮毛坯搬运到数控辗环机6，数控辗环机6对齿轮毛坯进行扩孔处理；扩孔处理后，经过传送链9将齿轮毛坯传送到螺旋压力机7中。

进一步地，螺旋压力机7分为第一螺旋压力机和第二螺旋压力机，第一螺旋压力机用于对经过数控辗扩机6扩孔后的齿轮毛坯进行预锻造；第二螺旋压力机，用于对经过预锻造后的齿轮毛坯进行锻造，形成齿轮。

进一步地，蓝光检测装置8，用于按照设定尺寸检测锻造的齿轮尺寸。

进一步地，蓝光检测装置8后接料箱12，料箱12用于容纳经过蓝光检测装置检测后的不合格齿轮，不合格齿轮件经过齿轮传送链10 和风冷齿轮传送链11输送到料箱12中。

本实用新型实施例提供的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，可将锻造后的齿轮件进行自动化的尺寸分选，防止人工操作可能产生的失误，分选准确度高，且省时省力；可实现下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测的全自动控制，实现无人化、智能化的齿轮锻造生产。

本实用新型实施例的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，通过在环形件多工位制坯伺服液压机上设置多个工作位，实现了对工件从镦粗、挤盲孔和冲孔处理，大幅提高了锻造效率。

本实用新型实施例的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，设置有多个机器人，可同时对下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测过程中进行工件的搬运，大幅提高了锻造效率。

如图3所示，本实用新型实施例提供一种环形齿轮毛坯自动化锻造方法，包括如下步骤：

步骤1：中频感应加热炉将原材料加热至工艺需要温度，模具加热装置将模具加热至所需温度，将加热后的原材料放入到加热后的模具中，成型后，喷淋装置喷涂脱模剂，原材料变为棒料；

步骤2：机器人将棒料放置在环形件多工位制坯伺服液压机的第一工位上进行镦粗处理；

步骤3：机器人将镦粗位置上坯料移动到环形件多工位制坯伺服液压机的第二工位进行挤盲孔；

步骤4：机器人将第二工位上的坯料移动至环形件多工位制坯伺服液压机的第三工位上冲孔，同时机器人将新加热好的棒料放置在环形件多工位制坯伺服液压机的第一工位上，冲孔和镦粗工作同时进行；

步骤5：机器人将冲孔后棒料放置在数控辗环机上扩孔；

步骤6：机器人将扩孔后的坯料放置在第一螺旋压力机上进行预锻；

步骤7：机器人将预锻完成后坯料从所述第一螺旋压力机搬运至第二螺旋压力机上想进行终锻，得到齿轮件；

步骤8：机器人将齿轮件搬运至蓝光检测装置机进行蓝光检测；

步骤9：机器人将经过蓝光检测装置检测合格的齿轮件放置在传送链上进行风控冷却，将不合格齿轮件放入不合格料箱。

本实用新型实施例提供的一种齿轮锻造方法，实现了下料、加热、多工位制坯、扩孔、预锻、终锻、尺寸检测的全自动控制，大幅度提升了齿轮锻造工作效率。

本实用新型的自动化锻造方法，中频感应加热炉将原材料加热至工艺需要温度，模具加热装置将模具加热至所需温度，将加热后的原材料放入到加热后的模具中，成型后，喷淋装置喷涂脱模剂，原材料变为棒料，所述第一工位用于对所述棒料进行镦粗处理，所述第二工位用于对镦粗处理后的棒料进行挤盲孔处理，所述第三工位用于对挤盲孔处理后的坯料进行冲孔，形成所述齿轮锻件毛坯，第一螺旋压力机上进行预锻，第二螺旋压力机上进行终锻，得到齿轮件，实现了齿轮智能制造，制造精度和效率高。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，包括依次相连接的锯床、中频感应加热炉(2)、机器人(3)、环形件多工位制坯伺服液压机(4)、数控辗环机(6)以及螺旋压力机(7)；其中，

所述锯床用于锯切材料，所述中频感应加热炉(2)用于对材料进行加热处理形成棒料；

所述环形件多工位制坯伺服液压机(4)设有第一工位、第二工位、第三工位，所述第一工位用于对所述棒料进行镦粗处理，所述第二工位用于对镦粗处理后的棒料进行挤盲孔处理，所述第三工位用于对挤盲孔处理后的坯料进行冲孔，形成齿轮毛坯；

所述机器人(3)包括第一机器人和第二机器人，第一机器人用于将所述中频感应加热炉加热后的材料搬运到模具中，第二机器人用于将所述齿轮毛坯搬运到数控辗环机；

所述数控辗环机(6)用于对所述齿轮毛坯进行扩孔处理；

所述螺旋压力机(7)包括第一螺旋压力机，用于对经过所述数控辗扩机扩孔后的齿轮毛坯进行预锻造，第二螺旋压力机，用于对经过预锻造后的齿轮毛坯进行锻造，形成齿轮锻件。

2.根据权利要求1所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，包括加热装置，用于对所述模具进行加热处理；

喷淋装置，用于对所述模具喷洒脱模剂，使所述棒料从所述模具中脱出。

3.根据权利要求2所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，包括蓝光检测装置，用于检测齿轮外形尺寸；

料箱，用于容纳经过所述蓝光检测装置检测后的不合格齿轮。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，所述环形件多工位制坯伺服液压机(4)包括安装支撑结构，该安装支撑结构包括机身(401)和平台(407)。

5.根据权利要求4所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，所述环形件多工位制坯伺服液压机(4)包括液压结构，该液压结构包括设于所述机身(401)底端面的下顶缸(404)，所述下顶缸(404)的液压杆与锻压模具(408)的底端面配合；

主油缸(403)，设于所述平台(407)的圆形通孔处，所述主油缸(403)液压杆的底部与滑块(402)的底部固定连接，所述滑块(402)的底部与所述锻压模具(408)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，所述液压结构包括伺服电机、液压泵、泵头阀、主管以及集成块；

所述伺服电机与液压泵连接，用于实时控制液压泵的流量及流速，实现快速升压或泄压；

所述泵头阀设于液压泵出口，其设有压力阈值，确保液压结构安全；

所述液压泵通过主管与集成块连通，用于实现攻进过程中大排量压制，以及回程过程中多级卸荷。

7.根据权利要求6所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，所述锻压模具(408)的底端面设有通孔，所述下顶缸(404)的液压杆穿过该通孔与工件接触。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，所述环形件多工位制坯伺服液压机(4)包括控制及安全结构，所述控制及安全结构包括安全缸(405)和主缸位移传感器(406)。

9.根据权利要求8所述的一种环形齿轮毛坯自动化锻造系统，其特征在于，所述主缸位移传感器(406)包括固定设于所述机身(401)的检测槽和连接所述检测槽和滑块(402)的连接部。

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