CN219150916U - 一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置，包括转运系统及依次设置的输送线、物理性能处理箱和喷洗箱，喷洗箱内设多个定位装置、表面清理系统和旋转机构，表面清理系统包括2N组清理喷嘴组，每个第一定位座的两侧上方均对应设置有清理喷嘴组，清理喷嘴组包括高压喷嘴冲刷清理锻件表面、大流量喷嘴清洗并带走残留物和吹气嘴干燥锻件功能等，大流量喷嘴水压小于高压喷嘴；该处理装置通过物理性能处理箱和表面清理系统，先后对锻件进行物理反应处理和力学清理，表面清理系统具有高压喷洗、大流量冲洗和鼓风干燥功能，充分去除锻件表面脱模剂和反应液，减小清洗盲区，保证锻件表面效果，装置还可同时实现多个锻件的高效集约化清洗。

Description

一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置

技术领域

本实用新型属于表面清洁处理技术领域，特别是指一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置。

背景技术

铝合金高强锻件依据多重优势赢得市场认可，但铝合金高强锻件的延伸率高也披露出生产加工的弊端，造成锻造成型中脱模效果差，导致锻造生产过程中表面残留脱模剂不便清理，生产厂家清理方式一般为牺牲锻件的成型难度，选择进行多重化加工；为保证铝合金高强锻件的经济性、安全性、质量稳定性、生产高效性等几方面，解决现有铝合金锻件表面脱模剂清理难度大的问题是最为经济有效的途径，脱模剂的清除处理工艺一般包括脱石墨和热水冲洗，现有技术的处理装置设置的冲洗系统较为简单，一般采用高压水喷冲清理表面石墨和反应液，清理效果仍存在不足，一是存在冲洗盲区，二是清理分离的石墨被冲流至锻件的盲区或孔隙内；此外，现有技术的表面处理装置生产线布置存在可改进之处，如生产线过长，未充分利用输送线，且自动化程度不足，需要人为辅助，因此，生产效率仍具有提高的空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置，以解决上述背景技术中的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置，包括转运系统以及依次设置的输送线、物理性能处理箱和喷洗箱，转运系统将锻件在输送线、物理性能处理箱和喷洗箱之间进行转运，喷洗箱内设有N个第一定位座、表面清理系统和驱动第一定位座转动的旋转机构，表面清理系统包括2N组清理喷嘴组，每个第一定位座的两侧上方均对应设置有清理喷嘴组，清理喷嘴组包括用于冲刷清理锻件表面的高压喷嘴、用于清洗并带走残留物的大流量喷嘴和用于干燥锻件的吹气嘴，大流量喷嘴的水压小于高压喷嘴。

优选地，旋转机构包括旋转清洗电机、驱动轴、N组锥齿轮对以及N个传动轴，驱动轴横置于喷洗箱底部下方，并由旋转清洗电机驱动，N组锥齿轮对的主动锥齿轮均固定于驱动轴上，传动轴可转动设置于喷洗箱内底部，其上端与第一定位座下端连接，其下端伸出喷洗箱外并与锥齿轮对的从动锥齿轮连接。

更为优选地，转运系统包括同步架、一套可抱中搬运的夹爪对、驱动夹爪对横向相对运动实现对中抱紧或松放的夹爪驱动机构、驱动夹爪对在物理性能处理箱正上方升降的升降驱动装置以及转运轨路，转运轨路横跨设置于输送线、物理性能处理箱和喷洗箱的正上方，同步架上端设置驱动其沿转运轨路往复行走的行走电机，夹爪驱动机构设置于同步架下端，升降驱动装置设置于同步架上，夹爪对包括结构相同并对称设置的第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪和第二夹爪上均线性均匀分布有N个夹紧槽，用于同时夹取N个锻件。

进一步优选地，输送线包括上料辊带线和下料辊带线，均位于物理性能处理箱的前端，且上料辊带线位于下料辊带线和物理性能处理箱之间，上料辊带线和下料辊带线均包括表面可传送锻件的闭环同步带，上料辊带线的同步带表面上具有长度为L的上料区和长度为L的下料区，L等于同步带周长的一半，上料辊带线的同步带表面上设置有位于上料区的N个第三定位座，其位于上料辊带线的同步带中部并沿输送方向线性均匀设置，上料辊带线的同步带由上料电机驱动。

进一步优选地，还包括驱动控制系统，驱动控制系统包括到位信号器、与旋转清洗电机连接的第一接收器、与上料电机连接的第二接收器以及与行走电机连接的第三接收器，到位信号器包括设置于喷洗箱内的清洗工位到位信号器、设置于物理性能处理箱内的碱洗工位到位信号器和设置于上料辊带线上的上料到位信号器，夹爪对行走至喷洗箱正上方，触发清洗工位到位信号器发送信号至第一接收器，启动旋转清洗电机，并发送换向信号至第三接收器，行走电机换向行走至上料辊带线正上方，触发上料到位信号器发送换向信号至第三接收器，同时发送信号至第二接收器，启动上料电机切换上料区或下料区，行走电机换向行走至物理性能处理箱正上方，触发碱洗工位到位信号器发送换向信号至第三接收器，行走电机暂停行走。

进一步优选地，物理性能处理箱底部设置有第二定位座，第一定位座、第二定位座和第三定位座位于夹爪对的竖直对中抱紧面上。

进一步优选地，第一定位座、第二定位座和第三定位座均包括用于支撑锻件下表面的锥形台和用于插设于锻件中轴孔定位的定位柱，定位柱位于锥形台上端面，且其中轴线与锥形台的中轴线共线。

与现有技术相比，本实用新型的高压表面处理装置具有以下有益效果：

1、装置具有多种功能，可对锻件进行集中表面处理，通过设置的物理性能处理箱和表面清理系统，可分别先后对锻件进行物理反应处理和力学清理以清理脱模剂，提高处理效果，其中，表面清理系统具有多重功能，包括高压喷洗、大流量冲洗和鼓风干燥，减小清洗盲区，充分去除锻件表面脱模剂和反应液，在高压喷洗的过程中旋转锻件，进一步保证喷洗的表面覆盖率，保证锻件的表面效果和后端机加工的精密性，同时，该装置可实现同时多个锻件的高效集约化清洗处理；

2、转运系统的夹爪对每次可同时向中抱紧夹取多个锻件，实现多个锻件的同步转运，提高生产效率，且夹爪对结构简单，采用现有的气动夹爪驱动机构进行驱动，操作简单易行，且造价低；

3、上料辊带线和下料辊带线设于表面处理工序同一侧，现场布置和生产线规划灵活性高，利用上料辊带线两侧同步带实现上料和下料双重功能，可提高其利用率，而下料辊带线可对表面处理后的锻件进行集中汇聚，操作人员可定时进行下料，减小操作人员的工作强度和时间占用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的表面处理装置的俯视结构示意图；

图2为本实用新型的表面处理装置的主视结构示意图；

图3为图2中传动轴和第三定位座的装配结构示意图；

图4为图2中第一定位座的俯视图和剖视图；

图5为本实用新型的驱动控制系统的部分电路控制原理图。

图中：1、下料辊带线；2、让位间隙；3、上料辊带线；4、物理性能处理箱；5、转运系统；51、第一夹爪；52、第二夹爪；53、同步架；54、夹爪驱动机构；55、升降驱动装置；6、表面清理系统；61、高压喷嘴；62、大流量喷嘴；63、吹气嘴；7、第一定位座；71、锥形台；72、定位柱；73、连接槽；74、底盘体；8、喷洗箱；9、第二定位座；10、第三定位座；101、螺栓沉孔；11、转运轨路；12、旋转清洗电机；13、传动轴；14、驱动轴；15、锥齿轮对；16、上料电机；17、行走电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示的一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置，专用于脱模锻件的表面处理，分别先后对锻件进行物理反应处理和力学清理以清理脱模剂，化学处理一般通过将锻件浸入灌注有反应液的物理性能处理箱4中，经反应液中活性剂剥离类似于乳化石墨之类的脱模剂，实现初步清理，力学清理一般使用高压水冲刷将锻件表面的脱模剂和反应液清除，相应的，表面处理装置包括转运系统5以及依次设置的输送线、物理性能处理箱4和喷洗箱8，喷洗箱8底部安装有N个可放置锻件的第一定位座7、喷洗箱8两侧壁设有表面清理系统6以及驱动第一定位座7转动的旋转机构，表面处理装置在每一生产节拍可同时对N个锻件进行表面处理，N≥2，表面清理系统6包括2N组清理喷嘴组，清理喷嘴组固定在喷洗箱8两箱壁上，即每个第一定位座7的两侧上方均对应设置清理喷嘴组，从锻件两侧上方喷出高压水对准锻件上表面和侧表面进行冲洗，清理喷嘴组包括用于冲刷清理锻件表面的高压喷嘴61、用于清洗并带走残留物的大流量喷嘴62和用于干燥锻件的吹气嘴63，高压喷嘴61的采用约为1.2兆帕的高压水，大流量喷嘴62采用低压的循环水，水压约为0.35-0.5兆帕，且水流量较大，水流易于延伸覆盖整个锻件表面，在表面处理装置的总控系统预设碱洗时间、高压喷洗时间、大流量冲洗时间和鼓风干燥时间，当锻件完成碱洗后，锻件转运喷洗箱8先进行高压射流清除表面脱模剂和反应液，再经大流量温水冲洗，带走锻件表面、喷洗盲区的脱模剂和反应液，最后经与鼓风机连接的吹气嘴63鼓风吹干表面，同时利用喷洗箱8内的负压式风机，吸取去除物理性能表面反应的气味。

为了减小高压喷洗盲区，在高压喷洗过程中旋转锻件，旋转机构设于喷洗箱8正下方，包括旋转清洗电机12、密封座、驱动轴14、N组锥齿轮对15以及N个传动轴13，喷洗箱8底部开设有N个连接孔，传动轴13穿过连接孔，并通过平面轴承可转动设置于喷洗箱8的底部，使用密封座和密封垫密封平面轴承两端，驱动轴14横置于喷洗箱8底部下方，并由旋转清洗电机12驱动，驱动轴14上安装有N组锥齿轮对15的主动锥齿轮，传动轴13上端插入第一定位座7下端的连接槽73并与其固定连接，传动轴13下端安装有锥齿轮对15的从动锥齿轮，驱动轴14旋转同时驱动N个传动轴13同步转动。

其中，转运系统5可根据处理工序顺序在多个工位间转运锻件，即将锻件在输送线、物理性能处理箱4和喷洗箱8之间进行自动转运，转运系统5单次可同时转运N个锻件，其包括同步架53、一套可同时抱中搬运N个锻件的夹爪对、驱动夹爪对横向相对运动实现对中抱紧或松放的夹爪驱动机构54、驱动夹爪对升降的升降驱动装置55以及转运轨路11，升降驱动装置55优选升降气缸，用于将锻件升降浸入或取出物理性能处理箱4，转运轨路11根据形成需要，横跨设置于输送线、物理性能处理箱4和喷洗箱8的正上方，同步架53上端设置驱动其沿转运轨路11往复行走的行走电机17，转运轨路11可为双轨条，其中一轨条为光杆导杆，另一条轨条为齿形轨条或者丝杆，相应的，行走电机17通过驱动与轨条连接的齿轮或者丝杆螺母转动，从而驱动同步架53行走，同步架53包括上端的两根横杆、设置于每根横杆两端的两根竖杆以及设置在竖杆下端的安装架，两根横杆垂直横跨设置在双轨条上，并可沿其滑动，其中行走电机17设置在其中一横杆上，四根竖杆下端与安装架连接，夹爪对包括结构相同并对称设置的第一夹爪51和第二夹爪52，两个夹爪驱动机构54对称设置在第一夹爪51和第二夹爪52之间，夹爪驱动机构54两端分别与第一夹爪51和第二夹爪52连接，其安装于安装架上，夹爪驱动机构54采用的是现有的双边夹紧气爪结构的双头气缸和相应气路，第一夹爪51和第二夹爪52分别与双头气缸的两活塞头固定连接，其中，第一夹爪51和第二夹爪52为两金属板，其相对侧端面上均线性均匀开设N个夹紧槽，如图1所示，夹紧槽可为弧形槽，也可为V形槽，夹爪驱动机构54驱动两个相对的夹紧槽向中靠近，由锻件两侧向中抱紧其圆周侧面。

作为进一步的技术方案，输送线包括上料辊带线3和下料辊带线1，其均设置在物理性能处理箱4的前端，且上料辊带线3位于下料辊带线1和物理性能处理箱4之间，上料辊带线3和下料辊带线1均包括表面可传送锻件的闭环同步带，以下关于同步带的描述，未特定指定则均指上料辊带线3的同步带，同步带表面上具有长度为L的上料区和长度为L的下料区，L等于同步带周长的一半，即同步带分为两半，一半用作上料一半用作下料，其中上料区同步带上均匀设置有多条横条，用于固定安装第三定位座10，N个第三定位座10位于同步带中部并沿输送方向线性均匀设置，其可用于机械手放置可定位锻件，以便于夹爪对夹取，上料辊带线3和下料辊带线1之间设有让位间隙2，对垂直立于同步带表面的第三定位座10进行让位，上料辊带线3的同步带由上料电机16驱动，当上料区一侧位于上部时，上料辊带线3作为上料线使用，可通过机械手或人工将锻件装载在上料辊带线3上，并定位于第三定位座10上，当下料区一侧位于上部时，上料辊带线3作为下料线使用，经上料电机16驱动同步带带动锻件朝下料辊带线1移动，将锻件自动转运至下料辊带线1上进行集中下料，上料辊带线3和下料辊带线1同时设于表面处理工序的同一侧，现场布置和生产线规划灵活性高，由于锻件需要一定的表面处理时间，上料辊带线3的运行频率和利用率较低，因此，利用其两侧同步带实现上料和下料双重功能，可提高其利用率，而下料辊带线1可对表面处理后的锻件进行集中汇聚，这样，操作人员便可定时进行下料，减小操作人员的工作强度和时间占用率。

为了便于转运和定位锻件，在物理性能处理箱4底部同样设置有第二定位座9，在生产线布置时，输送线和清洗工位的锻件位于同一高度，碱洗工位锻件位于物理性能处理箱4底部，低于输送线，但输送线、碱洗工位和清洗工位均位于夹爪对的可夹持的区域内，即第一定位座7、第二定位座9和第三定位座10位于同一纵平面上，即夹爪对的竖直对中抱紧面上，其中，第一定位座7、第二定位座9和第三定位座10均包括用于支撑锻件下表面的锥形台71和定位柱72，定位柱72位于锥形台71上端面，且其中轴线与锥形台71的中轴线共线，定位柱72用于穿设锻件中轴孔，锥形台71上端面与锻件下端面轴孔边沿支撑连接，第一定位座7设有底盘体74，保持其稳定和平衡，第二定位座9同样设有底盘体74，用作与物理性能处理箱4底部连接的法兰，第三定位座10的锥形台71上开设有螺栓沉孔101，便于将其与横条连接固定。

如图5所示，表面处理装置工作及部分控制过程如下：其中，驱动控制系统与总控制器连接，总控制器控制表面清理系统6各喷嘴的启闭时间和喷射脉宽、升降驱动装置55的升降电磁气路阀启闭、夹持电磁气路控制阀启闭、余热加热冲洗水系统以及负压除味系统等，驱动控制系统包括到位信号器、与旋转清洗电机12连接的第一接收器、与上料电机16连接的第二接收器以及与行走电机17连接的第三接收器，到位信号器采用光电开关到位检测器，夹爪对运行到相应位置时，因光线遮挡，使得光电开关到位检测器的原电平电压发生改变，从而实现弱电控制，到位信号器包括设置于喷洗箱8内的清洗工位到位信号器、设置于物理性能处理箱4内的定位装置到位信号器和设置于上料辊带线3上的上料到位信号器，其中，清洗工位到位信号器通过时间继电器与第三接收器的RSA和RSB端口连接，并连接第一接收器的KA25脚，控制旋转清洗电机12的启动，第一接收器还通过Y01和Y05与大流量水路连接，在停止时自动切换大流量喷嘴62进行大流量水冲洗；第三接收器接收经时间继电器延迟的变频信号后改变行走电机17行走方向，同时发送信号启动夹爪驱动机构54控制气路中的夹持电磁气路控制阀，控制夹爪对动作，碱洗工位到位信号器通过低电平触发断电继电器连接至第三接收器，碱洗工位到位信号器被遮挡时，发出低电平信号使得第三接收器切断行走电机17的输入电路，并发送信号至升降驱动装置55的升降电磁气路阀，启动升降动作，在降至行程位置时，升降电磁气路阀反馈信号，启动夹持电磁气路控制阀，控制夹爪对动作，升降电磁气路阀接受变频信号，上升回位；同样的，上料到位信号器通过时间继电器分别与第二接收器和第三接收器的RSA和RSB端口连接，驱动行走电机17换向行走，驱动上料电机16切换上料区或下料区；

首先是上料工作，夹爪对位于初始位置，即物理性能处理箱4正上方，夹爪对首先下降夹持其内的锻件，并上升输送至清洗工位，触发清洗工位到位信号器发送信号至第一接收器，启动旋转清洗电机12，并发送换向信号至第三接收器，旋转清洗电机12驱动锻件转动，同时高压喷嘴61喷出高压水高压清洗锻件表面，随着高压清洗完成，自动切换低压水冲洗，最后鼓风吹干表面，完成所有表面处理工序，转运系统5在完成清洗工位锻件的输送后，经变频换向行走至上料辊带线3正上方，夹持上料区的锻件，触发上料到位信号器发送换向信号至第三接收器，同时发送信号至第二接收器，上料电机16根据反馈信号切换成下料区，启动上料电机16切换至下料区，行走电机17换向行走至物理性能处理箱4正上方，行走电机17停机进行碱洗工位放料，在完成所有表面处理工序后，转运系统5行走至喷洗箱8正上方，夹持清理后的锻件，触发清洗工位到位信号器发送信号至第三接收器，行走电机17反向行走至上料辊带线3进行放料，完成放料后上料电机16启动，自动向下料辊道线输送锻件，至此为一个完整的工作节拍，锻件的表面处理按照该工作节拍不断重复，与人工处理相比，显著提高锻件的生产效率。

本实用新型中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“侧”等指示的方位或位置关系为基于附图1和2所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多用全自动铝合金高强锻件高压表面处理装置，其特征在于，包括转运系统以及依次设置的输送线、物理性能处理箱和喷洗箱，所述转运系统将锻件在所述输送线、所述物理性能处理箱和所述喷洗箱之间进行转运，所述喷洗箱内设有N个第一定位座、表面清理系统和驱动所述第一定位座转动的旋转机构，所述表面清理系统包括2N组清理喷嘴组，每个所述第一定位座的两侧上方均对应设置有所述清理喷嘴组，所述清理喷嘴组包括用于冲刷清理锻件表面的高压喷嘴、用于清洗并带走残留物的大流量喷嘴和用于干燥锻件的吹气嘴，所述大流量喷嘴的水压小于所述高压喷嘴。

2.根据权利要求1所述的高压表面处理装置，其特征在于，所述旋转机构包括旋转清洗电机、驱动轴、N组锥齿轮对以及N个传动轴，所述驱动轴横置于所述喷洗箱底部下方，并由所述旋转清洗电机驱动，N组所述锥齿轮对的主动锥齿轮均固定于所述驱动轴上，所述传动轴可转动设置于所述喷洗箱内底部，其上端与所述第一定位座下端连接，其下端伸出所述喷洗箱外并与所述锥齿轮对的从动锥齿轮连接。

3.根据权利要求2所述的高压表面处理装置，其特征在于：所述转运系统包括同步架、一套可抱中搬运的夹爪对、驱动所述夹爪对横向相对运动实现对中抱紧或松放的夹爪驱动机构、驱动所述夹爪对在所述物理性能处理箱正上方升降的升降驱动装置以及转运轨路，所述转运轨路横跨设置于所述输送线、所述物理性能处理箱和所述喷洗箱的正上方，所述同步架上端设置驱动其沿所述转运轨路往复行走的行走电机，所述夹爪驱动机构设置于所述同步架下端，所述升降驱动装置设置于所述同步架上，所述夹爪对包括结构相同并对称设置的第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪上均线性均匀分布有N个夹紧槽，用于同时夹取N个锻件。

4.根据权利要求3所述的高压表面处理装置，其特征在于：所述输送线包括上料辊带线和下料辊带线，均位于所述物理性能处理箱的前端，且所述上料辊带线位于所述下料辊带线和所述物理性能处理箱之间，所述上料辊带线和所述下料辊带线均包括表面可传送锻件的闭环同步带，所述上料辊带线的所述同步带表面上具有长度为L的上料区和长度为L的下料区，L等于所述上料辊带线的所述同步带周长的一半，所述上料辊带线的所述同步带表面上设置有位于所述上料区的N个第三定位座，其位于所述上料辊带线的所述同步带中部并沿输送方向线性均匀设置，所述上料辊带线的所述同步带由上料电机驱动。

5.根据权利要求4所述的高压表面处理装置，其特征在于：还包括驱动控制系统，所述驱动控制系统包括到位信号器、与所述旋转清洗电机连接的第一接收器、与所述上料电机连接的第二接收器以及与所述行走电机连接的第三接收器，所述到位信号器包括设置于所述喷洗箱内的清洗工位到位信号器、设置于所述物理性能处理箱内的碱洗工位到位信号器和设置于所述上料辊带线上的上料到位信号器，所述夹爪对行走至所述喷洗箱正上方，触发所述清洗工位到位信号器发送信号至所述第一接收器，启动所述旋转清洗电机，并发送换向信号至所述第三接收器，所述行走电机换向行走至所述上料辊带线正上方，触发所述上料到位信号器发送换向信号至所述第三接收器，同时发送信号至所述第二接收器，启动所述上料电机切换所述下料区或所述上料区，所述行走电机换向行走至所述物理性能处理箱正上方，触发所述碱洗工位到位信号器发送换向信号至所述第三接收器，所述行走电机暂停行走。

6.根据权利要求4或5中所述的高压表面处理装置，其特征在于：所述物理性能处理箱底部设置有第二定位座，所述第一定位座、所述第二定位座和所述第三定位座位于所述夹爪对的竖直对中抱紧面上。

7.根据权利要求6所述的高压表面处理装置，其特征在于：所述第一定位座、所述第二定位座和所述第三定位座均包括用于支撑锻件下表面的锥形台和用于插设于锻件中轴孔定位的定位柱，所述定位柱位于所述锥形台上端面，且其中轴线与所述锥形台的中轴线共线。

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