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      自動(dòng)線步進(jìn)梁傳件工藝研究

      2018-06-06 02:15:27侯旭閆東奇李鵬鵬一汽鍛造吉林有限公司
      鍛造與沖壓 2018年11期
      關(guān)鍵詞:夾件飛邊鏈板

      文/侯旭,閆東奇,李鵬鵬·一汽鍛造(吉林)有限公司

      當(dāng)今,自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志,在工業(yè)生產(chǎn)中,采用自動(dòng)化技術(shù)不僅可以減少人力,還能提高生產(chǎn)效率,保證產(chǎn)品一致性。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化已逐步成為各行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。

      近幾年一汽鍛造已新建多條自動(dòng)化生產(chǎn)線,并逐步將各類產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至自動(dòng)線生產(chǎn)。在各工位成形工藝穩(wěn)定的前提下,若想保證自動(dòng)線高效、連續(xù)生產(chǎn),各工位間傳遞的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

      下文將以履帶鏈板為例,就如何保證自動(dòng)線步進(jìn)梁穩(wěn)定傳遞壓扁類鍛件進(jìn)行簡要介紹。

      傳件方式簡介

      步進(jìn)梁工作原理

      鍛造公司的自動(dòng)線主機(jī)工位間傳件采用的是伺服十軸步進(jìn)梁,該結(jié)構(gòu)具有同步性高、傳遞速度快,占用空間小等優(yōu)勢(shì),通過鉗指依次將件傳遞到下一工位,直至鍛打完成。履帶鏈板所用結(jié)構(gòu)的工作原理如圖1所示。

      坯料由一工位運(yùn)動(dòng)至五工位分別完成上料、壓扁、預(yù)鍛、終鍛、切沖校五個(gè)工序。當(dāng)某工位有件時(shí),步進(jìn)梁向內(nèi)運(yùn)動(dòng),將鍛件夾住,步進(jìn)梁抬起,向右移動(dòng)至下一工位,落下并撤出,使鍛件留在下一工位上,直至全工序完成。

      鉗指設(shè)計(jì)要求

      該結(jié)構(gòu)中,完全依靠鉗指與鍛件接觸完成傳遞,且鍛件在傳遞過程中,噴淋機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的氣流會(huì)對(duì)鍛件進(jìn)行沖擊,設(shè)計(jì)時(shí)就需要保證鉗指既能將鍛件夾緊、夾穩(wěn),又不會(huì)在鍛件表面壓出痕跡。

      問題描述

      履帶鏈板鍛件在傳遞過程中,二、五工位經(jīng)常發(fā)生掉件現(xiàn)象,不能連續(xù)生產(chǎn),且當(dāng)有鍛件掉落時(shí),若不能及時(shí)停止設(shè)備滑塊運(yùn)動(dòng),將引發(fā)安全事故,存在安全隱患。針對(duì)該問題,筆者深入地展開了分析,經(jīng)過對(duì)鉗指結(jié)構(gòu)的多次改進(jìn),不僅成功解決了掉件問題,而且總結(jié)出一套標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方案,并在其他類似產(chǎn)品上成功推廣。

      圖1 步進(jìn)梁、鉗指示意圖

      解決過程

      鍛件傳遞過程

      由于履帶鏈板第五工位為切、沖、校一體的復(fù)合模,切邊后,飛邊與鍛件均留在下校正模上,鉗指無法一次將飛邊與鍛件同時(shí)夾走,故步進(jìn)梁需要兩次運(yùn)動(dòng)才能先后將鍛件與飛邊取走,即是說當(dāng)?shù)谖骞の挥绣懠r(shí),第四工位必然無件,依此類推可知,不能保證五個(gè)工位鉗指都有件可夾,且受初期調(diào)試階段履帶鏈板鍛打節(jié)拍不穩(wěn)定影響,鉗指夾件包含但不限于以下9種情況:①第一、第三工位鉗指夾件,第五工位鉗指夾飛邊;②第二、第四工位鉗指夾件;③第三、第五工位鉗指夾件;④第一、第四工位鉗指夾件,第五工位鉗指夾飛邊;⑤第二、第五工位鉗指夾件;⑥第三工位鉗指夾件,第五工位鉗指夾飛邊;⑦第一、第四工位鉗指夾件;⑧第一、第五工位鉗指夾件;⑨第二工位鉗指夾件,第五工位鉗指夾飛邊。

      初步方案

      經(jīng)過仔細(xì)觀察,第二工位鉗指夾件掉落情況與第五工位鉗指夾件掉落情況亦有區(qū)別:第二工位鉗指每次都能順利夾起鍛件,但在噴淋時(shí)受氣流沖擊,鍛件晃動(dòng),發(fā)生掉件;第五工位鉗指則經(jīng)常出現(xiàn)無法順利將鍛件夾起的情況。

      根據(jù)觀察情況判斷,第二工位鉗指形狀與壓扁件兩端形狀匹配度不高,結(jié)合壓扁件兩端形狀,對(duì)第二工位鉗指豁口處進(jìn)行打磨,提高夾件穩(wěn)定性,示意圖如圖2,圖3所示。

      圖4是第五工位鉗指夾件示意圖,第五工位依靠圖5中綠色曲面與鍛件接觸,將件夾起。對(duì)于出現(xiàn)的無法順利將鍛件夾起現(xiàn)象,初步判斷為鉗指長度不夠,導(dǎo)致鍛件夾不緊,故將鉗指后側(cè)增加墊片進(jìn)行調(diào)整。

      更改完成后,第二工位掉件現(xiàn)象明顯好轉(zhuǎn),但因鉗指與紅熱鍛件接觸,且受力較大,豁口處磨損嚴(yán)重,壽命僅為1000件左右,磨損后,掉件現(xiàn)象再次出現(xiàn)。第五工位雖能將鍛件夾起,但又出現(xiàn)夾件過緊情況,部分鍛件兩端出現(xiàn)明顯壓印,鍛件偶爾因受夾取力較大而發(fā)生翹起,并掉落如圖6所示,掉件現(xiàn)象沒能徹底解決。

      圖2 二鉗指夾件示意圖

      圖3 二鉗指結(jié)構(gòu)示意圖

      圖4 第五工位鉗指夾件示意圖

      圖5 第五工位鉗指結(jié)構(gòu)示意圖

      圖6 鍛件翹起示意圖

      根本原因

      從第五工位鉗指新出現(xiàn)的夾件過緊狀況入手分析,之前出現(xiàn)的無法將鍛件夾起現(xiàn)象,并非由鉗指長度不足造成。由于鍛件外形通過模具型腔保證,具有良好的一致性,那么問題只能是由于步進(jìn)梁每次運(yùn)動(dòng)的距離不一致造成。然而,其他品種在生產(chǎn)過程中同樣使用步進(jìn)梁對(duì)鍛件進(jìn)行夾取,卻未出現(xiàn)類似情況。

      再次對(duì)鍛件傳遞過程進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),第五工位掉件只在⑤、⑧兩種情況下發(fā)生,即是說,只有第一或第二工位夾件時(shí),第五工位才會(huì)發(fā)生掉件現(xiàn)象,這就說明第一或第二工位夾件會(huì)影響步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng),變差為下料公差。履帶鏈板下料公差為+2/-1,當(dāng)坯料長度尺寸為正公差時(shí),步進(jìn)梁無法運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置,第五工位鍛件便發(fā)生掉落。第二工位鉗指夾件情況與第一工位鉗指夾件情況相同,因履帶鏈板壓扁模為開放式結(jié)構(gòu),即壓扁模無型腔結(jié)構(gòu),壓扁時(shí)金屬流動(dòng)不受限制,故壓扁后鍛件的長度與坯料長度具有相關(guān)性。

      這也就很好地解釋了為何第三、第四工位無掉件現(xiàn)象發(fā)生。第三、第四工位均采用托飛邊方式將鍛件抬起,坯料長度的偏差對(duì)飛邊大小的影響不大。這種形式不僅傳遞時(shí)穩(wěn)定性高,而且鉗指幾乎不會(huì)磨損。

      其他品種生產(chǎn)時(shí)無掉件現(xiàn)象的原因亦是如此,齒輪類鍛件采用鐓粗工藝,傳遞時(shí)鉗指始終保持徑向夾取,不受長度偏差影響,故無掉件現(xiàn)象。而連桿類鍛件的坯料雖也沿軸向夾取,但壓扁時(shí)則具有型腔結(jié)構(gòu),有飛邊產(chǎn)生,每一工位都可通過托飛邊完成鍛件傳遞,且切、沖、校分為三個(gè)工序,切邊后鍛件直接落入傳送帶,傳至另一設(shè)備進(jìn)行校正,不涉及切邊后鍛件的夾取。故坯料長度偏差不會(huì)對(duì)夾取造成影響。

      最終方案

      以第三、第四工位傳遞原理為參考,對(duì)第二、第五鉗指(圖7、圖8)改為托件結(jié)構(gòu)。其中,第二工位鉗指主要對(duì)豁口形狀進(jìn)行了更改,使壓扁后鍛件端頭部分能進(jìn)入豁口中,隨步進(jìn)梁上移,鍛件即被抬起;第五工位鉗指亦同理,為保證圖8中黃色曲面與鍛件接觸,對(duì)校正模結(jié)構(gòu)做了瘦身(圖9中綠色區(qū)域),以確保校正模外輪廓小于鍛件外輪廓。更改后,鉗指先與校正模接觸,隨步進(jìn)梁上移,將鍛件抬起。

      為徹底解決步進(jìn)梁不能運(yùn)動(dòng)至預(yù)設(shè)位置的問題,將第一工位鉗指也改為托件結(jié)構(gòu),即將原夾件螺釘減短,只起限位作用,通過圖10中綠色區(qū)域托起坯料。

      效果驗(yàn)證

      圖7 第二工位鉗指更改結(jié)構(gòu)示意圖

      圖8 第五工位鉗指更改結(jié)構(gòu)示意圖

      圖9 校正模更改結(jié)構(gòu)示意圖

      圖10 第一工位鉗指更改結(jié)構(gòu)示意圖

      經(jīng)過以上方案的實(shí)施,履帶鏈板掉件現(xiàn)象徹底解決,可連續(xù)生產(chǎn),班產(chǎn)高達(dá)1300余件,且鉗指壽命突破萬件。目前該設(shè)計(jì)理念已成功應(yīng)用至其他開放式壓扁及具有復(fù)合模結(jié)構(gòu)的鍛件中,保證了自動(dòng)線高效、連續(xù)的生產(chǎn)。

      結(jié)束語

      本文重點(diǎn)介紹了自動(dòng)線在使用步進(jìn)梁傳遞壓扁類鍛件時(shí)出現(xiàn)的掉件現(xiàn)象及改進(jìn)方案,并總結(jié)出開放式壓扁及具有復(fù)合模結(jié)構(gòu)鍛件的鉗指設(shè)計(jì)理念。希望通過本文的闡述能夠使鍛造行業(yè)同仁深入了解步進(jìn)梁傳件原理,共同進(jìn)步。

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