文／胡學星，房田振，王夕鋒·諸城市義和車橋有限公司

傳統(tǒng)汽車前軸鍛造采用人工操作生產，勞動強度大，工作環(huán)境差。為響應國家智能化戰(zhàn)略號召和新舊動能轉換，打造和提升產品競爭力，緩解鍛造行業(yè)苦、累、臟的現(xiàn)象。結合前兩條鍛造線的使用經驗，我公司于2017年2月份開始籌建萬噸前軸自動化鍛造線(圖1)，于2018年7月份投產運行。

生產線概述

該生產線投資1700多萬元，可生產40～160kg范圍內前軸鍛件，設計節(jié)拍2.5～3分鐘/件，年生產能力8～10萬件(兩班制)。鍛件合格率達到98%，鍛件材料利用率85%以上，該前軸鍛造線工藝流程為：自動上料→中頻感應加熱→3道次精輥→彎曲、模鍛→熱切邊→熱校正。

設備概述

整線配置設備8臺，包含1臺1250kW中頻感應加熱裝置、1臺ZGD1000自動輥鍛機、1臺10000t摩擦壓力機、2臺1600t電動螺旋壓力機、3臺KUKA KR360F機器人。建設成功的萬噸前軸自動化鍛造線如圖2所示。

⑴1250kW中頻感應加熱裝置。

1250kW中頻感應加熱裝置為重慶恒銳生產。叉車將坯料置于儲料平臺，氣動翻料機構按照設定指令節(jié)拍自動進入加熱爐內感應加熱，測溫系統(tǒng)采用國際先進的德國Impac公司IS310遠紅外測溫儀，實現(xiàn)材料溫度精準控制。出料時經三級分選裝置，根據(jù)加熱后材料溫度值，自動分選出溫度低和溫度高的圓鋼，實現(xiàn)加熱溫度精準控制，避免材料加熱過高或過低出現(xiàn)內部組織晶粒的不均勻，影響產品的內部組織。對前軸質量提高做好保障，分類存放，加熱合格的材料經喂料裝置，進入下道工序生產。

⑵ZGD1000自動輥鍛機。

ZGD1000自動輥鍛機為北京機電研究所生產設備，輥鍛最大毛坯直徑160mm，與機械手聯(lián)動配合操作使用，機械手可橫向縱向移動并進行180°旋轉送料，將工件送入各個工位進行三道次輥鍛。

該工序兼有鍛和軋的特點，產品精度高、表面粗糙度小、鍛件質量好，節(jié)約金屬原材料，生產效率高，在錘上拔長時需要多次打擊，輥鍛上只要輾壓幾次，輥鍛變形是連續(xù)靜壓變形，因為輥鍛時金屬纖維組織連續(xù)按鍛件外輪廓分布，組織均勻力學性能好，精密輥鍛后無需加工，避免了流線切斷或外露的不利。

圖1 萬噸前軸自動化鍛造線布局圖

圖2 萬噸前軸自動化鍛造線

輥鍛連續(xù)轉動，沒有沖擊與振動，金屬和模具間相對滑動少，所需設備噸位小，因為輥鍛過程是連續(xù)的變形過程，變形的每一瞬間只與一個截面進行接觸，勞動條件好易于實現(xiàn)自動化，對于前軸這樣變截面的復雜形狀輥鍛，是屬于剛體的嚙合運動和金屬在型腔內塑性流動交織在一起的復雜過程。輥鍛后前軸直坯成形，為后工序壓彎模鍛做好準備。

⑶10000t摩擦壓力機。

10000t摩擦壓力機（圖3）為青鍛公司生產，對輥鍛后的直坯前軸鍛件進行彎曲和模鍛成形。該設備重量為672t，地面以上高度10.55m，屬于螺旋壓力機的一種傳統(tǒng)結構形式，電機帶動兩個摩擦輪同時轉動，當兩摩擦輪交替接觸兩側飛輪后，實現(xiàn)飛輪的正反轉，帶動螺桿下端滑塊上下運動。實現(xiàn)對鍛件公稱力10000t的瞬間打擊。鍛件整體打擊力度變大后致密度提高，內部組織緊實，鍛件外觀光滑，成形飽滿，邊角R弧等處，過渡圓滑，鍛件質量明顯提高，鍛件質量水平達到新的高度，產品競爭實力提高。

圖3 10000t摩擦壓力機

圖4 機器人上下料

⑷1600噸電動螺旋壓力機。

兩臺EPC型1600噸電動螺旋壓力機對成形后鍛件進行飛邊切除和直線度校直。該壓力機結構緊湊，傳動鏈短、打擊速度快、能耗低、效率高、操作維修方便。根據(jù)鍛件成形工藝，電動機上的小齒輪帶動大齒輪作正反向旋轉帶動滑塊上下運動，回程到某一距離后電動機斷電，由飛輪儲蓄的能量帶動滑塊上行，只有在壓制鍛件和回程時工作，所以節(jié)電效果明顯。

⑸KUKA KR360F機器人。

三臺KUKA KR360F六軸機器人(圖4)，為鍛造專用機器人，耐熱防塵設計，所夾持坯料在1300℃時仍保持良好的工作狀態(tài)。Windows操作系統(tǒng)，觸屏面板，6D空間控制鼠標，每種不同產品設定不同程序，每次轉產時調出程序即可生產。三臺機器人分別布置在彎曲、模鍛工序、熱切邊工序、熱校正工序的取料送料，替代人工運料翻料，節(jié)拍運行平穩(wěn)可靠。

結束語

該生產線整線設備周圍用安全圍欄包裹，當人員進入護欄區(qū)域，該區(qū)域設備自行停止工作，避免生產時對人身造成傷害，從進料開始各工序間信號連接，全自動運行，各設備之間銜接完善、合理可靠，運行狀況協(xié)調流暢。

鍛造行業(yè)由于特殊的工藝要求，存在石墨乳、高溫、噪聲等污染，工作環(huán)境非常惡劣，招工困難，隨著科技的發(fā)展和自動化水平的提高，應用機器人代替人工是鍛造行業(yè)的發(fā)展方向，以上為我公司新上的鍛造線情況，希望能為行業(yè)自動化改進提供參考。