電動螺旋壓力機自動化技術研究

文/田江濤·淄博德寬自動化設備有限公司

雷蕾·中國鍛壓協會

電動螺旋壓力機自動化技術研究

文/田江濤·淄博德寬自動化設備有限公司

雷蕾·中國鍛壓協會

近幾年，電動螺旋壓力機以能量控制準確、效率高、工藝適應范圍廣、重復制件精度高、使用維護方便、性價比高等特點而逐步成為國內鍛造行業主要的模鍛成形設備。隨著國內勞動力成本的不斷上升以及人們環保意識的不斷提高，鍛造設備的自動化技術被越來越多的企業所重視。全自動電動螺旋壓力機鍛造自動生產線的研發與應用，有助于提高自動化生產水平和產品的一致性、降低勞動力成本，為模鍛企業實現跨越式發展提供了難得的機遇。

SD20系列電動螺旋壓力機原理及特點

目前，國內電動螺旋壓力機多采用機械傳動方式，電機通過齒輪或聯組帶驅動飛輪頻繁正反轉運動，飛輪通過螺桿螺母驅動滑塊上下運動產生打擊力。當滑塊接觸到工件時，利用飛輪儲存的能量做功，使工件變形。此時，電機速度最大，電機轉子所具有的能量也比較大，如何釋放這些能量成為設計者面臨的難題。由于齒輪傳動是剛性傳動，對電機軸和電機底座有強烈的沖擊作用，所以在設計上多采用多重摩擦打滑保護裝置。在實際使用中摩擦打滑保護裝置難于定量調節，給使用和維護帶來困難。聯組帶傳動是彈性傳動，可以很好的保護電機軸和電機底座免受損壞，更換方便。通過實踐和對比，SD系列電動螺旋壓力機多采用聯組帶傳動（圖1），聯組帶使用壽命在一年左右，價格便宜。

圖1 SD20系列電動螺旋壓力機聯組帶傳動方式

電動螺旋壓力機的導向設計和螺桿螺母的潤滑條件，決定了設備的抗偏載性能和螺桿螺母的使用壽命。通過對比選擇，在SD20系列電動螺旋壓力機上采用圖2所示的復合導向形式，即“X”形導軌導向加圓柱形導軌導向，該設計提高了滑塊的導向高度，大大提高了滑塊的抗偏載能力，在同一個臺面上可以實現預鍛、成形、沖孔（或切邊）的多模膛模鍛，減少了投資，也提高了設備利用率。同時，該設計將螺桿螺母密封在上橫梁中，在上橫梁中形成密閉的油池，將螺桿螺母浸泡在油池中，起到密封、降溫和潤滑作用，大大提高了螺桿螺母的使用壽命。

“我們再往上爬得試試，將頭伸到棋盤上，看看他們在弄什么鬼！”由四人合抱到一人可抱，由牛腿粗細到手腕粗細，樹枝愈上愈細，樹頂的枝條已經是盈盈可握，他們大著膽子往上蹭，也只能夠雙手蟬蜩一樣抱著樹條，搖搖晃晃，小心翼翼地將頭伸出來，看到灑滿月光的棋盤，還有棋盤兩邊，長袍博冠，朱顏白發，薄嗔微怒，危坐弈棋的兩位老人！

圖2 SD20滑塊復合導向結構

現有自動化方案介紹

國內一些企業在電動螺旋壓力機自動化方面做了一些探討和實際應用，主要通過一臺或多臺鍛造機器人和兩臺或三臺電動螺旋壓力機配合組成鍛造自動化生產線（圖3）。該方案具有工藝適應性強的特點，但存在設備投資大、零件溫降大、工藝線路長、占地面積大的不足，同時也存在生產節拍長、效率低的問題。

圖3 鍛造機器人自動化生產線

步進梁鍛造自動化生產線的組成

STZ 誘導的小鼠 DR 模型的臨床特征和病理變化與人的 DR 相似，所以該模型經常被用來研究DR 的發病機制以及進行新型抗 DR 藥物的臨床前評估。通過研究實驗方法和 STZ 局限性可以對原有的實驗方法進行改進，找到解決其中問題的方法，提高誘導模型的成功率。

一般鍛造工藝流程為：精密下料→棒料自動上料→中頻加熱→測溫分選→預鍛→終鍛→切邊（或沖孔）、整形。步進梁鍛造自動化生產線由自動上料機、中頻加熱爐、單臂或雙臂步進梁、SD20系列電動螺旋壓力機、自動噴石墨裝置和現場總線控制系統組成。該方案將預鍛、終鍛、切邊（或沖孔）三個工序放在一臺電動螺旋壓力機上完成，充分利用SD20系列電動螺旋壓力機抗偏載能力強、臺面寬的特點，這樣既節省投資，又保證了工作效率。

在步進梁上安裝有四套夾鉗，能同時拿取四個零件，采取三工位級進法生產。自動噴石墨裝置安裝在步進梁上，在夾鉗夾住零件離開模腔后進行吹掃、噴石墨。現場總線控制系統對上料機、中頻加熱爐、步進梁、電動螺旋壓力機、自動噴石墨裝置等進行全面控制。整條鍛造自動線每個零件的生產節拍為5～7s。

經過精密剪切的棒料毛坯倒入棒料自動上料機后被排隊送入中頻爐，加熱出來后通過測溫分選機構分選，溫度合格的棒料通過下料滑道送至取料點，步進梁操作機構將取料點的棒料夾住送入預鍛工位，并按照級進方式依次送到終鍛、切邊（或沖孔），并最終將切邊（或沖孔）的零件送到機外輸送帶運走。

步進梁采用三次元機械操作臂，X、Y、Z軸三個方向均采用伺服電機驅動，運動速度、行程距離可調，重復定位精度±0.2mm，采用PLC控制，完成一個步進動作需要2～3s。

通過以上設定可知，堆垛機自起始位置[xa,ya,za]運行至終點位置[xb,yb,zb]所花費的時間為

根據零件大小和工藝，分為單臂步進梁和雙臂步進梁兩種方案。

杜威先生提倡“在做中學”，其實我們展現的是一種特殊的“在做中學”，即在大膽的實踐探索中，感悟情感教育的意義與真諦，不斷拓展自己的眼界和認知，發展理論，憑借刻苦、鉆研、執著與進取，承擔情感教育研究領域的實踐與創新的兩重任務，更承擔著未來將實踐和研究成果向外展示、輻射的重任，最終為情感教育事業貢獻自己的微薄力量。

小零件、工藝簡單零件采用單臂步進梁（圖4），大零件、工藝復雜零件采用雙臂步進梁（圖5）。

圖4 單臂步進梁鍛造自動化生產線

圖5 雙臂步進梁鍛造自動化生產線

兩種自動化方案的比較

以工藝要求為鐓粗→成形→沖孔的2kg齒輪毛坯鍛造為例，采用以上兩種自動化生產線方案，優劣對比如表1所示。

表1 方案對比

結束語

步進梁鍛造自動化生產線將SD20系列電動螺旋壓力機的優勢和步進梁的特點進行了有機的結合，具有設備投資少、生產節拍快、占地面積少、生產效率高的特點，相信隨著技術的不斷發展完善，將為我國鍛造設備的技術升級提供廣闊的發展空間。