采用獨特杠桿機構的鍛壓設備

文／鹽川萬造，和田真易·株式會社 萬陽

采用獨特杠桿機構的鍛壓設備

文／鹽川萬造，和田真易·株式會社 萬陽

當前，中國的鍛壓行業(yè)已進入到一個相當復雜的變革時代。低成本的優(yōu)勢正在逐漸消失，勞動力成本上漲、原材料價格上升、匯率變動都意味著以主要靠廉價勞動力形成的中國制造產業(yè)，單靠低成本競爭的時代即將結束。中國基礎產業(yè)的需求也正不斷邁向高端化和多樣化，對于已經習慣了憑借低成本，低附加值取勝的中國制造業(yè)者來說，現(xiàn)在正是要勇于打破傳統(tǒng)，變得更加成熟前的調整和轉型期。

萬陽公司身為一家設備制造廠家，成立至今一直圍繞著設備服務于工藝的信念，致力于開發(fā)新技術，為用戶提供全新附加價值的方案，與用戶一同打造抓住時代先機的創(chuàng)意，從鍛造生產線上第一環(huán)節(jié)的精密棒料剪切機到熱/溫/冷模鍛壓力機、輥鍛機、平鍛機、切邊機及自動化的開發(fā)、連線等一體化的經營模式，始終專注于鍛造之路。

高速精密棒料剪切機

圖1 LBS450N型精密棒料剪切機

萬陽公司以獨有的杠桿機構，開發(fā)研制出了日本的第一臺棒料剪切機（圖1）。這一獨有技術的誕生，使剪切過程中產生的沖擊力在傳導給驅動曲軸前就已經被杠桿吸收了。不但保護機身不會受到磨損，減少加工刀具的損耗，延長設備和刀具的使用壽命，而且大幅削減運行成本，實現(xiàn)高精度、大批量、高產能的下料。隨著對成品質量越來越嚴格高端化的追求，萬陽還開發(fā)出了超精密的高速約束型棒料剪切機（圖2）。高速剪切是指在刀具速度達到最大，在行程中點處進行的剪切。通常情況下，曲柄式剪切機是無法實現(xiàn)在行程中點處發(fā)揮出最大公稱能力的，但是利用杠桿原理的杠桿式剪切機則可以實現(xiàn)在整個行程的任意位置上發(fā)出最大的公稱能力。

圖2 DLB300N型高速超精密棒料剪切機

高速剪切時再配有約束住材料尾部自然向下傾斜的壓緊等輔助系統(tǒng)（專利產品），那么即使是像低碳鋼或是非金屬等軟質的材料，也可獲得直角精度高、變形量少、重量誤差小、無時效開裂的高品質的剪切坯料。下料的同時，結合同步進行的自動倒角機和端面研磨機，那么下料遺留的毛刺、重疊、卷邊等缺陷也可迎刃而解，使得坯料呈現(xiàn)出可與鋸床下料匹敵的完美料段。圖3所示為倒角后的精密料段。

圖3 倒角后精密料段

杠桿式壓力機

原始的杠桿壓力機是萬陽公司于1963年作為鍛造用而開發(fā)的壓力機機型。當時日本所用鍛造壓力機大多是采用進口設備或者與海外壓力機生產廠家以技術合作的形式開發(fā)的機型，其機構和功能并不是純粹的日本國產技術。而且那時在日本，開式鍛造的全盛時期已完全過去，迎來的正是鍛造方式多樣化的新時代。最早在開發(fā)鍛造壓力機時，必須要考慮到設備對各種鍛造法（如閉式鍛造、前后方擠壓鍛造、燒結鍛造、溫鍛、冷擠壓等）的適應性，同時隨著追求工作形態(tài)的合理化，還要考慮到在如何減輕現(xiàn)場工作者勞動負擔，如何改善包括作業(yè)監(jiān)控的易操作、順應省力化需求，如何改善包括工作人員的安全、機身振動和噪聲在內的作業(yè)環(huán)境等前提下，才能開發(fā)出一臺全方位的，可提高生產效率的鍛造壓力機。為了這一目標，我們開發(fā)出了第一臺采用內置杠桿機構的杠桿式壓力機。此后的多年歲月中，我們虛心聽取各位用戶的建議，在原有設計的基礎上，反復不斷進行研究和改良，目前可生產最大公稱能力25000kN（設備總重230t）的重型鍛造壓力機。圖4所示為DLP2500機器人自動化熱模鍛壓力機。

圖4 DLP2500機器人自動化熱模鍛壓力機

該款壓力機不但可實現(xiàn)閉式鍛造，而且還可安全地進行曲柄式壓力機無法實現(xiàn)的“模具接觸鍛造”。利用這種模具接觸鍛造法生產出來的鍛件精度高，無豎形毛刺、缺肉等缺陷，可以說，通過模具本身的精度就可以保證鍛件產品的精度。假設采用傳統(tǒng)的曲柄式壓力機來進行這種模具接觸鍛造，首先其沖擊力就可能導致模具壽命降低（大部分會發(fā)生開裂）。另外，如果避免模具之間的碰撞而使模座之間碰撞，那么鍛造過程中，設備不但會產生巨大的噪聲，同時壓機的負荷也會變得極其不穩(wěn)定，對設備本身來說也是非常危險的。而使用LP杠桿式壓力機來進行這種鍛造，不但安全又可靠，還能減少鍛造時的噪聲，并且可以完全避免模具損傷等事故的發(fā)生。

杠桿式壓力機是非常適用于鍛造軸承（如小軸承套圈，輪轂，大型軸承，火車軸承等等），或是長尺寸的擠壓鍛件，以及需要高負荷、長行程的鍛造工藝。為了順應時代的不斷進步，對自動化需求的加快，我們早在20多年前就開發(fā)研制了不僅可與杠桿壓力機配套使用，還可與其他主機廠的壓力機配套使用的全自動步進梁裝置。從最初采用5軸伺服驅動，到今天通過10軸AC伺服馬達的控制，以實現(xiàn)鍛造生產線的自動化、高速化，讓用戶們實現(xiàn)產能最大化、效益最大化。圖5所示為LP1300 十軸伺服步進梁全自動中型軸承熱模鍛壓力機。

圖5 LP1300 十軸伺服步進梁全自動中型軸承熱模鍛壓力機

全自動輥鍛機

隨著汽車環(huán)保、節(jié)能、輕量化趨勢的逐步加速，近五年，鋁合金鍛造已逐漸興起，輥鍛機是生產汽車底盤懸吊系統(tǒng)類高精度鍛件不可獲缺的設備，圖6所示為萬陽公司的FR460AF自動化輥鍛機。該款輥鍛機采用獨特的齒輪傳動機構，以實現(xiàn)主機占地小、環(huán)保、小型化的目的。而且主機內通過采用油浴的方式，確保了驅動系統(tǒng)的完全潤滑。同時金屬銷類的潤滑也是采用全自動集中循環(huán)注油的方式，這樣一來，不但設備故障率低，還可實現(xiàn)生產的穩(wěn)定性。另外，設備標配的全自動機械手臂，橫移時完全采用伺服馬達控制系統(tǒng)，不僅能進行高速且高精度的加工動作，而且各步距的停止精度可保證在±0.1mm的高精度范圍之內。工作人員只需通過操作面板上設定功能，即可指定其移動的步距行程或90°翻轉動作的次數(shù)等，從而實現(xiàn)高品質的預鍛成形。

除此基本特征之外，萬陽還通過采用鍛造模擬和輥鍛成形模擬的技術，為用戶們積極提供軋輥形狀的提案，并且進行軋輥模具設計和制作。結合用戶的工藝需求，我們進而開發(fā)出了模具預熱裝置，并在該裝置中配有溫度自動監(jiān)測控制系統(tǒng)，為用戶解決了模具無法預熱和溫度無法控制這一難題（圖7）。我們的輥鍛機目前不但多用于鋁件鍛造，同時還用于角材、曲軸、連桿的預成形工藝。圖8所示為服役于山東天潤曲軸鍛造有限公司的FR490AF全自動輥鍛機。

圖6 FR460AF自動化輥鍛機

圖7 模具預熱裝置

圖8 FR490AF全自動輥鍛機

結束語

萬陽公司從30年前就開始積極拓展海外業(yè)務，始終鞭策自己要不斷的開發(fā)、創(chuàng)新、改良。在未來的日子里，萬陽仍會把重點主要放在中國市場，抓住中國國情與需求，揚長避短，使萬陽的鍛造設備能夠走進更多的中國企業(yè)，讓更多的業(yè)內同仁認識了解萬陽，與大家一起推動中國鍛造向自動化、智能化制造邁進的步伐！