一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线制造技术

本发明专利技术公开了一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线，包括按加工流程包括依次相连的上料机，加热炉，除磷装置，锻压机和冷却输送机，所述上料机将坯料棒排序后，送去其后连接的第一板链输送机，板链输送机上依次设有除锈去毛刺的装置和皂化装置；所述加热炉和锻压机通过第二板链输送机连接，所述除磷装置固定在第二板链输送机上，除磷装置设有钢丝轮刷通道和水雾通道；所述锻压机与第二板链输送机通过六轴机械手实现物料搬运，所述锻压机内固定有双工位锻压模具，包括成型工位和切边工位。本发明专利技术的有益效果是：实现了扇形齿轮轴锻造的自动化，物流传递均由机械臂或输送机完成，实现全工位、全工序自动化，其中除磷，双工位锻压模具和可控等温缓冷的冷却输送机保证了锻造件的锻压质量。的锻压质量。的锻压质量。

【技术实现步骤摘要】
一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线


[0001]本专利技术属于齿轮轴坯料制造领域，尤其涉及一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线。

技术介绍

[0002]扇形齿轮轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，本案中的扇形齿轮轴为汽车转向系统中的传动零件，要求强度高，承载扭矩大。
[0003]锻造的材料形状及其变形在锻造过程中呈现出变化复杂且不均匀分布的特性，且材料内部的组织形态也在锻造过程在变化复杂，这些原因都会对后锻件力学性能产生重要影响。因材料组织结构的不均匀分布导致锻造件存在性能缺陷的情况在实际生产中经常出现，所以，控制锻件内部组织结构分布情况有利于锻件质量的提高。
[0004]而目前锻造普遍采用人工操作的方式进行，对于坯料棒存在毛刺、浮锈以及加热后坯料棒表面的氧化皮，都不能进行有效地清除，严重影响着锻件的质量，同时人工操作还导致在锻造过程中的物料摆放不够规整，不能严格安装工艺要求进行操作，造成锻件在模具内锻压是料的流动不均匀，进一步造成了锻件内部的组织形式，影响锻件的质量。
[0005]而锻件的锻造后退火处理，对锻件会造成如下影响：1、降低锻件的硬度，提高塑性，便于机加工和冷变形加工；2、均匀锻件的化学成分及组织，细化晶粒，改善锻件的性能或为淬火作组织准备；3、消除锻件内应力和加工硬化，以防变形和开裂；因此，有效的锻造后热处理能后进一步保证锻件的内部的金属组织质量，保证齿轮轴的强度和韧性。
[0006]而目前粗放式的锻造加工，对于上述质量问题不能给予有效地解决，专利技术人在结合实际加工的情况，发现控制毛刺、浮锈以及加热后坯料棒表面的氧化皮，控制锻造后的热处理可以有效地解决上述问题。
[0007]因此，迫切需要一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线来解决锻造过程中控制毛刺、浮锈以及加热后坯料棒表面的氧化皮，控制锻造后的热处理的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术要实现的目标是：解决锻造过程中控制毛刺、浮锈以及加热后坯料棒表面的氧化皮，控制锻造后的热处理的问题。
[0009]为了是想上述目标，本专利技术提供一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线。
[0010]本专利技术所采用的具体技术方案为：一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线，包括按加工流程包括依次相连的上料机，加热炉，除磷装置，锻压机和冷却输送机，所述上料机将坯料棒排序后，送去其后连接的第一板链输送机，板链输送机上依次设有除锈去毛刺的装置和皂化装置；
所述加热炉的进料端设有二次推料装置；所述加热炉和锻压机通过第二板链输送机连接，所述除磷装置固定在第二板链输送机上，除磷装置设有钢丝轮刷通道和水雾通道；所述锻压机与第二板链输送机通过六轴机械手实现物料搬运，所述锻压机内固定有双工位锻压模具，包括成型工位和切边工位；所述冷却输送机设有若干段温度控制装置，用于控制冷却温度。
[0011]采用这样的设计，在扇形齿轮轴的锻造过程中实现了：1.上料机 加装除毛刺、浮锈装置，在除毛刺、浮锈后皂化，减少坯料棒在加热炉中加热过程的氧化程度；2加热炉加热温度1150℃～1230℃，温度可控，超温分选，保证始锻温度，改善了材料加热不均现象；加热频率按照生产节拍，可自动控制，保持于12 s～16s/件；3除磷装置通过钢丝轮刷，脱除坯料圆柱面大部分氧化皮； 氧化皮经过细水雾抑尘，并通过负压管道吸尘，将加热后由氧化皮在坯料棒的表面形成的鳞片清除。
[0012]4.锻压机锻压机内固定有组合式模具结构，模具的易损内模芯、顶料销可以更换；模具齿形放置方向与切边工序的齿形方向相背，便于机器人从锻模上抓取、向切边模上精准定位放置；锻造压力、顶出压力和高度可以调节；模架设置定位槽与模块间隙0.20
±
0.05mm，便于上、下锻模盲装到位，模架设置导向装置间隙0.30
±
0.08mm、模块设置锁扣间隙0.15
±
0.025mm，利于模具精准合模，减小锻造错移；切边模具主要由上模、下模组成；上模由底板、4只压缩弹簧、压料板、快换装式冲头、冲头定位座等组成；其中压料板用于压住齿轴处的飞边，下模由模架、切边模、飞边推料器、锻件送出器等组成，其中，模架由底板和两立板组成，两立板间放置锻件送出器，其中，锻件送出器由接料杯、推板、推拉气缸等组成；步进机械手将带飞边的齿形轮轴放入下模的切边模内后，上模下行，上模压料板压紧飞边，冲头顺势冲除连皮；齿形轮轴落入接料杯中，由气缸将接料杯从切边模底处向外推出，同时，上模上行，飞边推料器将飞边推入传送链上，传送至废料筐内，之后，六轴机械手将锻件抓出，放置到冷却输送机。
[0013]5.可控等温缓冷机器人有序依次组合排放锻件；冷却输送机速度可控，速度控制在50mm
±
10mm/s；温度可调整，分多温度区间：A区，650℃
±
30℃；B区，820℃
±
20℃；C区，860℃
±
15℃；D区，560℃
±
15℃；F.气氛保护，减少氧化。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述加热炉内设有自动旋转装置，坯料在自动旋转装置夹持下正时或逆时针旋转90～180
°
，沿着输送线的送料方向运动。
[0015]钢棒在连续加热时，由于感应线圈的端部效应，感应器两端的磁场强度下降为中部的一半，因此，加热效率大大降低，导致钢棒尾部的温度低于正常部位，产生这类纵向温差与钢材尺寸、电源频率，加热温度以及钢棒处理时头尾的连接等因素有关，其中钢棒加热的端部效应最为明显，小口径钢管端部低温区长度为30
‑
50mm，温度下降约50℃，随钢棒直
径的增加，端部效应增大，因此将钢棒利用自动旋转装置支撑起来后，有效地解决这一问题，同时钢棒，也就是本案中的坯料棒，通过旋转，使坯料棒在加热炉内受热均，进一步改善了材料加热不均现象。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述钢丝轮刷上的转轴支架上设有空化射流喷嘴，将水流空化后喷射在坯料的表面。
[0017]采用这样设计，旋转的钢丝轮刷将加热炉加热后的坯料棒表面的氧化皮刮掉或者松动，此时空化射流喷嘴，将水流空化后喷射在坯料的表面，通过控制压力、流速等参数使水流束经过空化喷嘴时产生大量的空化泡，利用空化泡在材料表面的狭小区域内溃灭产生高达140～170 MPa的微射流冲击，将坯料棒表面剩余的氧化皮清除。
[0018]空化射流技术已处于公知常识状态，本领技术人员在阅读本案后可以所以在工具资料上查到，在此不再累述。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述水雾通道中采用≥800度的过热蒸汽。
[0020]采用这样的设计，采用≥800度的过热蒸汽水雾通道中，将上一改进中的空化射流水雾加热，保证坯料棒的温度处于锻造要求的温度，同时利用冷热空气对流的原理将钢丝轮刷除去氧化皮时产生烟尘形成定向流动，并湿滑，防止扩散，一同被负压管道吸走，达到吸尘环保的目的。
[0021]作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线，包括按加工流程包括依次相连的上料机，加热炉，除磷装置，锻压机和冷却输送机，其特征在于：所述上料机将坯料棒排序后，送去其后连接的第一板链输送机，板链输送机上依次设有除锈去毛刺的装置和皂化装置；所述加热炉的进料端设有二次推料装置；所述加热炉和锻压机通过第二板链输送机连接，所述除磷装置固定在第二板链输送机上，除磷装置设有钢丝轮刷通道和水雾通道；所述锻压机与第二板链输送机通过六轴机械手实现物料搬运，所述锻压机内固定有双工位锻压模具，包括成型工位和切边工位；所述冷却输送机设有若干段温度控制装置，用于控制冷却温度。2.根据权利要求1所述一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线，其特征在于，所述加热炉内设有自动旋转装置，坯料在自动旋转装置夹持下正时或逆时针旋转90～180
°
，沿着输送线的送料方向运动。3.根据权利要求2所述一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线，其特征在于，所述钢丝轮刷上的转轴支架上设有空化射流喷嘴，将水流空化后喷射在坯料的表面。4.根据权利要求3所述一种扇形齿轮轴自动化多工位锻造生产线，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵昌德，郑世念，张凯，刘虹，
申请(专利权)人：金马工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：