連桿鍛造生產(chǎn)線工藝分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u13751連桿鍛造生產(chǎn)線工藝分析案例概述 1285171.1工藝分析 1228391.2設(shè)備的選型 4228801.3物理建模 71.1工藝分析從連桿的基本鍛造工藝出發(fā)，分析每一個(gè)設(shè)備的節(jié)拍，與其它設(shè)備的運(yùn)行關(guān)系，考慮制胚、成型和正火工序的產(chǎn)能平衡及生產(chǎn)成本問題，確定基于制胚、預(yù)鍛、終鍛、切邊沖孔、精整工序、串并聯(lián)選擇的自動(dòng)化鍛造生產(chǎn)線規(guī)劃和設(shè)計(jì)。針對(duì)連桿應(yīng)用的需求確定上料、加熱、預(yù)鍛、成型、切邊沖孔以及整形設(shè)備的選型。做到為企業(yè)節(jié)省資金，提高效率，為使用者提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。針對(duì)以上要求，將傳統(tǒng)生產(chǎn)線與機(jī)器人相聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)連桿鍛造機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，做到高效率，高質(zhì)量，高精度。同時(shí)需要人工最少，極大保護(hù)了工人的生命健康，減少了浮沉對(duì)工人呼吸道的危害。當(dāng)然通過自動(dòng)化生產(chǎn)線工人不需要再像以前那樣待在高溫環(huán)境，通過工程師對(duì)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)全天24h的運(yùn)轉(zhuǎn)，降低原材料的浪費(fèi)，減少勞動(dòng)力這方面的開支，極大的促進(jìn)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。連桿鍛造生產(chǎn)線可以通過圖2-1的單線版進(jìn)行鍛造，但是效率較低，所以在實(shí)際生產(chǎn)中可以在楔橫軋機(jī)加工后采用并聯(lián)的方式如圖2-2來提高生產(chǎn)效率。下面對(duì)連桿的鍛造工藝進(jìn)行分析。棒料毛坯上料棒料毛坯上料中頻爐加熱楔橫軋成型定位及溫度合格？楔橫軋沖孔切邊整形正火廢料框廢料框YNN圖2-1連桿鍛造工藝圖（單線版）棒料毛坯上料棒料毛坯上料中頻爐加熱楔橫軋定位及溫度合格？成型成型楔橫軋楔橫軋沖孔切邊沖孔切邊整形整形正火正火廢料框廢料框廢料框圖2-2連桿鍛造工藝圖（雙線版）1．棒料毛坯上料。通過傳送帶的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿鍛造生產(chǎn)線的棒料毛坯自動(dòng)上料，同時(shí)可以通過控制傳送帶的速度來實(shí)現(xiàn)控制生產(chǎn)線的生產(chǎn)速率。1.中頻爐加熱。首先中頻爐具有加熱速度快，不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，同時(shí)對(duì)加熱的材料可以做到氧化脫碳少從而減少材料的損失。坯料在鍛造前的加熱在整個(gè)鍛造過程中是必不可少的一步，對(duì)毛坯進(jìn)行加熱可以提高金屬的塑形，降低金屬的變形抗力從而讓鍛件更加容易成型，減少次品的數(shù)量。一般我們對(duì)毛坯加熱到1180℃此時(shí)可以鍛造，當(dāng)溫度低于780℃時(shí)停止對(duì)其鍛造。3.楔軋機(jī)輥鍛。毛坯通過中頻爐加熱，已經(jīng)達(dá)到鍛造的要求，通過楔軋機(jī)對(duì)其進(jìn)行輥鍛。楔軋機(jī)的兩個(gè)楔形模具以同方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)棒料的徑向壓縮和軸向延伸，從而使得軋制的零件形狀與模具型槽的形狀一致。輥鍛具有生產(chǎn)效率高，噪音小，產(chǎn)品的精度高同時(shí)可以減少材料的浪費(fèi)。4.成型。毛坯通過輥鍛之后已經(jīng)基本成型，此時(shí)再通過摩擦壓力機(jī)對(duì)其進(jìn)行鍛造。對(duì)原來的柱狀材料進(jìn)行平壓使其基本成型，同時(shí)在模鍛的過程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面進(jìn)行氧化脫皮的作用，大大的提高了零件的質(zhì)量。5.切邊沖孔。通過沖壓機(jī)對(duì)基本的成型的連桿進(jìn)行沖壓從而使連桿完全成型，此時(shí)經(jīng)過前期的加工零件的溫度已經(jīng)下降，此時(shí)切邊應(yīng)力小便于切邊和沖孔。為了防止切邊而產(chǎn)生零件變形，一般把模具制造成波浪形，從而可以提高零件的生成率。6.整形。由于沖壓機(jī)的切邊沖孔會(huì)使得連桿留下毛邊這一現(xiàn)象，于是就有了整形這一工序。對(duì)連桿進(jìn)行去除毛邊處理，同時(shí)提高零件的精度。1.2設(shè)備的選型完整的連桿鍛造生產(chǎn)線基本組成如下：棒倉上料機(jī)、中頻爐、楔橫軋機(jī)、成型壓機(jī)、切邊沖孔壓機(jī)、整形壓機(jī)。下面對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型:1.鍛造設(shè)備的選型；鍛造設(shè)備我們選擇J53-300系列摩擦壓力機(jī)如下圖2-3所示，這種鍛壓機(jī)的功能多，應(yīng)用范圍廣泛并且可以充分的滿足連桿鍛造中的要求。同時(shí)在鍛造過程中可能會(huì)引起大量的浮塵，因此在投入使用時(shí)可以對(duì)其進(jìn)行密封處理，降低對(duì)工人呼吸道的傷害。圖2-3J53-300T摩擦壓力機(jī)1.毛坯加熱設(shè)備的選型。毛坯加熱設(shè)備選擇GWT-1T/600KW串聯(lián)中頻爐如下圖2-4所示，串聯(lián)的中頻爐可以很好的達(dá)到該條生產(chǎn)線的要求。串聯(lián)中頻爐相對(duì)于并聯(lián)中頻爐的最大優(yōu)點(diǎn)就是串聯(lián)中頻爐的啟動(dòng)成功率可以達(dá)到百分之一百。通過提高成功率的因素，可以確保在任意功率下都有較高的成功率。同時(shí)串聯(lián)的中頻爐是恒定的功率輸出，可以確保毛坯受熱均勻，提高連桿的成品率，減少因受熱不均勻而引起的質(zhì)量不合格，以及無法成型等問題的發(fā)生。同時(shí)由于串聯(lián)中頻爐的功率較高大大縮短了爐子預(yù)熱的時(shí)間從而加快生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2-4GWT-1T/600KW串聯(lián)中頻爐3.毛坯棒料輥鍛設(shè)備的選型。毛坯棒料輥鍛設(shè)備選擇COOJYA-270自動(dòng)輥軋機(jī)如下圖2-5所示，主要用于汽車連桿鍛造機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線棒料的輥鍛，輥鍛模型公稱直徑270mm,輥鍛有效寬度300mm,最大輥鍛件長度450mm。這種輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，效率高，可同時(shí)生成兩個(gè)連桿的粗胚。這種軋機(jī)設(shè)備價(jià)格較為低廉，操作簡單，適用范圍廣泛；雖然它的尺寸精度不是很高，但已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿粗鍛的要求。圖2-5COOJYA-270自動(dòng)輥軋機(jī)4.機(jī)器人的選型。連桿鍛造機(jī)器人選擇FANAC-R-2000IC/165型關(guān)節(jié)機(jī)器人如下圖2-6和2-7所示，這種機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)六個(gè)自由度的工作范圍。通過連桿鍛造機(jī)器人可以極大的提高生產(chǎn)效率，減少搬運(yùn)費(fèi)用，同時(shí)徹底實(shí)現(xiàn)連桿鍛造生產(chǎn)線的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人代替人，適應(yīng)勞動(dòng)力缺乏以及中國生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)型。圖2-6FANAC-R-2000IC/165型關(guān)節(jié)機(jī)器人圖2-7FANAC-R-2000IC/165型關(guān)節(jié)機(jī)器人的工作范圍1.3物理建模根據(jù)上文對(duì)設(shè)備和機(jī)器人進(jìn)行選型，接下來開始對(duì)生產(chǎn)線的布局進(jìn)行物理建模。圖2-8并聯(lián)生產(chǎn)線模型圖上圖2-8為并聯(lián)生產(chǎn)線模型圖，初步將生產(chǎn)線的模型圖定為并聯(lián)模式，通過FANAC-R-2000IC/165型關(guān)節(jié)機(jī)器人對(duì)原料進(jìn)行上下搬運(yùn)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化。該種模型與單線式相比，大大提高了機(jī)器的工作效率以及最大可能的發(fā)揮機(jī)器的使用價(jià)值，同時(shí)可以達(dá)到原來工作效率的兩倍，用的機(jī)器人以及設(shè)備也可以減少一半，為企業(yè)減少資金投入，加快企業(yè)的資金回籠，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力同時(shí)可以提高場(chǎng)地的利用效率。最重要的是通過工程師的優(yōu)化該條生長線，可以充分發(fā)揮自動(dòng)化生產(chǎn)線的高效率、高質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)，更加直觀的體現(xiàn)優(yōu)化布局的重要性。同時(shí)由于連桿廣泛應(yīng)用于摩托車，汽車，拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，它的尺寸會(huì)發(fā)生變化，而并聯(lián)的方式不僅可以提高生產(chǎn)效率而且還提高了加工柔性，便于根據(jù)市場(chǎng)需要作出調(diào)整，甚至