1.本发明属于热模锻造技术领域，尤其涉及一种锻钢活塞自动化加工设备。
背景技术：2.锻钢活塞是发动机的核心部件，大马力内燃机的铝合金活塞现在已经被锻钢活塞逐步替代，传统的活塞锻造，采用人工方式对工件进行工位传递、润滑液喷洒和氧化皮清理，传递过程和润滑液喷洒不可控，产品的一致性差，锻件充填缺陷多，产品质量难以保证，同时锻造工作环境差、招工难，锻造自动化逐渐取代人工劳动。
3.自动化锻钢活塞的工件传递可采用机器人，但是机器人在空间占据较大、生产节拍慢，同时由于活塞的壁薄腔深结构，深厚比大，普通润滑液喷洒装置无法对模具深型腔进行有效润滑，造成产品成形质量差，模具寿命低。
技术实现要素：4.本发明实施例的目的在于提供一种锻钢活塞自动化加工设备，旨在解决上述背景技术中存在的问题。
5.本发明实施例是这样实现的，一种锻钢活塞自动化加工设备，包括：压力机；自动步进梁驱动装置，安装在所述压力机的两侧机架上；摆动收料器，用于传送坯料；自动步进梁传送装置，与所述自动步进梁驱动装置相连接，所述自动步进梁传送装置的抓取位置与摆动收料器的传送到达位置相一致，用于传递坯料；活塞五工位模具，安装在所述压力机的工作台上，用于对坯料进行锻造；冷却润滑装置，位于所述压力机的后侧，与所述活塞五工位模具相对应，用于对活塞五工位模具进行冷却润滑。
6.优选地，所述压力机为2500t热模锻压力机。
7.优选地，所述活塞五工位模具包括：上模座，固定在所述压力机的滑块工作台上；上底板，与所述上模座固定连接；下模座，固定在所述压力机的下工作台上，所述摆动收料器固定在下模座上；下底座，与所述下模座固定连接；模具组件，所述模具组件的上模均安装在所述上底板上，所述模具组件的下模均安装在所述下底座上。
8.优选地，所述模具组件包括镦粗模具、第一预锻模具、第二预锻模具、终锻模具和下模座。
9.优选地，所述活塞五工位模具还包括模温检测热电耦回路，安装在所述模具组件的内部，用于检测模具温度。
10.优选地，所述自动步进梁传送装置包括：步进梁臂，安装在所述自动步进梁驱动装置上；第一夹钳、第二夹钳、第三夹钳、第四夹钳、第五夹钳、第六夹钳，固定安装在所述步进梁臂上，用于抓取坯料进行传递。
11.优选地，所述第一夹钳的抓取位置与所述摆动收料器的传送到达位置相一致。
12.优选地，所述冷却润滑装置包括：冷却润滑站；润滑液管道，所述润滑液管道的一端与冷却润滑站相连，润滑液管道的另一端与喷淋机械手相连，所述喷淋机械手滑动安装在所述压力机的后侧；压缩空气管道，所述压缩空气管道的一端与冷却润滑站相连，压缩空气管道的另一端与喷淋机械手相连；控制阀，安装在所述喷淋机械手上；喷淋盘，安装在所述喷淋机械手上，用于对模具组件进行冷却润滑。
13.优选地，所述喷淋盘包括：喷淋板，与所述喷淋机械手固定连接；喷头，安装在喷淋板上；润滑液喷嘴，安装在所述喷头上；喷淋液接口，与所述润滑液喷嘴相连通，所述喷淋液接口与润滑液管道相连；压缩空气喷嘴，安装在所述喷头上；压缩空气接口，与所述压缩空气喷嘴相连通，所述压缩空气接口与压缩空气管道相连。
14.本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备，设置自动步进梁驱动装置和自动步进梁传送装置取代现有技术中的机器人传递工件，空间布局上结构更加紧凑，生产节拍快，同时针对目前常规的锻钢活塞模具寿命低、产品一致性差、充填困难等问题，设置有冷却润滑装置，与模具的热载荷和模具寿命直接相关，可以节省润滑液，同时保证模具的润滑，提高模具寿命。
附图说明
15.图1为本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备中活塞五工位模具的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备中自动步进梁传送装置的结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备中冷却润滑装置的结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备中喷淋盘的结构示意图；图6为本发明实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备中喷淋盘的另一结构示意图。
16.附图中：1-压力机；2-自动步进梁驱动装置；3-摆动收料器；4-活塞五工位模具；401-上模座；402-上底板；403-镦粗模具；404-第一预锻模具；405-第二预锻模具；406-终锻模具；407-切边模具；408-下模座；409-下底板；410-模温检测热电偶回路；5-自动步进梁传送装置；501-步进梁臂；502-第一夹钳；503-第二夹钳；504-第三夹钳；505-第四夹钳；506-第五夹钳；507-第六夹钳；6-冷却润滑装置；601-冷却润滑站；602-润滑液管道；603-压缩空气管道；604-喷淋机械手；605-控制阀；606-喷淋盘；6061-喷头；6062-润滑液喷嘴；6063-压缩空气喷嘴；6064-喷淋板；6065-喷淋液接口；6066-压缩空气接口。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
18.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
19.如图1所示，为本发明的一个实施例提供的一种锻钢活塞自动化加工设备的结构图，包括：压力机1；自动步进梁驱动装置2，安装在所述压力机1的两侧机架上；摆动收料器3，用于传送坯料；自动步进梁传送装置5，与所述自动步进梁驱动装置2相连接，所述自动步进梁传送装置5的抓取位置与摆动收料器3的传送到达位置相一致，用于传递坯料；活塞五工位模具4，安装在所述压力机1的工作台上，用于对坯料进行锻造；冷却润滑装置6，位于所述压力机1的后侧，与所述活塞五工位模具4相对应，用于对活塞五工位模具4进行冷却润滑。
20.在本发明的一个实施例中，该锻钢活塞自动化加工设备设置自动步进梁驱动装置2和自动步进梁传送装置5取代现有技术中的机器人传递工件，空间布局上结构更加紧凑，生产节拍快，同时针对目前常规的锻钢活塞模具寿命低、产品一致性差、充填困难等问题，设置有冷却润滑装置6，与模具的热载荷和模具寿命直接相关，可以节省润滑液，同时保证模具的润滑，提高模具寿命；另外，该自动化制造设备还包括相关控制系统（图中未画出），利用控制系统对自动化装置进行控制属于本领域常规技术手段，其具体结构、连接等在此不再赘述；压力机1为2500t热模锻压力机，可以采用西门子的控制系统，确保与锻造生产线内其他的控制系统的信号交流；自动步进梁驱动装置2的每个轴有单独的伺服电机驱动，驱动元件布置在模具区域和压力机1的外部，因此可最大程度避开氧化皮和污染，自动步进梁传送装置5保证了顺畅敏感和稳定的动作，伺服轴的移动、速度、加速和减速均可控；控制系统根据单独的给定理论值，控制器可计算出总周期时间及相应的压力机1行程次数。
21.如图2所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述活塞五工位模具4包括：上模座401，固定在所述压力机1的滑块工作台上；上底板402，与所述上模座401固定连接；下模座408，固定在所述压力机1的下工作台上，所述摆动收料器3固定在下模座
408上；下底座409，与所述下模座408固定连接；模具组件，所述模具组件的上模均安装在所述上底板402上，所述模具组件的下模均安装在所述下底座409上。
22.具体的，所述模具组件包括镦粗模具403、第一预锻模具404、第二预锻模具405、终锻模具406和下模座407。
23.具体的，所述活塞五工位模具4还包括模温检测热电耦回路410，安装在所述模具组件的内部，用于检测模具温度。
24.模温检测热电耦回路410安装在各模具的上模模芯外侧加工通孔，在通孔中接入热电偶回路，用来检测模具温度，根据检测结果利用冷却润滑装置6的的润滑冷却参数进行调整，控制模具温度在260
±
10℃的范围内。
25.如图3所示，作为本发明的一种优选实施例，，所述自动步进梁传送装置5包括：步进梁臂501，安装在所述自动步进梁驱动装置2上；第一夹钳502、第二夹钳503、第三夹钳504、第四夹钳505、第五夹钳506、第六夹钳507，固定安装在所述步进梁臂501上，用于抓取坯料进行传递。
26.第一夹钳502的抓取位置与所述摆动收料器3的传送到达位置相一致，从此位置三维动作的5将坯料传递至活塞五工位模具4的各个工位，自动步进梁传送装置5包括两个可更换的步进梁臂501，每个单独驱动，与压力机1驱动分开，三轴动作为：步进、上升、下降、开启、闭合，步进梁臂501上安装有锻钢活塞的第一夹钳502、第二夹钳503、第三夹钳504、第四夹钳505、第五夹钳506和第六夹钳507，根据传送工件的尺寸可进行更换；自动步进梁传送装置5由自动步进梁驱动装置2单独控制，还包括硬件和与压力机1控制的软件接口，基于带动作控制器的十轴智能转换系统，智能转换系统通过三轴装置的同步启动实现各轴高精度同步动作、带有同步运行监控和通过高速发光导体总线系统检测到偏离情况时的自动停止；自动步进梁传送装置5通过带操作屏幕的控制面板，进行操作，包括操作者编程和实际参数显示，功能有：实际值（例如行程、时间、温度、功率）、所有轴运行次序的行程和速度、校正（相对于机械参照点的传感器校正）、启动点、专用程序（例如半步进、全步进、步进开启、步进关闭、特殊启动条件等等），自动步进梁传送装置5的实际操作速度（行程数/分钟）取决于压力机1可实现的行程数和压力机行程、摆动收料器3的行程和冷却润滑装置6的时间关联。
27.如图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述冷却润滑装置6包括：冷却润滑站601；润滑液管道602，所述润滑液管道602的一端与冷却润滑站601相连，润滑液管道602的另一端与喷淋机械手604相连，所述喷淋机械手604滑动安装在所述压力机1的后侧；压缩空气管道603，所述压缩空气管道603的一端与冷却润滑站601相连，压缩空气管道603的另一端与喷淋机械手604相连；控制阀605，安装在所述喷淋机械手604上；喷淋盘606，安装在所述喷淋机械手604上，用于对模具组件进行冷却润滑。
28.所述的冷却润滑装置6，与模具的热载荷和模具寿命直接相关，可以达到节省润滑
液，同时保证模具的润滑，提高模具寿命。
29.冷却润滑装置6布置在压力机1后侧，可拆分，因此可实现在压力机1区域的自由出入，配有单独的控制系统，包括硬件和压力机1控制的软件接口，通过带操作屏幕的控制面板，进行喷淋机械手操作，包括参数的设定和实际参数的显示。功能有：实际值（例如压力、流量、时间、温度等）、运行的次序和速度、校正（相对于模具的校正）、气动点、专用程序；冷却润滑装置6可根据模温检测热电耦回路410对模具温度的检测数据和活塞的成型情况，对模具的润滑和吹的过程进行优化调整，对模具进行润滑冷却，同时保证在有节拍的生产状况下，保证模具温度的一致性；冷却润滑站601中的冷却润滑液的主要成分是石墨乳和水，一般配比为1:5，该参数仅做参考，冷却润滑站601的压力为18-22bar，包含计量和混合装置，可对润滑液的混合比进行自动调整，气压站的压力为6-8bar，冷却润滑站601的压力和混合比根据模具的冷却润滑情况进行调整，不需要中断生产；喷淋机械手604由压力机1滑块的动作强制控制，因此喷淋机械手604进出位置与滑块和自动步进梁传送装置5的相应位置精确匹配，每个成型工位的喷淋和吹气的开始和持续时间通过压力机1控制单独编程，设定参数的优化可在锻造过程中实现，而无需中断生产。
30.如图5至图6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述喷淋盘606包括：喷淋板6064，与所述喷淋机械手604固定连接；喷头6061，安装在喷淋板6064上；润滑液喷嘴6062，安装在所述喷头6061上；喷淋液接口6065，与所述润滑液喷嘴6062相连通，所述喷淋液接口6065与润滑液管道602相连；压缩空气喷嘴6063，安装在所述喷头6061上；压缩空气接口6066，与所述压缩空气喷嘴6063相连通，所述压缩空气接口6066与压缩空气管道603相连。
31.喷淋盘606用于对模具进行冷却润滑和吹气，内部管道的设计、喷嘴的数量和布局与模具的型腔结构息息相关，每个润滑液喷嘴6062、压缩空气喷嘴6063的喷洒量和压力根据不同结构产品的要求可在生产过程中进行调整优化；冷却润滑装置6对模具的冷却润滑过程为：首先是气阀启动，压缩空气喷嘴6063对模具型腔的氧化皮进行清理，一般时间设置为0.3s，然后打开润滑液阀，润滑液喷嘴6062带动润滑液在压缩空气的强气压下雾化，并喷洒到模具表面，一般时间设置为0.4s，随后润滑液阀关闭，气阀继续打开，压缩空气喷嘴6063对模具表面的液态润滑液进行吹干附着在模具型腔表面，一般时间设置为0.3s，最后气阀关闭，冷却润滑装置6移出，压力机1进行锻造成型，整个润滑过程的喷淋和吹气时间可根据产品的充填和表面质量进行优化调整。
32.工作过程：自动感应加热机加热的合格工件通过滑道滑入摆动收料器3中，摆动收料器3转动45
°
到达自动步进梁传送装置5上的第一夹钳502位置，自此工件进行连续进给，第一夹钳502将工件传送到镦粗模具403工位，第二夹钳503将已镦粗的工件传送到第一预锻模具404，第三夹钳504将预锻一完成的工件传送到第二预锻模具405，第四夹钳505将预锻二完成的工件传送到终锻模具406，第五夹钳506将终锻完成的工件传送到下模座407，第
六夹钳507将切边/冲孔完成的工件传送到出口，自动步进梁传送装置5的每一套夹钳完成传送立即回到原来的位置，进行下一次传送；自动步进梁传送装置5每完成一次传送或滑块每运行一次，冷却润滑装置6的喷淋机械手604运行一次，对第一预锻模具404、第二预锻模具405、终锻模具406的上下模具进行一次冷却润滑。
33.活塞锻造生产过程中，操作者可根据模具的温度、工件的充填对冷却润滑装置6的压力、流量、时间、温度等参数进行调整，保证模具温度的恒定和工件的充填完整。同时可以在保证工件质量和模具寿命的前提下，调整压力机1和自动步进梁传送装置5的生产节拍，提高生产效率。
34.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，包括：压力机；自动步进梁驱动装置，安装在所述压力机的两侧机架上；摆动收料器，用于传送坯料；自动步进梁传送装置，与所述自动步进梁驱动装置相连接，所述自动步进梁传送装置的抓取位置与摆动收料器的传送到达位置相一致，用于传递坯料；活塞五工位模具，安装在所述压力机的工作台上，用于对坯料进行锻造；冷却润滑装置，位于所述压力机的后侧，与所述活塞五工位模具相对应，用于对活塞五工位模具进行冷却润滑。2.根据权利要求1所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述压力机为2500t热模锻压力机。3.根据权利要求2所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述活塞五工位模具包括：上模座，固定在所述压力机的滑块工作台上；上底板，与所述上模座固定连接；下模座，固定在所述压力机的下工作台上，所述摆动收料器固定在下模座上；下底座，与所述下模座固定连接；模具组件，所述模具组件的上模均安装在所述上底板上，所述模具组件的下模均安装在所述下底座上。4.根据权利要求3所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述模具组件包括镦粗模具、第一预锻模具、第二预锻模具、终锻模具和下模座。5.根据权利要求3所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述活塞五工位模具还包括模温检测热电耦回路，安装在所述模具组件的内部，用于检测模具温度。6.根据权利要求3所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述自动步进梁传送装置包括：步进梁臂，安装在所述自动步进梁驱动装置上；第一夹钳、第二夹钳、第三夹钳、第四夹钳、第五夹钳、第六夹钳，固定安装在所述步进梁臂上，用于抓取坯料进行传递。7.根据权利要求6所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述第一夹钳的抓取位置与所述摆动收料器的传送到达位置相一致。8.根据权利要求3所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述冷却润滑装置包括：冷却润滑站；润滑液管道，所述润滑液管道的一端与冷却润滑站相连，润滑液管道的另一端与喷淋机械手相连，所述喷淋机械手滑动安装在所述压力机的后侧；压缩空气管道，所述压缩空气管道的一端与冷却润滑站相连，压缩空气管道的另一端与喷淋机械手相连；控制阀，安装在所述喷淋机械手上；喷淋盘，安装在所述喷淋机械手上，用于对模具组件进行冷却润滑。
9.根据权利要求8所述的锻钢活塞自动化加工设备，其特征在于，所述喷淋盘包括：喷淋板，与所述喷淋机械手固定连接；喷头，安装在喷淋板上；润滑液喷嘴，安装在所述喷头上；喷淋液接口，与所述润滑液喷嘴相连通，所述喷淋液接口与润滑液管道相连；压缩空气喷嘴，安装在所述喷头上；压缩空气接口，与所述压缩空气喷嘴相连通，所述压缩空气接口与压缩空气管道相连。
技术总结本发明适用于热模锻造技术领域，提供了一种锻钢活塞自动化加工设备，包括：压力机；自动步进梁驱动装置，安装在所述压力机的两侧机架上；摆动收料器，用于传送坯料；自动步进梁传送装置，与所述自动步进梁驱动装置相连接，所述自动步进梁传送装置的抓取位置与摆动收料器的传送到达位置相一致，用于传递坯料；活塞五工位模具，安装在所述压力机的工作台上，用于对坯料进行锻造；冷却润滑装置，位于所述压力机的后侧，与所述活塞五工位模具相对应，用于对活塞五工位模具进行冷却润滑。本发明设置自动步进梁驱动装置和自动步进梁传送装置，空间布局上结构更加紧凑，生产节拍快，设置有冷却润滑装置，保证模具的润滑，提高模具寿命。提高模具寿命。提高模具寿命。
技术研发人员：吴雅俊 黄昌文 黄银林
受保护的技术使用者：安徽安簧机械股份有限公司
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/11/1
