MP1600热模锻压力机精锻齿轮自动化锻造生产线技术方案.docx
《MP1600热模锻压力机精锻齿轮自动化锻造生产线技术方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MP1600热模锻压力机精锻齿轮自动化锻造生产线技术方案.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
MP1600热模锻压力机精锻齿轮自动化锻造生产线技术方案
MP-1600热模锻压力机精锻齿轮自动化锻造生产线技术方案
一、生产线整体工艺方案：
根据精锻齿轮生产特点，推荐MP1600热模锻压力机生产线，主要包含MP-1600热模锻压力机、自动送料装置（步进梁）、YKT-630热模锻压力机、传送带等。
用于精锻齿轮锻件的多工位自动化锻造生产，采用四工位温热精锻加冷精整的方式，热锻频率为每分钟8-10次，工艺技术方案如下：
1、精密下料后的棒料成箱用叉车放入中频感应加热炉的料箱翻斗内，传送至步进式自动上料机，自动地把坯料输送到出料输送链上，进入夹辊轮进料系统，棒料以连续均匀的预定速度通过加热感应线圈加热至设定温度；通过温度分选机构，不合格棒料排除，合格棒料通过快速出料机构送入红件输送带。
2、红件输送带将棒料送入自动输送装置始端的翻转料槽，使棒料直立，便于输送装置的夹爪夹持。
3、自动输送装置（机械手）安装在MP热模锻压力机两侧，负责锻件的自动传送工作。
4、MP热模锻压力机具有四个锻造工位：
镦粗、预锻、终锻、切边。
5、模具和模架安装在热模锻压力机上，通过自动喷雾装置进行润滑和冷却。
6、锻造完成后，锻件通过输送带传送至指定料框。
7、半轴齿轮：
目前锻造工艺，Ø55X90，1.67kg，
压力机上工步为：
镦粗—预锻—终锻—切边。
8、行星齿轮：
目前锻造工艺，Ø35X64，0.48kg，
压力机上工步为：
镦粗—预锻—终锻—切边。
9、锻件冷却后进行喷砂清理去除氧化皮，表面上油后在YKT-630热模锻压力机上进行冷精整达到需要锻件精度。
（下料、喷砂清理、上油设备和装置不含在以上方案中）
以上工艺为理论计算，实际生产过程会稍有变化，根据生产情况可以进行完善和调整。
生产线外形布置图如下：
二、MP-1600热模锻压力机和YKT-630冷挤压机：
（一）压力机主要技术参数
序号
名称
单位
规格
备注
1
公称力
kN
16000
2
滑块行程
mm
280
3
滑块行程次数
SPM
90
4
单次生产频率
次/分
15
5
最大封闭高度
mm
875
6
装模高度调节量
mm
16
7
工作台尺寸（左右×前后）
mm
1050X1400
8
滑块底面尺寸（左右×前后）
mm
1030X1140
9
主电动机（功率）
kW
95
10
上顶料装置
压力
kN
80
行程
mm
37
11
下顶料装置
压力
kN
240
行程
mm
37
11
工位排布
工位数量
4
工位间距
mm
240
以模具为准
12
外形尺寸（左右×前后×地面以上高）
mm
4100X3500X7050
MP-1600
序号
名称
单位
规格
备注
1
公称力
kN
6300
2
公称力行程
mm
8
3
滑块行程
mm
200
4
滑块行程次数
SPM
35
5
单次生产频率
次/分
12
6
最大封闭高度
mm
600
7
装模高度调节量
mm
15
8
工作台尺寸（左右×前后）
mm
800X800
9
滑块底面尺寸（左右×前后）
mm
750X700
10
主电动机（功率）
kW
55
11
上顶料装置
压力
kN
70
行程
mm
30
12
下顶料装置
压力
kN
400
行程
mm
80
13
工位排布
工位数量
1
工位间距
mm
YKT-630
（二）MP热模锻压力机主要特点
1、机架：
采用整体式铸造机身。
机架两侧开有侧窗口，方便横向送料。
毛坯和加工完后分别进行探伤，确保焊接件无缺陷。
2、主传动：
主传动部分是由电机、带传动、飞轮、滚动轴承、带传动张紧机构及连接零件等组成
3、滑块：
滑块采用铸钢，铸件要热处理。
毛坯和加工完后分别经过探伤，确保铸钢件无缺陷。
滑块导向采用X形长导轨结构，导向长度长，导向面大，导向精度高，承受偏心载荷能力强。
因X形导轨受热膨胀影响小，在热加工的生产环境中，确保锻造过程导轨间隙而获得较高的导向精度，以提高锻件精度。
4、连杆:
连杆采用铬钼合金铸钢，铸件进行热处理。
毛坯和加工完后分别经过两次探伤，确保铸钢件无缺陷。
连杆采用双点结构，提高热模锻压力机的刚性，实现多工位锻造。
5、偏心轴和压力销：
偏心轴采用优质合金钢锻件，压力销采用优质合金钢锻件，锻件要求有质量资制的单位锻造，粗加工后要进行调质处理，增强其屈服极限，延伸率等。
表面粗糙度最终采用抛光处理。
粗加工和热处理后分别经过两次探伤。
6、平衡缸装置:
防止滑块在制动器失灵或者主要执行机构零件破坏时的意外坠落；消除连杆与滑块、偏心轴结合部位的间隙;减少压力机传动的动载和噪音;减轻封闭高度调整机构的工作负荷;减少压力机回程时的能量损失。
7、飞轮制动器：
飞轮制动器是一个单作用的气缸，相对飞轮是轴向制动的，当压缩空气进入气缸，活塞移动，活塞的前面有摩擦块，摩擦块紧紧地压在飞轮的侧面，阻止飞轮旋转，使之快速停止。
配置飞轮制动器，可迅速将偏心轴与飞轮制动，是热模锻压力机的安全保护装置。
8、制动器：
用来保证在规定的制动时间内使压力机偏心轴停止，并且在气动和电动控制系统停止供气和电的任何故障下，使滑块及其相连的零件停止和精确定位。
制动器采用小惯量的单盘浮动镶块式结构，发热轻，寿命长，磨损后易于更换。
9、离合器：
保证热模锻压力机在正常工作时按规定接合频率驱动传动的被动部分，并且把工作扭矩从传动的主动部分可靠地传递到被动部分，实现压力机的锻造功能。
离合器采用小惯量的单盘浮动镶块式结构，发热轻，寿命长，磨损后易于更换。
10、开关装置：
保证离合器和制动器按规定顺序协调动作。
动作方式为电子凸轮开关控制。
11、气动系统：
从车间气源来的压缩空气，经过滤后，分三路，一路去压机上储气罐，从储气罐出来送往平衡缸、离合器气缸、制动器气缸和飞轮制动器气缸，一路去往地面上储气罐，从储气罐出来送往下顶料气缸，另一路送往润滑系统的气动油泵，作为动力源。
12、润滑系统：
热模锻压力机工作环境灰尘多、震动大和温度高，润滑系统对提高压力机的使用寿命、可靠性和精度保持性，降低能耗和维修费用尤为重要。
润滑系统分为自动润滑和手动润滑两部分，自动润滑系统对关键部位（曲轴轴承、连杆轴承、滑块导向等）设有监控和报警。
润滑系统采用两种形式，第一种是干油润滑系统，干油润滑系统又分自动润滑系统和手工润滑系统，第二种是稀油润滑。
干油自动润滑部位：
偏心轴两端支承滑动轴承，连杆大小端滑动轴承，滑块导轨，上、下顶料机构的轴承处等。
手工干油润滑部位：
离合器进气嘴的滚动轴承，连轴节，锥齿轮。
稀油润滑部位：
平衡缸。
13、冷却系统：
冷却系统是利用车间自来水冷却滑块、制动器座和压盖。
滑块一般不用冷却。
制动器必须冷却，保证正常工作和延长摩擦块的使用寿命。
14、顶料装置：
完成锻件的顶出功能。
上顶料为机械式，无需控制。
下顶料为机械和气动高保。
上下顶杆位置由买方确定后提供。
15、热模锻压力机配置有加热炉、自动送料装置等的信号接口。
（三）、MP热模锻压力机电气控制系统的组成及说明
电控系统由PLC控制柜、电气控制柜、操作柜及设备检测元件等组成。
甲方需配置热模锻压力机用独立电源，防止与其他设备干扰。
1、PLC控制柜。
电气控制系统选用日本三菱可编程控制器（PLC）为核心控制器，操作界面采用中文模式，可触摸屏显示操作，简洁直观。
配以高性能的中间控制继电器、控制电源等电子器件，完成对设备的自动控制。
2电器控制柜
电器控制柜主要由大容量的空气开关、接触器、热继电器、中间继电器等组成。
空气开关、接触器、热继电器等选用法国原装施耐德产品。
3操作柜
操作柜由按钮、转换开关、指示灯及数码显示器、检测仪表等组成。
实现对锻压机的操作控制、故障报警显示、故障报警记录等功能。
4设备检测元件
设备检测元件由凸轮开关、测温热电阻，行程开关及接近开关等组成。
5、电气系统
5.1配电柜柜体由8MF冷弯型钢局部焊接组装而成，构架零件及专用配套零件由型钢定点生产厂配套供货，以保证柜体的精度和质量；
5.2柜门用转轴式活动铰链与构架相连，安装拆卸方便；门与构架用多股软铜线相连，整柜构成完整的接地保护电路。
5.3柜体表面静电喷塑；
5.4所有柜面按钮、开关、仪表均有汉字标识；
5.5电柜内电气元件摆放合理并拆装方便，配线整齐、美观、线号清晰，导线绝缘良好，无损伤；
5.6柜内均有照明、门限位；在柜体上下两端均有不同数量的散热槽孔，当柜内电器元件发热后，热量上升，通过上端槽孔排出，而冷风不断地由下端槽孔补充进柜，使密封的柜体自上而下形成一个自然的通风道，达到散热的目的。
6起动方式：
采用三菱变频器起动方式。
能够实现低速调整模具。
（四）、MP热模锻压力机主要配置清单
电
气
部
分
名称
产地或品牌
主电机
国产
滑块调整电机
国产
PLC控制器
日本三菱
离合器单阀
美国MAC
吨位监控系统
美国HELM
交流接触器
ABB
按钮开关
施耐德
密封件
平衡缸部分
台湾汉升
其它密封件
台湾汉升
油路
浓油集中润滑系统
中日合资永嘉流遍
机
械
部
分
名称
型号
简要说明
产地或品牌
机身
基础件
ZG230-450
扬锻
偏心轴
基础件
42CrMo
溧阳瑞威
飞轮
基础件
ZG270-500
扬锻
承压偏心销
基础件
34CrNiMo
南京晨光
离合器
部件
ZG230-450
扬锻
制动器
部件
ZG230-450
扬锻
连杆
基础件
ZG42CrMoV
扬锻
滑块
基础件
ZG270-500
扬锻
平衡缸
部件
常州佳王
铜瓦
基础件
ZCuSn10P1
浙江灿根
拉紧螺杆
基础件
40Cr锻件
扬锻
三、自动送料装置（韩国步进梁）
1、构成
本自动送料装置用于1600吨热锻压力机的自动化操作，夹料，送料，提料三维动作，分别由独立的伺服马达（共6个）驱动，行程均可自由调节。
本自动送料装置由左右驱动箱体，伺服控制柜，步进梁（含夹爪，误夹检测传感器），进料槽，分离装置，材料检测装置，黄油泵（自动型）等组成。
驱动箱体分别固定在压力机的左侧面和右侧面的安装基准面上，步进梁则安装在上下模具之间的送料面，左右分别与驱动箱体连接，夹爪则安装在步进梁上；通过步进梁的三维运动，实现工件的自动送料。
集成自动喷雾装置。
2、主要规格
型号:
DSST-LD-260-60-60
NO
项目
规格
1
压力机
1600TON
2
工作台面尺寸
1050mm（左右）x1400mm（前后）
3
压力机工作速度
15次/分（最大）
4
工位数
4工位
5
送料行程
≤260mm
6
夹料行程
0-60mm（最大）
7
提升行程
0-60mm（Max）
8
控制系统
数字式交流伺服控制及运动控制
9
速度（空载同期运转时）
最大-15次/分
10
主电源
交流200/220V,50/60Hz,3相
11
控制电源
直流24V,单相
12
气压
5Kg/㎠
13
送料面高度
工作台上平面起（）mm
14
送料方向
左⇒右
3、详细规格
3.1电控及操作部分
1
主电源
交流200/220V50/60Hz3相20KVA
2
操作电源
直流24V
3
操作盘
自立型触摸屏GP
4
PLC（可编程控制器）
三菱Q系列CPU型
5
伺服控制器
三菱Q系列运动控制器
6
操作方式
手动，寸动，自动，1工程，异常
7
作业方式变换
选择按钮自动变更
8
注油装置
中央集中式自动给油
9
自动方式
同步方式（PressMaster）
3.2步进梁部分
1
移动步进梁导向
直线运动LM导轨导向（REXROTH制造）
2
步进梁断面尺寸
80mm*100mm
3
步进梁分离方法
手动
4
步进梁材质
AL6061–1套（两根梁）
5
产品检测方法
接近传感器（DC24V）
6
重量
45Kg/1根梁（包括夹爪）
7
夹爪
S45C–10个
8
电线连接
连接器
3.3送料部分
1
驱动
交流伺服马达2kw–2套
2
控制
运动编码器（三菱j2s型）
3
移送结构
直线运动LM导轨（REXROTH制造）
4
行程
260mm
5
移送精度
±0.2mm
6
过行程防止
接近传感器
7
移送速度
270mm/秒平均
8
减速形式
行星齿轮减速器
3.4提料部分
1
驱动
交流伺服马达2kw-2套
2
控制
运动编码器（三菱j2s型）
3
移送结构
摆线针轮行星减速器和平衡缸
4
行程
0-50mm
5
移送精度
±0.2mm
6
过行程防止
接近传感器
7
移送速度
270mm/秒平均
8
减速形式
摆线针轮行星减速器减速
9
行程设定
数据输入
10
平衡气缸
气缸–2套
3.5.夹料部分
1
驱动
交流伺服马达3kw-2套
2
控制
运动编码器（三菱j2s型）
3
移送结构
滚珠丝杆
4
行程
0-60mm
5
过行程防止
近接传感器
6
移送速度
270mm/秒平均
7
减速形式
滚珠丝杆
8
夹料搬送方式
夹爪5个/1根梁
9
行程设定
数据输入
4、动作描述
工件由左侧加热炉出来后通过滑道投料至进料分离装置，经过分离装置后进入预备位置，最左侧（第一组）夹爪将其夹起，通过三维动作，送入第一工位，压力机成形一次后，第二组夹爪夹起第一工位的坯料，通过三维动作将其送入第二工位，然后依次由第三组夹爪把工件由第二工位送入第三工位，第四组夹爪把工件由第三工位送入第四工位，依此类推。
每个送料动作的同时，模具冷却润滑系统同步喷雾进行模具冷却润滑作业。
四、中频感应加热炉（恒锐500KW/1KHZ）
（一）设备主要工艺参数及技术要求：
1、加热要求：
1.1坯料材质：
能磁化的钢
1.2典型坯料规格：
坯料直径
（mm）
坯料长度
（mm）
坯料重量（Kg）
节拍（秒/件）
加热温度（℃）
材质
功率（KW）
Φ55
90
1.67
5
1100℃±20℃
20CrMnTi
500
1.3加热温度：
1080~1120度
1.4正常工作时加热稳定，温度波动在±20℃内，芯表温差不超过30℃
2、生产线各部分结构和要求
2.1翻料机构：
将料框内的料倾倒至阶梯上料机内。
2.2上料机构：
阶梯上料机能有序排料，将料提升送入进料链条上。
2.3进料机构:
2.3.1在输送链入口安装一个缺料检测开关，当缺料时能使阶梯上料机及时供应坯料。
2.3.2链条输送机构，能变频调速；
2.3.3进料采用匀速链辊方式，速度变频可调,并满足各种料段规格和节拍要求；
2.3.4在感应器入口前装有防丢料机构一套，缺料时在控制面板上有指示灯显示，并自动转为停机状态。
2.4出料机构：
2.4.1快速出料装置一套，将料快速从感应器中取出；
2.4.2出料三分选机构，能快速、准确、及时地把低温料、高温料分选出去。
2.5测温系统
2.5.1测温仪型号采用德国IMPAC公司IS320；
2.5.2测温信号通过西门子EM235模-数转换模块将模拟量转换为数字量送到PLC进行计算，再与设定温度比较实现温度分选功能。
2.5.3测温装置不受表面氧化皮、灰尘、烟雾、水蒸气对测温的影响，测温装置准确性、耐用性12个月内合格，不合格免费更换。
2.5.4温度测量准确，温度在HMI上实时显示。
2.6电源机构
2.6.1内部结构
2.6.1.1中频电源整体装在一个钢板制成的柜体中，并经过性能试验。
所有的构件都可以通过前门进行检测、维修和更换。
2.6.1.2功率晶闸管是水冷的。
中频电源中配有与甲方工厂电网相适应的中心连接器。
三相接触器适用于中频电源在负荷下转换。
在正常的操作条件下，这些接触器在整流逆变后无载接通，因此不会烧损触点。
2.6.1.3整流桥由6个完整的晶闸管单元组成，每个晶闸管单元包括：
带水冷却体的底板，晶闸管芯，脉冲变压器。
2.6.1.4三相阻尼单元用于在主回路换流峰值时保护整流晶闸管。
2.6.1.5整流桥晶闸管的反电势保护避免整流回路的电压跳跃式上升。
2.6.1.6带铁芯和冷却线圈的直流中间回路滤波器，用于对直流进行滤波及短路时限制电流上升。
2.6.1.7逆变桥由4个完整的晶闸管单元组成，每个晶闸管单元包括：
带水冷却体的底板，晶闸管芯，脉冲变压器，RC器件。
2.6.1.8检测电流、电压实际值的电流、电压互感器，用于控制和监测逆变电压、关断时间和换流。
2.6.1.9所有管路采用不锈钢管或者胶管连接。
每一支路安装水温保护。
整个循环水系统包括胶管能承受0.5Mpa的水压。
2.6.2电源特点：
2.6.2.1逆变调节系统采用恒反压控制原理，保证额定中频输出功率因数cosΦ≥0.9，全部为数字电路，保证起动成功率不低于99%，其触发信号直接取自于逆变可控硅两端。
2.6.2.2电源具有电流、电压双闭环调节，1.2倍限流调节等功能。
当电网电压波动±10%时，中频输出波动不大于1%。
起始电流的自动调整对于空载、轻载等起动均能很好地解决，调功电位器不在零点时也能顺利启动。
2.6.2.3电源除普遍采用过压、过流保护环节，在控制部分有比较完善的过流、过压、逆变失败和元件过温、水温水压失常保护措施，一旦出现故障能够迅速切断电源，同时在设备的控制装置上会显示相应的故障信息，方便排除故障。
2.6.2.4对整流、逆变可控硅、电抗器、感应器及其他关键件加装过热保护系统，防止因水堵而过热损坏元件。
2.7电气控制部分
2.7.1外操控制面板（内装控制按钮、控制开关、人机界面，西门子PLC控制单元）完成整套设备的控制；西门子PLC控制系统，含数字量和模拟量输入输出模块；屏幕上能显示各种故障信息，显示加热数量。
乙方在设计外操作控制屏时应充分考虑甲方生产现场的可操作性，防止因为意外而损坏操作屏上的执行元件。
2.7.2人机界面采用台湾产：
在该屏上能对节拍、上限温度、目标温度、下限温度进行设置。
2.8感应加热炉
感应器为烧结式炉衬。
感应器设计为易替换的单元，装在加热机的上面。
炉体与机架利用定位销定位，水路利用不锈钢快速接头连接；感应线圈每一支路水路采用温度保护。
感应器导轨为非导磁不锈钢管，与坯料接触的表面堆焊厚的耐高温、耐磨损的钨钼合金。
2.9水冷系统
设备汇水管两套水冷系统。
使用板式换热器（乙方提供）冷却电源柜，一套密闭式冷却塔（甲方自己采购）冷却感应器、电容及铜排等以及板式换热器。
所有管路采用不锈钢管或者胶管连接。
整个循环水系统包括胶管能承受0.5Mpa的水压。
具有冷却水水压监控，各关键部位（整流、逆变晶闸管、平波电抗器、感应炉、补偿电容器等具有温度保护功能）。
电源柜及感应线圈各支路水温监控系统。
（二）、设备供货范围
1、500KW设备供货范围
序号
名称
内容
数量
备注
1
电源、负载
KGPS500KW/中频电源
1
恒反压控制方式
水冷负载电容
1
含水冷铜排
加热机床
1
含水汇流机构
2
感应器
Φ55和Φ40各一套
1
含水冷导轨
3
外部操作柜
1
西门子PLC、HTTTIC人机界面
4
翻料机构、阶梯上料机
1
液压驱动
6
进料机构
输送链条
1
能变频调速
进料夹送辊轮
1
能变频调速
防丢料机构
1
防止料在炉膛内过热、融化
7
出料机构
快速出料机构
1
快速出料
8
远红外测温仪
1
IS320（IMPAC）
9
三分选机构
1
将料分合格、过温、欠温
10
辅助平台、梯子、护栏等
1
11
大屏幕温度显示仪
1
实时显示出炉坯料的温度
12
每一支路水温保护
1
13
板式换热器
1
冷却中频电源
14
运输、调试
1
2、设备备品备件清单
序号
名称规格
数量
价格（万元）
1
逆变可控硅
1
免费
2
整流脉冲变压器
1
免费
3
逆变脉冲变压器
1
免费
4
感应器导轨
1
免费
5
快速熔断器
1
免费
3、主要元器件产地
序号
名称
产地
备注
1
接触器
正泰
2
按钮、继电器
施耐德
进口
3
可控硅
襄樊台基半导体有限公司
4
快速熔断器
西安西整熔断器厂
5
测温仪
SS09
6
PLC
西门子S7-200
7
补偿电容
上虞电力电容器厂
8
触摸屏
台湾产：
HITECT6″彩色
（三）加热炉技术参数
500KW技术参数
加热材质
钢、能磁化
加热方式
完全加热
最终加热温度
℃
1100~1250度
正常工作坯料首尾温差范围
℃
≤30℃
坯料范围
mm
Ф35-Ф55
最大生产量
Kg/H
1250
4.1.2机械部分技术参数
输送原理
链条连续式进料
4.1.2.1项感应炉所用的料径范围
mm
Ф35-Ф55
4.1.3电器部分技术参数
加热机采用的PLC控制系统
西门子S7-200
标准使用的控制电压
V
220
标称功率
KW
750
额定频率
Hz
1000
额定电压
V
750
输入电压
V
380
控制变流器脉冲数
6
主回路接
KVA
1000
主回路接频率
Hz
50
冷却水量
T/h
30
水压最小压差
Kg/cm2
2.5
五、模具、模架
乙方提供模具模架的设计的全套图纸（两个产品），以及两套模具模架用于调试
六、传送带
1、锻件出料传送带一套，
2、飞边传送带一套
3、传送带的送料速度应可调，以便于与整个生产线的速度匹配
升级会员 