螺母熱鍛加工自動化生產線及組合上、下料系統設計

朱桂英，師國輝，郭書花，董祿杰

（1.河北工程大學；2.邯鄲市海發機電設備有限公司；3.衡水一中邯鄲分校，河北 邯鄲 056000）

熱鍛螺母生產線鍛壓生產中，根據加工過程可以分成4個步驟，分別為中頻爐線圈加熱、墩粗、預成型加工、成型加工。目前，螺母熱鍛加工過程多為3臺鍛壓機分別進行3個工位的鍛壓過程，且由人在鍛壓機之間運送坯料，效率較低且人工成本較高。在降低成本的基礎上，設計螺母加工的自動化裝置是我們研究的重要方向。

1 螺母熱鍛加工自動化生產線的整體設計

1.1 結構組成

螺母熱鍛加工自動化生產線由自動解捆裝置1、自動對孔輸送裝置2、切料機3、提升裝置4、自動上料裝置5、中頻加熱裝置6、自動下料裝置7、自動送料裝置8和螺母熱鍛機械9等九部分結構組成（如圖1）。

圖1 螺母熱鍛加工自動化生產線構成圖

1.2 工作原理

自動解捆裝置1將成捆的棒料自動解捆后，依次把棒料推送至自動對孔輸送裝置2，自動對孔輸送裝置2將棒料自動對準切料機3的入口，由切料機完成自動切料，切好的棒料段由自動起升裝置4提升并傾倒入自動上料裝置5，自動上料裝置5將棒料段提升、分揀、輸送至中頻爐控制的加熱線圈，加熱后輸送至自動送料裝置8，自動送料裝置8將熱棒料段送至螺母熱鍛機械9的各個工位進行鍛打，鍛打后的螺母坯料由自動下料裝置7送出。

2 螺母熱鍛加工自動化生產線組合上下、料系統設計

螺母熱鍛加工自動化生產線主要加工設備為壓力切料機、中頻加熱機械、鍛壓機，工序為切料工序、加熱、墩粗、預成型、成型加工。在5個工序中我們都設計了自動上、下料裝置，形成一套組合上、下料系統。

2.1 組合上下、料系統構成

主要由自動解捆裝置1、自動對孔輸送裝置2、自動起升裝置4、自動上料裝置5、自動下料裝置7和自動送料裝置8組成（圖1）。

圖2 提升裝置構結構示意圖

2.1.1 自動起升裝置4構成和原理

自動起升裝置4由液壓升降平臺和和翻倒料斗組成。料斗（1）上安裝有傳感器，且底部一側與底座（3）鉸接，另一側鉸接油缸（2），油缸（2）的另一端與底座（3）固連。

切料機3為通用棒料切斷機器，將螺母毛坯棒料切成適合加工的短棒料。切斷后的棒料落入自動起升裝置4的翻倒料斗（1）中。當棒料裝滿料斗時，油缸（5）控制料斗向上運動；到達指定高度后，油缸（2）頂升料斗（1）靠近切料機的一側，使料斗發生側翻，將棒料段倒入自動上料裝置5中的自動提升機構5(1)的料斗中。

圖3

2.1.2 自動上料裝置5構成和原理

自動上料裝置5由自動提升機構5(1)，自動理料、分料機構5(2)組成。自動提升機構5(1)中設置有三級活動升降板，可將棒料段提升至自動理料、分料機構5(2)的進口端。自動理、分料機構通過傾斜擋板先將雜亂的棒料重新掉回到整理機構的料斗中，剩下規則排列的棒料繼續沿輸送帶前移。經縱向、橫向氣缸進行縱向、橫向兩個方向的推送后，進入中頻爐控制的線圈6，加熱至需要的溫度。再通過一個下滑軌道即可進入自動送料裝置8，此時就完成了棒料的理料、分料、送料過程。

圖4

2.1.3 自動送料裝置8的結構和原理

自動送料裝置8（如圖3、4）由伺服電機1、絲杠螺母2、絲杠3、頂升氣缸4、導向桿5、支撐板6、支撐板7、卡爪氣缸8、支撐座9、氣缸桿10、連桿11、卡爪盤12、卡爪盤13、固定桿14組成。

伺服電機1與鍛壓機固連，絲杠螺母2與絲杠3套接，支撐板7與絲杠螺母2固連，導向桿5一端與支撐板7固連，另一端穿入支撐板6的導向孔，支撐板6可以沿導向孔運動。氣缸4底座與支撐板7固連，氣缸4伸出桿與支撐板6相連接。

本設計螺母熱鍛機械9包含熱鍛螺母加工的3道工序：墩粗、預成型、成型加工，且3道工序都在一臺螺母熱鍛機械上完成。螺母熱鍛機械上3個加工工位處分別對應設置3個卡爪盤。在機構啟動時，支撐板7及以上機構都處于起始位置（如圖3）。當加熱后的胚料到達指定位置時，卡爪盤16抓緊胚料，在伺服電機1的驅動下，支撐板7向右移動（如圖3），將胚料移送至墩粗工序位置處，卡爪盤16下降并松開，鍛壓機下降完成墩粗工序。然后，伺服電機驅動支撐板7向左移動，回到原起始位，卡爪盤16上升、夾緊新到位的熱胚料進行第二次循環。

在第二次循環時卡爪盤15卡緊墩粗后的熱胚料，將其移送至預成型工序位置處。同理，預成型后的胚料由卡爪盤12、13夾緊進入成型加工工位處，完成成型加工工序。成型加工工序完成后胚料通過自動下料裝置7下料（如圖1），所以螺母熱鍛機械可以實現3個工序的的同時加工。

3 結語

論文主要對螺母熱鍛加工自動化生產線的整體方案進行了設計；設計了與生產線相配合的由數套上、下料裝置構成的組合上下、料系統；對壓力切斷機及熱鍛機的上、下料裝置進行了設計，實現了螺母熱鍛加工從棒料解捆、切料、加熱、墩粗、預成型、成型加工的自動化。