鍛造生產潤滑改善方案
2024-01-25
對于任何企業(yè)來說，生產成本都是至關重要的的因素。而改善潤滑條件是一種經濟且見效快的手段。今天小編給大家分享在鍛造生產中如何改善潤滑條件!
整個鍛造生產中，鍛造潤滑劑成本僅2%左右，但是對整個鍛造起著決定性作用。適量適宜的潤滑劑，可提高產品質量、延長模具壽命、節(jié)約能源，產生良好的經濟、社會效益。
鍛造模具潤滑劑的種類
水基石墨潤滑劑
水基石墨潤滑劑是目前世界上應用較為廣泛的鍛造潤滑劑。水基石墨潤滑劑由粘合劑、潤濕劑、粘附劑、摩擦調整劑、表面活性劑組成。
水基石墨潤滑劑的石墨有天然石墨、非晶質石墨、合成石墨、膠狀體石墨等。天然石墨好、合成石墨次之，非晶質石墨常被用于加工低成本的潤滑劑，膠狀體石墨廣泛使用于有自動循環(huán)系統(tǒng)的鍛造車間，并且近期成本不斷降低，為眾多鍛造企業(yè)提供了更多有吸引力的選擇。
水基合成潤滑劑
水基合成潤滑劑使用非石墨產品替代了石墨產品，是對操作現場環(huán)境要求較高的鍛造企業(yè)的推薦產品。
水基合成潤滑劑又分為含油和水及僅含油兩類。含油的溶液/各種化合物均勻分布在水中；而含水和油的則是乳化油、蠟水。
油基潤滑劑
油基潤滑產品在某些特定領域也有一定的使用需求，如復雜的鋼質發(fā)動機氣門、航空有色金屬及汽車輪轂等鍛件。
隨著油基產品的不斷發(fā)展，新型油基鍛造潤滑劑技術大量使用了過去不曾使用的添加劑?，F如今對先進材料添加抗磨損添加劑、摩擦修復劑、研磨石墨以及含有高分子聚合物的添加劑等，大大提升了油基鍛造潤滑劑產品的性能。這種潤滑劑可以在工藝過程中使用更少的潤滑劑達到相同的效果。并且使鍛造現場的環(huán)境與安全問題也得到大幅度改善。
整個鍛造生產的成本中，模具費用是鍛件成本的主要組成部分，一般占生產成本10%～25%，因此提高模具壽命可減少鍛件生產成本中的模具成本。生產過程中，噴淋潤滑環(huán)節(jié)是延長鍛造模具壽命的重要組成部分。鍛造生產中，鍛造潤滑劑成本僅占2%左右，但是對鍛造模具壽命起著決定性作用。近年來，原來手工的潤滑冷卻方式已經越來越不被大家所接受，從質量穩(wěn)定及成本角度考慮，實現自動化鍛造無疑是今后大家選擇的方向，鍛造自動潤滑裝置的應用是其中必不可少的因素。
自動潤滑裝置方式
鍛造生產線目前采用的自動潤滑裝置主要有以下幾種：一類是安裝在機床外部，利用滑塊抬起的空間深入模具型腔對模具進行潤滑的自動潤滑結構；另一種是安裝在熱模鍛壓力機的步進梁上的自動潤滑裝置。
采用步進梁自動化鍛造生產的熱模鍛生產線，該噴淋系統(tǒng)將噴淋頭、噴淋液管、氣管軟管都安裝在步進梁上方，整線集成由PLC連線控制，步進梁傳輸過程中對鍛造完畢的上下鍛造模具進行噴淋潤滑。這種結構優(yōu)點可以對模具進行充分潤滑，即使?jié)M工位生產也可以避免潤滑過程中潤滑液噴在鍛件上面，但由于受往復運動和高溫烘烤，易出現管線故障。這種噴淋潤滑方式僅限于采用步進梁自動化的簡單中小型鍛件自動化鍛造模具的噴淋潤滑（圖1）。
圖1 安裝在機床外部的自動潤滑裝置
熱模鍛自動生產線另一種噴淋潤滑方式是安裝在設備上，采用擺臂式自動噴淋潤滑系統(tǒng)。擺動潤滑裝置由一個潤滑噴灑單元和配液單元組成，使用高壓軟管和鋼管將該單元和送料單元以及一個或者多個噴嘴裝置相連接。在壓力機的主控臺處對其進行調整，由SPS控制的閥系統(tǒng)可以實現非常精確的冷卻水量和潤滑材料混合物劑量的分配。通過擺動潤滑裝置將空氣、水和脫模劑送入到模腔內。該脫模劑自動噴涂機是齒輪鍛造業(yè)內能夠良好配合鍛壓機實現全自動代替人工操作的設備。該設備主要由機座、儲液箱、攪拌系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、噴液系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等構成，采用日本三菱PLC控制，且配備觸摸屏，實現人機對話。通過合適的氣液配比，將水基脫模劑均勻地噴涂在鍛壓機上下模具表面，并立即吹干，使模具表面形成耐高溫、耐氧化薄膜。同時，給模具降溫，使之鍛打時不粘模，鍛件規(guī)整，延長模具使用壽命。
圖2 安裝在設備上的自動潤滑裝置
這種潤滑裝置噴水用于冷卻模具溫度，確保模具處在一個合適的溫度，空氣用于吹干模具上殘余的水和氧化皮，潤滑材料用于對模具進行潤滑。整個潤滑裝置通過機器凸輪角度進行控制，通過主機屏?界面對各?工位模具潤滑用參數進行輸入。
在生產過程中，步進梁上卡爪后面的卡爪座內安裝有感應開關，用來檢測每個工位是否有工件，并根據PLC程序設置水、脫模劑、壓縮空氣在工件來、走、或者來和走都噴灑。
對封閉空間足夠大的壓機鍛模潤滑，鍛造自動化生產線的噴淋潤滑方式可以采用鍛造毛坯轉運夾具與噴淋頭安裝在同一機械手（或機器人）自動化設備上的方式，鍛?毛坯工序間自動化夾持轉運操作時，順帶完成模具的噴淋潤滑。鍛件在轉運過程中，由于機械手需要繼續(xù)完成噴淋任務，上模噴淋液濺落到鍛件上容易造成鍛件上表面較大溫降，在終鍛前易造成鍛件芯表溫差大，氧化皮厚，易形成鍛造缺陷。同時鍛件在機器人夾持過程中等待完成氧化皮吹掃、噴淋潤滑冷卻，機器人夾具受熱時間較長，連續(xù)生產時因受熱時間過長其強度快速下降，影響后續(xù)精確定位操作（圖3）。
圖3 噴淋頭與轉運夾具安裝在同一機械手上
熱模鍛自動化生產線模具潤滑劑
石墨乳在鍛造自動生產線作為潤滑劑廣泛使用，但其也存在著各種缺陷：
殘渣順著頂料桿間隙下漏至模具和墊板之間，使下頂料孔堵塞，造成頂料桿無法落回或頂出距離發(fā)生變化，影響卡爪對工件定位抓取。
模具模腔表面石墨乳殘渣硬化粘附在模具型腔難以清理，降低了潤滑效果，影響鍛件的金屬流動成形和模具壽命。
干燥后石墨粉四處漂浮擴散，容易至電器元件電路短路。
加劇相對運動機械部件間磨損。故目前安全環(huán)保的綠色鍛造潤滑劑逐漸替代石墨乳，使用環(huán)保安全的新材料水基無毒高溫脫模潤滑劑和噴淋工藝是未來鍛造工藝發(fā)展的趨勢。有機水基潤滑劑必定會提高鍛造自動生產線效率，改善鍛造生產環(huán)境，增加鍛造模具壽命，使鍛造企業(yè)獲得產品成本差別化競爭優(yōu)勢。
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