鍛造生產(chǎn)潤滑改善方案
2024-01-25
對于任何企業(yè)來說，生產(chǎn)成本都是至關(guān)重要的的因素。而改善潤滑條件是一種經(jīng)濟(jì)且見效快的手段。今天小編給大家分享在鍛造生產(chǎn)中如何改善潤滑條件!
整個鍛造生產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量、延長模具壽命、節(jié)約能源，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)、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(yīng)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(diào)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(zhì)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(zhì)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(chǎn)品替代了石墨產(chǎn)品，是對操作現(xiàn)場環(huán)境要求較高的鍛造企業(yè)的推薦產(chǎn)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(chǎn)品在某些特定領(lǐng)域也有一定的使用需求，如復(fù)雜的鋼質(zhì)發(fā)動機(jī)氣門、航空有色金屬及汽車輪轂等鍛件。
隨著油基產(chǎn)品的不斷發(fā)展，新型油基鍛造潤滑劑技術(shù)大量使用了過去不曾使用的添加劑?，F(xiàn)如今對先進(jìn)材料添加抗磨損添加劑、摩擦修復(fù)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(chǎn)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(dá)到相同的效果。并且使鍛造現(xiàn)場的環(huán)境與安全問題也得到大幅度改善。
整個鍛造生產(chǎn)的成本中，模具費(fèi)用是鍛件成本的主要組成部分，一般占生產(chǎn)成本10%～25%，因此提高模具壽命可減少鍛件生產(chǎn)成本中的模具成本。生產(chǎn)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(chǎn)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(jīng)越來越不被大家所接受，從質(zhì)量穩(wěn)定及成本角度考慮，實現(xiàn)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(yīng)用是其中必不可少的因素。
自動潤滑裝置方式
鍛造生產(chǎn)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(jī)床外部，利用滑塊抬起的空間深入模具型腔對模具進(jìn)行潤滑的自動潤滑結(jié)構(gòu)；另一種是安裝在熱模鍛壓力機(jī)的步進(jìn)梁上的自動潤滑裝置。
采用步進(jìn)梁自動化鍛造生產(chǎn)的熱模鍛生產(chǎn)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(jìn)梁上方，整線集成由PLC連線控制，步進(jìn)梁傳輸過程中對鍛造完畢的上下鍛造模具進(jìn)行噴淋潤滑。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點可以對模具進(jìn)行充分潤滑，即使?jié)M工位生產(chǎn)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(fù)運(yùn)動和高溫烘烤，易出現(xiàn)管線故障。這種噴淋潤滑方式僅限于采用步進(jìn)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(jī)床外部的自動潤滑裝置
熱模鍛自動生產(chǎn)線另一種噴淋潤滑方式是安裝在設(shè)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(jī)的主控臺處對其進(jìn)行調(diào)整，由SPS控制的閥系統(tǒng)可以實現(xiàn)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(nèi)。該脫模劑自動噴涂機(jī)是齒輪鍛造業(yè)內(nèi)能夠良好配合鍛壓機(jī)實現(xiàn)全自動代替人工操作的設(shè)備。該設(shè)備主要由機(jī)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(gòu)成，采用日本三菱PLC控制，且配備觸摸屏，實現(xiàn)人機(jī)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(jī)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(shè)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(jìn)行潤滑。整個潤滑裝置通過機(jī)器凸輪角度進(jìn)行控制，通過主機(jī)屏?界面對各?工位模具潤滑用參數(shù)進(jìn)行輸入。
在生產(chǎn)過程中，步進(jìn)梁上卡爪后面的卡爪座內(nèi)安裝有感應(yīng)開關(guān)，用來檢測每個工位是否有工件，并根據(jù)PLC程序設(shè)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(jī)鍛模潤滑，鍛造自動化生產(chǎn)線的噴淋潤滑方式可以采用鍛造毛坯轉(zhuǎn)運(yùn)夾具與噴淋頭安裝在同一機(jī)械手（或機(jī)器人）自動化設(shè)備上的方式，鍛?毛坯工序間自動化夾持轉(zhuǎn)運(yùn)操作時，順帶完成模具的噴淋潤滑。鍛件在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，由于機(jī)械手需要繼續(xù)完成噴淋任務(wù)，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(jī)器人夾持過程中等待完成氧化皮吹掃、噴淋潤滑冷卻，機(jī)器人夾具受熱時間較長，連續(xù)生產(chǎn)時因受熱時間過長其強(qiáng)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(zhuǎn)運(yùn)夾具安裝在同一機(jī)械手上
熱模鍛自動化生產(chǎn)線模具潤滑劑
石墨乳在鍛造自動生產(chǎn)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(kuò)散，容易至電器元件電路短路。
加劇相對運(yùn)動機(jī)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(jī)水基潤滑劑必定會提高鍛造自動生產(chǎn)線效率，改善鍛造生產(chǎn)環(huán)境，增加鍛造模具壽命，使鍛造企業(yè)獲得產(chǎn)品成本差別化競爭優(yōu)勢。
(本文來源于網(wǎng)絡(luò))
