文／司宗青·蘇州虹逸重工科技有限公司

雙工位雙向臥式框架伺服數控擠壓液壓機(圖1 和圖2)，主要適用于借助專用模具和步進梁輸送工件機構或桁架機器人的工況，可實現圓管材、圓棒料以及方材等兩端同時同步高效熱(冷)擠壓成形新工藝，是專門用于滿足汽車車橋、火車車輛輪軸、汽車半軸、汽車傳動軸的臥式擠壓液壓機，是車輛行業特種鍛造專用液壓機。

圖1 雙工位雙向臥式框架伺服數控擠壓液壓機

1-擠壓油缸 2-水平導軌 3-擠壓水平滑塊 4-換模油缸 5-換模滑塊 6-換模滑塊導軌 7-夾緊模底座8-下夾緊模套 9-上夾緊模套 10-夾緊滑塊 11-管路系統 12-動力站 13-伺服油泵電機組

圖2 雙工位雙向臥式框架伺服數控擠壓液壓機局部剖圖

14-夾緊滑塊導向機構 15-夾緊油缸的充液閥 16-夾緊油缸 17-夾緊充液系統18-鎖緊拉桿螺母 19-擠壓滑塊導軌機構 20-擠壓滑塊導軌21-擠壓雙工位模具 22-整體框架焊接機身23-自動輸送工件機構 24-工件

工作過程

我公司開發的此款設備采用伺服比例數控控制系統，結合獨立液壓系統與集成數顯數控按鈕站，使得整機性能可靠、結構緊湊、外觀美觀、節能降耗、數控數顯自動化程度高。另外，此機設有調整、手動、半自動、聯動四種操作方式，工作壓力、工作行程均可在規定的范圍內無極數字化調整，并可實現“定程”“定壓”兩種工藝動作。

現結合附圖對此設備作進一步說明：工件放置在自動輸送工件機構上，輸送至機床中心下夾緊模具中；夾緊滑塊對工件壓緊，兩側的擠壓水平滑塊實現快進、壓制、回程動作；擠壓雙工位模具自動實現換模功能，兩側的擠壓水平滑塊再次實現快進、壓制、回程動作；夾緊滑塊壓緊松開，通過自動輸送工件機構作用使工件自動輸送至主機之外的輸送線上，整個自動線工作完成。

設備介紹及優勢

⑴雙工位雙向臥式框架伺服數控擠壓液壓機具有伺服數顯數控、節能降耗、節約人力、精度高、噪聲低、占地少、自動集成化高等優點，以及鍛件質量一致便于后續批量數控機加。以生產兩端花鍵汽車半軸為例，目前是使用兩套加熱爐與兩臺立式預鐓機，一端加熱鐓粗后再加熱另一端鐓粗，此處需要約3 ～4 人，存在勞動強度大、工作環境差、效率低、產品質量不可靠等問題。現使用此設備一臺即可完成全部工序，具有造價低、效率高、產品穩定而且易實現自動化，人力大大降低等優點。

⑵機身為整體焊接框架式結構，具有良好的強度和剛度，同時兼顧外形美觀，并且人、機安全性能高。

⑶機身兩側擠壓油缸采用復合式快速活塞油缸結構，缸體與機身安裝采用對開卡套式，便于在機身外安裝，而且后期保養方便。液壓缸具有足夠的強度和剛度，主油缸采用進口密封元件，確保密封性能可靠。兩側的擠壓水平滑塊各自采用獨立的伺服數控系統控制，結合各種獨立的位移傳感器、壓力傳感器以及比例閥等實現速度及壓力的雙閉環控制，能精確控制擠壓水平滑塊的同步壓制在±0.25mm 之內的精度。并且擠壓油缸與擠壓水平滑塊采用球頭球碗結構，受力時自動找正中心不偏載受力，可提高模具壽命。

⑷水平導軌采用四角八面導軌導向，導向精度可通過擠壓水平滑塊和立柱上的楔鐵來調整，以保證擠壓水平滑塊的運行精度及與模具的同軸度，使運行平穩。精度調整方便，調整后精度保持性好，抗偏載能力強。滑塊導軌面帶有可以自動程控定時的滴注潤滑油裝置，以便潤滑運動導軌，并且下側立柱導軌加裝防護罩，防止粉塵及氧化皮進入。擠壓滑塊導軌機構內有高強彈簧和軸承等，以保證兩側的擠壓水平滑塊加壓運行時無振動、抖動，并且有效提高導軌的運行壽命。

⑸雙工位模具機構包括換模油缸、換模滑塊、換模滑塊導軌、擠壓雙工位模具等。設有位置檢測裝置以及固定擋鐵等多層保護裝置，不到位下個動作不執行并且報警提醒。為提高擠壓工件的多次擠壓效率(因工件鍛造比需求)，本機設有雙工位自動換模機構(實現兩臺設備并用)，并且同種規格夾緊模具可通用，可以在夾緊工件保持不動情況下，進行兩個工位的自動快速換模機構的轉換，提高工作效率。雙工位換模機構轉換平穩、定位精度高、使用穩定、模具更換便捷且通用性強、造價低。

⑹夾緊滑塊導向機構采用四柱式導向結構并且導向長度長，間隙合理，導向精度高，抗偏載能力強。四柱導向部分經表面熱處理和磨削加工，并且導套內安裝有耐磨支撐環，表面耐磨且運行穩定可靠。在保證整體框架焊接機身強度下，夾緊油缸的壓緊力遠遠大于擠壓油缸的回程力，不會出現工件一端脫離模具另一端還沒有脫離的現象。機床設有夾緊滑塊，安裝在機床中心線方向，以適應不同規格長度工件的夾緊，保持工件穩定。采用夾緊機構大大地增加了工件在擠壓時的穩定性，防止在擠壓時失穩。

⑺兩側擠壓水平滑塊的壓力控制分別采用獨立比例壓力控制系統，通過壓力傳感器將壓力信號轉變為電信號傳輸給PLC，進而在觸摸屏顯示和調整，比例溢流閥控制系統可以使滑塊壓力在公稱力的10%～100%內無級調節，顯示精度達到±0.1MPa。行程位移分別采用獨立數字顯示、數字控制；位移傳感器采用直線位移傳感器，抗粉塵等污染能力強，位置的顯示和調整通過觸摸屏實現，顯示精度達到±0.1mm。

⑻主伺服油泵電機組選用高壓內嚙合雙聯齒輪泵系列，給擠壓油缸快速供油以實現擠壓水平滑塊的快進以及快速退回工作，可大大提高壓機動作的穩定性及可靠性、節能降耗、降低機床噪聲等。兩側的擠壓油缸、夾緊油缸、輸送工件機構的推拉油缸分別都有各自獨立的閥體系統和各自獨立的伺服油泵電機組，便于調試和維護保養。動力站上設有液位控制繼電器，防止系統缺油和超限而報警。設有溫度傳感器，到臨界溫度時自動啟動冷卻系統，溫度過高時，主機停止工作并報警。液壓系統中設有獨立的油液過濾系統，出現故障時，操作面板上設有報警提醒。

⑼自動輸送工件機構見圖3，因工件不僅重量比較重，而且加熱后溫度為1100 ～1200℃，需把工件放置在下夾緊模套內，完成后可自動把工件放置在主機之外的輸送線上。采用桁架機器人或關節機器人成本很高，采用步進梁輸送效率低，控制精度不高，現采用自動輸送工件機構具有如下優點。

圖3 自動輸送工件機構

101-工件 102-V 形塊 103-兩套齒條 104-限位擋塊 105-擠壓機主機106-推拉油缸 107-兩側轉動皮帶機構 108-導向套 109-上下導向機構導向桿110-推拉油缸支架 111-變向傳動機構 112-輸送支架 113-輔助導軌114-淬火導軌 115-傳動軸主軸 116-伺服減速電機 117-導向輪機構
118-滾動輪機構 119-齒輪齒條導向機構 120-支撐滾輪

1)運行中高效、平穩、可靠、耐用、安全，可與主機互鎖，而且在惡劣的鍛造環境中工作，速度需要根據實際情況可控可調的伺服驅動；加熱工件在運行時無沖擊顫動、安全可靠性高、噪聲低，放置主機內無需占地、整套造價低。

2)采用變頻減速電機與齒輪齒條導向機構的結合，可保證工件在運行時的速度可控可調；保證工件在運行時無沖擊和顫動等現象的發生。兩側均設有轉動皮帶機構，可保證整機傳動機構的同步與平穩，無噪聲、節能、持久耐用且便于維護保養。

3)導向套和上下導向桿中的機構，采用四柱式導向結構并且導向長度長、間隙合理，導向精度高，抗偏載能力強。四柱導向部分經表面熱處理并經磨削加工，表面耐磨，滑塊導套內安裝有耐磨支撐環并且配有潤滑系統，使整體輸送支架運行穩定可靠。

4)固定限位擋塊具有多重保護裝置(機械和電氣同時具有)，不到位下個動作不執行并且報警提醒，可與主機實現動作互鎖；兩側均布設有多套導向輪機構和滾動輪機構，可保證工件在運行中不跑偏。

5)推拉油缸的液壓系統采用伺服控制系統，保證此套設備的控制精度高、節能性好，電氣控制采用PLC 與彩色大屏顯示觸摸屏控制系統。

結束語

此設備目前已在客戶處安裝調試完成，并進行了一系列的生產驗證(圖4)，試制的產品質量非常好，完全滿足客戶要求。此機型的開發成功，使得我司在車輛行業特種鍛造專用液壓機領域的實力更加雄厚。

圖4 雙工位雙向臥式框架伺服數控擠壓液壓機與車橋實物

——文章選自《鍛造與沖壓》2022年第9期