鍛造機的工作原理和技術要求

 

　　鍛造機是指用錘擊等方法，使在可塑狀態(tài)下的金屬材料成為具有一定形狀和尺寸的工件，并改變它的物理性質(zhì)的機器。鍛造機中進行鍛造的鍛錘，在加工性能上與壓力機械（特別是鍛壓機）非常相似，但作為前者的鍛錘，其加工產(chǎn)生的反作用力不由床身承受，而由機誡的基礎承受，這一點與后者的壓力機有根本性的不同。

 

　　鍛造操作機是為8MN快速液壓鍛造機組設計制造的專用機械手，是整個機組實現(xiàn)自動化的關鍵設備之一。由于鍛造操作機打擊次數(shù)高、自動化程度高，因此，操作機的性能應滿足整個機組的快速性、高精度和高自動化的要求。

 

　　1鍛造操作機的動作性能要求

 

　　鍛造操作機組是用于自由鍛的設備，依靠現(xiàn)代液壓控制技術實現(xiàn)高精度的位置控制和快速打擊，從而在自由鍛過程中，使鍛件在短時間內(nèi)完成成形，保證鍛件的成形尺寸在精度控制范圍內(nèi)(例如拔長件的徑向尺寸精度控制在±1mm內(nèi))。故對操作機的穩(wěn)定性、靈活性和可靠性提出很高的要求。

 

　　操作機采用框架式結構，通過預緊螺栓現(xiàn)場安裝，便于運輸和制造。整個操作機由小車、夾鉗、鉗桿和液壓系統(tǒng)組成，其完成的動作如下：

 

　　①小車行走：小車在軌道上前后行走，帶動整個操作機前后運動，實現(xiàn)鍛造中的拔長工藝。

 

　　②夾鉗旋轉(zhuǎn)：夾鉗夾持鍛件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)鍛件徑向尺寸的要求。

 

　　③鉗口夾緊：通過鉗口的夾緊和松開實現(xiàn)上下料，同時夾持鍛件完成變形工藝。

 

　　④鉗桿升降和傾斜：保證鍛件成形過程中，鍛件與砧面保持一個合適的距離，利于鍛件成形和散熱。

 

　　⑤鉗桿的水平左右移動：有利于模具調(diào)整，使鍛件在砧座中心位置變形，防止偏載。

 

　　在整個鍛造過程中，鉗口的夾緊、鉗桿的升降和傾斜以及鉗桿的水平位移均發(fā)生在開始鍛造以前的調(diào)整過程中，因此，其控制采用簡單的手動控制，通過工人將位置調(diào)整好。而小車的前后行走和夾鉗的旋轉(zhuǎn)要配合鍛造過程一步一步地完成各種鍛造工藝。在拔長工藝中，每次的送進量和旋轉(zhuǎn)的角度都由小車和夾鉗來控制。小車和夾鉗的控制精度對整個拔長工藝有決定性的影響。為此，設計的整個小車行走和夾鉗旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用直接液壓驅(qū)動。兩個液壓系統(tǒng)相互獨立，不相互干擾，這樣即保證了控制的可靠性和高精度，又使系統(tǒng)具有快速性。

 

　　2鍛造操作機計算機控制系統(tǒng)

 

　　控制系統(tǒng)是保證整個操作機性能指標的關鍵技術之一。采用了雙計算機控制系統(tǒng)，其中一臺作為控制計算機，另一臺作為監(jiān)測計算機。兩臺計算機均采用研華公司制造的工業(yè)控制計算機，CPU為Intel公司的MMX166，實踐證明完全能保證控制性能的要求。采用PCL-726作為D/A輸出板、旋轉(zhuǎn)編碼器和控制計算機構成閉環(huán)控制系統(tǒng)。用數(shù)字量輸入/輸出板對開關量進行控制。而監(jiān)測計算機則對液壓系統(tǒng)的壓力信號通過壓力傳感器進行檢測。控制計算機和監(jiān)測計算機之間通過串行通訊口進行通訊，將位移信號從控制機送到監(jiān)測機，并將壓力、位移信息顯示出來，便于操作人員掌握設備的運行情況。而壓力信號也送到控制機，用于控制過程。

 

　　利用C++語言對控制系統(tǒng)進行編程。由于Windows下無法進行中斷操作，因此，計算機系統(tǒng)運行在DOS系統(tǒng)下。對各個輸入/輸出板接口直接寫入或讀取，通過功放裝置對比例閥和開關閥實現(xiàn)控制。同時，充分利用C語言的圖形功能和計算機強大運算能力，將輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)以圖形和數(shù)字的方式實時地顯示在屏幕上，使整個計算機系統(tǒng)顯得直觀，調(diào)試和故障診斷都比較簡單。