热模锻自动线喷淋润滑系统应用

霍威 冀强 陈海鹏 闫利军 李云飞

内蒙古一机集团富成锻造有限责任公司 内蒙古包头 014032

摘要：本文主要针对热模锻自动线喷淋润滑系统应用展开深入探究，首先阐明了热模锻自动线自动喷淋润滑形式，然后分析了热模锻自动线柔性化生产问题，最后，总结了热模锻自动线喷淋润滑系统应用及未来发展。

关键词：热模锻；自动线喷淋；润滑

引言

随着热模锻自动生产线越来越广泛的应用，以及与其相关的自动喷淋系统等工艺技术的逐步完善，在产品生产的过程中，相关企业结合环保型安全的高新型材料水基无毒害高温自动脱模润滑剂和喷淋液工艺，必定会提升热锻压自动生产线的工作效率，进一步改善锻压生产环境，提高锻压模具寿命，使锻压公司取得了产品成本上差别化的竞争优势。

一、热模锻自动线自动喷淋润滑形式

对于热锻自动生产线，手工喷油模具的润滑，根据生产过程的自动化，大致可分为以下几种类型。(1）对于密封性足够大的压机锻模润滑，锻造自动生产线上的喷淋试验润滑方法可以通过锻件大小尺寸的转子夹和自动化设备上的喷淋试头安装在同一机械手上的方法，在锻造毛坯尺寸工序间自动化夹持式运转操作时，顺带进行模具喷淋润滑。铸造在运输过程中，由于机械手要继续进行喷淋操作，使上模喷水溅到锻件上，容易造成表面温度下降过大，在造锻件前造成锻件心表温差过大、氧化皮厚等问题。另外，锻件在自动机器人夹紧过程中，由于待完成氧化铁皮吹扫、喷淋和润滑后，锻件被冷却，因此机器人夹具受热持续时间长，在连续加工过程中，因加热时间过长，硬度急剧下降，严重影响到机器人的精确定位。(2）使用摆臂式喷淋系统安装在模座上。控制系统的主要部件是摆臂和上下排的喷头，当压机滑块下锻模工作时，摆臂置于模具的一侧，锻压工艺完成曲柄滑块到达上死点后，再进行锻压加工。这类润滑系统测试方法的主要缺点是，将导柱导套、模具等位置移除后，在喷淋试验中润滑剂系统摆臂的工作空间明显受到限制，在实际生产过程中，将导柱上的金属氧化皮和石墨乳清除到摆臂动作的位置后，摆臂无法正确复位，控制器也不能获得摆臂的复位信息，导致生产线工作效率下降。若将压力机锻模座通过快速换模设备实现快速换模，则需要提供多套此系统，每一个模座都对应着一个喷淋式润滑设备。在工厂生产各种铸造工艺锻件时，往往需要重新准备此种喷淋式润滑体系，其润滑效果仅限于轴类型腔。因此摆臂型喷淋试验式润滑适合于品种较简单的铸造自动生产线，但应用广度较差。

二、热模锻自动线柔性化生产问题

热模锻自动锻造线怎样适合各种铸造产品，柔性化制造问题也是其研究发展的主要方向，而各种产品的铸造工序复杂程度不同也决定了其喷淋试验与润滑工序的差异。针对锻造工序的差异，通过调整或增减在喷淋试验操作中的浓度用量，通过改变多层石墨乳颗粒度目数，调节喷淋试验冷却水量，选择对应的喷淋试验头部件，精细化喷淋试验润滑技术工艺方法设计参数；吹扫氧化皮、调节喷淋试验供热量冷却、吹扫残存供热量、喷涂保护液四者次序使用时间长度设置，并针对不同的铸造机械模腔探索与应用不同模具保护工艺技术。热模锻自动化铸造生产线作为汽车零部件铸造企业的发展方向，是公司面临国际竞争日趋激烈、劳务生产成本上升、一线作业人才严重短缺等问题的有效手段。铸造自动线生产的节拍要求较高，由于热型毛坯料在模具制造型腔中的流场剧烈变化，模腔表面受热负荷不断增大，导致热毛坯在铸造过程中出现磨蚀、高温疲劳、机械断裂、模具磨光等问题，直接影响铸件质量的稳定性和模具寿命。模架材料寿命，是指模具材质、设计和生产技术水平（包括模型热处理工艺和材料表面强化处理）与应用、维修技术水平的综合表现。模型制造费用中作为锻件制造成本的一般占总产品百分之十～百分之二十五，在自动化锻压生产线中随着人力制造成本支出的减少，产品模型所占比重也将更大。因此提高模具寿命可大大降低锻件产品制作工艺模型的边际制造成本，从而提高了自动生产线设计工作效率，是减少企业生产成本最直接有效的方式。除掉模具生产时所用的模具钢新材料、铸造新工艺、锻造工装及工艺流程设计合理优化、锻造模具使用过程中的喷淋试验润滑等环节，是延长锻造模使用寿命的关键部分。

三、热模锻自动化生产线模具润滑剂

由于在多层石墨乳高温下有优异的润滑和粘附特性，所以现在高温模锻自动化生产线模具润滑剂中广泛使用的水基石墨乳喷淋润滑剂。喷淋与轴承系统的水基石墨乳溶剂调配有按厂家规定配比勾兑后使用，也有直接使用生产商直接调制好的。但如果在调制浓度中石墨浓度偏高，不仅提高了成本，而且还容易造成喷淋水头堵塞、模具表面粘氧化皮影响锻造的机械表面质量。如果调配浓度的石墨浓度偏低，则易发生锻模模腔轴承效应不良，锻件无法成功出模。我单位的自动铸造生产线中采用水基多层石墨乳颗粒量为四百目约三十八μm，每一次喷淋试验用量一般在一百mL，但在铸造某万向节的毛坯过程中就发生了铸造模型温升太快，当模型工作温度超过三百℃以下时，由于喷淋的多层石墨润滑剂在型腔内部附着作用功效不稳定，产生了铸造机的出模不畅现象，而超过三百五十℃以上时，多层石墨粘附作用功效又特别不好，铸造机出现粘模现象，直接造成了无法自动连接的问题，粘上模锻部件后脱落时砸伤了正在使用的机器人，同时也大大降低了模型工作寿命并导致生产线中间工艺甩料，废物率上升等问题。后来，经过喷淋工序的多次调整后问题才得以有效缓解。虽然石墨乳在锻造的自动生产线上作为工业润滑油广泛应用，但它也面临着各种问题：残渣顺着顶料柱缝隙下漏于模型与垫板之间，使下顶料孔阻塞，导致顶料柱无法落回或顶出方法间距改变，从而影响自动机器人的对工件定位抓取；模具模腔表面的多层石墨乳残渣硬化模具不易清洗，削弱了润滑效应，严重影响了锻造机械设备的金属材料流动成形性和模型工作寿命；干燥后石墨粉四处悬浮并扩散，易造成金属电器元部件间电路短路；加剧后相对于移动的机械设备配件间磨损程度增大。安全环保的绿色锻造润滑剂开发使用是逐渐取代石墨乳的大趋势。

四、锻造自动线喷淋润滑方式发展方向

现在锻造机械自动线喷淋水润滑系统的方式发展方向主要是通过多关节机器人实现，其各类管路均固定于自动机器人手臂上，对于不同的锻压机，只需更换前端的喷管头和修改自动机器人的工作程序，就具有最大的适应性和操作灵活性。它通常包括一个为最终混合提供润滑油的系统，用于初始混合的润滑油供应系统、制冷剂冷冻的冷却系统、电气控制系统、封头和管道。目前，最新的润滑喷雾器系统通常配备有一个系统，用于供应通过预处理稀释的润滑油。稀释的润滑油通过滤网过滤，压入最终润滑系统，然后在过滤后注入。过滤通过滤网输入的热量后，按照设计冷却压力的比例进入喷射系统管道。为了提高润滑油和冷却水的质量，制造了润滑系统的零件，如不锈钢液体和管道或耐腐蚀材料。该程序允许采取措施的数量和持续时间，如：通过模具喷涂管，测试热输入，净化氧化皮。

结语

综上所述，喷洒液体润滑剂的方法根据锻件的模具的工作方式分为人工润滑，润滑油添加剂类型，生产过程和手动的铸造热锻的生产批次的铸件，节拍是生产过程的稳定，所以需要润滑油喷涂模具的测试应该被喷洒均匀，稳定，而压铸模具喷涂试验润滑油主要采用零点自动润滑系统和母线控制系统。

参考文献

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