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，是整個機組實現自動化的關鍵設備之一。由于鍛造操作機打擊次數高、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，依靠現代液壓控制技術實現高精度的位置控制和快速打擊，從而在自由鍛過程中，使鍛件在短時間內完成成形，保證鍛件的成形尺寸在精度控制范圍內(例如拔長件的徑向尺寸精度控制在±1mm內)。故對操作機的穩定性、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，實現鍛造中的拔長工藝。

 

　　②夾鉗旋轉：夾鉗夾持鍛件旋轉，實現鍛件徑向尺寸的要求。

 

　?、坫Q口夾緊：通過鉗口的夾緊和松開實現上下料，同時夾持鍛件完成變形工藝。

 

　?、茔Q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。

 

　?、葶Q桿的水平左右移動：有利于模具調整，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生在開始鍛造以前的調整過程中，因此，其控制采用簡單的手動控制，通過工人將位置調整好。而小車的前后行走和夾鉗的旋轉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系統采用直接液壓驅動。兩個液壓系統相互獨立，不相互干擾，這樣即保證了控制的可靠性和高精度，又使系統具有快速性。

 

　　2鍛造操作機計算機控制系統

 

　　控制系統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，其中一臺作為控制計算機，另一臺作為監測計算機。兩臺計算機均采用研華公司制造的工業控制計算機，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、旋轉編碼器和控制計算機構成閉環控制系統。用數字量輸入/輸出板對開關量進行控制。而監測計算機則對液壓系統的壓力信號通過壓力傳感器進行檢測?？刂朴嬎銠C和監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++語言對控制系統進行編程。由于Windows下無法進行中斷操作，因此，計算機系統運行在DOS系統下。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，將輸入數據和輸出數據以圖形和數字的方式實時地顯示在屏幕上，使整個計算機系統顯得直觀，調試和故障診斷都比較簡單。