CN108817307A - 一种汽车控制臂锻造生产线及锻造成形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车控制臂锻造生产线，包括按照生产工艺依次设置的制坯区、模锻区和热处理区，各个区域之间设有多个用于取送工件的机械手；制坯区包括第一加热炉和辊锻机，模锻区包括第二加热炉和模锻压力机机组，模锻压力机机组用于将经二次加热的坯料锻造成形，并通过机械手将工件搬送至热处理区；热处理区包括固溶炉和冷却设备，固溶炉用于对锻造成形的工件进行固溶处理，并通过机械手搬送至冷却设备，冷却设备的出料口处连接有成品仓。本发明的汽车控制臂锻造生产线，布局合理，自动化程度高，稳定性好，增设了热处理区，缩短生产时间，提高生产效率，且加热工序采用喷流加热，提高坯料加热速度和加热均匀性，有效改善产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备与自动化技术领域，尤其涉及一种汽车控制臂锻造生产线及锻造成形工艺。
背景技术
汽车控制臂属于汽车底盘悬架***中的连接结构件，是用于连接轮毂与副车架的连接件。控制臂作为汽车悬架***的导向和传力元件，将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂分别通过球铰或者衬套把车轮和车身弹性地连接在一起，因此要求控制臂(包括与之相连的衬套及球头)应具有足够的刚度、强度和使用寿命。随着汽车轻量化的要求，铁制控制臂逐步被铝合金控制臂所替代，目前铝合金汽车控制臂大多采用锻造成形。
锻造加工过程包括：将材料切割成所需尺寸、加热、锻造、热处理、清理和检验。现有技术中，大多工艺过程之间的工件转运及部分工艺过程由人工来完成，干热的小气候环境、噪声、振动及受烟雾污染的空气等，工作人员暴露于有害环境和职业性危害中，对身体造成严重损伤；且现有的汽车控制臂锻造生产线自动化程度不高，工作人员劳动强度大，生产效率低下，成品率低，产品质量不高；现有的大多汽车控制臂生产线并不包括热处理设备，即热处理过程与汽车控制臂锻造生产线间断，没有互相衔接，产品经锻造成形后，无法及时进行热处理，且从生产线区域搬运至热处理区域过程中，产品易受到损伤，生产周期长，且影响产品质量；常见的生产线多维直线型排列，布局不够合理，各工作区域衔接不够顺畅，空间利用率低。
部分汽车控制臂锻造成形工艺虽简化了加工工序，提高了生产效率，但产品质量参差不齐，且加热工序多直接采用电加热炉完成，整个炉体进行加热，加热速度慢，造成能源浪费且坯料的加热速度和加热均匀性难以保证，延长生产周期，降低生产效率，加热时间过短则导致坯料温度不达标，受热不均匀，产品内部缺陷较多，刚度、强度不达标，使用寿命短，降低产品质量。
综上所述，有必要针对上述情况进行改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种汽车控制臂锻造生产线及锻造成形工艺，本发明的汽车控制臂锻造生产线，布局合理，自动化程度高，稳定性好，增设了热处理区，缩短生产时间，提高生产效率，且加热工序采用喷流加热，提高坯料加热速度和加热均匀性，有效改善产品质量。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种汽车控制臂锻造生产线，所述汽车控制臂锻造生产线包括按照生产工艺依次设置的制坯区、模锻区和热处理区，各个区域之间设有多个用于取送工件的机械手；
所述制坯区包括第一加热炉和辊锻机，所述第一加热炉用于加热坯料，并通过所述机械手将所述坯料搬送至所述辊锻机，所述辊锻机用于对所述坯料进行预锻压制，并通过所述机械手将预锻压制后的所述坯料搬送至模锻区；
所述模锻区包括第二加热炉和模锻压力机机组，所述第二加热炉设置于所述所述辊锻机和所述锻造压力机机组之间，所述第二加热炉用于对所述坯料进行二次加热保温，并通过所述机械手将所述工件搬送至所述模锻压力机机组，所述模锻压力机机组用于将所述坯料锻造成形，并通过所述机械手将锻造成形的工件搬送至热处理区；
所述热处理区包括固溶炉和冷却设备，所述固溶炉用于对锻造成形的所述工件进行固溶处理，并通过所述机械手搬送至所述冷却设备，所述冷却设备的出料口处连接有成品仓。
采用上述结构，通过多个所述机械手将各个加工区域连接组成所述汽车控制臂锻造生产线，实现汽车控制臂的自动化生产，大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率，节省人力降低了生产成本，并使得产品质量稳定，成品率提高。还设置了热处理区，所述热处理区通过机械手与模锻区连接，使得经过所述模锻区锻造成形的工件能够及时进入所述热处理区进行热处理，缩短生产时间，提高工件质量。
具体地，所述模锻压力机机组包括预锻压力机、终锻压力机和整形冲床，所述终锻压力机设置于所述预锻压力机与所述整形冲床之间，所述预锻压力机用于对所述坯料进行一次模锻得到粗坯，并通过所述机械手将所述粗坯搬送至所述终锻压力机，所述终锻压力机用于将所述粗坯锻造成形，并通过所述机械手将成形的工件搬送至所述整形冲床，所述整形冲床用于对经所述终锻压力机锻造成形的所述工件进行切边整形。
进一步地，所述模锻区还包括压弯设备，所述压弯设备设置于所述辊锻机和所述第二次加热炉之间，所述压弯设备用于对经过辊锻压制的坯料进行压弯处理。
具体地，所述压弯设备为250T直轴冲床。
采用上述结构，所述汽车控制臂锻造生产线包括制坯区和模锻区，所述模锻区包括压弯设备、预锻压力机和终锻压力机，坯料经过压弯、预锻和终锻三个过程最终得到成品，减少预锻压力机和终锻压力机模膛的磨损，延长其使用寿命，并避免在锻件上形成折纹等缺陷，提高了产品质量。
优选地，所述预锻压力机为2500T数控伺服油压机，所述终锻压力机为2500T机械压力机。预锻采用伺服油压机，伺服油压机的压力、速度、位置为全闭环数字控制，自动化程度高，精度好。另外其压力、速度可编程控制，满足各种工艺需要，还可以实现远程自动控制，具有节能、噪声低、温升小、柔性好、效率高、维修方便等优点。提高所述汽车控制臂锻造生产线的生产效率和自动化程度，优化生产环境，提高产品质量。
优选地，所述固溶炉包括炉体、风机、喷流导向结构和用于运输工件的输送机构，所述炉体顶部设有所述风机，所述炉体内部水平设置有所述喷流导向结构，所述喷流导向结构与所述炉体内壁连接并将所述炉体分为加热腔体和热处理腔体，所述加热腔体与所述风机连通，所述热处理腔体内设有所述输送机构；
所述喷流导向结构上设有多个连通所述加热腔体和所述热处理腔体的气体喷出口，所述气体喷出口与所述输送机构上的待加热工件相对。
具体地，所述加热腔体和所述热处理腔体沿所述炉体的高度方向上下分布，即所述加热腔***于所述热处理腔体的上方。
采用上述结构，所述固溶炉加热方式为喷流加热，喷流导向结构将所述固溶炉炉体分为加热腔体和热处理腔体两个腔体，所述风机将所述加热腔体内的热风第一次加速并垂直向下吹，经过第一次加速的热风穿过所述喷流导向结构上的气体喷出口后被第二次加速，然后直接喷吹在布置与所述输送机构上的待加热工件上，热量散失少，热传导效率更高，工件能够快速吸热、升温，使工件能在较短时间内达到预定温度，热处理更均匀，提高产品质量，加热时间减少，节约能源，降低生产成本。
具体地，所述气体喷出口处设有压缩喷嘴，实现对待加热工件的近距离加热。
优选地，所述喷流导向结构包括喷流板，所述喷流板与所述炉体内壁连接，所述喷流板表面设有多个气体回流口和多个长条形喷流槽，所述气体回流口设置于所述喷流槽之间，所述喷流槽的长度方向与所述输送机构的输送方向一致，多个所述喷流槽间隔设置，所述喷流槽底部均匀分布有多个所述气体喷出口。采用所述喷流槽结构，有效增加气体喷出量，进一步提高加热速度，且结构简单，易于生产、安装。所述气体回流口使得所述热处理腔体内的冷空气通过所述气体回流口流至所述加热腔体内，进行再加热。
进一步地，所述喷流槽由所述喷流板向下凹陷形成；
进一步地，所述喷流槽截面为长方形或倒梯形。
优选地，所述喷流导向结构包括喷流板和多组喷流管，所述喷流板上设有多个气体回流口和多组沿所述输送机构输送方向间隔分布的安装孔，所述气体回流口设置于所述安装孔之间，所述喷流管的一端与所述安装孔连接，所述喷流管的另一端封闭，所述喷流管封闭的一端表面设有多个所述气体喷出口。采用喷流管结构，有效聚集热风，且气体喷出口更靠近待加热工件，热风从所述气体喷出口喷出的速度更大，提高加热速度。
进一步地，所述喷流管与所述安装孔的连接方式为可拆卸连接。
具体地，所述喷流管与所述安装孔的连接方式为螺纹连接或卡扣连接。
优选地，所述喷流板上设有多组回流通道和多组沿所述输送机构输送方向分布的喷流通道，所述回流通道和所述喷流通道竖向贯穿所述喷流板，所述回流通道设置于所述喷流通道之间；
所述喷流通道包括进气端和出气端，所述进气端与所述喷流板上表面平齐，所述出气端具有所述安装孔；
所述回流通道包括与所述喷流板的上表面平齐的开口端和与所述喷流板下表面平齐的封闭端，所述封闭端表面设有多个所述气体回流口。
优选地，所述炉体的顶部设有助燃空气风机，所述炉体的侧部设有燃烧枪，所述助燃空气风机和所述加热腔体连通，所述助燃空气风机用于给所述加热腔体提供助燃气体，所述燃烧枪的枪口伸入所述加热腔体内，所述燃烧枪用于点火产生高温气体。
进一步地，所述炉体的顶部设有排气风机和排气管，所述排气风机与所述排气管连通，所述排气管沿所述炉体的长度方向布置，所述排气管上设有多个与所述加热腔体连通的排气管支管。所述排气风机通过所述排气管与所述加热腔体连通，用于排出所述加热腔体内的废气。
优选地，所述固溶炉还包括电加热装置，用于对所述炉体进行辅助加热。
进一步地，所述炉体外侧设有加热模式控制器，用于切换所述固溶炉的加热模式。
具体地，所述炉体为长条形，所述炉体的一端设有进料口，所述炉体的另一端设有出料口，所述进料口和所述出料口处均设有密封炉门，所述炉门为气动门。
具体地，所述固溶炉为连续固溶炉，所述输送机构为传送辊，所述固溶炉外侧设有用于驱动所述传送辊的传动电机。
优选地，所述风机的数量为多个，多个所述风机沿所述炉体的长度方向间隔均匀分布。所述风机作为所述固溶炉的炉内热循环***，使得炉内热量均匀分布，增加炉内温度的均匀性，提升固溶效果。
优选地，所述炉体的外壁上设有炉体保温层，提高所述固溶炉的保温性能，减少热量散失，保证固溶效果。
优选地，所述冷却设备的出料口处设有倾斜板，所述出料口通过所述倾斜版与所述成品仓连接，使得工件能够沿所述倾斜板划入所述成品仓内，避免所述工件损伤。
具体地，所述冷却设备的冷却方式为水冷。
进一步地，所述冷却设备内设有水冷通道、传送装置、冷却喷嘴和循环水泵，所述水冷通道上设有所述传送装置，所述水冷通道的两侧设有所述冷却喷嘴，所述冷却喷嘴沿所述传送装置的输送方向设置在所述水冷设备的内壁上，所述循环水泵与所述冷却喷嘴连接；
所述水冷通道包括倾斜通道和水平通道，所述倾斜通道高度高的一端与所述成品仓连接，所述倾斜通道高度低的一端与所述水平通道连接，所述水平通道处设有集水腔，所述集水腔与所述循环水泵连接。
优选地，所述辊锻机、所述预锻压力机、所述终锻压力机和所述整形冲床均包括自动加热***和自动润滑喷雾***。
优选地，所述辊锻机、所述预锻压力机、所述终锻压力机和所述整形冲床均包括自动加热***，所述机械手包括自动润滑喷雾***。
优选地，所述第一加热炉和所述第二加热炉内也设有所述喷流导向结构。
优选地，所述第一加热炉和所述第二加热炉均为长条形，所述第一加热炉的长度大于所述第二加热炉的长度。
优选地，所述制坯区、所述模锻区和所述热处理区呈“S”形排列，根据生产工艺优化生产线布局，节省占地面积，提高空间利用率。
优选地，所述汽车控制臂锻造生产线还包括具有自动化控制***的控制柜，所述控制柜包括操作台和显示屏，所述自动化控制***采用PLC编程，可靠性高，抗干扰能力强。所述控制柜与所述第一加热炉、所述辊锻机、所述压弯设备、所述第二加热炉、所述伺服油压机、所述终锻压力机、所述整形冲床、所述固溶炉、所述水冷设备及各个所述机械手连接，用于对其进行自动化控制及实时监控。
本发明还提供了一种汽车控制臂的锻造成形工艺，该方法采用上述汽车控制臂锻造生产线锻造生产，其具体方法包括以下步骤：
S100：一次加热，将坯料放入第一加热炉内加热，加热温度为530℃-570℃，加热时间为40-60分钟；
S200：辊锻，将经过一次加热的所述坯料放入辊锻机模具内，对所述坯料进行辊锻压制；
S300：压弯，采用压弯设备对经过辊锻压制的所述坯料进行压弯处理；
S400：二次加热，将经过辊锻压制的所述坯料放入第二加热炉内加热，加热温度为530℃-570℃；
S500：预锻，将经过二次加热的所述坯料放入伺服油压机的模具型腔内，对所述坯料进行预锻得到粗坯；
S600：终锻，将经过预锻得到的所述粗坯放入终锻压力机的模具型腔内，对所述粗坯进行终锻得到成形工件；
S700：切边整形，采用整形冲床对经过终锻得到的所述工件进行切边整形；
S800：热处理，将经过切边整形的所述工件放入连续固溶炉内进行固溶热处理，加热温度为500℃-550℃，固溶时间为60-90分钟。
锻造过程包括辊锻和压弯步骤，对所述坯料进行了预处理，再进行后续模锻步骤，使得坯料逐步锻造成形，减少了工件的内部缺陷，且降低锻造过程中对工件造成的不必要损伤，提高工件质量。固溶处理改善工件的塑性和韧性，使铝合金原料中的各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，提高工件质量。
具体地，在辊锻、预锻、终锻和切边整形过程中，对应的所述辊锻机、所述伺服油压机、所述终锻压力机和所述整形冲床均自动加热并润滑模具，辊锻过程中所述辊锻机模具的加热温度为150℃-250℃，预锻过程中所述伺服油压机模具的加热温度为350℃-400℃，终锻过程中所述终锻压力机模具的加热温度为250℃-350℃。
具体地，所述热处理步骤包括以下流程：
S801：固溶，将经过切边整形的所述工件放入连续固溶炉内进行固溶热处理，加热温度为500℃-550℃，固溶时间为75分钟；
S802：冷却，将经过固溶处理的所述工件放入水冷设备内进行水冷，水冷温度为30℃-50℃；
S803：成品，将经过水冷处理的所述工件送入成品仓。
具体地，一次加热时，加热温度为550℃，加热时间为60分钟。
优选地，在一次加热步骤之前，先按照设定的长度对铝合金棒料进行切割，并去除毛刺，得到所述坯料。
本发明提供的一种汽车控制臂锻造生产线及锻造成形工艺，具有如下有益效果：
1.本发明的汽车控制臂锻造生产线，实现汽车控制臂锻造生产的流水线式作业，各工作区域之间通过所述机械手实现工件取送，改善作业环境，减轻了工人劳动强度，降低人力成本，并通过自动化控制和人工监控来实现全工艺的最大程度自动化生产，自动化程度高，有效提高了生产效率和生产质量。
2.本发明的汽车控制臂锻造生产线，还设置了热处理区，所述热处理区通过机械手与终锻区连接，使得经过所述终锻区锻造成形的工件能够及时进入所述热处理区进行热处理，缩短生产时间，提高工件质量。
3.本发明的汽车控制臂锻造生产线，加热炉和固溶炉内均设有喷流导向结构，使得热风经过两次加速直接喷吹在待加热工件上，热量散失少，热传导效率更高，工件能够快速吸热、升温，使工件能在较短时间内达到预定温度，热处理更均匀，提高产品质量，加热时间减少，节约能源，降低生产成本。
4.本发明的汽车控制臂锻造成形工艺，包括制坯、预锻和终锻，坯料经过压弯、预锻和终锻三个过程最终得到成品，减少预锻压力机和终锻压力机模膛的磨损，延长其使用寿命，并避免在锻件上形成折纹等缺陷，降低锻造过程中对工件造成的不必要损伤，提高了产品质量。
5.本发明的汽车控制臂锻造成形工艺，一次加热、二次加热和固溶炉加热均采用喷流加热的方式，提高了坯料加热速度和产品加热的均匀性，有效改善产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的汽车控制臂锻造生产线的布局示意图；
图2是本发明的汽车控制臂锻造生产线的结构示意图；
图3是本发明的汽车控制臂锻造生产线的热处理区的结构示意图；
图4是本发明的汽车控制臂锻造生产线的固溶炉的主视图；
图5是本发明的汽车控制臂锻造生产线的冷却设备的主视图；
图6是本发明实施例一中的固溶炉的内部结构示意图；
图7是本发明实施例一中的喷流导向结构的俯视图；
图8是本发明的汽车控制臂锻造成形工艺的流程图；
图9是本发明的汽车控制臂锻造成形工艺中热处理过程的流程图；
图10是本发明实施例二中的喷流导向结构的俯视图；
图11是本发明实施例二中的喷流导向结构的截面图。
其中，图中附图标记对应为：1-第一加热炉，2-辊锻机，3-压弯设备，4-第二加热炉，5-预锻压力机，6-终锻压力机，7-整形冲床，8-固溶炉，81-炉体，811-加热腔体，812-热处理腔体，813-保温层，82-风机，83-喷流导向结构，831-喷流板，8311-安装孔，8312-气体回流口，8313-喷流通道，8314-回流通道，832-喷流管，8321-气体喷出口，833-喷流槽，84-输送机构，85-进料口，86-出料口，87-助燃空气风机，88-排气风机，89-排气管，891-排气管支管，9-冷却设备，91-倾斜通道，92-水平通道，93-传送装置，94-冷却喷嘴，95-倾斜板，10-机械手，11-成品仓。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一：
本实施例提供了一种汽车控制臂锻造生产线，如图1和图2所示，所述汽车控制臂锻造生产线包括按照生产工艺依次设置的制坯区、模锻区和热处理区，所述制坯区、所述模锻区和所述热处理区呈“S”形排列，根据生产工艺优化生产线布局，节省占地面积，提高空间利用率，且各个工作区域之间设有多个用于取送工件的机械手10；
所述制坯区包括第一加热炉1和辊锻机2，所述第一加热炉1用于加热坯料，并通过所述机械手10将所述坯料搬送至所述辊锻机2，所述辊锻机2用于对所述坯料进行预锻压制，并通过所述机械手10将预锻压制后的所述坯料搬送至模锻区；
所述模锻区包括第二加热炉4和模锻压力机机组，所述第二加热炉4设置于所述所述辊锻机2和所述锻造压力机机组之间，所述第二加热炉4用于对所述坯料进行二次加热保温，并通过所述机械手10将所述工件搬送至所述模锻压力机机组，所述模锻压力机机组用于将所述坯料锻造成形，并通过所述机械手10将锻造成形的工件搬送至热处理区；
所述热处理区包括固溶炉8和冷却设备9，所述固溶炉8用于对锻造成形的所述工件进行固溶处理，并通过所述机械手10搬送至所述冷却设备9，所述冷却设备9的出料口86处连接有成品仓11。
采用上述结构，通过多个所述机械手10将各个加工区域连接组成所述汽车控制臂锻造生产线，实现汽车控制臂的自动化生产，大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率，节省人力降低了生产成本，并使得产品质量稳定，成品率提高。还设置了热处理区，所述热处理区通过机械手10与模锻区连接，使得经过所述模锻区锻造成形的工件能够及时进入所述热处理区进行热处理，缩短生产时间，提高工件质量。
所述模锻压力机机组包括预锻压力机5、终锻压力机6和整形冲床7，所述终锻压力机6设置于所述预锻压力机5与所述整形冲床7之间，所述预锻压力机5用于对所述坯料进行一次模锻得到粗坯，并通过所述机械手10将所述粗坯搬送至所述终锻压力机6，所述终锻压力机6用于将所述粗坯锻造成形，并通过所述机械手10将成形的工件搬送至所述整形冲床7，所述整形冲床7用于对经所述终锻压力机6锻造成形的所述工件进行切边整形。
较佳地，所述模锻区还包括压弯设备3，所述压弯设备3为250T直轴冲床，所述压弯设备3设置于所述辊锻机2和所述第二次加热炉之间，所述压弯设备3用于对经过辊锻压制的坯料进行压弯处理。
采用上述结构，所述汽车控制臂锻造生产线包括制坯区和模锻区，所述模锻区包括压弯设备3、预锻压力机5和终锻压力机6，坯料经过压弯、预锻和终锻三个过程最终得到成品，减少预锻压力机5和终锻压力机6模膛的磨损，延长其使用寿命，并避免在锻件上形成折纹等缺陷，提高了产品质量。
较佳地，本实施例中，所述预锻压力机5为2500T数控伺服油压机，所述终锻压力机6为2500T机械压力机。预锻采用伺服油压机，伺服油压机的压力、速度、位置为全闭环数字控制，自动化程度高，精度好。另外其压力、速度可编程控制，满足各种工艺需要，还可以实现远程自动控制，具有节能、噪声低、温升小、柔性好、效率高、维修方便等优点。提高所述汽车控制臂锻造生产线的生产效率和自动化程度，优化生产环境，提高产品质量。
所述第一加热炉1和所述第二加热炉4均为长条形，所述第一加热炉1的长度大于所述第二加热炉4的长度，且所述第一加热炉1和所述第二加热炉4内也设有所述喷流导向结构83。
如图3、图4和图6所示，所述固溶炉8包括炉体81、风机82、喷流导向结构83和用于运输工件的输送机构84，所述炉体81顶部设有所述风机82，所述炉体81内部水平设置有所述喷流导向结构83，所述喷流导向结构83与所述炉体81内壁连接并将所述炉体81分为加热腔体811和热处理腔体812，所述加热腔体811和所述热处理腔体812沿所述炉体81的高度方向上下分布，即所述加热腔体811位于所述热处理腔体812的上方，所述加热腔体811与所述风机82连通，所述热处理腔体812内设有所述输送机构84；
所述喷流导向结构83上设有多个连通所述加热腔体811和所述热处理腔体812的气体喷出口8321，所述气体喷出口8321与所述输送机构84上的待加热工件相对。所述气体喷出口8321处可设置压缩喷嘴，实现对待加热工件的近距离加热。
采用上述结构，所述固溶炉8加热方式为喷流加热，喷流导向结构83将所述固溶炉8炉体81分为加热腔体811和热处理腔体812两个腔体，所述风机82将所述加热腔体811内的热风第一次加速并垂直向下吹，经过第一次加速的热风穿过所述喷流导向结构83上的气体喷出口8321后被第二次加速，然后直接喷吹在布置与所述输送机构84上的待加热工件上，热量散失少，热传导效率更高，工件能够快速吸热、升温，使工件能在较短时间内达到预定温度，热处理更均匀，提高产品质量，加热时间减少，节约能源，降低生产成本。
所述炉体81为长条形，所述炉体81的一端设有进料口85，所述炉体81的另一端设有出料口86，所述进料口85和所述出料口86处均设有密封炉门，所述炉门为气动门。所述固溶炉8为连续固溶炉8，所述输送机构84为传送辊，所述固溶炉8外侧设有用于驱动所述传送辊的传动电机。所述炉体81顶部设有五个所述风机82，五个所述风机82沿所述炉体81的长度方向间隔均匀分布。所述风机82作为所述固溶炉8的炉内热循环***，使得炉内热量均匀分布，增加炉内温度的均匀性，提升固溶效果。
所述炉体81的顶部还设有助燃空气风机87，所述炉体81的侧部设有燃烧枪，所述助燃空气风机87和所述加热腔体811连通，所述助燃空气风机87用于给所述加热腔体811提供助燃气体，所述燃烧枪的枪口伸入所述加热腔体811内，所述燃烧枪用于点火产生高温气体。所述炉体81的顶部设有排气风机88和排气管89，所述排气风机88与所述排气管89连通，所述排气管89沿所述炉体81的长度方向布置，所述排气管89上设有多个与所述加热腔体811连通的排气管支管891。所述排气风机88通过所述排气管89与所述加热腔体811连通，用于排出所述加热腔体811内的废气。
所述炉体81的侧壁上设有炉体81保温层813，提高所述固溶炉8的保温性能，减少热量散失，保证固溶效果。
另一个实施例中，所述固溶炉8还包括电加热装置，用于对所述炉体81进行辅助加热。所述炉体81外侧设有加热模式控制器，用于切换所述固溶炉8的加热模式。
如图6和图7所示，所述喷流导向结构83包括喷流板831和多组喷流管832，所述喷流板831上设有多组沿所述输送机构84输送方向间隔分布的安装孔8311，所述喷流管832的一端与所述安装孔8311连接，所述喷流管832的另一端封闭，所述喷流管832封闭的一端表面设有多个所述气体喷出口8321。采用喷流管832结构，有效聚集热风，且气体喷出口8321更靠近待加热工件，热风从所述气体喷出口8321喷出的速度更大，提高加热速度；所述喷流板831上设有多个气体回流口8312，所述气体回流口8312设置于所述安装孔8311之间。所述气体回流口8312使得所述热处理腔体812内的冷空气通过所述气体回流口8312流至所述加热腔体811内，进行再加热。
较佳地，所述喷流管832与所述安装孔8311的连接方式为可拆卸连接，所述喷流管832与所述安装孔8311的连接方式为螺纹连接或卡扣连接，本实施例中采用螺纹连接。
所述喷流板831上设有多组回流通道8314和多组沿所述输送机构84输送方向分布的喷流通道8313，所述回流通道8314和所述喷流通道8313竖向贯穿所述喷流板831，所述回流通道8314设置于所述喷流通道8313之间；所述喷流通道8313包括进气端和出气端，所述进气端与所述喷流板831上表面平齐，所述出气端具有所述安装孔8311；所述回流通道8314包括与所述喷流板831的上表面平齐的开口端和与所述喷流板831下表面平齐的封闭端，所述封闭端表面设有多个所述气体回流口8312。
如图3和图5所示，所述冷却设备9的出料口86处设有倾斜板95，所述出料口86通过所述倾斜板95与所述成品仓11连接，使得工件能够沿所述倾斜板95划入所述成品仓11内，避免所述工件损伤。
所述冷却设备9的冷却方式为水冷，所述冷却设备9内设有水冷通道、传送装置93、冷却喷嘴94和循环水泵，所述水冷通道上设有所述传送装置93，所述水冷通道的两侧设有所述冷却喷嘴94，所述冷却喷嘴94沿所述传送装置93的输送方向设置在所述水冷设备的内壁上，所述循环水泵与所述冷却喷嘴94连接；所述水冷通道包括倾斜通道91和水平通道92，所述倾斜通道91高度高的一端与所述成品仓11连接，所述倾斜通道91高度低的一端与所述水平通道92连接，所述水平通道92处设有集水腔，冷却处理后的水从所述倾斜通道91流至所述水平通道92处的集水腔内，所述集水腔与所述循环水泵连接，循环使用冷却水。提高水冷效果，节约水资源。
较佳地，所述辊锻机2、所述预锻压力机5、所述终锻压力机6和所述整形冲床7均包括自动加热***和自动润滑喷雾***，工作过程中，所述辊锻机2、所述预锻压力机5、所述终锻压力机6和所述整形冲床7能够自动加热模具，并自动向模具喷射润滑喷雾。
所述汽车控制臂锻造生产线还包括具有自动化控制***的控制柜，所述控制柜包括操作台和显示屏，所述自动化控制***采用PLC编程，可靠性高，抗干扰能力强。所述控制柜与所述第一加热炉1、所述辊锻机2、所述压弯设备3、所述第二加热炉4、所述伺服油压机、所述终锻压力机6、所述整形冲床7、所述固溶炉8、所述水冷设备及各个所述机械手10连接，用于对其进行自动化控制及实时监控。
本发明还提供了一种汽车控制臂的锻造成形工艺，该方法采用上述汽车控制臂锻造生产线锻造生产，如图8所示，其具体方法包括以下步骤：
S100：一次加热，将坯料放入第一加热炉1内加热，加热温度为550℃，加热时间为40-60分钟；
S200：辊锻，将经过一次加热的所述坯料放入辊锻机2模具内，对所述坯料进行辊锻压制；
S300：压弯，采用压弯设备3对经过辊锻压制的所述坯料进行压弯处理；
S400：二次加热，将经过辊锻压制的所述坯料放入第二加热炉4内加热，加热温度为530℃-570℃；
S500：预锻，将经过二次加热的所述坯料放入伺服油压机的模具型腔内，对所述坯料进行预锻得到粗坯；
S600：终锻，将经过预锻得到的所述粗坯放入终锻压力机6的模具型腔内，对所述粗坯进行终锻得到成形工件；
S700：切边整形，采用整形冲床7对经过终锻得到的所述工件进行切边整形；
S800：热处理，将经过切边整形的所述工件放入连续固溶炉8内进行固溶热处理，加热温度为500℃-550℃，固溶时间为60-90分钟。
较佳地，一次加热时，加热温度为550℃，加热时间为60分钟。在一次加热步骤之前，先按照设定的长度对铝合金棒料进行切割，并去除毛刺，得到所述坯料。
锻造过程包括辊锻和压弯步骤，对所述坯料进行了预处理，再进行后续模锻步骤，使得坯料逐步锻造成形，减少了工件的内部缺陷，且降低锻造过程中对工件造成的不必要损伤，提高工件质量。固溶处理改善工件的塑性和韧性，使铝合金原料中的各种相充分溶解，强化固溶体，并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，提高工件质量。
在辊锻、预锻、终锻和切边整形过程中，对应的所述辊锻机2、所述伺服油压机、所述终锻压力机6和所述整形冲床7均自动加热并润滑模具，辊锻过程中所述辊锻机2模具的加热温度为150℃-250℃，预锻过程中所述伺服油压机模具的加热温度为350℃-400℃，终锻过程中所述终锻压力机6模具的加热温度为250℃-350℃。
如图9所示，所述热处理步骤包括以下流程：
S801：固溶，将经过切边整形的所述工件放入连续固溶炉8内进行固溶热处理，加热温度为500℃-550℃，固溶时间为75分钟；
S802：冷却，将经过固溶处理的所述工件放入水冷设备内进行水冷，水冷温度为30℃-50℃；
S803：成品，将经过水冷处理的所述工件送入成品仓11。
实施例二：
本实施例提供的汽车控制臂锻造生产线的结构与实施例一中的汽车控制臂锻造生产线的结构基本相似，区别在于所述喷流导向结构83。如图10和图11所示，所述喷流导向结构83包括喷流板831，所述喷流板831与所述炉体81内壁连接，所述喷流板831表面设有多个长条形喷流槽833，所述喷流槽833的长度方向与所述输送机构84的输送方向一致，多个所述喷流槽833间隔设置，所述喷流槽833底部均匀分布有多个所述气体喷出口8321。采用所述喷流槽833结构，有效增加气体喷出量，进一步提高加热速度，且结构简单，易于生产、安装。所述喷流板831表面设有多个气体回流口8312，所述气体回流口8312设置于所述喷流槽833之间。所述气体回流口8312使得所述热处理腔体812内的冷空气通过所述气体回流口8312流至所述加热腔体811内，进行再加热。
本实施例中，所述喷流槽833由所述喷流板831向下凹陷形成，所述喷流槽833截面为倒梯形，当然，所述喷流槽833的截面也可以是其他符合工艺要求的形状。
实施例三：
本实施例提供的汽车控制臂锻造生产线的结构与实施例一中的汽车控制臂锻造生产线的结构基本相似，区别在于，所述辊锻机2、所述预锻压力机5、所述终锻压力机6和所述整形冲床7均包括自动加热***，即上述设备在工作时能够自动加热其模具。较佳地，所述机械手包括自动润滑喷雾***，当所述机械手抓取工件并放入下一步骤中的模具内前，所述自动润滑喷雾***自动向所述模具内喷射润滑喷雾，再将抓取的工件放入所述模具内，便于后续脱模。
以上所揭露的仅为本发明的几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述汽车控制臂锻造生产线包括按照生产工艺依次设置的制坯区、模锻区和热处理区，各个区域之间设有多个用于取送工件的机械手(10)；
所述制坯区包括第一加热炉(1)和辊锻机(2)，所述第一加热炉(1)用于加热坯料，并通过所述机械手(10)将所述坯料搬送至所述辊锻机(2)，所述辊锻机(2)用于对所述坯料进行预锻压制，并通过所述机械手(10)将预锻压制后的所述坯料搬送至模锻区；
所述模锻区包括第二加热炉(4)和模锻压力机机组，所述第二加热炉(4)设置于所述所述辊锻机(2)和所述锻造压力机机组之间，所述第二加热炉(4)用于对所述坯料进行二次加热保温，并通过所述机械手(10)将所述工件搬送至所述模锻压力机机组，所述模锻压力机机组用于将所述坯料锻造成形，并通过所述机械手(10)将锻造成形的工件搬送至热处理区；
所述热处理区包括固溶炉(8)和冷却设备(9)，所述固溶炉(8)用于对锻造成形的所述工件进行固溶处理，并通过所述机械手(10)搬送至所述冷却设备(9)，所述冷却设备(9)的出料口(86)处连接有成品仓(11)。
2.根据权利要求1所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述模锻压力机机组包括预锻压力机(5)、终锻压力机(6)和整形冲床(7)，所述终锻压力机(6)设置于所述预锻压力机(5)与所述整形冲床(7)之间，所述预锻压力机(5)用于对所述坯料进行一次模锻得到粗坯，并通过所述机械手(10)将所述粗坯搬送至所述终锻压力机(6)，所述终锻压力机(6)用于将所述粗坯锻造成形，并通过所述机械手(10)将成形的工件搬送至所述整形冲床(7)，所述整形冲床(7)用于对经所述终锻压力机(6)锻造成形的所述工件进行切边整形。
3.根据权利要求1所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述固溶炉(8)包括炉体(81)、风机、喷流导向结构(83)和用于运输工件的输送机构(84)，所述炉体(81)顶部设有所述风机，所述炉体(81)内部水平设置有所述喷流导向结构(83)，所述喷流导向结构(83)与所述炉体(81)内壁连接并将所述炉体(81)分为加热腔体(811)和热处理腔体(812)，所述加热腔体(811)与所述风机连通，所述热处理腔体(812)内设有所述输送机构(84)；
所述喷流导向结构(83)上设有多个连通所述加热腔体(811)和所述热处理腔体(812)的气体喷出口(8321)，所述气体喷出口(8321)与所述输送机构(84)上的待加热工件相对。
4.根据权利要求3所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述喷流导向结构(83)包括喷流板(831)，所述喷流板(831)与所述炉体(81)内壁连接，所述喷流板(831)表面设有多个气体回流口(8312)和多个长条形喷流槽(833)，所述气体回流口(8312)设置于所述喷流槽(833)之间，所述喷流槽(833)的长度方向与所述输送机构(84)的输送方向一致，多个所述喷流槽(833)间隔设置，所述喷流槽(833)底部均匀分布有多个所述气体喷出口(8321)。
5.根据权利要求3所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述喷流导向结构(83)包括喷流板(831)和多组喷流管(832)，所述喷流板(831)上设有多个气体回流口(8312)和多组沿所述输送机构(84)输送方向间隔分布的安装孔(8311)，所述气体回流口(8312)设置于所述安装孔(8311)之间，所述喷流管(832)的一端与所述安装孔(8311)连接，所述喷流管(832)的另一端封闭，所述喷流管(832)封闭的一端表面设有多个所述气体喷出口(8321)。
6.根据权利要求5所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述喷流板(831)上设有多组回流通道(8314)和多组沿所述输送机构(84)输送方向分布的喷流通道(8313)，所述回流通道(8314)和所述喷流通道(8313)竖向贯穿所述喷流板(831)，所述回流通道(8314)设置于所述喷流通道(8313)之间；
所述喷流通道(8313)包括进气端和出气端，所述进气端与所述喷流板(831)上表面平齐，所述出气端具有所述安装孔(8311)；
所述回流通道(8314)包括与所述喷流板(831)的上表面平齐的开口端和与所述喷流板(831)下表面平齐的封闭端，所述封闭端表面设有多个所述气体回流口(8312)。
7.根据权利要求1所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述冷却设备(9)(9)内设有水冷通道、传送装置(93)、冷却喷嘴(94)和循环水泵，所述水冷通道上设有所述传送装置(93)，所述水冷通道的两侧设有所述冷却喷嘴(94)，所述冷却喷嘴(94)沿所述传送装置(93)的输送方向设置在所述水冷设备的内壁上，所述循环水泵与所述冷却喷嘴(94)连接；
所述水冷通道包括倾斜通道(91)和水平通道(92)，所述倾斜通道(91)高度高的一端与所述成品仓(11)连接，所述倾斜通道(91)高度低的一端与所述水平通道(92)连接，所述水平通道(92)处设有集水腔，所述集水腔与所述循环水泵连接。
8.根据权利要求1所述的汽车控制臂锻造生产线，其特征在于：所述制坯区、所述模锻区和所述热处理区呈“S”形排列。
9.一种汽车控制臂的锻造成形工艺，其特征在于：采用权利要求1-8中任意一项所述的汽车控制臂锻造生产线锻造生产，其具体方法包括以下步骤：
S100：一次加热，将坯料放入第一加热炉(1)内加热，加热温度为530℃-570℃，加热时间为40-60分钟；
S200：辊锻，将经过一次加热的所述坯料放入辊锻机(2)模具内，对所述坯料进行辊锻压制；
S300：压弯，采用压弯设备(3)对经过辊锻压制的所述坯料进行压弯处理；
S400：二次加热，将经过辊锻压制的所述坯料放入第二加热炉(4)内加热，加热温度为530℃-570℃；
S500：预锻，将经过二次加热的所述坯料放入伺服油压机的模具型腔内，对所述坯料进行预锻得到粗坯；
S600：终锻，将经过预锻得到的所述粗坯放入终锻压力机(6)的模具型腔内，对所述粗坯进行终锻得到成形工件；
S700：切边整形，采用整形冲床(7)对经过终锻得到的所述工件进行切边整形；
S800：热处理，将经过切边整形的所述工件放入连续固溶炉(8)内进行固溶热处理，加热温度为500℃-550℃，固溶时间为60-90分钟。
10.根据权利要求9所述的汽车控制臂的锻造成形工艺，其特征在于，所述热处理步骤包括以下流程：
S801：固溶，将经过切边整形的所述工件放入连续固溶炉(8)内进行固溶热处理，加热温度为500℃-550℃，固溶时间为75分钟；
S802：冷却，将经过固溶处理的所述工件放入水冷设备内进行水冷，水冷温度为30℃-50℃；
S803：成品，将经过水冷处理的所述工件送入成品仓(11)。
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| CN201810941209.6A CN108817307A (zh) | 2018-08-17 | 2018-08-17 | 一种汽车控制臂锻造生产线及锻造成形工艺 |
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