CN207629575U - 一种镁合金型材深加工产线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种镁合金型材深加工产线，用于将待加工的镁合金型材深加工成镁合金工件，包括据切设备、填充灌砂设备、加热设备、弯曲设备、筛砂设备及焊接机构，填充灌砂设备位于据切设备及加热设备之间，据切设备据切镁合金型材，填充灌砂设备向镁合金型材内填入填充物，加热设备对填入填充物的镁合金型材进行加热，弯曲设备位于加热设备及筛砂设备之间，弯曲设备对加热的镁合金型材进行弯曲，筛砂设备将镁合金型材内的填充物去除，焊接机构焊接至少两弯曲的镁合金型材形成镁合金工件，实现规模化、产业化生产，高品质的镁合金深加工产品，为镁合金深加工应用开辟新的发展方向。
Description
技术领域
本实用新型涉及型材加工领域，尤其涉及一种镁合金型材深加工产线。
背景技术
镁合金材料与塑料相比，镁合金具有重量轻、比强度高、减振性好、热疲劳性能好、不易老化，又有良好的导热性、电磁屏蔽能力强、减震性好，尤其易于回收等优点，是替代钢铁、铝合金和工程塑料的新一代高性能结构材料。镁合金是交通、电子信息、通讯、计算机、声像器材、手提工具、电机、林业、纺织、核动力装置等产品外壳的理想材料。发达国家非常重视镁合金的开发与应用，尤其在汽车零部件、笔记本电脑等便携电子产品的应用，每年以20％的速度增长，非常引人注目，发展速度惊人，镁合金型材、管材还用于制作自行车架、轮椅、康复和医疗器械等。
镁合金型材、管材折弯加工、焊接技术是解决镁合金应用最关键的技术，如：塑性变形、焊接问题。“新能源汽车用电池包镁合金托盘”折弯(弯曲)加工产品工艺技术为技术链，还有系列的专有技术及技术秘密，目前镁合金产品主要是铸造成型件和机加工件，而不是塑性变形件。由于镁是密排六方晶体结构，c/a轴比为1.623，常温下只有一个滑移系，因此延展性低、成型较困难。
但是，现有的镁合金型材深加工产线存在以下缺陷：
传统镁合金塑性变形加工设备都是从有色金属的铜及铝挤压；锻压；折弯(弯曲)照搬过来的，不是镁合金型材、管材折弯(弯曲)以及焊接加工的专项设备，因此效率低、产量小；成材率低、成本高；质量不稳定，制约了镁材制备的发展。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种生产效率高、产量高、成本低的镁合金型材深加工产线。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
一种镁合金型材深加工产线，用于将待加工的镁合金型材加工成镁合金工件，所述镁合金型材深加工产线包括据切设备、填充灌砂设备、加热设备、弯曲设备、筛砂设备及焊接机构，所述填充灌砂设备位于所述据切设备及所述加热设备之间，所述据切设备据切所述镁合金型材，所述填充灌砂设备向所述镁合金型材内填入填充物，所述加热设备对所述填入填充物的镁合金型材进行加热，所述弯曲设备位于所述加热设备及所述筛砂设备之间，所述弯曲设备对所述加热的镁合金型材进行弯曲，所述筛砂设备将所述镁合金型材内的填充物去除，所述焊接机构焊接至少两弯曲的镁合金型材形成镁合金工件。
进一步地，所述镁合金型材深加工产线还包括端面加工设备及机加工设备，所述焊接设备位于所述端面加工设备及所述机加工设备之间，所述机加工设备加工所述镁合金型材的端面，所述机加工设备对所述镁合金工件加工孔位。
进一步地，所述焊接设备还包括下料机构，所述下料机构位于所述焊接夹具与所述机加工设备之间将所述焊接后的镁合金工件传输至所述机加工设备。
进一步地，所述端面加工设备位于所述筛砂设备及所述焊接设备之间。
进一步地，所述焊接设备包括焊接夹具及焊接机构，所述焊接夹具夹持所述至少两弯曲的镁合金型材，所述焊接机构对所述至少两弯曲的镁合金型材进行焊接。
进一步地，所述焊接机构为激光焊接机械手。
进一步地，所述填充灌砂设备包括取料机构、堵头机构及灌砂机构，所述堵头机构堵住所述镁合金型材的端部使所述灌砂机构向所述镁合金型材灌入镁砂。
相比现有技术，本实用新型镁合金型材深加工产线包括据切设备、填充灌砂设备、加热设备、弯曲设备、筛砂设备及焊接机构，填充灌砂设备位于据切设备及加热设备之间，据切设备据切镁合金型材，填充灌砂设备向镁合金型材内填入填充物，加热设备对填入填充物的镁合金型材进行加热，弯曲设备位于加热设备及筛砂设备之间，弯曲设备对加热的镁合金型材进行弯曲，筛砂设备将镁合金型材内的填充物去除，焊接机构焊接至少两弯曲的镁合金型材形成镁合金工件，可实现规模化、产业化生产，高品质的镁合金深加工产品。
附图说明
图1为本实用新型镁合金型材深加工产线的一俯视图；
图2为图1镁合金型材深加工产线的一侧视图。
图中：100、镁合金型材深加工产线；10、据切设备；20、填充灌砂设备；22、取料机构；24、堵头机构；26、灌砂机构；30、校对设备；40、加热设备；50、弯曲设备；60、筛砂设备；62、第一夹料机构；70、端面加工设备；72、第二夹料机构；80、焊接设备；82、焊接夹具；84、焊接机构；86、下料机构；90、机加工设备；92、第三夹料机构；200、镁合金型材；300、镁合金工件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图2，一种镁合金型材深加工产线100用以将镁合金型材200加工成镁合金工件300。镁合金型材深加工产线100包括据切设备10、填充灌砂设备20、校对设备30、加热设备40、弯曲设备50、筛砂设备60、端面加工设备70、焊接设备80及机加工设备90。
填充灌砂设备20包括取料机构22、堵头机构24及灌砂机构26。筛砂设备60包括第一夹料机构62。端面加工设备70包括第二夹料机构72。焊接设备80包括焊接夹具82、焊接机构84及下料机构86。机加工设备90包括第三夹料机构92。
在一实施例中，据切设备10为锯床。据切间隙：3mm，据切速度：30-80m/min，单次送料精度：0.2mm，夹紧方式：液压，送料架长度2.5m。灌砂机构26灌入的为80目镁砂，填充速度3.5L/min，震荡频率8次/秒，设计灌砂机6台。加热设备40的加热温度：320～350℃。炉温控制精度：±2.5℃。材料内、外部料温均匀性控制±2℃。夹送速度：8-15m/min，夹送辊尺寸：夹送辊材质：45#、表面镀硬铬，夹紧力：10kN。弯曲设备弯曲扭矩：1800～3000Nm；弯曲模具加紧方式：液压式；弯曲速度调节范围：2.0～10秒。设计设备台数2台(根据产能配置)。校对设备30为气缸加紧装置、液压矫正治具，压力：7-10MPa。设计设备台数4台。端面加工设备70为LCJG3-CNC-6000型材三轴加工中心，总功率：12KW；X轴行程：6000mm；Y轴行程：450mm；Z轴行程：330mm。X轴速度：50000mm/min，Y轴、Z轴速度：15000mm/min。焊接设备80的激光功率：2000KW，波长:1070mm。监视CCD像素：100万，六轴机械人；变位机：半径为500mm时的重复精度为±0.05。焊接总功率：25KW。设计型材三轴加工中心设备台数2台；激光焊接机组2台。机加工设备90配置上、下料机械手，加工中心工作行程(X×Y×Z)：1220*2440*500mm，B轴行程：±90°。加工速度:X轴2-8m/min，Y轴2-8m/min，Z轴2-6m/min。伺服驱动方式，主轴电机功率：9.0KW。设计设备台数5台。
填充灌砂设备20位于据切设备10与加热设备40之间。加热设备40位于校对设备30与弯曲设备50之间。筛砂设备60位于弯曲设备50与端面加工设备70之间。焊接设备80位于端面加工设备70与机加工设备90之间。
使用镁合金型材深加工产线100时，经过一下步骤；
锯料：取型材放在据切设备10(定尺锯床)上锯切镁合金型材200；
灌砂：取料机构22(机械手)夹持锯好的镁合金型材200，翻转90°，移动至堵头机构24，堵住镁合金型材200下端口，翻转机械手至灌砂机构26，进行灌砂，然后再翻转机械手至堵头机构24，堵住上堵头，接着机械手夹持镁合金型材200至型材校对平台；
加热保温：校对设备30调整好镁合金型材200位置，然后用液压缸推动型材至型材加热设备40，加热温度至320℃～350℃，然后保温等待后续作业；
折弯：把加热好的镁合金型材200用油缸到弯曲设备50(双头折弯机)上，进形两次弯折；
整形：整形校正设备对弯折后的镁合金型材200进行X、Y方向的平行度进行平整；
筛砂：把折弯好的镁合金型材200放置筛砂设备60，筛砂设备60先去堵头然后来回拖动气缸把镁合金型材200里面的砂筛出来；
端面加工：把筛干净的镁合金型材200用第二夹料机构72夹送到端面加工设备70上进行端面加工；
焊接：把端面加工好的镁合金型材200通过夹料机构调送到上料输送履带，接着抓料机械手夹持镁合金型材200运送上焊接夹具82，重复前面动作再夹持一个镁镁合金型材200上焊接夹具82，两个镁镁合金型材200对位装夹完成以后焊接机构84(焊接机械手)对镁镁合金型材200进行焊接，焊接完成，下料机构86将已经焊好的镁合金工件300上下料输送履带，运送到履带另一边；
加工孔位：夹料机构夹持等待在履带另一边的型材上机加工设备90进行加工孔位，加工孔位完成第三夹料机构92夹持镁合金工件200下线。
表面处理：下线的镁合金工件200集中等待在下料区，等镁合金工件200集中到一定数量集中进行表面抛光和阳极氧化+电泳或化成皮膜+喷涂工艺。
本实用新型镁合金型材深加工产线的设计产生以下有益效果：
(1)变形镁合金型材、管材填充材料的选择，由于镁合金独特的物理化学性质决定型材、管材折弯(弯曲)加工一定是需要加热，而传统的折弯(弯曲)加抽芯在加热时不利于***，同时弯曲时R半径变形方向不能控制，无法满足尺寸需要。经研究发现选用填充材料与镁合金材料热导率接近的材料是关键，因此，不会产生型材、管材外部跟内部吸热快、慢及散热快、慢的问题，导致折弯(弯曲)材料内、外温度差的缺陷，造成折弯(弯曲)时外部变形撕裂问题。本实用新型实现自动填充，结合镁砂填充加震荡技术很好解决了折弯(弯曲)材料加热内、外温度差的问题，又能填充致密。
(2)变形镁合金型材、管材加热、自动出料技术，镁合金材料对加热温度的敏感直接影响材料延展性，采用电热方式依次从左进料导向右方向出料，步进加热炉有效地保证连续加热、供料和加热材料温度的均匀性。
(3)镁合金塑性变形技术是制约镁合金材料发展的共性问题，而镁合金型材、管材灌砂、填充；加热；折弯(弯曲)；焊接；加工(自动送料、对中转置、尺寸检测弯曲)技术是目前镁合金型材、管材折弯(弯曲)；焊接；加工最为可行的生产方法。其优点是自动化程度较高，适应不同的变形镁合金型材、管材折弯(弯曲)加工产品。本实用新型是开拓变形镁合金型材、管材折弯(弯曲)加工产品的先河，特别是汽车主机厂研究院无法解决的技术问题。该技术使得新能源电池包托盘总成有原来的钢材制造的产品质量80Kg，到铝合金的30Kg质量，用镁合金材料替代为20Kg质量，光一个电池包托盘重量用镁替代比刚才减少了3/4的重量。此技术的实施可以使整车厂完成国家的政策要求，促使整车厂在汽车轻量化上获得有利地位，提高整车厂在新能源汽车市场的占有率。
(4)纳米陶瓷涂层阻燃技术
耐高温绝缘导热涂层是单组份，醇体系无机纳米复合陶瓷涂料，采用纳米陶瓷分散工艺技术，分散更均匀稳定；纳米微观颗粒间结合界面处理高效稳定，确保纳米复合陶瓷涂层与基材结合强度更好性能更优异稳定；纳米复合陶瓷的配方复合，让纳米复合陶瓷涂层功能可控。纳米复合陶瓷涂料，呈现良好的微纳结构(纳米复合陶瓷颗粒完好包裹微米复合陶瓷颗粒，微米复合陶瓷颗粒间隙被纳米复合陶瓷颗粒填充，形成致密涂层。纳米复合陶瓷颗粒渗透填充修复基材表面，更容易形成大量稳定的金属陶瓷中间相)。完全做到耐火焰或高温气流直接冲刷，解决了镁合金材料阻燃问题，进一步在汽车、航天等领域应用推广。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种镁合金型材深加工产线，用于将待加工的镁合金型材加工成镁合金工件，其特征在于：所述镁合金型材深加工产线包括据切设备、填充灌砂设备、加热设备、弯曲设备、筛砂设备及焊接设备，所述填充灌砂设备位于所述据切设备及所述加热设备之间，所述据切设备据切所述镁合金型材，所述填充灌砂设备向所述镁合金型材内填入填充物，所述加热设备对所述填入填充物的镁合金型材进行加热，所述弯曲设备位于所述加热设备及所述筛砂设备之间，所述弯曲设备对所述加热的镁合金型材进行弯曲，所述筛砂设备将所述镁合金型材内的填充物去除，所述焊接设备焊接至少两弯曲的镁合金型材形成镁合金工件。
2.根据权利要求1所述的镁合金型材深加工产线，其特征在于：所述镁合金型材深加工产线还包括端面加工设备及机加工设备，所述焊接设备位于所述端面加工设备及所述机加工设备之间，所述机加工设备加工所述镁合金型材的端面，所述机加工设备对所述镁合金工件加工孔位。
3.根据权利要求2所述的镁合金型材深加工产线，其特征在于：所述焊接设备还包括下料机构及焊接夹具，所述下料机构位于所述焊接夹具与所述机加工设备之间将焊接后的所述镁合金工件传输至所述机加工设备。
4.根据权利要求2所述的镁合金型材深加工产线，其特征在于：所述端面加工设备位于所述筛砂设备及所述焊接设备之间。
5.根据权利要求1所述的镁合金型材深加工产线，其特征在于：所述焊接设备包括焊接夹具及焊接机构，所述焊接夹具夹持所述至少两弯曲的镁合金型材，所述焊接机构对所述至少两弯曲的镁合金型材进行焊接。
6.根据权利要求5所述的镁合金型材深加工产线，其特征在于：所述焊接机构为激光焊接机械手。
7.根据权利要求1所述的镁合金型材深加工产线，其特征在于：所述填充灌砂设备包括取料机构、堵头机构及灌砂机构，所述堵头机构堵住所述镁合金型材的端部使所述灌砂机构向所述镁合金型材灌入镁砂。
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