热成型高强钢板生产线加热系统的制作方法

本发明涉及一种热成型高强钢板生产线加热系统，属于高强钢板热成型技术领域。

背景技术：

汽车高强钢板热成型零件在乘用车领域已被广泛使用，它是当今汽车轻量化的最佳途径，但是在商用车上目前国内外几乎没有使用。商用车使用热成型高强板零件，它的减重效果更为明显,(因为它使用2mm以上厚度钢板更多)商业效益和社会效益巨大。以自卸车为例，使用热成型高强钢板，优化结构后，重量减到500公斤以下(经一年试用，完全可靠)，由此可见，它的巨大的综合效益。但是目前为什么无人研发此技术呢？

商用车大型零件多，开发大型加热炉与自动取送件装有一系列技术问题。

当加工板料为窄形件时，如何提高加工效率，加快生产节拍，也是亟待解决的问题之一。

我们开发的为商用车使用的系列热成型高强钢板生产线产品，就是为填补空白，提高车载效率，降低油耗而作。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供一种热成型高强钢板生产线加热系统，加热炉内可按生产节拍容纳多片板料，且送料取料方便快捷，极大提高生产效率。本发明可加工最大零件尺寸为3.5米×1.6米×0.25米，板料厚度20毫米以下，零件重量500公斤以下。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种热成型高强钢板生产线加热系统，包括依次布置的送料系统、加热炉、出料系统；加热炉包括炉体以及安装在炉体内的炉内托件装置；送料系统包括水平送料机构、气缸联动装置以及托料叉，气缸联动装置连接在水平送料机构上，托料叉铰接在气缸联动装置上，托料叉可在气缸联动装置驱动下在竖直平面内转动一定角度，托料叉用于承托板料送入加热炉内并放置在炉内托件装置上，以及在炉内托件装置上移送板料；出料系统包括取料叉、出料托起装置以及水平出料机构，出料托起装置连接在水平出料机构上，出料叉连接在出料托起装置上，取料叉可在出料托起装置驱动在竖直平面内转动一定角度，出料叉用于进入加热炉内托起炉内托件装置上的板料。

进一步地，所述加热炉还包括前、后炉门，前、后炉门分别由前、后炉门开合机构控制开合，前、后炉门开合机构分别安装在前、后门形架上，前、后炉门通过炉门封闭气缸34与炉体密封。

进一步地，所述炉门开合机构包括炉门开合伺服电机、炉门链轮链条副、炉门导轨，炉门开合伺服电机固定在门形架横梁上，炉门开合伺服电机通过炉门链轮链条副连接炉门架，炉门通过炉门架连接炉门导轨，炉门导轨竖直固定在门形架立柱上。

进一步地，所述送料系统的水平送料机构包括送料底座、送料伺服电机、送料滑台、导轨、送料齿轮齿条副；导轨固定在送料底座上，送料滑台滑动连接在导轨上，送料伺服电机通过送料齿轮齿条副连接送料滑台；所述气缸联动装置平行安装在送料滑台上。

进一步地，所述送料系统的气缸联动装置包括驱动气缸、下连接块、连接杆、上连接块；驱动气缸水平固定在送料滑台上，气缸轴连接下连接块，连接杆两端分别于上、下连接块铰接，上连接块固定在托料叉端部。

进一步地，所述出料系统的水平出料机构包括出料滑台、出料伺服电机、出料齿轮齿条副、出料导轨、出料底座；出料导轨固定在出料底座上，出料滑台滑动连接在出料导轨上，出料伺服电机通过出料齿轮齿条副连接出料滑台；所述出料托起装置平行安装在出料滑台上。

进一步地，所述出料系统的出料托起装置包括驱动气缸、下连接块、连接杆、上连接块，驱动气缸水平固定在出料滑台上，气缸轴连接下连接块，连接杆两端分别于上、下连接块铰接，上连接块固定在取料叉端部。

本发明提供的热成型高强钢板生产线是国内外首创，其具有以下优点：

本发明生产线可加工最大零件尺寸为3.5米×1.6米×0.25米，板料厚度20毫米以下，零件抗拉强度可达1200gp以上，硬度hrc40以上，马氏体组织达97％以上，零件重量500公斤以下。

本发明整个加工过程中，板料10均采用横向运输(即板料按窄边方向运输)，因此，生产线整体纵向尺寸(纵向为工件加工运输方向)较小，集成度高，节省空间。

本发明通过在送料系统和出料系统中分别设置气动装置来驱动送料叉和取料叉，在板料为窄料时，可使炉内容纳多片板料，提高生产节拍，进一步提高生产效率。

本发明生产线为全自动化生产，可为商用车提供轻量化的零部件，可将3mm以上厚度的普通钢板零件的厚度减小40％—60％，减重40％以上，而且零件价格不提高。

附图说明

图1为本发明高强钢板热成型冲压生产线结构示意图

图2为本发明所述送料系统主视结构示意图

图3为本发明所述送料系统左视结构示意图

图4为本发明所述加热炉系统主视结构示意图

图5为本发明所述加热炉系统左视结构示意图

图6为本发明所述出料系统主视结构示意图

图7为本发明所述出料系统右视结构示意图

图8为本发明多工件加热送取料过程示意图

图中：

1-上料系统；2-送料系统；3-加热炉；4-出料系统；5-中转系统；6-高速压机；7-水冷模具；8-取件系统；10-板料；21-送料伺服电机；22-气缸联动装置；23-送料滑台；24-托料叉；25-送料底座；26-导轨；27-送料齿轮齿条副；28-炉体；29-炉盖；30-炉门；31-炉门导轨；32-炉门开合伺服电机；33-链轮链条副；34-炉门封闭气缸；35-炉内托件装置；36-炉内取料伺服电机；37-出料齿轮齿条副；38-出料导轨；39-出料底座；40-取料叉；41-出料滑台；42-出料托起装置。

具体实施方式

下面结合附图介绍本发明的技术方案

如图1所示，本发明的具体应用实施例-一种热成型高强钢板生产线，按照生产工序依次布置有上料系统1、送料系统2、加热炉3、出料系统4、中转系统5、高速压机6、取件系统8，高速压机6内设有水冷模具7；上料系统1将板料10送放到送料系统2上，送料系统2将板料10送入加热炉3中，板料10加热完成后，出料系统4将已加热的板料10移出加热炉3，到达指定位置，中转系统5将板料10抓起并移送至高速压机6上的水冷模具7中，中转系统5退出后，高速压机6闭合压制，冷却保压后，高速压机6的上滑块升起，取件系统8进入水冷模具7中，将压成的零件取出，放到指定位置。

本发明提供一种热成型高强钢板生产线加热系统，包括依次布置的送料系统2、加热炉3、出料系统4；加热炉3包括炉体28、炉门30、炉内托件装置35；前、后炉门30分别由前、后炉门开合机构控制开合，炉门30通过炉门封闭气缸34与炉体28密封连接，炉内托件装置35安装在炉体28内；送料系统包括水平送料机构、气缸联动装置22以及托料叉24，气缸联动装置22连接在水平送料机构上，水平送料机构带动气缸联动装置22水平移动，托料叉24铰接在气缸联动装置22上，托料叉24可在气缸联动装置驱动下在竖直平面内转动一定角度，托料叉24用于承托板料10送入加热炉3内并放置在炉内托件装置35上，以及在炉内托件装置35上移送板料10；出料系统4包括取料叉40、出料托起装置42以及水平出料机构，出料托起装置42连接在水平出料机构上，水平出料结构带动出料托起装置42水平移动，出料叉40连接在出料托起装置42上，取料叉40可在出料托起装置42驱动在竖直平面内转动一定角度；出料叉40用于进入加热炉内托起炉内托件装置35上的板料10。

如图2、图3所示，送料系统2位于上料系统1下方，用于将由上料系统运送来的板料10输送至加热炉3内。送料系统2包括送料底座25、送料伺服电机21、送料滑台23、导轨26、送料齿轮齿条副27、气缸联动装置22、托料叉24；导轨26固定在送料底座25上，送料滑台23滑动连接在导轨26上，送料伺服电机21通过送料齿轮齿条副27连接送料滑台23，驱动送料滑台23沿导轨26移动；一对气缸联动装置22平行安装在送料滑台23上，托料叉24铰接在气缸联动装置上，托料叉24可在气缸联动装置驱动下在竖直平面内转动一定角度。

气缸联动装置22包括驱动气缸、下连接块、连接杆、上连接块，驱动气缸水平固定在送料滑台23上，气缸轴连接下连接块，连接杆两端分别于上、下连接块铰接，上连接块固定在托料叉24端部。

当上料系统吸盘11释放板料10到托料叉24上，气缸联动装置驱动托料叉24逆时针转动3度，使托料叉向上翘起，送料伺服电机21启动，通过齿轮齿条副27驱动送料滑台23沿导轨移动，通过托料叉25将板料10送入加热炉3内；然后气缸联动装置驱动托料叉顺时针转动，托料叉回到原水平位，使板料10留置在放料平台35上，送料伺服电机21驱动送料滑台退回，前炉门关闭，完成送料。

如图4、图5所示，加热炉3包括炉体28、炉盖29、炉门30、炉内托件装置35；前、后炉门30分别由前、后炉门开合机构控制开合，前、后炉门开合机构分别安装在前、后门形架上，炉门30通过炉门封闭气缸34与炉体28密封连接，炉内托件装置35安装在炉体28内。

炉门开合机构包括炉门开合伺服电机32、炉门链轮链条副33、炉门导轨31，炉门开合伺服电机32固定在门形架横梁上，炉门开合伺服电机32通过炉门链轮链条副33连接炉门架，炉门30通过炉门架连接炉门导轨31，炉门导轨31竖直固定在门形架立柱上。

炉体28的骨架由型钢焊接而成，底板是40毫米的钢板，四周用轻制耐火砖砌成，中部由耐高温保温棉填充。炉内托件装置35是由多个碳化硅型材组成。炉盖29骨架是轻质型钢(自制的热成型高强钢板)焊接，里面充填耐高温保温棉。

加热炉3采用电加热方式，炉内充氮气保护。

如图6、图7所示，出料系统4包括出料滑台41、出料伺服电机36、出料齿轮齿条副37、出料导轨38、取料叉40、出料底座39、出料托起装置42，出料导轨38固定在出料底座39上，出料滑台41滑动连接在出料导轨38上，出料伺服电机36通过出料齿轮齿条副37连接出料滑台41；一对出料托起装置42平行安装在出料滑台41上，取料叉40铰接在出料托起装置42上，取料叉40可在出料托起装置42驱动在竖直平面内转动一定角度。

出料托起装置42包括驱动气缸、下连接块、连接杆、上连接块，驱动气缸水平固定在出料滑台41上，气缸轴连接下连接块，连接杆两端分别于上、下连接块铰接，上连接块固定在取料叉40端部。

当后炉门30开启后，出料车41在出料伺服电机36驱动下沿出料导轨38移动，使取料叉40进入加热炉内。出料托起装置使去料叉40顺时针转动一定角度，将炉内板料托起，然后取料叉40退出，到达预定位置，出料托起装置使去料叉40逆时针转动回到原水平位。

如图8所示，当板料为窄料时，加炉内可容纳多片板料，工作原理为：

1.送料入炉：前炉门开启，送料叉24入炉到a位，如图中状态(1)；送料叉24顺时针下转至水平位置，如图中状态(2)，完成放料；

2.炉内推料：送料叉24前行到b位，如图中状态(3)；送料叉逆时针上转将炉内全部料片托起，如图中状态(4)；然后拖着全部板料前行到c位，如图中状态(5)；送料叉24顺时针下转至水平位置，放下全部板料，然后送料叉24退回加热炉外，送料叉退出，如图中状态(6)；

前炉门关闭，板料加热；

3.取料出炉：后炉门开启，取料叉40入炉到c位，如图中状态(7)；去料叉逆时针上转将目标板料托起，然后拖着板料退出，如图中状态(8)。

以上全部过程由控制系统prc进行自动控制，可根据需要编程，增减动作，调整节拍、速度。各过程均有可靠的反馈监测装置，生产过程稳定可靠。

以下介绍本发明的工作过程：

整个加工过程中，板料10均采用横向运输(即板料按窄边方向运输)，因此，生产线整体纵向尺寸(纵向为工件加工运输方向)较小，集成度高，节省空间。

上料系统1将板料10送放到送料系统2上，送料系统2将板料10送入加热炉3中，温度到达900℃，并适时保温后，出料系统4将已加热的板料10移出加热炉3，到达指定位置，中转系统5将板料10抓起并移送至高速压机6上的水冷模具7中，中转系统退出后，高速压机6闭合压制，冷却保压7—10秒后，高速压机6的上滑块升起，取件系统8进入模具7中，将压成的零件取出，放到指定位置。

此生产线可加工最大零件尺寸为3.5米×1.6米×0.25米，板料厚度20毫米以下，零件抗拉强度可达1200gp以上，硬度hrc40以上，马氏体组织达97％以上，零件重量500公斤以下。