提高2.5 MN钛合金热压床生产效率的方案

张银菊，周青梅，余丹华，徐正伦

（江西昌河航空工业有限公司，江西景德镇 333002）

0 引言

飞机防火墙部分复杂件热压成型是目前影响某车间完成生产任务的主要瓶颈之一，生产设备为2.5 MN钛合金热压床，目前生产效率低。2.5 MN钛合金热压床零件压制主要过程如下。

（1）升温过程。热压床及模具从室温到工作温度650℃，需要14 h。

（2）零件压制过程。每个零件压制仅需（2～3）min。

（3）降温过程。从650℃需降温至200℃以下，降温大约需16 h。

（4）取模及放入模具。各30 min左右（根据难易程度时间不一）。

从上述过程中可以看出影响热压床生产效率的主要因素：模具随热压床升温及降温过程中，因热压床本身升温及降温速率不可改变，这就需要增加1个炉子用来同时加热下一批零件所需的模具。此时问题的焦点就集中在如何进行热压床的高温换模，原先人工+电动叉车的模式就不再适用。为此，提出设计1台高温快速换模装置。

1 原换模过程

在设计高温快速换模装置的计划阶段，需对装置的需求情况做充分调查研究和分析，团队成员现场跟踪并作了详细记载，模具与热压床的连接如图1所示。

1.1 取模过程

（1）操作“顶杆”上升，使下模具上升顶住上模具。

图1 模具与热压床的连接

（2）人工手动敲打取下上模具与设备固定连接的工字钢。

（3）取下的工字钢垫在下模具下面（放在工作平台上）。

（4）操作顶杆“下降”到位，下模具落在工字钢上面。

（5）用铲车铲走模具。

1.2 装模过程

（1）用铲车将模具（包括上模具及下模具）放入热压床工作台面，底下垫1根圆形的棒，便于模具左右移动调整。

（2）人工左右挪动，使模具与上定位孔对准.

（3）操作顶杆上升，使上下模具同时顶住上工作台面，人工将定位固定工字钢塞入。

（4）操作顶杆下降，将模具降至下工作台面。

2 高温快速换模装置总体构思

机器的主要组成如图2所示。本文重点研究高温快速换模装置的传动部分，以此作为设计核心展开设计，高温换模装置动作分解结构说明如下。

（1）车体在地轨上左右移动。采用电机+减速机+链传动+导向轮的结构形式。

图2 机器组成

（2） 货叉上下移动。货叉安装在平台上，通过平台上下运动带动货叉上下移动，平台上下运动采用螺旋传动，工作台上下行程为750 mm。

（3）货叉前后移动（伸缩）。采用双链传动，二级货叉模式。

（4）推进机构前后移动。推进机构的端头结构，一侧为板式结构，另一侧为钩式结构，两端根据工作性质进行翻转，翻转机构采用链传动的模式。推进工字钢时使用板式结构进行助推，取出工字钢时使用板式结构进行助推，取出工字钢时使用钩式结构进行助拉。前后移动跟随货叉的伸缩机构。

（5）特殊货叉。将推进机构与货叉设计成一体的结构形式。高温换模装置的总体结构以实现上面动作作为设计原则。结构简图及现场布置如图3所示。

3 高温快速换模装置的换模过程

3.1 装模过程

（1）使用吊车将模具吊至取模车上，通过定位装置使模具上的槽与上压板的槽保持平行；

图3 结构简图及现场布置

（2）操作热压床“顶杆”上升；通过换模车微调整模具（主要是货叉的上下调整，水平方向通过（1）过程保证，最终实现模具T形槽与热压床上压板T形槽准确对齐），伸出货叉将模具放置顶杆上，货叉下降，收回货叉。

（3）上床身下降，两槽对准。将工字钢放置在货叉上，使用推进机构将工字钢推进槽中。

（4）收回货叉及推进机构，操作“顶杆”下降，保温一段时间，待温度达到650℃，压制零件。

3.2 取模过程

（1）操作“顶杆”上升，将货叉伸进床身，推进机构与工字钢对接，货叉及推进机构推出取出工字钢。

（2）将货叉伸进床身，取出模具。

4 部分关键步骤说明

高温快速换模装置中模具对中是一个关键的步骤，具体作法如下。

（1）小车轨道安装在地面，注意地面要与压机的工作台找平，从而才能保证小车放模具面与工作台平行，小车装在轨道上，通过接近开关保证小车上模具对中块的中心线与压机工作台中间槽的中心线共线。

（2）用吊车将模具吊到模具对中块上（此时尽量将模具中间的槽中心线与对中块上的中心线接近），设备上有4个手摇丝杆作为微调机构，人手摇手柄，对模具中间的槽中心线与对中块上的中心线精确对准。对中操作见图4。

热膨胀系数不影响取模难度。升温后，工字钢与槽同时变大。考虑到热压床工作温度高，装模和取模时周边温度会很高，所以小车的内部机箱均采用隔热的保护棉（高效环保铝箔橡塑隔热棉）。电器快插四周用保护棉包住。电线采用云母高温线（800℃镀镍云母线）。

图4 对中

5 结语

通过对高温换模装置的研究与探讨，若能实现，生产效率会有质的提升，受限于学识及财力，本文仅是提出了一些构想。