CN113000752B - 一种锻件高压水除鳞装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锻件高压水除鳞装置，包括喷淋组件和柔性检测组件，所述喷淋组件包括前侧和底部开口的喷淋箱，喷淋箱用于对进入其内的锻件进行高压喷淋作业以除鳞，柔性检测组件设置于喷淋箱前侧，包括正对且竖向设置的两刚性件，两刚性件上均套设有弹簧，弹簧上部冒出刚性件顶端一定长度以形成自由部，两弹簧的自由部之间为锻件通过的区域，锻件从两弹簧的自由部之间通过后再进入喷淋箱内进行喷淋作业。本发明还公开了一种除鳞方法。本发明解决锻件表面氧化皮的去除问题，具有稳定、高效的优点，填补高压水除鳞装置在锻压领域的设备空白。

Description

一种锻件高压水除鳞装置及方法

技术领域

本发明属于锻件生产技术领域，尤其涉及一种锻件高压水除鳞装置及方法。

背景技术

金属材料在锻造等热塑性成形时，往往要在1100～1300℃加热和保温，在此加热条件下，锻件表面会形成一层致密氧化皮(鳞皮)，如果模锻时氧化皮未清除干净而被压入锻件，在锻件表面清理后会出现麻点和凹坑，导致最后的锻件在精度、粗糙度等方面达不到要求，同时还会增加后续机加工的难度；而如果将氧化皮压入锻件中的零件内部，则会使锻件成为废品；另外氧化皮有较高的硬度，锻造时不但增加了变形能量的消耗，还会加速锻模的磨损，降低锻模的使用寿命。目前，锻压领域对锻件表面质量的要求日益提高，因此模锻时的氧化皮问题亟待解决。

高压水除鳞技术是一种被广泛应用的氧化皮去除工艺，对形状相对规则（圆棒和板料）的普通碳钢材料具有良好的去除效果，除鳞时，通常将圆棒或板料固定到传送带上，利用传送带将物料运输至除鳞间进行自动化除鳞，这种方式可以批量进行，自动化程度高，但是主要是针对锻件成形后进行大批量生产的阶段，而对于在锻件在加热之后、成形之前的试验阶段尚无针对锻件的高压水除鳞装置，如若还采用传统的传送带方式进行高压水除鳞，一则因为若锻件尺寸较大，需要的传送带太大，二则大型锻件一般不会量产，不需要传送带自动化来实现量产，三则是一些异形锻件形状复杂，使用传送带不好固定，四则是因为锻件在热锅炉内用机械手取出后，需要尽快除鳞，然后直接进行锻压，这个转运时间不能太长，如果使用传送带的话，需要先使用机械手等夹持设备将锻件放到传送带上，待除鳞后再夹持着去锻压，这个过程时间太长，所以需要设计一种锻件模锻前高压水除鳞装置及方法，用于解决在加热之后、成形之前锻件表面除鳞的问题，以提高锻件表面质量。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种锻件高压水除鳞装置，解决锻件模锻前表面氧化皮的去除问题，具有稳定、高效的优点，填补高压水除鳞装置在锻压领域的设备空白。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种锻件高压水除鳞装置，包括喷淋组件和柔性检测组件，所述喷淋组件包括前侧和底部开口的喷淋箱，喷淋箱用于对进入其内的锻件进行高压喷淋作业以除鳞，柔性检测组件设置于喷淋箱前侧，包括正对且竖向设置的两刚性件，两刚性件上均套设有弹簧，弹簧上部冒出刚性件顶端一定长度以形成自由部，两弹簧的自由部之间为锻件通过的区域，锻件从两弹簧的自由部之间通过后再进入喷淋箱内进行喷淋作业；

包括设置在喷淋箱底部开口下方的回水槽，回水槽通过管道与加压装置的进水端连接，加压装置的出水端与高压水管连接，以将回水槽中的液体加压后推入喷淋箱内用于喷淋锻件；

包括过滤装置，设置在回水槽至加压装置的进水端间的液体流经路径上，用于过滤氧化皮，防止氧化皮进入加压装置中。

作为优化，所喷淋箱内正对设有两竖向的喷管，喷管上沿其长度方向间隔设有若干喷嘴，两喷管上的喷嘴位置一一对应，两喷管之间为喷淋作业空间，喷管连接高压水管，所述喷淋箱内水平设置有横杆，所述横杆上沿其长度方向开设有第一滑槽，喷管的上部卡设在第一滑槽中并能够在第一滑槽中移动以调整两喷管间的距离。

作为优化，所述喷管上部套设有限位板，所述限位板底面与横杆顶面相接，并通过锁紧结构与横杆锁定。

作为优化，所述锁紧结构包括开设在限位板上的环形槽、开设在横杆上的与第一滑槽平行的第二滑槽以及螺栓紧固件，环形槽的槽宽与第二滑槽的槽宽相匹配，螺栓紧固件穿过环形槽与第二滑槽并通过螺母锁定，以锁紧限位板与横杆。

作为优化，所述加压装置包括液压站和油水缸，油水缸设有进水口和出水口，进水口与回水槽通过管道连接，出水口与高压水管连接，液压站和油水缸之间设有油路通道，从而通过通入液压油的方式控制油水缸内的压力，以将回水槽内的液体加压后送入高压水管内供喷淋作业。

作为优化，所述的两弹簧的自由部之间为锻件通过的区域，且两弹簧间的距离小于等于任意对应的两喷嘴之间的距离，两弹簧的中心对称面和两喷管的中心对称面共面。

作为优化，所述喷淋箱的前侧设有与横杆平行的长板，两刚性件可滑动的安装在长板上。

作为优化，所述过滤装置包括设置在回水槽内的筛板，筛板上开设有若干过滤氧化皮的筛孔，筛板四周与回水槽槽壁密接，以使得筛板将回水槽分为两部分，一部分形成液体存储腔，另一部分形成氧化皮存储腔，液体存储腔通过管道与加压装置的进水端连接。

作为优化，还包括二次过滤装置，所述二次过滤装置包括过渡水箱，过渡水箱的两侧分别设有进水口和出水口，过渡水箱位于回水槽外，过渡水箱的进水口和出水口均通过管道分别与液体存储腔和加压装置的进水端连接，在过渡水箱内位于进水口和出水口之间还设有竖向的隔板，隔板侧壁及底端分别与过渡水箱侧壁和底面密接，隔板顶端与过渡水箱内顶面间设有溢流缝。

本发明还提供了一种锻件高压水除鳞方法，采用所述的锻件高压水除鳞装置进行除鳞，具体步骤如下：

步骤a、除鳞前，根据锻件的形状特点调节两喷管之间的角度和距离以及两弹簧间的距离，使得锻件理论上能够在不与弹簧接触的情况下而通过两弹簧间；

步骤b、除鳞时，夹持设备夹持锻件先通过两弹簧间再沿直线进入喷淋箱内进行喷淋作业，若锻件与弹簧发生接触导致弹簧产生形变，即撤回锻件，重新调整夹持设备的夹持动作，直至锻件通过两弹簧间时不与弹簧相接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：通过设置喷淋箱，对位于喷淋箱内的热锻件进行高压喷淋以除去氧化皮，掉落的液体和氧化皮则进入回水槽中，经过过滤后，液体进入加压装置，从而对回水槽中的液体进行加压，加压后通入高压水管，从而形成一个喷淋回路，循环作业，达到稳定、高效去除氧化皮的技术效果，并且节能效果好，填补锻件高压水除鳞装置在锻压领域的设备空白。且由于锻件大多体积较大形状复杂，不能采用传统的传送带式自动化作业，除鳞时需要人工操作夹持设备夹持锻件从喷淋箱前侧进入其内进行高压喷淋除鳞作业，每次夹持向里送的时候可能会出现偏差，可能会与喷淋组件发生磕碰，以及每次的位置都不相同，不能让锻件表面得到均匀的除鳞作业，降低除鳞结果的一致性，需要在喷淋箱前侧设置柔性检测组件，检测夹持锻件每次送入的时候是否都在同一位置，夹持锻件通过两弹簧的自由部时，如果没有接触则顺利通过，若与弹簧有接触，导致弹簧发生形变，则说明按此夹持方式送锻件的话，可能会在进入喷淋箱后与喷淋组件发生碰撞，所以需退出重新调整夹持方式，直至通过时与弹簧无接触，弹簧的上部为自由部，其下部套设在刚性件上而被约束，利用其具有的弹性，可以快速复位，为下一次通过进行准备。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中柔性检测组件的结构示意图；

图3是本发明实施例中喷淋组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中喷淋组件的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：参见图1至图4，一种锻件高压水除鳞装置，包括喷淋组件和柔性检测组件，所述喷淋组件包括前侧和底部开口的喷淋箱1，喷淋箱用于对进入其内的锻件进行高压喷淋作业以除鳞，柔性检测组件设置于喷淋箱前侧，包括正对且竖向设置的两刚性件11，两刚性件上均套设有弹簧12，弹簧上部冒出刚性件顶端一定长度以形成自由部，两弹簧的自由部之间为锻件通过的区域，锻件从两弹簧12的自由部之间通过后再进入喷淋箱1内进行喷淋作业；

包括设置在喷淋箱底部开口下方的回水槽4，回水槽4通过管道与加压装置的进水端连接，加压装置的出水端与高压水管连接，以将回水槽中的液体加压后推入喷淋箱内用于喷淋锻件；

包括过滤装置，设置在回水槽至加压装置的进水端间的液体流经路径上，用于过滤氧化皮，防止氧化皮进入加压装置中。

这样的，通过设置喷淋箱，对位于喷淋箱内的热锻件进行高压喷淋以除去氧化皮，掉落的液体和氧化皮则进入回水槽中，经过过滤后，液体进入加压装置，从而对回水槽中的液体进行加压，加压后通入高压水管，从而形成一个喷淋回路，循环作业，达到稳定、高效去除氧化皮的技术效果，并且节能效果好，填补锻件高压水除鳞装置在锻压领域的设备空白。且由于锻件大多体积较大形状复杂，不能采用传统的传送带式自动化作业，除鳞时需要人工操作夹持设备夹持锻件从喷淋箱前侧进入其内进行高压喷淋除鳞作业，每次夹持向里送的时候可能会出现偏差，可能会与喷淋组件发生磕碰，以及每次的位置都不相同，不能让锻件表面得到均匀的除鳞作业，降低除鳞结果的一致性，需要在喷淋箱前侧设置柔性检测组件，检测夹持锻件每次送入的时候是否都在同一位置，夹持锻件通过两弹簧的自由部时，如果没有接触则顺利通过，若与弹簧有接触，导致弹簧发生形变，则说明按此夹持方式送锻件的话，可能会在进入喷淋箱后与喷淋组件发生碰撞，所以需退出重新调整夹持方式，直至通过时与弹簧无接触，弹簧的上部为自由部，其下部套设在刚性件上而被约束，利用其具有的弹性，可以快速复位，为下一次通过进行准备。

实施时，所喷淋箱1内正对设有两竖向的喷管2，喷管上沿其长度方向间隔设有若干喷嘴3，两喷管上的喷嘴位置一一对应，两喷管之间为喷淋作业空间，喷管2连接高压水管，所述喷淋箱内水平设置有横杆5，所述横杆上沿其长度方向开设有第一滑槽6，喷管2的上部卡设在第一滑槽6中并能够在第一滑槽中移动以调整两喷管间的距离。

这样的，通过设置喷淋箱，在喷淋箱内设置喷管和喷嘴，在喷淋的时候，高压水管来的高压水通过喷嘴喷出对位于喷淋作业空间内的钢件进行高压喷淋以除去氧化皮，而两喷管竖向正对设置，便于对锻件的左右侧面进行高压喷射，去除锻件侧面的氧化皮，两喷管通过第一滑槽来进行位置的调节，可以适用于不同类型的锻件，去除锻件氧化皮时具有稳定、高效的有益效果。

实施时，所述喷管2上部套设有限位板7，所述限位板底面与横杆顶面相接，并通过锁紧结构与横杆锁定。

这样的，通过设置限位板，可以用于设置喷管的位置，以及当其旋转调整好角度后通过锁紧结构锁定，使得喷管固定牢固，实现良好的除鳞效果。

实施时，所述锁紧结构包括开设在限位板7上的环形槽8、开设在横杆上的与第一滑槽平行的第二滑槽9以及螺栓紧固件，环形槽的槽宽与第二滑槽的槽宽相匹配，螺栓紧固件穿过环形槽与第二滑槽并通过螺母锁定，以锁紧限位板7与横杆5。

这样的，通过设置环形槽，在随喷管旋转后，能够与第二滑槽有重合的地方，便于螺栓紧固件穿过两者与螺母连接，从而固定旋转调整后的喷管，环形槽对应的圆心角即代表喷管可以转动的角度范围，在本申请中，选择环形槽对应的圆心角为60度。

实施时，所述加压装置包括液压站和油水缸10，油水缸设有进水口和出水口，进水口与回水槽4通过管道连接，出水口与高压水管连接，液压站和油水缸之间设有油路通道，从而通过通入液压油的方式控制油水缸内的压力，以将回水槽4内的液体加压后送入高压水管内供喷淋作业。

这样的，加压装置包括液压站和油水缸，油水缸内设有活塞，活塞的两侧分别为油腔和水腔，油腔通过油路通道与液压站连接，水腔开设有进水口和出水口，分别与回水槽和高压水管连接，并可以分别设置单向阀，在工作时，液压站的液压油进入油腔，迫使中间的活塞向水腔挤压，产生高压将水从水腔中挤入高压水管中，并从喷嘴中喷射出，形成高压水；当再次工作时，需先进行吸水，将活塞拉回到初始位置，为下一次喷射做准备。

实施时，所述的两弹簧的自由部之间为锻件通过的区域，且两弹簧间的距离小于等于任意对应的两喷嘴之间的距离，两弹簧12的中心对称面和两喷管2的中心对称面共面。

这样的，通过设置两弹簧间的距离及与喷嘴之间的位置关系，可以保证夹持锻件若先无接触的通过两弹簧间后，再进入喷淋箱内时，不会与喷嘴发生碰撞，同时也能每次对锻件进行对中检测，保证锻件每次进入的时候不偏离，除鳞的一致性较好。

实施时，所述喷淋箱1的前侧设有与横杆平行的长板13，两刚性件可滑动的安装在长板上。

这样的，通过设置长板，刚性件可滑动，从而可以调节两刚性件间的距离，适应不同尺寸的锻件。

实施时，所述过滤装置包括设置在回水槽4内的筛板，筛板上开设有若干过滤氧化皮的筛孔，筛板四周与回水槽槽壁密接，以使得筛板将回水槽分为两部分，一部分形成液体存储腔，另一部分形成氧化皮存储腔，液体存储腔通过管道与加压装置的进水端连接。

这样的，通过设置筛板，将回水槽一分为二，进行初步的氧化皮过滤，实施时，筛板可以倾斜设置，筛板下方为液体存储腔，上方为氧化皮存储腔，倾斜设置也可以使氧化皮容易落到底部堆积，方便后期取出。

实施时，还包括二次过滤装置，所述二次过滤装置包括过渡水箱14，过渡水箱的两侧分别设有进水口和出水口，过渡水箱位于回水槽外，过渡水箱的进水口和出水口均通过管道分别与液体存储腔和加压装置的进水端连接，在过渡水箱内位于进水口和出水口之间还设有竖向的隔板，隔板侧壁及底端分别与过渡水箱侧壁和底面密接，隔板顶端与过渡水箱内顶面间设有溢流缝。

这样的，设置二次过滤装置，可以提高过滤效果，保证没有氧化皮进入加压装置中，采用在过渡水箱中设置隔板的方式过滤，是利用氧化皮进入过渡水箱中会先沉淀的效果进行过滤，顶部设有的溢流缝用于液体通过至出水口。

实施时，喷淋箱前侧开口，后侧封闭，在喷淋箱前侧开口处可以设置防溅框15，防止喷嘴喷射的时候液体飞出喷淋箱。

本发明还提供了一种锻件高压水除鳞方法，采用所述的锻件高压水除鳞装置进行除鳞，具体步骤如下：

步骤a、除鳞前，根据锻件的形状特点调节对应喷嘴之间的角度和距离以及两弹簧间的距离，使得锻件理论上能够在不与弹簧接触的情况下而通过两弹簧间；

步骤b、除鳞时，夹持设备夹持锻件先通过两弹簧间再沿直线进入喷淋箱内进行喷淋作业，若锻件与弹簧发生接触导致弹簧产生形变，即撤回锻件，重新调整夹持设备的夹持动作，直至锻件通过两弹簧间时不与弹簧相接。

通过上述除鳞方法，可以在夹持设备夹持锻件进入前先通过两弹簧对锻件的夹持位置进行导向，防止其因夹持不到位进入喷淋箱后对喷嘴造成损坏。在本实施例中，锻件为工字钢形，需要着重去除氧化皮的部位为锻件两侧，顶部和底部不是去除的重点部位，夹持时候夹持的是锻件的顶面和底面，在喷嘴的选择上，选择圆柱形喷嘴和扇形喷嘴搭配使用，扇形喷嘴喷出来的水呈扇形，打击面大，单位打击力度小，圆柱形喷嘴喷出来的水是圆柱形的，打击面就是一个点，打击面积小，但单位打击力度大，对锻件凹圆角部分，采用圆柱形喷嘴进行喷射，这里氧化皮最难去除，需要更大的单位打击力，其他部位用扇形喷嘴即可，实际作业时，还可以并排设置两喷淋组件，一组喷淋组件上的喷管上提高喷嘴数量，提高水量，使热锻件尽可能多的产生裂纹，一组喷淋组件上的喷管减少喷嘴数量，提高单个喷嘴的打击力，冲刷氧化皮，两者配合作用更好的除鳞。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以在不脱离本发明的原理和基础的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附加权利要求极其等同物限定，因此本发明的实施例只是针对本发明的一个说明示例，无论从哪一点来看本发明的实施例都不构成对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：包括喷淋组件和柔性检测组件，所述喷淋组件包括前侧和底部开口的喷淋箱，喷淋箱用于对进入其内的锻件进行高压喷淋作业以除鳞，柔性检测组件设置于喷淋箱前侧，包括正对且竖向设置的两刚性件，两刚性件上均套设有弹簧，弹簧上部冒出刚性件顶端一定长度以形成自由部，两弹簧的自由部之间为锻件通过的区域，锻件从两弹簧的自由部之间通过后再进入喷淋箱内进行喷淋作业；

包括设置在喷淋箱底部开口下方的回水槽，回水槽通过管道与加压装置的进水端连接，加压装置的出水端与高压水管连接，以将回水槽中的液体加压后推入喷淋箱内用于喷淋锻件；

包括过滤装置，设置在回水槽至加压装置的进水端间的液体流经路径上，用于过滤氧化皮，防止氧化皮进入加压装置中；

喷淋箱内正对设有两竖向的喷管，喷管上沿其长度方向间隔设有若干喷嘴，两喷管上的喷嘴位置一一对应，两喷管之间为喷淋作业空间，喷管连接高压水管，所述喷淋箱内水平设置有横杆，所述横杆上沿其长度方向开设有第一滑槽，喷管的上部卡设在第一滑槽中并能够在第一滑槽中移动以调整两喷管间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：所述喷管上部套设有限位板，所述限位板底面与横杆顶面相接，并通过锁紧结构与横杆锁定。

3.根据权利要求2所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：所述锁紧结构包括开设在限位板上的环形槽、开设在横杆上的与第一滑槽平行的第二滑槽以及螺栓紧固件，环形槽的槽宽与第二滑槽的槽宽相匹配，螺栓紧固件穿过环形槽与第二滑槽并通过螺母锁定，以锁紧限位板与横杆。

4.根据权利要求1所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：所述加压装置包括液压站和油水缸，油水缸设有进水口和出水口，进水口与回水槽通过管道连接，出水口与高压水管连接，液压站和油水缸之间设有油路通道，从而通过通入液压油的方式控制油水缸内的压力，以将回水槽内的液体加压后送入高压水管内供喷淋作业。

5.根据权利要求1所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：所述的两弹簧间的距离小于等于任意对应的两喷嘴之间的距离，两弹簧的中心对称面和两喷管的中心对称面共面。

6.根据权利要求5所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：所述喷淋箱的前侧设有与横杆平行的长板，两刚性件可滑动的安装在长板上。

7.根据权利要求1所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：所述过滤装置包括设置在回水槽内的筛板，筛板上开设有若干过滤氧化皮的筛孔，筛板四周与回水槽槽壁密接，以使得筛板将回水槽分为两部分，一部分形成液体存储腔，另一部分形成氧化皮存储腔，液体存储腔通过管道与加压装置的进水端连接。

8.根据权利要求7所述的一种锻件高压水除鳞装置，其特征在于：还包括二次过滤装置，所述二次过滤装置包括过渡水箱，过渡水箱的两侧分别设有进水口和出水口，过渡水箱位于回水槽外，过渡水箱的进水口和出水口均通过管道分别与液体存储腔和加压装置的进水端连接，在过渡水箱内位于进水口和出水口之间还设有竖向的隔板，隔板侧壁及底端分别与过渡水箱侧壁和底面密接，隔板顶端与过渡水箱内顶面间设有溢流缝。

9.一种锻件高压水除鳞方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的锻件模锻前高压水除鳞装置进行除鳞，具体步骤如下：

步骤a、除鳞前，根据锻件的形状特点调节两喷管之间的角度和距离以及两弹簧间的距离，使得锻件理论上能够在不与弹簧接触的情况下而通过两弹簧间；

步骤b、除鳞时，夹持设备夹持锻件先通过两弹簧间再沿直线进入喷淋箱内进行喷淋作业，若锻件与弹簧发生接触导致弹簧产生形变，即撤回锻件，重新调整夹持设备的夹持动作，直至锻件通过两弹簧间时不与弹簧相接。

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