一种采用机械挤压成型的新材料生产系统的制作方法

1.本发明涉及新材料加工领域，具体涉及一种采用机械挤压成型的新材料生产系统。


背景技术：

2.钣金具有重量轻、强度高、导电(能够用于电磁屏蔽)、成本低、大规模量产性能好等特点，在电子电器、通信、汽车工业、医疗器械等领域得到了广泛应用，例如在电脑机箱、手机、mp3中，钣金是必不可少的组成部分。随着钣金的应用越来越广泛，钣金件的设计变成了产品开发过程中很重要的一环，机械工程师必须熟练掌握钣金件的设计技巧，使得设计的钣金既满足产品的功能和外观等要求，又能使得冲压模具制造简单、成本低。
3.现在的化工生产中需要耐高温耐腐蚀的反应及存储容器，这类容器现在一般是通过合金材料制备的，但是现在的铝合金材料耐腐蚀能力较差，不能满足现在的化工生产要求，在对这类容器进行加工时，一般是现在板材卷曲呈筒状，然后对筒体两端进行挤压成型，现在的挤压成型设备，生产效率低，不能满足现在的生产要求。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种采用机械挤压成型的新材料生产系统，包括依次布置的进料输送装置、第一挤压成型装置、第二挤压成型装置和排料输送装置，各装置之间均布置有转料机器人，转料机器人用于将筒状的工件从上一装置中转移到下一装置中。
5.通过上述技术方案：能够实现对筒状工件的自动化进料、翻边挤压成型、转料、卷边挤压成型、转料和排料的功能，实现自动化加工，加工效率高。
6.优选的：进料输送装置包括水平布置的进料输送带，进料输送带上装有限位机构，限位机构沿着进料输送带的输送方向间隔分布，限位机构用于维持筒状工件呈立状。
7.通过上述技术方案：能够实现对各筒体工件进行限位，维持立状，输送到转料机器人的提取工位，便于转料机器人提取。
8.优选的：限位机构包括各限位块，各限位块可拆卸式安装在进料输送带的带面上，各限位块围合成用于限制筒状工件位移的圆形区域。
9.通过上述技术方案：能够实现将筒状工件的限位，便于转料机器人提取。
10.优选的：进料输送带由各不锈钢板组成，各不锈钢板通过铰接轴依次铰接在一起，各不锈钢板的板面构成进料输送带的带面，各限位块底部装有磁铁，磁铁贴合在不锈钢板上。
11.通过上述技术方案：能够实现限位块的限位区域调节，适配各种不同尺寸的筒状工件，调节方便，拆卸方便。
12.优选的：转料机器人的活动端安装有夹持机构，夹持机构具有两个大小可调节的夹口，夹口用于夹持相邻的两筒状工件。
13.通过上述技术方案：能够实现夹持筒状工件，实现转料功能，能够同时实现两个工件同时夹持，提升了加工效率。
14.优选的：夹持机构包括支架，支架两端分布有两组夹持臂，每组夹持臂设置有两个，两夹持臂活动安装，两夹持臂之间的区域构成夹口，两夹持臂连接调节组件，调节组件用于调节两夹持臂相互远离或靠近。
15.通过上述技术方案：实现调节活动夹持臂靠近或者远离固定夹持臂，实现夹持筒状工件的目的。
16.优选的：调节组件包括伸缩件，伸缩件固定端安装在支架上，伸缩件具有两个活动端，两活动端分布在伸缩件固定端的两端，两活动端连接夹持臂，两活动端带动夹持臂相互靠近或远离。
17.通过上述技术方案：实现通过伸缩调节活动夹持臂运动的目的，调节方便。
18.优选的：伸缩件由气缸构成，气缸上装有两相对分布的活塞杆，气缸固定安装在支架上，活塞杆连接夹持臂。
19.通过上述技术方案：能够实现气动驱动，调控方便。
20.优选的：夹持臂为半圆环形构件，两夹持臂相对的侧面装有防滑橡胶垫，防滑橡胶垫内侧面设有上下间隔分布的防滑凸起。
21.通过上述技术方案：能够稳定的夹持筒状工件的目的，能够实现夹持过程中的防滑功能。
22.优选的：转料机器人为六轴机器人，转料机器人包括底座，底座通过第一转轴连接第一转台，第一转轴沿着竖直方向布置，底座用于驱使第一转台围绕第一转轴转动，第一转台通过第二转轴连接大臂一端，第二转轴和第一转轴呈直角状分布，第一转台用于驱使大臂围绕第二转轴转动，大臂另一端通过第三转轴连接第二转台，第三转轴和第二转轴的轴向一致，第二转台能够围绕第三转轴转动，第二转台通过第四转轴连接小臂一端，第四转轴的轴向和第三转轴呈直角状分布，第二转台用于驱使小臂围绕第四转轴转动，小臂另一端第五转轴连接第三转台，第五转轴和四转轴呈直角状分布，第三转台能够围绕第五转轴转动，第三转台通过第六转轴连接支架，第六转轴位于两固定夹持臂之间，第三转台用于驱使支架围绕第六转轴转动。
23.通过上述技术方案：能够实现六轴机器人转料的目的，抓料、转移、放料稳定可靠，效率高。
24.一种采用机械挤压成型的新材料容器生产工艺，包括下列步骤：
25.s1:首先对新材料板材裁剪处理，裁剪成用于制备筒体的a料和筒底的b料；
26.s2：将裁剪之后的a料卷曲呈筒状，结合处焊接；
27.s3：将筒体转移第一挤压成型装置中，对筒体的底部进行挤压翻边处理；
28.s4：将翻边处理之后的工件转移到第二挤压成型装置中，对筒状工件的顶部端进行挤压卷边处理；
29.s5：将筒体和筒底焊接即可。
30.通过上述技术方案：能够实现将新材料板材料裁剪、卷曲成型、翻边、卷边和焊接，实现加工成筒状容器的目的。
31.优选的：在s3中，首先将筒体依次放置在进料输送带上的限位机构，然后采用转料
机器人将两个筒体同步转移到第一挤压成型装置中，第一挤压成型装置对筒底底部进行挤压翻边处理。
32.优选的：在s4中，采用转料机器人将两筒体取出，并将两筒体翻转，然后放到第二挤压成型装置中，第二挤压成型装置对筒体底部进行卷边处理。
33.优选的：在s4中，采用转料机器人将第二挤压成型装置中完成卷边处理的筒体取出，并放置到排料输送装置上，排料输送装置将筒体输送到焊接工位。
34.本发明的技术效果和优点：本发明能够实现由新材料构成的筒状工件进行自动化进料、翻边挤压成型、转料、卷边挤压成型、转料和排料的功能，实现自动化加工，加工效率高，本发明提出的生产工艺，工艺简明，生产效率高。
附图说明
35.图1为本发明提出的一种采用机械挤压成型的新材料生产系统的结构示意图。
36.图2为本发明提出的一种采用机械挤压成型的新材料生产系统中转料机器人的结构示意图。
37.图3为本发明提出的一种采用机械挤压成型的新材料生产系统中夹持机构结构示意图。
38.图4为本发明提出的一种采用机械挤压成型的新材料生产系统中进料输送带和限位机构的结构示意图。
39.附图标记说明：100
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进料输送装置、110
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进料输送带、111
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不锈钢板、120
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限位机构、121
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限位块、200
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第一挤压成型装置、300
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转料机器人、310
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底座、320
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第一转台、330
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大臂、33
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第二转台、340
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第二转台、350
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小臂、360
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第三转台、400
‑
第二挤压成型装置、500
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夹持机构、510
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夹口、511
‑
夹持臂、512
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防滑橡胶垫、520
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伸缩件、530
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支架、600
‑
排料输送装置。
具体实施方式
40.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
41.实施例1
42.一种采用机械挤压成型的新材料生产系统，包括依次布置的进料输送装置100、第一挤压成型装置200、第二挤压成型装置400和排料输送装置600，各装置之间均布置有转料机器人300，转料机器人300用于将筒状的工件从上一装置中转移到下一装置中。进料输送装置100依次输入呈立状分布的筒状工件，转料机器人300将进料输送装置100上的筒状工件转移到第一挤压成型装置200中，第一挤压成型装置200对筒状工件底部进行挤压翻边处理，然后转料机器人300再将第一挤压成型装置200中的筒状工件取出，并将筒状工件翻转，再转移到第二挤压成型装置400中，第二挤压成型装置400将筒状工件的顶部进行挤压卷边处理，然后转料机器人300再将筒状工件取出，并放到排料输送装置600上，排料输送装置
600将筒状工件输送到下一工序中，实现了对筒状工件的自动化进料、翻边挤压成型、转料、卷边挤压成型、转料和排料的功能，实现自动化加工，加工效率高。
43.进料输送装置100包括水平布置的进料输送带110，进料输送带110上装有限位机构120，限位机构120沿着进料输送带110的输送方向等距间隔分布，限位机构120用于维持筒状工件呈立状。通过限位机构120的设置，能够实现对各筒体工件进行限位，维持立状，输送到转料机器人300的提取工位，便于转料机器人300提取.
44.限位机构120包括各限位块121，各限位块121可拆卸式安装在进料输送带110的带面上，各限位块121围合成用于限制筒状工件移动的区域。各限位块121配合工作，能够实现将筒状工件的限位，便于转料机器人300提取。
45.进料输送带110由各不锈钢板111组成，各不锈钢板111通过铰接轴依次铰接在一起，各不锈钢板111的板面构成进料输送带110的带面，各限位块121底部装有磁铁，磁铁贴合在不锈钢板111上。能够实现限位块121的限位区域调节，适配各种不同尺寸的筒状工件，调节方便，拆卸方便。
46.转料机器人300的活动端安装有夹持机构500，夹持机构500具有两个大小可调节的夹口510，两夹口510之间的间距和限位机构120之间的间距一致，夹口510用于夹持相邻的两筒状工件。能够实现夹持筒状工件，实现转料功能，能够同时实现两个工件同时夹持，提升了加工效率。
47.夹持机构500包括支架530，支架530两端分布有两组夹持臂511，每组夹持臂511设置有两个，两夹持臂511活动安装，两夹持臂511之间的区域构成夹口510，两夹持臂511连接调节组件，调节组件用于调节两夹持臂511相互远离或靠近。实现调节活动夹持臂靠近或者远离固定夹持臂，实现夹持筒状工件的目的
48.调节组件包括伸缩件520，伸缩件520固定端安装在支架530上，伸缩件520具有两个活动端，两活动端分布在伸缩件520固定端的两端，两活动端连接夹持臂511，两活动端带动夹持臂511相互靠近或远离。实现通过伸缩调节活动夹持臂运动的目的，调节方便。
49.伸缩件520由气缸构成，气缸上装有两相对分布的活塞杆，气缸固定安装在支架上，活塞杆连接夹持臂511。能够实现气动驱动，调控方便。
50.夹持臂511为半圆环形构件，两夹持臂511相对的侧面装有防滑橡胶垫512，防滑橡胶垫512内侧面设有上下间隔分布的防滑凸起。能够稳定的夹持筒状工件的目的，能够实现夹持过程中的防滑功能。
51.转料机器人300为六轴机器人，转料机器人300包括底座310，底座310通过第一转轴连接第一转台320，第一转轴沿着竖直方向布置，底座310用于驱使第一转台320围绕第一转轴转动，第一转台320通过第二转轴连接大臂330一端，第二转轴和第一转轴呈直角状分布，第一转台320用于驱使大臂330围绕第二转轴转动，大臂330另一端通过第三转轴连接第二转台340，第三转轴和第二转轴的轴向一致，第二转台340能够围绕第三转轴转动，第二转台340通过第四转轴连接小臂350一端，第四转轴的轴向和第三转轴呈直角状分布，第二转台340用于驱使小臂350围绕第四转轴转动，小臂350另一端第五转轴连接第三转台360，第五转轴和四转轴呈直角状分布，第三转台360能够围绕第五转轴转动，第三转台360通过第六转轴连接支架530，第六转轴位于两固定夹持臂之间，第三转台360用于驱使支架530围绕第六转轴转动，能够实现六轴机器人转料的目的，抓料、转移、放料稳定可靠，效率高。
52.实施例2
53.一种采用机械挤压成型的新材料容器生产工艺，包括下列步骤：
54.s1:首先对新材料板材裁剪处理，裁剪成用于制备筒体的a料和筒底的b料；
55.s2：将裁剪之后的a料卷曲呈筒状，结合处焊接；
56.s3：首先将筒体依次放置在进料输送带110上的限位机构120，然后采用转料机器人300将两个筒体同步转移到第一挤压成型装置200中，第一挤压成型装置200对筒底底部进行挤压翻边处理；
57.s4：采用转料机器人300将两筒体取出，并将两筒体翻转，然后放到第二挤压成型装置400中，第二挤压成型装置400对筒体底部进行卷边处理，采用转料机器人300将第二挤压成型装置400中完成卷边处理的筒体取出，并放置到排料输送装置600上，排料输送装置600将筒体输送到焊接工位；
58.s5：将筒体和筒底焊接即可。
59.实施例3
60.一种用于采用机械挤压成型的新材料容器，新材料为合金材料，由下列各原料组分如下：以重量计，熔料150
‑
200份、添加剂10
‑
15份、处理剂5
‑
10份；
61.该熔料各原料组分如下：以质量百分比计，mg5
‑
7％、cr0.2
‑
0.5％、fe0.2
‑
0.3％、si0.3
‑
0.5％、cu≤0.06％、zn0.05
‑
0.08％、mn0.1
‑
0.2％、ti0.9
‑
1.5％、be0.1
‑
0.2％、其余为al；
62.该处理剂包括下列各原料：正硅烷四乙酯、无水乙醇、氨水、n,n
‑
二甲基甲酰胺、改性剂；改性剂包括十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷；
63.添加剂为氧化石墨烯。
64.实施例4
65.一种用于采用机械挤压成型的新材料容器，新材料为合金材料，由下列各原料组分如下：以重量计，熔料175份、添加剂12.5份、处理剂7.5份；
66.该熔料各原料组分如下：以质量百分比计，mg6％、cr0.35％、fe0.25％、si0.4％、cu0.05％、zn0.065％、mn0.15％、ti1.2％、be0.15％、其余为al；
67.该处理剂包括下列各原料：正硅烷四乙酯、无水乙醇、氨水、n,n
‑
二甲基甲酰胺、改性剂；改性剂包括十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷；
68.添加剂为氧化石墨烯。
69.实施例5
70.一种用于采用机械挤压成型的新材料容器，新材料为合金材料，由下列各原料组分如下：以重量计，熔料150份、添加剂10份、处理剂5份；
71.该熔料各原料组分如下：以质量百分比计，mg5％、cr0.2
‑
0.5％、fe0.2％、si0.3％、cu0.02％、zn0.05％、mn0.1％、ti0.9％、be0.1％、其余为al；
72.该处理剂包括下列各原料：正硅烷四乙酯、无水乙醇、氨水、n,n
‑
二甲基甲酰胺、改性剂；改性剂包括十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷；
73.添加剂为氧化石墨烯。
74.实施例6
75.一种用于采用机械挤压成型的新材料容器，新材料为合金材料，由下列各原料组
分如下：以重量计，熔料200份、添加剂15份、处理剂10份；
76.该熔料各原料组分如下：以质量百分比计，mg7％、cr0.5％、fe0.3％、si0.5％、cu0.06％、zn0.08％、mn0.2％、ti1.5％、b0.2％、其余为al；
77.该处理剂包括下列各原料：正硅烷四乙酯、无水乙醇、氨水、n,n
‑
二甲基甲酰胺、改性剂；改性剂包括十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷；
78.添加剂为氧化石墨烯。
79.实施例7
80.合金材料的加工工艺
81.具体包括以下步骤：
82.1)准备原料：
83.a)按比例称取铝锭、镁锭、铝铬中间合金、铝铁中间合金、铝硅中间合金、电解铜、锌锭、铝锰中间合金、铝钛中间合金和铝铍中间合金，备用；
84.b)按比例称取氧化石墨烯，球磨机研磨30
‑
50min，得到氧化石墨烯粉末；再按比例称取正硅烷四乙酯、无水乙醇、氨水和n,n
‑
二甲基甲酰胺，备用；
85.c)按比例称取十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷，混合均匀，得到改性剂，备用；
86.2)制备合金基体：
87.a)熔炼：取步骤1)准备的铝锭，置于熔炉中，升温至660
‑
700℃，再加入氧化石墨烯粉末，搅拌25
‑
35min，再添加铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝钛中间合金，保温30
‑
50min，再升温至750
‑
800℃，加入镁锭、铝铬中间合金、铝铁中间合金、电解铜和锌锭，熔炼2
‑
4h，保温25
‑
35min，搅拌10
‑
20min，并加入铝铍中间合金，静置20
‑
35min；
88.b)精炼：温度降至700
‑
750℃，在保护气作用下精炼，精炼20
‑
30min；再降温至680
‑
720℃扒渣，低压浇铸，得到合金基体；
89.3)镀膜：
90.a)表面处理：取步骤2)制备的合金基体，于丙酮中超声清洗10
‑
15min，去离子水洗涤；在0.4
‑
0.6mpa下喷砂，喷砂距离为25
‑
35cm，喷砂时间为2
‑
5min，除尘；
91.b)取步骤1)准备的正硅烷四乙酯、无水乙醇和氨水放入烧杯中，加水混合，恒温水浴中搅拌1
‑
2h，水浴温度为30
‑
35℃，再加入n,n
‑
二甲基甲酰胺，搅拌30
‑
40min，再在25
‑
30℃下陈化6
‑
8h，通风除氨，得到物料a；
92.c)将步骤a)处理过的合金基体浸入物料a中，使物料a与合金基体充分接触，以0.5
‑
0.8cm/s的速度竖直提拉，使物料a均匀得涂覆在合金基体表面，再置于60
‑
65℃下恒温干燥6
‑
7h，干燥后放入加热炉中，以0.5
‑
0.7℃/min升温至580
‑
620℃，恒温焙烧0.4
‑
0.6h，自然冷却至室温，重复提拉、焙烧步骤8
‑
10次；
93.取步骤1)准备的改性剂，加入无水乙醇、水混合均匀，再调节ph至4
‑
5，于室温预水解45
‑
48h，得到物料b；将步骤c)处理的合金基体放入物料b中，超声分散30
‑
40min，再以合金基体为工作电极，利用物料b为电沉积液，进行电沉积，沉积时间为200
‑
210s，沉积后取出，氮气吹干，热固化0.4
‑
0.5h，温度为120
‑
130℃，得到合金材料。
94.显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的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，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。