汽車覆蓋件柔性沖壓技術(shù)
作者:admin 發(fā)布日期:2020-12-04
技術(shù)柔性已經(jīng)成為沖壓生產(chǎn)的主流。現(xiàn)代汽車工業(yè)具有規(guī)?;a(chǎn)、小批量車型、品種變化快、多車型共線生產(chǎn)的特點(diǎn)。汽車車身板件也具有大型化和集成化的特點(diǎn)。這些趨勢(shì)要求沖壓技術(shù)和設(shè)備向柔性化和自動(dòng)化方向發(fā)展。高柔性、gaoxiao率的自動(dòng)化沖壓設(shè)備正逐漸取代傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線,成為世界沖壓生產(chǎn)的主流。
柔性沖壓設(shè)備給生產(chǎn)帶來了靈活性
沖壓設(shè)備包括各種壓力機(jī)、開卷、送料和調(diào)平裝置等。集成控制技術(shù)和伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)在壓力機(jī)中的應(yīng)用給沖壓生產(chǎn)帶來了更大的靈活性。大型多工位壓力機(jī)和靈活的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線正在改寫沖壓生產(chǎn)的歷史。
目前zuixin的數(shù)控旋轉(zhuǎn)頭壓力機(jī),步進(jìn)打孔頻率dier老,工件移動(dòng)速度可以達(dá)到以上。近年來,出現(xiàn)了一些新型柔性沖壓機(jī)床,其中多點(diǎn)成形壓力機(jī)和單點(diǎn)成形壓力機(jī)是典型的代表。多點(diǎn)壓力機(jī)的上下工作臺(tái)上有許多成對(duì)排列、高度獨(dú)立可控的柱狀單元,可以完成任意三維曲面工件的成形。
各種曲柄壓力機(jī)是zui廣泛使用的沖壓設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作效率高的優(yōu)點(diǎn),但主要缺點(diǎn)之一是缺乏“靈活性”?;瑝K的曲線是固定的,速度按照不可調(diào)節(jié)的正弦曲線,變化。近年來,交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展為解決這一問題帶來了希望。日本和其他國(guó)家已經(jīng)開發(fā)了基于這種技術(shù)的機(jī)械壓力機(jī)。運(yùn)行速度可調(diào)的交流伺服電機(jī)取代了普通的調(diào)速感應(yīng)電機(jī)?;瑝K可實(shí)現(xiàn)任意運(yùn)動(dòng)曲線,實(shí)現(xiàn)不同的沖壓工作,如無(wú)聲落料、快速落料、分段壓制和jingmi壓制。除了改善工作環(huán)境、提高工作效率、延長(zhǎng)模具壽命、節(jié)約能源外,它還特別適用于汽車chaogao強(qiáng)度鋼板的沖壓成形,減少回彈,提高成形精度。
電動(dòng)伺服技術(shù):伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方向、狀態(tài)等輸出受控量跟隨輸入目標(biāo)值或給定值的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
新型伺服壓力機(jī)采用適應(yīng)性強(qiáng)的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù),將液壓機(jī)的靈活性和機(jī)械壓力機(jī)的gaoxiao率有機(jī)結(jié)合在一起。企業(yè)可以為用戶提供大小批量的各種沖壓件,生產(chǎn)能力大大提高。日本小松公司和德國(guó)舒勒公司先后開發(fā)生產(chǎn)了這種伺服壓力機(jī),該設(shè)備已被一汽豐田汽車公司和廣州豐田汽車公司采用伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)zuituchu的特點(diǎn)是電機(jī)直接與偏心曲柄齒輪相連。由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以任意調(diào)節(jié),曲柄機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度可以任意調(diào)節(jié),沖壓速度可以任意加速或減速。
伺服壓力機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)是匹配度高。由于伺服壓力機(jī)的電機(jī)速度可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),因此在沖壓過程中可以實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)和沖裁力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),使壓力機(jī)的工作曲線能夠適應(yīng)各種應(yīng)用要求。為了保證曲柄的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng),用戶可以通過減速拉伸實(shí)現(xiàn)或保持恒定的沖壓速度,不僅可以提高鈑金加工質(zhì)量,還可以延長(zhǎng)模具的使用壽命。對(duì)伺服壓力機(jī)的變速和控制進(jìn)行了合理的優(yōu)化,采用了模塊化結(jié)構(gòu)的集成模塊。如果不需要伺服功能,機(jī)器可以像傳統(tǒng)壓力機(jī)一樣工作,保持恒定的功率和沖程。
電動(dòng)伺服技術(shù)應(yīng)用廣泛,主要是因?yàn)槠淇刂品奖沆`活,驅(qū)動(dòng)能量容易獲取,無(wú)公害,易于維護(hù)。特別是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展,為電伺服技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的前景。
大型多工位壓力機(jī)是面板沖壓領(lǐng)域zuixianjin、zuigao效的沖壓設(shè)備,是自動(dòng)化程度高、靈活性強(qiáng)的典型代表。它通常由卸垛機(jī)、大型壓力機(jī)、三坐標(biāo)工件輸送系統(tǒng)和堆垛站組成。生產(chǎn)時(shí)間可達(dá)一次,是手動(dòng)送料線的兩倍,單機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線的兩倍。目前,世界已經(jīng)能夠生產(chǎn)大型多工位壓力機(jī)。多工位壓力機(jī)的技術(shù)進(jìn)步主要體現(xiàn)在送料技術(shù)上。送料系統(tǒng)越穩(wěn)定,重復(fù)定位精度越高,輸出越高。所以要解決飼養(yǎng)的技術(shù)問題。
隨著液壓機(jī)部分關(guān)鍵技術(shù)的突破,液壓機(jī)在沖壓方面的優(yōu)勢(shì)和潛力得到充分發(fā)揮,生產(chǎn)率明顯提高,行程同步、與輸送機(jī)聯(lián)動(dòng)等問題得到圓滿解決。沖壓生產(chǎn)線可以全是液壓機(jī),也可以混有機(jī)械壓力機(jī),但由機(jī)械壓力機(jī)組成的沖壓生產(chǎn)線畢竟還是主流。
批量生產(chǎn)的汽車沖壓企業(yè)應(yīng)為每條大型自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線配置調(diào)試壓機(jī),以縮短金屬成型模具的測(cè)試時(shí)間,提高大型沖壓生產(chǎn)線的啟動(dòng)率。調(diào)試壓力機(jī)主要選擇液壓高速試驗(yàn)壓力機(jī)和拉伸機(jī)械壓力機(jī),特別是可以減少生產(chǎn)機(jī)械壓力機(jī)的試模時(shí)間,具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
為了滿足柔性生產(chǎn)的要求,壓力機(jī)的所有控制功能都要進(jìn)行集成,以實(shí)現(xiàn)整套模具的菜單管理,包括滑塊行程、平衡器氣壓、氣墊行程的調(diào)整和自動(dòng)控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置?,F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)具有現(xiàn)場(chǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)、交互可操作性、功能模塊分散、功能開放等特點(diǎn),是壓力控制技術(shù)的發(fā)展方向,對(duì)自動(dòng)化有明顯的促進(jìn)作用。目前,我國(guó)生產(chǎn)的用于制造大型汽車面板的大型沖壓線已達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平。采用多環(huán)節(jié)精度優(yōu)化補(bǔ)償技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化全自動(dòng)模具快速更換技術(shù)、矢量交流變頻調(diào)速主傳動(dòng)技術(shù)和多點(diǎn)液壓過載保護(hù)卸荷控制技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以與生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng),實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。整線支持快速送料系統(tǒng),具有遠(yuǎn)程通訊和遠(yuǎn)程故障診斷功能,每分鐘可生產(chǎn)一個(gè)大型汽車面板。
數(shù)控多工位壓力機(jī)被認(rèn)為是大型沖壓設(shè)備的革命性產(chǎn)品,是國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的主要汽車制造商。以上美國(guó)高達(dá)均采用多工位壓力機(jī)進(jìn)行板材沖壓生產(chǎn)。由于這類設(shè)備技術(shù)含量高,核心技術(shù)不為中國(guó)企業(yè)所掌握,現(xiàn)在都是靠進(jìn)口,加上價(jià)格高,在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的quzhikeshu。預(yù)計(jì)到2010年,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量將在臺(tái)灣套左右,銷售額將達(dá)到1億元,市場(chǎng)前景廣闊。
提高汽車外觀質(zhì)量的zuiyouxiao途徑
用工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手代替人工操作,形成自動(dòng)化生產(chǎn)單元或全自動(dòng)生產(chǎn)線,是高速、gaoxiao、高質(zhì)量沖壓生產(chǎn)的有效方法,也是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)技術(shù)的重要發(fā)展方向。機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線在國(guó)外已經(jīng)使用了很多年,但在國(guó)內(nèi)卻很少見,尤其是集成了總線控制、網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信等國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的自動(dòng)化機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線。
大多數(shù)柔性沖壓自動(dòng)線由雙作用拉伸壓力機(jī)或多連桿單作用拉伸壓力機(jī)和單作用壓力機(jī)組成,可以生產(chǎn)anquan性高、沖壓質(zhì)量好的大型車身板件。生產(chǎn)線上設(shè)有自動(dòng)裝卸系統(tǒng),由卸垛機(jī)、清洗涂油機(jī)、定心上料機(jī)、裝卸機(jī)械手機(jī)器人和穿梭、翻轉(zhuǎn)、輸送自動(dòng)輸送機(jī)組成,從毛坯的裝載到?jīng)_壓件的卸載全部自動(dòng)完成。zuigao生產(chǎn)節(jié)拍是一次。整個(gè)沖壓線都長(zhǎng)大了。部分企業(yè)采用國(guó)際先進(jìn)的高速緊湊型沖壓線,可快速提高燙金機(jī)的生產(chǎn)效率。當(dāng)今先進(jìn)的光學(xué)攝像系統(tǒng)用于鈑金對(duì)齊。
拉伸機(jī)選用數(shù)控液壓拉伸墊,每個(gè)先進(jìn)的自動(dòng)化單元配有機(jī)械手,節(jié)省了梭子傳動(dòng)裝置,縮短了輸送距離,減少了壓機(jī)之間的距離,達(dá)到了老生產(chǎn)時(shí)間。隨著中國(guó)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,汽車的外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量已經(jīng)成為汽車制造商爭(zhēng)奪市場(chǎng)的先決條件,這是不爭(zhēng)的事實(shí)。因此,采用機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)方法進(jìn)行沖壓生產(chǎn)是提高汽車外觀質(zhì)量的zuiyouxiao途徑。
近年來,沖壓生產(chǎn)智能控制技術(shù)發(fā)展迅速。它以材料和工藝的集成為基礎(chǔ),根據(jù)現(xiàn)有的材料和工藝數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的在線控制或智能控制,稱為“自適應(yīng)控制”。首先,建立材料或工藝參數(shù)的在線檢測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)材料性能或工藝參數(shù)發(fā)生變化或波動(dòng)時(shí),由自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)和信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的傳感器在線確定相關(guān)參數(shù)的瞬時(shí)值,通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、專家系統(tǒng)等計(jì)算機(jī)仿真分析和優(yōu)化軟件確定參數(shù)變化后的zuijia工藝參數(shù)組合。自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)整工藝參數(shù)后,可以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的自適應(yīng)控制。新的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的積累可以進(jìn)一步成為后續(xù)加工過程優(yōu)化的基礎(chǔ)。自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線的研發(fā),沖壓生產(chǎn)線的機(jī)械改造,汽車側(cè)板大型真空送料沖壓機(jī)床的制造,推動(dòng)了汽車工業(yè)的快速發(fā)展。對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車沖壓件制造商來說,zui有價(jià)值的技術(shù)改進(jìn)集中在沖壓件的自動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)傳動(dòng)裝置、沖壓設(shè)備的自動(dòng)送料和面向產(chǎn)品的沖壓生產(chǎn)工藝上。因?yàn)橐簤杭夹g(shù)的ji限在變形加工過程中不容易突破,所以只能從機(jī)械自動(dòng)化中尋求利益,不僅是在沖壓過程中,在沖壓技術(shù)以外的領(lǐng)域,新的沖壓件交付模式和沖壓件離線模式中,都可以從能獲得經(jīng)濟(jì)效益的各個(gè)領(lǐng)域中尋求利益。新的集成快速轉(zhuǎn)移系統(tǒng)可以直接在印刷機(jī)之間轉(zhuǎn)移,生產(chǎn)節(jié)奏可以達(dá)到一次。
機(jī)械臂的末端可以自動(dòng)編程來調(diào)整角度,以適應(yīng)模具的凹槽位置。在大型和特大型沖壓件的生產(chǎn)過程中,這種堅(jiān)固而強(qiáng)大的沖壓件輸送機(jī)構(gòu)不僅可以廣泛應(yīng)用于大型工件沖壓和雙沖壓兩種成品的生產(chǎn)過程中,也可以廣泛應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)過程中。擺臂式?jīng)_壓件輸送系統(tǒng)將為快速更換模具的沖壓設(shè)備提供很大的支持和幫助。實(shí)現(xiàn)了沖壓模具和工件的同步輸出,為實(shí)現(xiàn)多功能沖壓生產(chǎn)線奠定了基礎(chǔ)。
汽車沖壓件加工工藝的技術(shù)變革
在世界汽車產(chǎn)品多元化的時(shí)代,模具多元化、模具更換周期短的特點(diǎn)變得尤為突出。同時(shí),對(duì)沖壓工藝提出了新的要求,帶來了汽車沖壓件生產(chǎn)加工工藝的變革。
汽車沖壓件具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性,衡量其水平的重要指標(biāo)是沖壓件工序數(shù)量、車身總成塊數(shù)和尺寸、沖壓件結(jié)構(gòu)等因素。減少?zèng)_壓過程中的工序數(shù)意味著減少?zèng)_壓零件的數(shù)量,節(jié)省工裝的數(shù)量,簡(jiǎn)化沖壓過程中的傳動(dòng)裝置,減少操作人員和設(shè)備的占用面積等。這是一項(xiàng)節(jié)省投資和能源消耗的jijia措施。因此,沖壓制造商可以將沖壓工序的設(shè)計(jì)作為降低汽車制造成本的重要途徑,甚至可以以改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)來滿足制造技術(shù)的要求為代價(jià),同時(shí)采用盡可能大尺寸的合理的總車身部件。比如車身整體的左右側(cè)板和頂蓋,可以使汽車外觀更加美觀實(shí)用,減少空氣阻力,減少?zèng)_壓件和焊點(diǎn)數(shù)量,有效降低成本。
在制定工件沖壓工藝時(shí),分散和集中加工工序是一個(gè)復(fù)雜的問題。這取決于批量大小、結(jié)構(gòu)、形狀、質(zhì)量要求、工藝特點(diǎn)等。對(duì)于通常大量生產(chǎn)的汽車沖壓件,需要采用工序集中的方案,采用復(fù)合或級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓,以提高生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)anquan生產(chǎn)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,對(duì)于復(fù)合模具,集中在一對(duì)模具上的工序數(shù)不宜過多,一般為一個(gè)工序,工序數(shù)zui多;對(duì)于級(jí)進(jìn)模,集中工序的數(shù)量可以更多,因?yàn)槟>呓Y(jié)構(gòu)的布局范圍更加自由。點(diǎn)擊進(jìn)入圖片評(píng)論
隨著中g(shù)aodang車身整體側(cè)壁沖壓件技術(shù)的普及和沖壓臺(tái)的增加,沖壓技術(shù)也發(fā)展迅速。車門、擋泥板等沖壓件過去已經(jīng)從一模發(fā)展到雙槽模生產(chǎn),生產(chǎn)效率翻了一番。zui近門的內(nèi)外面板都是四槽模具生產(chǎn),生產(chǎn)效率又翻了一倍。產(chǎn)量較大時(shí),可通過同時(shí)沖壓多件來降低模具成本、材料成本和加工成本。在成形過程中,材料的應(yīng)力和應(yīng)變對(duì)稱均勻,提高了生產(chǎn)效率,降低了能耗。兩件式生產(chǎn)的zuixin發(fā)展趨勢(shì)是內(nèi)外板同步生產(chǎn),具有生產(chǎn)數(shù)量匹配、同時(shí)送到焊接線上及時(shí)壓制、物流順暢方便的優(yōu)點(diǎn)。