熱沖壓工藝的特殊性,，自動(dòng)化輔具在熱沖壓生產(chǎn)中占有十分重要的作用。輔具設(shè)計(jì)的好壞決定著生產(chǎn)的穩(wěn)定性,，甚至成為自動(dòng)化生產(chǎn)及節(jié)拍提升的瓶頸,。熱沖壓自動(dòng)化輔具包含拆垛端拾器、上料端拾器,、取件端拾器,、激光切割支具、拋丸掛具,。
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面對(duì)全球能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)的壓力,，節(jié)能減排已經(jīng)成了汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)使用高強(qiáng)度板熱沖壓生產(chǎn)制造技術(shù),，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車體輕量化和碰撞安全性,，成了近年來(lái)汽車制造業(yè)研究的熱點(diǎn)。熱沖壓技術(shù)國(guó)內(nèi)起步較晚,，一直處于在各大學(xué)或研究院等研究單位試驗(yàn)階段,，但隨著汽車企業(yè)的介入,，熱沖壓技術(shù)得到了快速發(fā)展，目前熱沖壓工藝已經(jīng)應(yīng)用到汽車生產(chǎn)制造工業(yè),，并且實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn),。自動(dòng)化輔具作為熱沖壓生產(chǎn)的一部分，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的保證有著決定性作用,。
拆垛端拾器
熱沖壓成形生產(chǎn)線的拆垛端拾器由骨架,、電氣元件、安裝組件組成,。結(jié)構(gòu)與冷沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線基本相同,，同樣采用吸盤吸取板料。冷沖壓線板料多為方料,，端拾器骨架及吸盤為規(guī)則陣列布置,，實(shí)現(xiàn)不同料的通用；而熱沖壓件基本為A柱,、B柱等,，不規(guī)則料較多，且一般為細(xì)長(zhǎng)件,，吸盤一般隨形布置，一列即可,，通用具有局限性,。
冷沖壓拆垛端拾器示意
熱沖壓拆垛端拾器示意
熱沖壓線拆垛端拾器為實(shí)現(xiàn)不同制件間通用，在骨架設(shè)計(jì)上,，將吸盤固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可前,、后、左,、右移動(dòng)式,，吸盤可在橫梁上左右移動(dòng)，橫梁可在主梁上前后移動(dòng),，以適用不同形狀,、不同尺寸的板料。
1,、主梁 2,、橫梁 3、吸盤 4,、料片
; |$ ] \) O4 s- q1 L% N上料端拾器
熱沖壓生產(chǎn)中,，由于加熱后的鋼板處于高溫狀態(tài)，無(wú)法用吸盤抓取,，故其上料端拾器上采用特定制作的夾持器（氣缸帶動(dòng)夾鉗）,。熱沖壓生產(chǎn)線的上料端拾器由骨架、電氣元件、夾鉗,、防護(hù)板及安裝組件組成,。此部分是熱沖壓線最關(guān)鍵的工位，需保證板料抓取位置精確性及穩(wěn)定性,。根據(jù)料片形狀復(fù)雜程度,，可采用不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
形狀規(guī)則簡(jiǎn)單的板料,，如方形料,、梯形料，可采用一個(gè)氣缸帶動(dòng)多個(gè)夾鉗形式,，如圖2-1所示,。此方式可保證夾鉗動(dòng)作的一致性，減少氣缸使用,，降低制作成本,。但需注意夾鉗的運(yùn)動(dòng)方向與加熱爐送料輥?zhàn)拥慕嵌取Ｔ诠に囋O(shè)計(jì)階段,，需考慮生產(chǎn)中板料的抓取方向,，平行送料輥?zhàn)ト樽罴褷顟B(tài)；如θ過(guò)大,，夾鉗打開(kāi),、夾緊與送料輥有干涉風(fēng)險(xiǎn)。
運(yùn)用此種形式,，夾鉗結(jié)構(gòu)分連接和夾持兩部,，夾持部分可前后調(diào)節(jié)，使一個(gè)氣缸上多個(gè)夾鉗根據(jù)料片輪廓小范圍調(diào)整至最佳位置,。
1,、旋轉(zhuǎn)橫梁 2、連接部分 3,、夾持部分
實(shí)際生產(chǎn)中,，熱沖壓件多為A柱、B柱等內(nèi)加強(qiáng)件,，板料形狀多弧形不規(guī)則料,，此時(shí)一般設(shè)計(jì)一個(gè)氣缸帶動(dòng)一個(gè)夾鉗，夾鉗根據(jù)料片輪廓布置,，在允許范圍內(nèi),，還可根據(jù)料邊曲線法線方向設(shè)置角度，不受其他夾鉗限制,，可實(shí)現(xiàn)板料的最佳夾持狀態(tài),。
獨(dú)立夾鉗布置及結(jié)構(gòu)示意
取件端拾器
熱沖壓成形生產(chǎn)線的拆垛端拾器由骨架,、電氣元件及安裝組件組成。加熱后板料經(jīng)模具壓制和保壓冷卻后,，溫度降至200℃左右,，此時(shí)仍不能用普通膠質(zhì)吸盤取件。一般設(shè)計(jì)為永磁吸盤,。端拾器重量與自動(dòng)化生產(chǎn)節(jié)拍成反比,，故設(shè)計(jì)時(shí)除骨架主結(jié)構(gòu)保證剛度，其他部分均減重設(shè)計(jì),。
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激光切割支具
熱沖壓成形后,，板料成為半成品。因制件材料機(jī)械性能較高,，無(wú)法通過(guò)模具加工,，故需采用激光切割進(jìn)行制件修邊沖孔，激光切割支具是支撐和定位制件,、保證切割制件精度和穩(wěn)定性的輔助工裝,，由骨架、支撐定位結(jié)構(gòu),、夾緊單元,、電氣元件及安裝組件組成。
目前普遍使用的為旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)式激光切割設(shè)備,，制件切割過(guò)程中,，產(chǎn)生大量的煙塵，設(shè)備有廢料輸送及排煙塵系統(tǒng),，支具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，支撐,、定位等安裝面盡量做小,，留有漏空保證上下通氣流。如安裝面為一整塊BASE板,，則設(shè)計(jì)上留出空間開(kāi)孔,。
對(duì)于制件的支撐、定位結(jié)構(gòu),，因制件成型后與產(chǎn)品數(shù)模存在一定差別,，且熱沖壓工藝制件型面特征一般較為簡(jiǎn)單，如只依靠型面定位,，制件穩(wěn)定性差,，切割后制件一致性不能保證。這種問(wèn)題可通過(guò)以下兩種方法進(jìn)行改進(jìn)：
�,、僭O(shè)計(jì)明顯的特征,，如凸點(diǎn),、凹包等。因熱沖壓是在板料加熱后壓制成型,，故凹包等明顯特征在成型后表面會(huì)有缺陷,，減薄率較大，故特征一般設(shè)置在工藝補(bǔ)充區(qū)域,，激光切割將此部分去除,。
②設(shè)計(jì)定位工藝孔,。采用定位孔可精確定位制件,，是最為理想的定位方式。
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此定位孔設(shè)計(jì)位置需遵循以下三方面原則：
�,、贋楸ＷC激光切割制件精度,，成型工序同樣使用此定位孔定位，需考慮定位孔設(shè)置位置及形式不影響上料,；
�,、谌缭O(shè)置在產(chǎn)品區(qū)外部，不能降低原材料利用率,；
③設(shè)置在成型過(guò)程中不走料區(qū)域,，孔無(wú)變形，保證精確性,。