熱沖壓工藝的特殊性,,自動化輔具在熱沖壓生產(chǎn)中占有十分重要的作用,。輔具設(shè)計的好壞決定著生產(chǎn)的穩(wěn)定性,,甚至成為自動化生產(chǎn)及節(jié)拍提升的瓶頸,。熱沖壓自動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。
* l1 L: `# S3 q4 Q+ j, L
面對全球能源危機和環(huán)境保護的壓力,節(jié)能減排已經(jīng)成了汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢,,通過使用高強度板熱沖壓生產(chǎn)制造技術(shù),,同時實現(xiàn)車體輕量化和碰撞安全性,成了近年來汽車制造業(yè)研究的熱點,。熱沖壓技術(shù)國內(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),并且實現(xiàn)批量化生產(chǎn),。自動化輔具作為熱沖壓生產(chǎn)的一部分,,其結(jié)構(gòu)設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的保證有著決定性作用。
3 x) z: a6 @' z& Y- T( {
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,,且一般為細長件,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
' i+ ]; s. c- D& B 熱沖壓線拆垛端拾器為實現(xiàn)不同制件間通用,,在骨架設(shè)計上,,將吸盤固定結(jié)構(gòu)設(shè)計為可前、后,、左、右移動式,,吸盤可在橫梁上左右移動,,橫梁可在主梁上前后移動,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
! B, ]0 } ]5 e5 B7 p 熱沖壓生產(chǎn)中,由于加熱后的鋼板處于高溫狀態(tài),,無法用吸盤抓取,,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,。
形狀規(guī)則簡單的板料,如方形料,、梯形料,,可采用一個氣缸帶動多個夾鉗形式,如圖2-1所示,。此方式可保證夾鉗動作的一致性,,減少氣缸使用,降低制作成本,。但需注意夾鉗的運動方向與加熱爐送料輥子的角度,。在工藝設(shè)計階段,需考慮生產(chǎn)中板料的抓取方向,,平行送料輥抓取為最佳狀態(tài),;如θ過大,夾鉗打開,、夾緊與送料輥有干涉風(fēng)險,。
運用此種形式,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),,使一個氣缸上多個夾鉗根據(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
* C! @: e* g0 Y+ y5 j$ R" T
實際生產(chǎn)中,,熱沖壓件多為A柱,、B柱等內(nèi)加強件,板料形狀多弧形不規(guī)則料,此時一般設(shè)計一個氣缸帶動一個夾鉗,,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,,可實現(xiàn)板料的最佳夾持狀態(tài)。
獨立夾鉗布置及結(jié)構(gòu)示意
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,,此時仍不能用普通膠質(zhì)吸盤取件,。一般設(shè)計為永磁吸盤。端拾器重量與自動化生產(chǎn)節(jié)拍成反比,,故設(shè)計時除骨架主結(jié)構(gòu)保證剛度,,其他部分均減重設(shè)計。
: d& W9 h j& d( L/ |
熱沖壓成形后,,板料成為半成品,。因制件材料機械性能較高,無法通過模具加工,,故需采用激光切割進行制件修邊沖孔,,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,。
; G" _+ G9 z ?0 q. g X2 @
目前普遍使用的為旋轉(zhuǎn)工作臺式激光切割設(shè)備,制件切割過程中,,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)計上留出空間開孔。
對于制件的支撐,、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,。這種問題可通過以下兩種方法進行改進:
�,、僭O(shè)計明顯的特征,如凸點,、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有缺陷,,減薄率較大,,故特征一般設(shè)置在工藝補充區(qū)域,激光切割將此部分去除,。
�,、谠O(shè)計定位工藝孔。采用定位孔可精確定位制件,,是最為理想的定位方式,。
6 E* c9 v9 r- E
此定位孔設(shè)計位置需遵循以下三方面原則:
①為保證激光切割制件精度,,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)置在成型過程中不走料區(qū)域,,孔無變形,,保證精確性。