汽車行業(yè)雙拉延工位自動(dòng)沖壓線的改造

文/婁源發(fā)·浙江吉利汽車有限公司

汽車行業(yè)雙拉延工位自動(dòng)沖壓線的改造

文/婁源發(fā)·浙江吉利汽車有限公司

存在的問題

汽車制造過程分四大工藝：沖壓、焊裝、涂裝、總裝，在四大工藝?yán)锩鏇_壓是發(fā)展歷史最久，自動(dòng)化集成程度最高的工序，現(xiàn)在國際上先進(jìn)的沖壓高速線基本都采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，并且在前期模具規(guī)劃上面，模具的噸位與壓機(jī)的噸位匹配性相當(dāng)出色，無論在效率上還是在能耗上都有很大的優(yōu)勢(shì)。吉利汽車杭州灣公司沖壓廠自動(dòng)化A線是由齊齊哈爾二機(jī)床廠與上海ABB公司負(fù)責(zé)制造的多工位沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線，壓機(jī)噸位分別為2000t+1000t+800t+800t+800t，2000t壓機(jī)帶有氣墊裝置具有300t拉延能力。在實(shí)際使用過程中，生產(chǎn)噸位如表1所示。

壓機(jī)噸位有2000t，但由表1可以看出，零件的成形噸位很多幾乎不到1000t，與壓機(jī)間的噸位相差較大，存在大牛拉小車的現(xiàn)象，對(duì)能耗及壓機(jī)的利用率都有很大影響。

表1 零件成形噸位情況

單/雙拉延工位沖壓線比較

單拉延工位沖壓高速線的原理與不足

沖壓線的拉延工作一般由壓機(jī)結(jié)構(gòu)中的氣墊部分來完成。氣墊是緩沖模具在接觸過程中作用力的裝置，從而完成模具對(duì)零件的拉延以及成形，而單拉延工位的沖壓線相當(dāng)于只有2000t壓機(jī)帶有氣墊裝置，也就是說只有2000t壓機(jī)具有拉延能力。由于近幾年國內(nèi)汽車制造業(yè)發(fā)展比較迅猛，尤其是國產(chǎn)汽車，雖然近些年來國產(chǎn)汽車對(duì)沖壓廠設(shè)備模具方面的規(guī)劃已逐步步入正軌，但往年建造的很多沖壓線還是存在著很嚴(yán)重的壓機(jī)的拉延能力與零件實(shí)際需要的拉延噸位差別較大的問題，也意味著能耗的浪費(fèi)（圖1）。

雙氣墊工位的沖壓高速線的原理與優(yōu)勢(shì)

雙氣墊拉延沖壓高速線是指第一臺(tái)壓機(jī)及第二臺(tái)壓機(jī)安裝有氣墊裝置，即首臺(tái)與第二臺(tái)壓機(jī)具有拉延能力，由于傳統(tǒng)沖壓線噸位是由高到低排列，即第二臺(tái)壓機(jī)的拉延噸位小于第一臺(tái)壓機(jī)，在平時(shí)生產(chǎn)過程中可以將噸位較大的模具裝配在首臺(tái)壓機(jī)上用于拉延生產(chǎn)，將噸位較小的模具裝配在第二臺(tái)壓機(jī)上用于拉延生產(chǎn)，首臺(tái)壓機(jī)作為空工位，這樣合理地進(jìn)行壓機(jī)與模具之間的匹配，能夠達(dá)到較好的效果（圖2）。

圖1 單拉延工位沖壓線能耗情況

圖2 雙拉延工位沖壓線能耗情況

改進(jìn)措施

工作臺(tái)高度不一致的方案改造

2000t壓機(jī)的工作臺(tái)臺(tái)面高度為750mm，1000t壓機(jī)的工作臺(tái)臺(tái)面高度為640mm，由于工作臺(tái)的高度不一致導(dǎo)致模具拉延的高度不夠。

改造方案：首先，將工作臺(tái)托板與氣墊頂桿進(jìn)行合并，這樣減少了托板的100mm距離，為1000t壓機(jī)工作臺(tái)高度640mm實(shí)現(xiàn)300mm的拉延能力保證了可能性。

圖3 工作臺(tái)托板與頂桿合并后

其次，對(duì)工作臺(tái)頂桿進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。由于托板取消后使用原頂桿的話，頂桿進(jìn)入工作臺(tái)的深度要大于工作臺(tái)的深度，將原來的短頭式頂桿改造成長頭式頂桿（圖4），在保證能具有300mm拉延能力的基礎(chǔ)上還能保證頂桿與地面不干涉。

圖4 短頭式頂桿（左）與長頭式頂桿（右）

1000t壓機(jī)增加氣墊

要想使1000t壓機(jī)實(shí)現(xiàn)拉延功能，必須增加氣墊裝置，當(dāng)然在規(guī)劃過程中，要提前對(duì)壓機(jī)其他結(jié)構(gòu)是否干涉，油管電路走向是否干涉行排查與確認(rèn)，安裝完成后對(duì)氣墊的水平度以及平行度進(jìn)行校驗(yàn)。

改進(jìn)的效果

對(duì)沖壓線進(jìn)行雙拉延工位改造之后，經(jīng)過一年多的生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)試，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低。整條沖壓線共生產(chǎn)8個(gè)零件，其中4個(gè)零件在1000t壓機(jī)上進(jìn)行拉延生產(chǎn)，4個(gè)零件在2000t壓機(jī)上進(jìn)行拉延生產(chǎn)，單條沖壓線每年可以為整個(gè)車間節(jié)約能耗100萬元。

雙工位拉延沖壓線的改造，為較傳統(tǒng)的機(jī)械壓機(jī)沖壓線提高能耗的管控，提高生產(chǎn)線的穩(wěn)定性提供了新的思路，充分體現(xiàn)了“節(jié)能減排”的經(jīng)營理念，提升了成本管理，讓企業(yè)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

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