一種自動(dòng)化模具清潔裝置的應(yīng)用

文／崔江浩·北京奔馳汽車有限公司

汽車沖壓件在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生許多鋅皮、料屑等異物。目前清潔此類異物的工作只能在生產(chǎn)停止時(shí)，由工人在封閉、狹小的空間內(nèi)完成。為解決此類問題，開發(fā)一種安裝在沖壓模具中的自動(dòng)清潔裝置，代替人工在不停機(jī)的狀態(tài)下完成模具的清潔工作。這樣不僅減少了人力投入、生產(chǎn)停機(jī)，同時(shí)還消除了安全隱患。

沖壓模具在批量生產(chǎn)過程中，常常會(huì)產(chǎn)生許多切邊碎屑(圖1)、翻邊鋅粉等異物。隨著零件在各工序間的傳遞，這些異物隨機(jī)散落到模具的型腔中，造成零件的硌傷。為此沖壓操作人員需要停機(jī)進(jìn)入模具型腔中，清潔受污染的模具(圖2)。這樣一來不僅會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)停機(jī)影響生產(chǎn)效率，工人在狹小的密閉空間內(nèi)操作也會(huì)有非常高的安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 生產(chǎn)碎屑

圖2 人工清潔模具

為此一套自動(dòng)的模具清潔裝置應(yīng)運(yùn)而生，此裝置的應(yīng)用消除了上述安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了生產(chǎn)停機(jī)，提高了生產(chǎn)效率，為沖壓安全高效生產(chǎn)提供了保證。

基本信息

以某車型翼子板零件為例，共分5 序完成。具體工序內(nèi)容為：OP10拉延；OP20切邊側(cè)切邊沖孔(圖3)；OP30 側(cè)切邊沖孔側(cè)沖孔；OP40 翻邊側(cè)整形(圖4)；OP50 側(cè)翻邊沖孔。碎屑、鋅皮等異物常產(chǎn)生在切邊沖孔翻邊整形工序。

圖3 OP20 切邊側(cè)切邊沖孔

圖4 OP40 翻邊側(cè)整形

問題分析

模具間隙、刃口硬度、刃口垂直度、刃口光潔度、零件壓料狀態(tài)、沖壓角度等因素均會(huì)對(duì)異物的產(chǎn)生造成影響。刃口垂直度如圖5 所示。

圖5 刃口垂直度

解決方案

裝置原理

此裝置利用沖壓設(shè)備的氣源做動(dòng)力，在特定的邏輯條件下將儲(chǔ)藏在模具內(nèi)部的清潔液導(dǎo)引至指定位置，并將其霧化，從而達(dá)到模具自動(dòng)清潔效果，清潔裝置俯視圖見圖6，各部件實(shí)物圖如圖7～圖12所示。

圖6 清潔裝置俯視圖

圖7 氣路接頭實(shí)物圖

圖8 過濾器實(shí)物圖

圖9 氣路轉(zhuǎn)換接頭實(shí)物圖

圖10 氣路三通接頭實(shí)物圖

圖11 儲(chǔ)油罐實(shí)物圖

圖12 噴嘴實(shí)物圖

裝置組成

本裝置共分四個(gè)部分：動(dòng)力單元、控制單元、儲(chǔ)存及導(dǎo)向單元、執(zhí)行單元。動(dòng)力單元將沖壓設(shè)備中的低壓氣體過濾后為整個(gè)裝置提供驅(qū)動(dòng)力；控制單元利用沖壓設(shè)備功能，通過程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)對(duì)氣源開閉的邏輯性控制；儲(chǔ)存及導(dǎo)向單元選用合適的儲(chǔ)油設(shè)備，并通過油氣管實(shí)現(xiàn)清潔液在裝置內(nèi)的流動(dòng)；執(zhí)行單元安裝在指定位置，將清潔液霧化，通過調(diào)整氣壓及油量的關(guān)系實(shí)現(xiàn)模具清潔最大化。

項(xiàng)目創(chuàng)新與效益

項(xiàng)目創(chuàng)新

此項(xiàng)目裝置結(jié)合了沖壓設(shè)備、模具、流體裝置及自動(dòng)化控制等多方面專業(yè)技術(shù)，提高了生產(chǎn)效率，減少了人力成本的投入，為節(jié)能減排貢獻(xiàn)了力量。同時(shí)也成功的填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外行業(yè)內(nèi)在沖壓模具在線自動(dòng)清潔方面上的空白，實(shí)現(xiàn)了“零”的突破。

經(jīng)濟(jì)效益

本裝置的成功應(yīng)用可節(jié)省生產(chǎn)停機(jī)10分鐘／批次，操作工2 人，按照每年936 個(gè)批次的生產(chǎn)，生產(chǎn)停機(jī)費(fèi)用3萬元／小時(shí)計(jì)算：936×10÷60×3=468萬元／年。操作工人每年工時(shí)2×10÷60×936=312 工時(shí)/年，以工時(shí)費(fèi)100 元/小時(shí)計(jì)算：312×100=3.12 萬元/年。共計(jì)可為公司節(jié)省468+3.12=471.12 萬元/年≈471萬元／年。

結(jié)束語

目前，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間、多批次、大產(chǎn)量的驗(yàn)證，此裝置生產(chǎn)穩(wěn)定。此項(xiàng)目的實(shí)施，成功的將模具在線清潔工作實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，相信隨著項(xiàng)目的推廣，沖壓生產(chǎn)會(huì)更加安全、高效。