大型沖壓生產(chǎn)線主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)選擇

摘 要：大型沖壓生產(chǎn)線主要技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)的選擇，直接關(guān)系到整線的生產(chǎn)能力及加工性能，同時也關(guān)系到整線的投資規(guī)模，確定時必須格外慎重，如出現(xiàn)失誤，損失將難以挽回。

關(guān)鍵詞：大型沖壓；生產(chǎn)線；參數(shù)；結(jié)構(gòu)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.013

1 整線壓機(jī)數(shù)量的確定

沖壓線所配備的壓力機(jī)數(shù)量，由沖壓件的工序數(shù)量所決定。技術(shù)人員在進(jìn)行工藝設(shè)計時，由于秉持的理念不同，其設(shè)定的工序數(shù)量也不盡相同。例如：德國汽車企業(yè)的技術(shù)人員一般選擇六序，日本汽車企業(yè)的技術(shù)人員一般選擇四序。德國人的理念是：工序多，可以簡化各工序的工藝內(nèi)容，簡化模具結(jié)構(gòu)，縮短模具的制造及調(diào)試周期。日本人的理念是，工序少，可以減少模具的制造成本，減少設(shè)備的投資，節(jié)約模具占地面積，節(jié)約生產(chǎn)線占地面積，進(jìn)而減少廠房的占地面積。

我國自主品牌的汽車企業(yè)，一般綜合兩方面的因素，選擇五序的居多。

2 主要技術(shù)參數(shù)的確定

（1）公稱壓力。在選擇沖壓設(shè)備時，公稱壓力是首先要考慮的一個最重要的參數(shù)。由于一些沖壓件形狀非常復(fù)雜，其加工時所需壓力難以準(zhǔn)確計算，理論計算得出的數(shù)值，只能作為參考。沖壓設(shè)備的價值都很昂貴，一旦超負(fù)荷，將影響到設(shè)備的使用壽命，同時也會對設(shè)備的精度造成影響，進(jìn)而對制件的精度帶來影響。因此在選擇沖壓設(shè)備的公稱壓力時，必須留有一定的富余能力。

一般情況下選取的公稱壓力為最大工作壓力的1.25～1.35倍。或最大工作壓力為公稱壓力的75～80%。這樣，對于設(shè)備的使用壽命、模具壽命，以及設(shè)備在過負(fù)荷時的安全性都會得到保證。

一些發(fā)達(dá)國家的大型企業(yè)，他們選取的公稱壓力一般為最大工作壓力的1.5倍左右。

（2）滑塊的行程長度。對于沖壓生產(chǎn)線的頭臺設(shè)備，在人工操作時一般應(yīng)取制件最大拉伸深度的2.5倍左右。在自動化生產(chǎn)時，則應(yīng)取最大拉伸深度的3.5倍左右。

對于大型自動化沖壓線，在確定滑塊行程時，不僅要考慮能否把制件從模腔內(nèi)順利取出，還要考慮采用何種機(jī)械手，并要為端拾器的進(jìn)入及退出預(yù)留一定的空間，因此滑塊行程盡量要大些（最大拉伸深度的4倍左右）。否則，可能會造成制件無法從模腔內(nèi)順利取出，或?qū)ιa(chǎn)節(jié)拍的提升造成影響。

（3）行程次數(shù)。從提高生產(chǎn)效率的角度講，壓機(jī)的滑塊行程次數(shù)越高越好。但在人工生產(chǎn)時，由于上料、取件及設(shè)備的操控都要耗費(fèi)一定時間，在行程次數(shù)提高到一定程度后，再以提高行程次數(shù)的方式來達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的，不但達(dá)不到目的，反而會對制件質(zhì)量帶來不利影響。因?yàn)樵O(shè)備行程次數(shù)過快，會導(dǎo)致制件破裂，尤其是那些拉伸深度大、形狀復(fù)雜的汽車覆蓋件，對行程次數(shù)更為敏感，有時行程次數(shù)只增加一次，制件局部便會發(fā)生縮頸會開裂。

（4）裝模高度。通常情況下，人們都會認(rèn)為裝模高度及其調(diào)節(jié)量越大，通用性越好，使用起來比較方便。這其實(shí)并不完全對。最大裝模高度越大，設(shè)備的立柱高度及總高度都會增加，導(dǎo)致設(shè)備在受力時機(jī)身變形量增大，影響加工精度；同時也導(dǎo)致設(shè)備造價增加，還會導(dǎo)致廠房高度增加，使廠房造價增加。因此，在保證使用要求的前提下，設(shè)備的裝模高度要盡量控制在最小限度內(nèi)。

（5）工作臺面積。工作臺面積要滿足所使用的最大模具的要求。對于汽車工廠所使用的大型壓力機(jī)，工作臺的面積尺寸并不僅僅取決于最大模具尺寸。為了提高生產(chǎn)效率，許多工廠會在一臺大型設(shè)備上安裝2～4套模具，例如在生產(chǎn)四個車門的內(nèi)外板時，許多工廠就是四個車門一起生產(chǎn)，這就要求壓機(jī)的臺面要足夠大。

3 設(shè)備種類的確定

從種類上說，沖壓設(shè)備按動力源的不同，分為機(jī)械壓機(jī)和液壓機(jī)兩種。由于機(jī)械設(shè)備比液壓設(shè)備的加工速度快很多，對于承擔(dān)大批量生產(chǎn)任務(wù)的汽車工廠所用的沖壓設(shè)備，一般均選擇機(jī)械壓力機(jī)。近年來，由于伺服技術(shù)的進(jìn)步，大型伺服壓力機(jī)已被逐漸應(yīng)用于沖壓生產(chǎn)當(dāng)中，對于生產(chǎn)效率及制件質(zhì)量的提高，起到了積極的促進(jìn)作用。

4 機(jī)械壓機(jī)傳動方式的確定

對于機(jī)械壓機(jī)來講，傳動方式有兩種，即：偏心傳動與多連桿傳動。由于多連桿傳動的壓力曲線可以實(shí)現(xiàn)滑塊下行初始階段速度快，拉伸階段時速度變慢的特點(diǎn)，因此多連桿傳動被廣泛應(yīng)用于作為拉伸用的第一臺壓機(jī)。

5 滑塊壓力點(diǎn)數(shù)量的選擇

機(jī)械壓機(jī)在工作時，由電機(jī)帶動傳動系統(tǒng)，最后由曲柄將動力傳遞到滑塊上。按曲柄數(shù)量的不同，可將壓機(jī)分為單點(diǎn)、雙點(diǎn)及四點(diǎn)壓機(jī)。大型沖壓生產(chǎn)線所用壓機(jī)均選用四點(diǎn)壓機(jī)。壓力點(diǎn)數(shù)量越多，壓力分布越均勻，抗傾斜的能力越強(qiáng)。

6 下拉伸墊的選擇

拉伸壓機(jī)為了完成拉伸工序的壓邊動作，需要配備拉伸墊。拉伸墊采用液壓或壓縮空氣控制，即：傳統(tǒng)的純氣氣墊及近年來普遍應(yīng)用的液壓墊。

由于傳統(tǒng)氣墊以壓縮空氣為工作介質(zhì)，在拉伸初始階段壓力波動非常大，并且在拉伸過程中拉伸力不可調(diào)節(jié)，容易造成制件報廢。

液壓墊以液壓油為工作介質(zhì)，工作時壓力變化平穩(wěn)。特別是近年來在大型沖壓線上普遍采用的數(shù)控液壓墊，由于采用了伺服控制系統(tǒng)，具有預(yù)加速功能，可以讓上下模以非常小的速度貼合，避免在初始階段產(chǎn)生壓力沖擊，并且在對制件的拉伸過程中，液壓墊各壓力點(diǎn)的力可以根據(jù)制件的加工需要任意調(diào)節(jié)，為制件的拉伸質(zhì)量提供了有力保證。因此現(xiàn)在大型拉伸壓力機(jī)的下拉伸墊一般均采用數(shù)控液壓墊。

7 結(jié)束語

在大型沖壓生產(chǎn)線的壓機(jī)選擇上，除需要重點(diǎn)考慮的上述問題外，本文未敘述的其他一些參數(shù)及結(jié)構(gòu)也很重要，例如主電機(jī)功率，飛輪能量，立柱開口尺寸，滑塊平衡重量，裝模高度調(diào)節(jié)量。在壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式方面，例如離合器結(jié)構(gòu)，移動工作臺開出形式等。以上參數(shù)及結(jié)構(gòu)在選擇大型壓機(jī)時都應(yīng)根據(jù)使用要求詳細(xì)論證之后再做決定。

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作者簡介：張志偉（1962-），男，遼寧沈陽人，本科，工程師，研究方向：沖壓工廠設(shè)計。