鋼板凸點在沖壓生產線的應用研究

文/張樂，譚洪天·一汽豐田汽車有限公司

沖壓生產線概述

沖壓生產線如同多臺串聯的機器，如果某個環節出現問題，會導致整條生產線都無法動作，造成生產停線。沖壓自動化生產線主要由DF 鋼板抓取、壓力機鋼板加工、AP 托架鋼板取出等幾大部分組成，本次主要介紹的是DF 鋼板抓取部分。正如DF 區鋼板抓取部位發生異常的時候，壓力機部位和AP 托架取出部都會出現一時停止。在高速全自動沖壓生產中，鋼板分層的好壞對于整條生產線的可動率至關重要。生產時動作如圖1 所示，其中①代表鋼板自動分層裝置，②代表自動投料裝置，③代表全自動高速生產線。

工藝研究背景

當鋼板出現分層不良時，即兩張或兩張以上鋼板同時被機械手抓起，會造成以下兩種停機現象：

抓取鋼板的吸盤設有傳感器，當傳感器檢測到鋼板厚度異常時，會造成生產停機，效率下降；抓取兩張及兩張以上的鋼板，在投入到壓力機過程中，會造成鋼板突然掉落，掉落的鋼板有砸壞周邊電線或者其他電器元件的可能性，若抓取多的鋼板不小心掉落到型腔中，易造成重大停機事故。

在沖壓加工生產過程中，鋼板分層的原因主要是由于各層鋼板內外表面涂有防銹油，油膜會使相鄰上下鋼板間無縫隙，形成真空狀態，大氣壓作用在鋼板表面，磁力分層器要克服大氣壓力，使鋼板分開。如果大氣壓力值大于分層磁力，就很有可能出現雙板或幾張鋼板形成一體情況，導致設備停機，或因檢出錯誤投入模具，損壞模具，圖2 為磁力分層器示意圖。

圖2 磁力分層器示意圖

磁力分層器的磁力分強磁、中磁、弱磁三檔，利用自身磁場，理論上可以將相鄰的鋼板磁化成同極，使鋼板之間產生相互排斥，從而實現鋼板間分開。但是在實際生產中，鋼板涂油量多少不穩定，且在環境溫度低于13℃時，油膜粘度明顯增加，即使選取強磁檔位，磁力分層器也很難把鋼板進行分層。對于板厚低于1.6mm 的鋼板，比較容易分層，對于板厚1.6mm以上的鋼板，由于自身剛性增強，鋼板的自身重量變大，每張鋼板之間極易形成真空狀態，分層更加困難。

工藝凸點的導入

為了有助于鋼板分層，防止鋼板之間出現真空等異常情況，落料時在鋼板廢料區域上設置幾個凸點，經過沖壓幾道工序加工完成后，凸點隨廢料切除。

根據以上內容，在磁力分層器作用下，仍然不能取得良好分層效果，這時就需要追加工藝凸點，這樣可以輔助磁力分層器把鋼板分開。凸點在鋼板落料階段實施加工，對于板厚大于1.6mm 的鋼板，建議在落料模具開發階段，植入凸點工藝。

凸點技術要求

工藝凸點的大小和位置由鋼板的板厚和形狀決定(表1)，加工凸點截面示意如圖3 所示。

表1 工藝凸點的大小和位置(mm)

圖3 凸點截面示意圖

使用時注意要點

工藝凸點在鋼板上要分均勻分布，保證分層時可以整體分開，對于凸點分布不均勻的鋼板，很容易因為分層不良而造成生產停機，本次列舉了兩個示例見表2。

表2 工藝凸點在鋼板上的分布情況

由于鋼板屬于異形材，且只有兩個工藝凸點，不是均勻分布，兩張鋼板摞在一起時，每張鋼板不能保持平衡，這樣就會形成高低不平的現象，導致鋼板垛向前傾斜，側面不垂直，推桿將鋼板推到磁力分層器后，因為鋼板傾斜，鋼板側面不同時接觸磁力分層器，導致鋼板垛反彈回來，無法正常生產。為防止鋼板被反彈回來，需要使用專用工具(長棒)來頂住鋼板，但是這樣會有鋼板變形的可能性。

針對這一問題進行改善，即在廢料區域追加一個工藝凸點，調整位置高度，使三者保持高度一致保證鋼板水平，這樣鋼板側面就是垂直狀態，可以確保鋼板垛側面同時跟磁力分層器接觸，輔助磁力分層器把相鄰鋼板分開，如圖4 所示。

圖4 追加一處工藝凸點

結束語

沖壓生產線使用工藝凸點，是輔助磁力分層器把鋼板分開的沖壓工藝，是進行高速全自動沖壓生產的關鍵環節，對提高沖壓生產效率，減少不必要的生產停機起決定性作用，一般應用于車輛底盤部品且板厚大于1.6mm 的鋼板沖壓生產。在高速全自動沖壓生產過程中，自動投料裝置成功有效分層、準確無誤地投入，對整條生產線的生產效率起著至關重要的作用。綜上所述，對于板厚大于1.6mm 的鋼板，增大磁通量、適度降低油量、追加凸點都可以有效防止鋼板緊貼，減少停機，提高生產效率。