氣動往復(fù)式定位推抵件在高速沖壓生產(chǎn)的應(yīng)用研究

摘要：主要對冷沖壓模具中常見的固定式定位導(dǎo)規(guī)進(jìn)行了改造，即通過氣缸來帶動定位往復(fù)運(yùn)動，可以解決待沖壓件投偏現(xiàn)象。對定位推抵件的成效進(jìn)行了闡述，并著重在工作原理上及注意事項(xiàng)方面進(jìn)行了說明，對于高速發(fā)展的全自動化沖壓生產(chǎn)線來說具有重大意義。

關(guān)鍵詞：沖壓件；氣缸；壓力機(jī)；自動化氣路

全自動沖壓生產(chǎn)線如同一條串聯(lián)的機(jī)器，沖壓件按照每分鐘加工15～20件的節(jié)拍高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)過程中如果某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，都會導(dǎo)致這條生產(chǎn)線一時停止。對于外覆蓋件這種品質(zhì)要求極高的產(chǎn)品，模具的任何加工區(qū)域都有造成其面品質(zhì)不良的可能性。

本文主要介紹的是某車型的發(fā)動機(jī)罩外板，板厚0.6mm，在沖壓生產(chǎn)過程中因生產(chǎn)速度過快，投入機(jī)械手在搬送待沖壓件到最后一道模具加工區(qū)域時，待沖壓件有向前沖的慣性力，磕碰到模具下型的固定式定位導(dǎo)規(guī)，如圖1所示，導(dǎo)致待沖壓件磕碰的位置邊緣出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象，嚴(yán)重影響生產(chǎn)連動性和汽車外覆蓋件品質(zhì)。為了解決這個問題，在模具本體導(dǎo)入了一種氣動往復(fù)式定位推抵件。

氣動往復(fù)式定位推抵件導(dǎo)入的意義

與普通定位導(dǎo)規(guī)相比，氣動往復(fù)式定位推抵件有如下的優(yōu)勢。

1.保證沖壓件的品質(zhì)和精度

傳統(tǒng)定位導(dǎo)規(guī)是用螺栓固定在模具本體，當(dāng)生產(chǎn)速度提高時，機(jī)械手將待沖壓件投入到加工區(qū)域時會產(chǎn)生慣性力，待沖壓件邊緣有竄到定位上的可能性，其中一側(cè)表面會出現(xiàn)鼓包等品質(zhì)不良（見圖1）。而氣動往復(fù)式定位是在待沖壓件投入到模具工序前處于退回狀態(tài)，待沖壓件投入到模具工序時再將其推到加工區(qū)域，保證了沖壓制品的穩(wěn)定性。

2.保證生產(chǎn)的可動性

待沖壓件邊緣側(cè)落在固定定位導(dǎo)規(guī)上，模具檢測傳感器會發(fā)出異常信號，并傳遞到系統(tǒng)中造成生產(chǎn)停止。模具保全在生產(chǎn)線停止時進(jìn)入型腔內(nèi)將固定導(dǎo)規(guī)螺栓松動后進(jìn)行微調(diào)，或者整體降速對應(yīng)生產(chǎn)，這樣會延長生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)效率。

3.消除了模具型損的風(fēng)險(xiǎn)

若待沖壓件邊緣投入到固定定位導(dǎo)規(guī)時沒有反饋給系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警，壓力機(jī)單元會默認(rèn)待沖壓件已到?jīng)_壓區(qū)域，當(dāng)壓力機(jī)帶動模具上型與下型接觸加工時，待沖壓件在沖壓區(qū)域會發(fā)生變形，嚴(yán)重時造成模具表面型損。而氣動往復(fù)式定位消除了型損帶來的附加影響。

氣動往復(fù)式定位推抵件的工作原理

定位推抵件主要是由定位導(dǎo)規(guī)、往復(fù)氣缸及位置傳感器等部件組成，可設(shè)多個并分布于模具本體的周側(cè)，定位推抵件依靠氣缸動作朝靠近或遠(yuǎn)離加工區(qū)的方向相對模具本體移動，位置傳感器能檢測待沖壓件的位置。這種往復(fù)式定位推抵件可靠性極高，如圖2所示，能避免待沖壓件投入該模具工序過程中受到碰撞，并有效保證待沖壓件在沖壓區(qū)內(nèi)的可靠定位。

在發(fā)罩外板模具的左右兩側(cè)各追加一組自動化氣路裝置，用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的固定定位導(dǎo)規(guī)，氣路示意如圖3所示，R4、R4'為氣路的輸入輸出端，X、Y代表的是兩個氣缸，可以帶動定位往復(fù)運(yùn)動，壓力機(jī)每生產(chǎn)加工一行程是360°，在0～180°時R4處于送氣階段，在180°～360°時R4'處于送氣階段。當(dāng)模具加工區(qū)域剛加工完一枚沖壓件并即將投入另一枚待沖壓件時，此時壓力機(jī)滑塊角度處于190°，壓力機(jī)單元控制R4'進(jìn)氣對定位推抵件進(jìn)行推動，使定位推抵件相對模具本體朝遠(yuǎn)離沖壓區(qū)的方向移動，如此設(shè)置目的是為了在投入機(jī)械手抓取待沖壓件并放置于模具時進(jìn)行有效的避讓，避免待沖壓件邊緣受到磕碰。

當(dāng)待沖壓件放置于模具加工區(qū)域后，一般情況下待沖壓件并未完全位于沖壓區(qū)的定位位置，當(dāng)壓力機(jī)滑塊角度位于設(shè)定值40°時，壓力機(jī)單元控制R4進(jìn)氣對定位推抵件朝靠近沖壓區(qū)的方向移動，對待沖壓件進(jìn)行推抵以對待沖壓件的位置進(jìn)行調(diào)整。這期間位置傳感器實(shí)時檢測待沖壓件的位置，并將位置信號實(shí)時發(fā)送給壓力機(jī)單元，壓力機(jī)接受到正常信號后會對待沖壓件進(jìn)行生產(chǎn)加工，壓力機(jī)的自動化氣路角度如圖4所示。

相反地，若位置傳感器沒有感應(yīng)到待沖壓件時，會反饋給壓力機(jī)單元異常信號，此時系統(tǒng)會發(fā)出報(bào)警信息并生產(chǎn)停止，系統(tǒng)整體控制模塊如圖5所示。這種往復(fù)式定位自動化程度高，并且能夠保證對待沖壓件進(jìn)行有效定位，確保待沖壓件后續(xù)的加工精度和品質(zhì)。

氣動往復(fù)式定位使用的注意事項(xiàng)

1.安裝時需要有足夠的空間

氣缸安裝時需要至少兩枚螺栓固定在安裝板上，然后安裝板用螺栓再固定在模具本體上，保證模具安裝面的平整度。如果放置空間不夠，需要將干涉部位機(jī)加工去除。

2.氣缸選用行程

氣缸使用行程不宜過大，應(yīng)盡量保證在25～75mm。當(dāng)氣缸行程過大時，滑塊壓力機(jī)到達(dá)下死點(diǎn)的時候氣缸定位還沒有接觸到待沖壓件，沒有起到推抵件回位的作用，本次選用氣缸行程為50mm。

3.控制元件中自動化角度的選用

一般來說，自動化R4給氣時的壓力機(jī)角度范圍是20°～90°，自動化R4'給氣時的壓力機(jī)角度范圍是180°～280°，具體需要根據(jù)沖壓件加工工藝與氣缸定位行程動作的實(shí)際情況來設(shè)計(jì)，本次選用自動化R4角度為40°，R4'角度為190°。

結(jié)語

氣缸往復(fù)式定位推抵件的使用解決了發(fā)罩外板生產(chǎn)連動時的品質(zhì)不良，降低了廢品發(fā)生率，提高了生產(chǎn)效率。這種改善方法還適用于其他板件形狀復(fù)雜的且機(jī)械手投入位置異常的模具，目前輪罩外板、側(cè)圍等模具的拉延工序也采用了這種改善方案，可以有效避免板件磕碰和成型性異常問題。