我要投搞

标签云

收藏小站

爱尚经典语录、名言、句子、散文、日志、唯美图片

当前位置:ag视讯 > 单动 >

双动拉延模改单动拉延模的自动化冲压工艺分析

归档日期:07-18       文本归类:单动      文章编辑:爱尚语录

  双动拉延模改单动拉延模的自动化冲压工艺分析 摘要:通过对双动拉延模改单动拉延模、模具自动化改造可行性进行冲压工艺分析,并对模具 进行改造,实现了制件工艺路线由双动手工生产线变更为单动自动化生产线,均衡了双、单动生产 线产能,为工艺路线变更提供了新的思路和方法。主要介绍双动拉延模改单动拉延模具的工艺与改 造方法,制件在冲压机械手自动化线生产时模具安装与自动化可行性分析要点,重点是端拾器可行 性分析、轨迹干涉分析、模具电气改造等。通过前期的工艺可行性分析和方案改进,避免了冲压件 自动化生产时出现较大的工艺问题。 关键词:双动拉延模具 单动拉延模具 模具自动化改造 工艺分析 中图分类号:TG305;TG306 文献标识码:B 奇瑞汽车股份有限公司 李志明根据公司 2011 年年产量核算,双动生产线产 不足,单动生产线产能富裕。为了实现双动与单动冲压线 压力机机械手自动化线生产。 的模具中。冲压后,通过下料机械手将工件从压力机 里取出并放置于过渡台,由下一台压力机的上料机械 手将工件取走并放入模具进行冲压,冲压完成后由下 料机械手将工件从压力机模具中取出放置于过渡台, 这一过程重复到最后一道工序。下料机械手在最后一 台冲压机完成冲压后取走工件并放到皮带机上,由人 工检查和装箱。 艺流程(图1)为:在准备好各工序模具的情况下, 将垛料输送到拆垛工位定位后,拆垛机械手通过端拾 器从垛料上吸取单张板料并把它输送到传送带。传送 带将涂油后板料送到对中装置。经过对中定位后,上 料机械手取料,将板料送入第一台压力机第一道工序 拉延模主要有3 种结构类型:单动拉延模、双 拉延模、三动拉延模。双动拉延模在压边圈压合后 就立即进行冲压,未 能在冲压前优化板料的形状。单动拉延模在压边圈压 合阶段,由于有压边圈及凸模的联合支撑作用,能很 冲压机械手自动化生产线工艺流程好地控制板料的初始翘曲方向,因而大大改善了板料 的初始形状,随着凹模向下运动的继续,板料被初步 拉延,使之与凸模形面贴合得更好,从而提高了凹模 在冲压阶段的冲压质量。随着锻压技术的发展,单动 拉延模在汽车覆盖件生产中得到了广泛的应用 [1-3] 双动拉延模在一定工艺条件下能够改造成单动拉延模。选择双动拉延模改单动拉延模时,应注意以下 方面。 a.优先选用生产状态比较好的制件,有利于减少 后期模具调试时间。 b.运用 Autoform/Dynaform CAE分析软件分 成形可行性,与现有制件状态对比分析,进一步验证 改造可行性。将 组制件拉延件数模导入Autoform 件,利用几何生成器生成凸模、凹模和压边圈模型, 选择模拟类型——增量法,利用输入 生成器输入模拟 参数(结合双动拉延模),进行模 拟计算分析 Autoform软件分析结果与双 动压力机生产制件一 次交检合格率、生产状态稳定 性综合分析认为,8 制件的双动拉延模改单动拉延模后,制件可通过调整 模具达到状态稳定,不产 生起皱、开裂等缺陷,能够 达到现有的质量要求。 改造后单动拉延模M12 内六角圆柱头螺钉连接。如果垫块对应的压边圈 下部悬空,则在垫块的正上方增加宽度为 40 mm b.在压边圈上增加定位装置,固定板料位置。(2)OP10 凸模垫板 OP10 后,增加200mm 厚垫板 凸模),垫板材料为HT300。对于上模带氮 缸附加垫板不可拆卸的,需重点考虑。(3)OP10 在满足强度的情况下,OP10凹模增开或改制U 双动拉延模改单动拉延模的方法如图 延模,将模具反装,去掉凸模模柄,增加下模垫板,具体方法如下。 (1)OP10 压边圈 a.在压边圈上(图3)增加50 mm 厚45 垫板上增加直径为60mm 的垫块(顶杆对应 处),采用 AT&M2011 压边圈顶起高度:根据拉延件确定压边圈顶起高度,压边圈顶起高度小于气垫行程。压边圈顶起 后,板料放置在压边圈上,高于凸模最高点10 mm 压边圈顶起高度4.2 单动拉延模是否能够在新生产线上安装 粗略估算改造后的装模高度及模具尺寸是否与车 间压力机参数相匹配。在工艺分析验证中,考虑以下 方面: a.模具长宽尺寸<工作台台面尺寸; b.装模高度:压力机最小装模高度+10 mm模 具装模高度压力机最大装模高度-10 mm; c.模具U 型槽与压力机自走式夹紧器匹配; d.对中槽是否为通槽,且与压力机上安装的定位 键匹配。 在工艺分析验证中,如果OP10 装模高度大于压 力机最大装模高度-10 mm,则在满足强度等条件下 适当对凸模垫板的厚度进行优化以满足安装。改造 时,下模增加垫板厚度为 200 mm。压边圈下增加 50 mm 厚的垫板。压边圈上顶杆部位增加若干接柱 据顶杆顶起高度而定)。对于凸模含氮气缸等弹性元 件压料时,需慎重考虑。如果 OP10 凸模本体 高于压边 圈且凸模部分含氮气缸,改造后凸模和氮 气缸均安装 于凸模附加垫板上,装模高度在 400mm 以上,改造后 压力机装模高度不够,因而无法安 装。经过确认,改 造后的拉延模及后序模具长宽尺 寸小于工作台台面尺 寸,装模高度在压力机装模高 度范围内,这种单动拉 延模可用于新生产线生产。 垫板支撑块型槽(双动压力机 型槽间距254 mm,单动压力 型槽间距300 mm),将距中 762 mm 5处)改成距中750 mm 450mm 型槽的深度为65 mm, 使之与压力机自走式夹紧器相匹配。 (4)OP10凹模通气孔 在凹模上增加定位装置避让孔,取消凹模顶料气 缸,根据实际情况增加上模排气孔等措施解决上模吸 料问题。 改造后模具工艺参数的确定4.1 拉延吨位、拉深垫顶出力与压边圈顶起高度 粗略评估:单动拉延模所用压力机公称力>双动 拉延模所用压力机公称力。 拉延吨位:单动拉延模所用压力机公称力 75%>双动拉延模工作时内外滑块压力。 拉深垫顶出力:单动压力机拉深垫最大顶出力 75%>双动拉延模工作时外滑块压力。 自动化可行性分析5.1 采用端拾器可行性分析 端拾器是安装连接在工业机器人或机械手上的装 置,利用真空吸盘或夹钳与被抓取物接触,将其从一 个位置搬运到指定的位置。4 630 手自动化线端拾器主结构为双桥接架的铝制模块化结构形式。该线生产车身冲压件,板料厚度较薄,采用 真空吸附的工作原理抓取。真空吸盘布置在铝合金延 长臂支架上,吸盘个数及布置形式根据具体的制件而 定。机械手上安装有真空发生器,用于产生真空并检 测真空度,判定制件是否吸牢。 吸盘在运动过程中的受力分为吸力和横向力。为 了确保端拾器在运动过程中不掉件,需考虑一定的安 全系数。通过分析,自动化线端拾器真空吸盘的安全 系数 最小取4。机械手运动加速度最大取 12 将工件数模导入后进入Catia 机械设计模块 与曲面设计模块,根据经验选取吸盘所在的曲面,根 据曲面大小和曲率选择吸盘大小(表 1),完成吸盘 位置选择,并对端拾器吸盘吸力和横 向力进行校核。 同时需考虑机械手取料点相对于制 件的位置,方便员 工取下或装上端拾器。 技术参数 尺寸 /mm 名称 型号 图示 吸力 工件最小曲率半径(凸形)/mm SAOB 6030 NBR-60 6232 38 57 20 波纹吸盘 SAOB (椭圆) (1.5 SAOB8040 NBR-60 8242 65 100 30 SAOB 11055 NBR-60 11257 110 180 50 SAOB 14070 NBR-60 14372 165 287 75 以左/右前门内板为例,OP50 制件质量为 3.54 kg,其重力为 35.4 N,在自动化运行过程中制件最大 切向力为42.48 N。在门内板制件数模上(图7)选取 点安装吸盘——4个SAOB 6030、1 个SAB60, 吸力和横向力进行校核。端拾器吸力为58.5 35.4N,横向力为 77.5 N>35.4 N,故制件能够被吸起, 满足机械手自动化线生产要求。端拾器吸力和横向力 远远大于制件在机械手运动过程中的重力及切向力, 取消 SAOB6030 吸盘,将吸盘的个数调整 8),通过核算满足力学条件,因此在现场对 吸盘位置进行精确调整。通过端拾器受力分 析优化吸 盘个数,可减少自动化改造时端拾器投入成本。 端拾器吸盘位置分析5.2 干涉分析 (1)制件与模具干涉 分析制件在取起、放下过 程中是否与模具干涉。 AT&M2011 SAB22 NBR-60 22 16 18 20 SAB 30 NBR-60 34 22 30 40 SAB 40 NBR-60 45 38 36 40 波纹吸盘 SAB SAB 50 NBR-60 56 53 55 50 (1.5 SAB60 NBR-60 67 82 82 60 SAB 80 NBR-60 89 135 145 70 SAB 100 NBR-60 110 190 220 90 端拾器制作对于带斜楔工序重点检查分析是否有负 Catia软件三维模拟分析中,根据现 场压力机和模 具的相对位置,将模具斜楔恢复到自由 状态,按照 机械手运动范围进行取件和放件轨迹模 拟。如图 9、图10,某制件在被取起过程中,制件与 模具斜 楔干涉,无法通过优化机械手运动轨迹实现自 化,故自动化不可行。图11 机械手运动范围 对机械手运动范围关键参数进行核对,分析机械手及 端拾器制件是否与模具干涉。左/右前门内板拉延件 取出时(图12),机械手上部距工作台台面的距离为1 236 mm,而根据图11 所示机械手手臂上部距工作 台面的最大距离为1305 mm,下料机械手能够 两步 将制件取出。 制件与模具干涉图12 门内板取件干涉分析 5.3 机械手自动化对制件及模具的要求 原则上对制件旋转方向的要求:自动化线(Y轴定义:移动工作台开出方向), 不允许绕X 轴旋转(X 轴定义:冲压线物流方向)。 合并件分切后,两件间距沿 距离最大为300mm。 对模具的要求:废料应易排出,对于废料不易排 出的,可通过增加废料滑板(图 13)、弹顶销(图 14)或通过举升器顶料装置(图 15)排除废料;上 图10取件干涉分析 (2)轨迹干涉 以左/右前门内板为例,在实际生产时,拉延工 序顶杆顶起高度 270 mm,单动压力机滑块行程为 900 mm。运用Catia 软件装配模块,根据机械手运 范围(图11)模拟分析机械手取件、放件整个动作,2011 图13废料滑板 图14 5.4板料尺寸符合机械手自动化生产线要求 对于每条自动化线,板料工艺参数有板料类别、 厚度、长、宽等。如果板料长、宽、厚度不符合要 求,则出现板料无法放置于拆垛小车上,不能通过涂 油机,对中台不对中,线头双料传感器报警等问题。 可根据机械手冲压自动化线板料要求确定新转入制件 是否符合要求。 5.5 模具电气改造 自动化模具电气改造如图 16,通过在模具里安 装传感器检测制件是否上料到位,避免机械手上料不 到位时发生模具事故,提高自动化生产线)模具传感器的布置位置 a.传感器布置在模具的下模中,按对角放置(注 意不得与废料槽干涉); b.传感器一般布置在零件的最低点处,并且是非 孔平面。根据上一序工件的形状来确定传感器位置, 避免传感器位置布置失误。 c.端子转接盒(通过端子转接盒过渡将传感器传 感信号传给压力机)安装于模具 (2)模具传感器的数量模具一次行程冲压1 时,在模具中布置不少于2只传感器;模具一次行程冲压不相连的 件时,在模具中布置 不少于 (3)OP10投入检测开关的安装 OP10 投入检测开关安装在模具相邻两边对角 线位置,安装必须牢固可靠,每件 远。投入检测开关如与上模干涉,需将上模干涉部位 铣掉或更改投入检测开关的位置。OP20 序传感器(接近开关)安装必须牢固可靠,安装支 架用不低 于2.3 mm 厚钢板。 根据上述原则,应考虑原手工生产的模具上是否 有传感器、端子转接盒的安装位置及传感器线 自动化模具电气改造 (下转第16 AT&M2011 碳及碳化物形成元素含量/% 冷作钢品种 碳化物 材料使用性能 硬度 HV 尺寸 抗开裂Uddeholm CrMo 种类(裂纹形成) (裂纹扩展) Cr7C3 ~6.5Cr7C3 W6.4M6C V4E、V10和ASP23 为粉末冶金钢, 标定的硬度为维氏硬度大约 削划痕、锐利尖角、电加工白层等,粉末冶金钢或超洁净钢材的优势就会显著减少,甚至完全丧失。在这 种情况下,粉末冶金钢也不会比传统冶金钢材具有更 好的抗崩角或者抗整体开裂的能力。 如果模具对于整体开裂的要求很高,则应当选择 低碳低合金钢材。具有很好的抗整体开裂性能的钢材 Calmax。较低的含碳量和很少的碳化物含量,较低的使用硬度都对韧性有积极的贡献。 如何布置。如果没有位置,在不影响模具结构强度和冲压件质量的前提下,根据位置要求对模具本体相应 部位进行加工。 参考文献: [1]杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册[M].北京: 机械工业出版社,2005. [2]模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例[M].北 京:机械工业出版社,2004. 结束语[3]姜奎华.冲压工艺与模具技术[M].北京:机械工业 经过模具改造与端拾器安装调试,8 组制件模具 在冲压机械手自动化线 组双动压力机手工生产线制件转到单动压 力机自动化线生产,缓解了双动线产能,达到 了改造 目标。 出版社,2005. ]李飞舟.板料成形 设计及应用——基于 AUTOFORM[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2010. AT&M2011 激光拼焊板在汽车行业中的应用拼焊板已被广泛应用于车身部位,ULSAB(超轻量钢制汽车车身)的最新研究结果表明:最新型的钢制车身结构 中,50%采用了拼焊板制造。当激光拼焊技术应用于车身侧围的制造时,不再需要任何加强杆、加强筋及附属的生产工 艺,而质量和部件数量都会得到减少,而高延展性材料的应用也会使抗撞击能力得到改进。同时,也不再需要加强板, XW5Cr12 2.05 12.7 W1.1 Cr7C3 7002~50 ~25 Sverker 21 XW 42 Cr12Mo1V1 1.55 12 0.8 V0.9 Cr7C3 7002~50 ~13 Rigor XW 10 Cr5Mo1V 5.31.1 V0.2 Cr7C3 Calmax635 6Cr4MoMnV 0.6 4.5 0.5 V0.2 Cr7C3 Vanadis4E 1.44.7 3.5 V3.7 VC ~5.5Vanadis 10 1.5V9.8 VC ~16Vanadis 23 ASP 23 1.284.1 V3.1MC

本文链接:http://judopoints.com/dandong/272.html