現(xiàn)代汽車沖壓技術(shù)概述

當(dāng)代汽車沖壓生產(chǎn)中，各種新型沖壓設(shè)備、先進(jìn)的機(jī)械化系統(tǒng)、新工藝及沖模、智能控制技術(shù)等被逐步采用，大大提高了沖壓生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量，降低了大批量生產(chǎn)的成本。
　　現(xiàn)代汽車工業(yè)具有生產(chǎn)規(guī)�；�、車型批量小、品種變化快、多車型共線生產(chǎn)的特點(diǎn)，車身覆蓋件也隨之呈現(xiàn)大型化、一體化的特征，這些趨勢(shì)要求沖壓技術(shù)與設(shè)備不斷向柔性化和自動(dòng)化方向發(fā)展，高柔性、高效率的自動(dòng)化沖壓設(shè)備正在逐步取代傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線，成為世界沖壓生產(chǎn)的主流。
　　以下筆者將分別對(duì)沖壓設(shè)備、機(jī)械化系統(tǒng)、沖壓工藝及沖模、智能控制等方面的技術(shù)進(jìn)步及其應(yīng)用做介紹。
　　沖壓設(shè)備
　　長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)沖壓設(shè)備因其穩(wěn)定的生產(chǎn)條件保證了沖壓件的質(zhì)量，模具的使用也相對(duì)持久，但是缺乏靈活性是這一生產(chǎn)方式的明顯缺陷。集成化控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)在壓力機(jī)上的應(yīng)用給沖壓生產(chǎn)帶來(lái)了更多的靈活性，大型多工位壓力機(jī)、柔性沖壓自動(dòng)線等設(shè)備正在改寫沖壓生產(chǎn)的歷史。
　　1.集成化控制
　　為適應(yīng)柔性化的生產(chǎn)要求，壓力機(jī)的所有控制功能應(yīng)做到集成化，從而實(shí)現(xiàn)全套模具的菜單化管理，主要包括滑塊行程調(diào)整、平衡器氣壓的調(diào)整、氣墊行程調(diào)整以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)等各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)定。具有現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互聯(lián)、互動(dòng)操作性、分散功能模塊、開(kāi)放式功能的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是壓力機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向，對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化具有明顯推動(dòng)作用。
　　壓力機(jī)控制系統(tǒng)的集成化可通過(guò)單一操作接口實(shí)現(xiàn)所有壓機(jī)和模具的各項(xiàng)控制功能，包括故障診斷、模具菜單配置、可編程限位開(kāi)關(guān)和模具監(jiān)控及調(diào)整等，并使設(shè)備的維修保養(yǎng)更加方便，而且明顯增加壓力機(jī)的有效工作時(shí)間。
　　目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的用于轎車大型覆蓋件制造的大型沖壓線已經(jīng)達(dá)到了當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平,采用了多連桿精度優(yōu)化補(bǔ)償技術(shù)、聯(lián)網(wǎng)全自動(dòng)模具快速更換技術(shù)、矢量交流頻調(diào)速主驅(qū)動(dòng)技術(shù)及多點(diǎn)液壓過(guò)載保護(hù)卸荷控制技術(shù)等，應(yīng)用Ethernet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可與生產(chǎn)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，具有遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程故障診斷功能，整線支持快速送料系統(tǒng)，每分鐘可生產(chǎn)10～14個(gè)轎車大型覆蓋件。
　　2.伺服驅(qū)動(dòng)
　　新型伺服壓力機(jī)采用了適應(yīng)性很強(qiáng)的伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，將液壓機(jī)的靈活性與機(jī)械壓力機(jī)的高效率優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，企業(yè)可以為他們的用戶提供大小批量的各種不同的沖壓件，生產(chǎn)能力大幅提高。日本小松公司和德國(guó)舒勒公司相繼開(kāi)發(fā)并已生產(chǎn)出了這種伺服壓力機(jī),目前在我國(guó)國(guó)內(nèi)，一汽豐田汽車公司和廣州豐田汽車公司已采用了這種設(shè)備。
　　伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)就是：電動(dòng)機(jī)直接與偏心曲柄齒輪相互連接，由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以任意調(diào)節(jié)，從而可以任意地調(diào)節(jié)曲柄機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度，任意加快或減慢沖壓速度。
　　伺服壓力機(jī)的另一大特點(diǎn)是匹配性很高。由于伺服壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是可以無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的，因此有可能在沖壓過(guò)程中實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)和沖裁力的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，使壓力機(jī)的工作曲線與各種不同的應(yīng)用要求相匹配。為了保證曲柄完成精確的運(yùn)動(dòng)，用戶可以通過(guò)減速拉延加工實(shí)現(xiàn)或者保持恒定的沖壓運(yùn)動(dòng)速度，這樣不僅可以提高板材加工的質(zhì)量，而且也可延長(zhǎng)模具的使用壽命。
　　伺服壓力機(jī)的轉(zhuǎn)速變化及控制經(jīng)過(guò)了合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且采用了集成化的模塊，按照模塊化結(jié)構(gòu)制造，如果不需要使用其伺服功能時(shí)，該機(jī)就可以像傳統(tǒng)壓力機(jī)一樣工作，保持恒定的功率和行程。
　　3.大型多工位壓力機(jī)
　　可進(jìn)行柔性沖壓生產(chǎn)的大型多工位壓力機(jī)代表了當(dāng)今國(guó)際沖壓技術(shù)的最高水平，是車身覆蓋件沖壓成形生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展方向。大型多工位壓力機(jī)集機(jī)械、電子、控制和檢測(cè)技術(shù)為一體，可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)、智能化，操作安全，生產(chǎn)率高，制件質(zhì)量高，綜合成本低，滿足了汽車工業(yè)大批量生產(chǎn)的需要。當(dāng)然，壓力機(jī)自身的技術(shù)和性能在近十多年的實(shí)踐中也在不斷完善和發(fā)展，如：拉伸工位采用變速多連桿機(jī)構(gòu)、數(shù)控液壓拉伸墊代替雙動(dòng)壓機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的應(yīng)用等。
　　目前，歐洲和美國(guó)的著名汽車制造商采用大型多工位壓力機(jī)和橫桿式自動(dòng)壓力機(jī)大量生產(chǎn)車身覆蓋件,滿足當(dāng)代汽車沖壓件的最高精度和表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)目前尚沒(méi)有汽車生產(chǎn)企業(yè)采用大型多工位壓力機(jī)，其主要原因：一是設(shè)備的一次性投資較大；二是國(guó)內(nèi)汽車制造商起步較晚，企業(yè)現(xiàn)有的沖壓設(shè)備尚在服役期，這也在某種程度上制約了我國(guó)汽車沖壓技術(shù)的提高。
　　4.柔性沖壓自動(dòng)線
　　柔性沖壓自動(dòng)線大多由一臺(tái)雙動(dòng)拉伸壓力機(jī)或多連桿單動(dòng)拉伸壓力機(jī)和4～5臺(tái)單動(dòng)壓力機(jī)組成流水線，生產(chǎn)大型車身覆蓋件，安全性高，沖壓質(zhì)量好。生產(chǎn)線上布置自動(dòng)化上下料系統(tǒng)，由拆垛機(jī)、清洗涂油機(jī)、對(duì)中上料機(jī)、上下料機(jī)械手(機(jī)器人)、穿梭(翻轉(zhuǎn))傳送自動(dòng)輸送機(jī)組成，從毛坯的上料到?jīng)_壓件下線全部自動(dòng)完成。生產(chǎn)節(jié)拍最高為6～9次/min。整條沖壓線長(zhǎng)60～80m左右，約需6～7名操作工人。
　　有些企業(yè)采用的是國(guó)際先進(jìn)的高速緊湊型沖壓線，能快速提高沖壓機(jī)的生產(chǎn)效率。板料對(duì)中采用當(dāng)今先進(jìn)的光學(xué)攝像系統(tǒng)進(jìn)行定位。拉伸壓力機(jī)選用數(shù)控液壓拉伸墊，先進(jìn)的每個(gè)自動(dòng)化單元配一個(gè)機(jī)械手，省去了穿梭傳送裝置，縮短輸送距離，減少壓力機(jī)的間距，生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)10件/min。
　　隨著我國(guó)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，汽車的外觀質(zhì)量及其內(nèi)在質(zhì)量成為各汽車制造廠家角逐市場(chǎng)的先決條件已是不爭(zhēng)的事實(shí)，因此，采用機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)方式進(jìn)行沖壓生產(chǎn)是提高汽車外觀質(zhì)量的最有效的途徑。