現代汽車沖壓技術概述

當代汽車沖壓生產中，各種新型沖壓設備、先進的機械化系統(tǒng)、新工藝及沖模、智能控制技術等被逐步采用，大大提高了沖壓生產效率和成品質量，降低了大批量生產的成本。
　　現代汽車工業(yè)具有生產規(guī)�；�、車型批量小、品種變化快、多車型共線生產的特點，車身覆蓋件也隨之呈現大型化、一體化的特征，這些趨勢要求沖壓技術與設備不斷向柔性化和自動化方向發(fā)展，高柔性、高效率的自動化沖壓設備正在逐步取代傳統(tǒng)的剛性生產線，成為世界沖壓生產的主流。
　　以下筆者將分別對沖壓設備、機械化系統(tǒng)、沖壓工藝及沖模、智能控制等方面的技術進步及其應用做介紹。
　　沖壓設備
　　長期以來，傳統(tǒng)沖壓設備因其穩(wěn)定的生產條件保證了沖壓件的質量，模具的使用也相對持久，但是缺乏靈活性是這一生產方式的明顯缺陷。集成化控制技術、伺服驅動技術在壓力機上的應用給沖壓生產帶來了更多的靈活性，大型多工位壓力機、柔性沖壓自動線等設備正在改寫沖壓生產的歷史。
　　1.集成化控制
　　為適應柔性化的生產要求，壓力機的所有控制功能應做到集成化，從而實現全套模具的菜單化管理，主要包括滑塊行程調整、平衡器氣壓的調整、氣墊行程調整以及自動化控制系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)的參數設定。具有現場通信網絡、現場設備互聯(lián)、互動操作性、分散功能模塊、開放式功能的現場總線技術是壓力機控制技術的發(fā)展方向，對實現自動化具有明顯推動作用。
　　壓力機控制系統(tǒng)的集成化可通過單一操作接口實現所有壓機和模具的各項控制功能，包括故障診斷、模具菜單配置、可編程限位開關和模具監(jiān)控及調整等，并使設備的維修保養(yǎng)更加方便，而且明顯增加壓力機的有效工作時間。
　　目前國內生產的用于轎車大型覆蓋件制造的大型沖壓線已經達到了當代國際先進水平,采用了多連桿精度優(yōu)化補償技術、聯(lián)網全自動模具快速更換技術、矢量交流頻調速主驅動技術及多點液壓過載保護卸荷控制技術等，應用Ethernet網絡技術可與生產聯(lián)網，實時監(jiān)控設備狀態(tài)，具有遠程通信和遠程故障診斷功能，整線支持快速送料系統(tǒng)，每分鐘可生產10～14個轎車大型覆蓋件。
　　2.伺服驅動
　　新型伺服壓力機采用了適應性很強的伺服驅動技術，將液壓機的靈活性與機械壓力機的高效率優(yōu)點有機地結合起來，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，生產能力大幅提高。日本小松公司和德國舒勒公司相繼開發(fā)并已生產出了這種伺服壓力機,目前在我國國內，一汽豐田汽車公司和廣州豐田汽車公司已采用了這種設備。
　　伺服驅動系統(tǒng)最突出的特點就是：電動機直接與偏心曲柄齒輪相互連接，由于電動機的轉速可以任意調節(jié)，從而可以任意地調節(jié)曲柄機構的運動速度，任意加快或減慢沖壓速度。
　　伺服壓力機的另一大特點是匹配性很高。由于伺服壓力機的電動機轉速是可以無級調節(jié)的，因此有可能在沖壓過程中實現沖壓運動和沖裁力的無級調節(jié)，使壓力機的工作曲線與各種不同的應用要求相匹配。為了保證曲柄完成精確的運動，用戶可以通過減速拉延加工實現或者保持恒定的沖壓運動速度，這樣不僅可以提高板材加工的質量，而且也可延長模具的使用壽命。
　　伺服壓力機的轉速變化及控制經過了合理的優(yōu)化設計，并且采用了集成化的模塊，按照模塊化結構制造，如果不需要使用其伺服功能時，該機就可以像傳統(tǒng)壓力機一樣工作，保持恒定的功率和行程。
　　3.大型多工位壓力機
　　可進行柔性沖壓生產的大型多工位壓力機代表了當今國際沖壓技術的最高水平，是車身覆蓋件沖壓成形生產設備的發(fā)展方向。大型多工位壓力機集機械、電子、控制和檢測技術為一體，可實現全自動、智能化，操作安全，生產率高，制件質量高，綜合成本低，滿足了汽車工業(yè)大批量生產的需要。當然，壓力機自身的技術和性能在近十多年的實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構、數控液壓拉伸墊代替雙動壓機、現場總線控制技術的應用等。
　　目前，歐洲和美國的著名汽車制造商采用大型多工位壓力機和橫桿式自動壓力機大量生產車身覆蓋件,滿足當代汽車沖壓件的最高精度和表面質量標準。我國目前尚沒有汽車生產企業(yè)采用大型多工位壓力機，其主要原因：一是設備的一次性投資較大；二是國內汽車制造商起步較晚，企業(yè)現有的沖壓設備尚在服役期，這也在某種程度上制約了我國汽車沖壓技術的提高。
　　4.柔性沖壓自動線
　　柔性沖壓自動線大多由一臺雙動拉伸壓力機或多連桿單動拉伸壓力機和4～5臺單動壓力機組成流水線，生產大型車身覆蓋件，安全性高，沖壓質量好。生產線上布置自動化上下料系統(tǒng)，由拆垛機、清洗涂油機、對中上料機、上下料機械手(機器人)、穿梭(翻轉)傳送自動輸送機組成，從毛坯的上料到沖壓件下線全部自動完成。生產節(jié)拍最高為6～9次/min。整條沖壓線長60～80m左右，約需6～7名操作工人。
　　有些企業(yè)采用的是國際先進的高速緊湊型沖壓線，能快速提高沖壓機的生產效率。板料對中采用當今先進的光學攝像系統(tǒng)進行定位。拉伸壓力機選用數控液壓拉伸墊，先進的每個自動化單元配一個機械手，省去了穿梭傳送裝置，縮短輸送距離，減少壓力機的間距，生產節(jié)拍可達10件/min。
　　隨著我國汽車市場競爭的不斷加劇，汽車的外觀質量及其內在質量成為各汽車制造廠家角逐市場的先決條件已是不爭的事實，因此，采用機械化、自動化的生產方式進行沖壓生產是提高汽車外觀質量的最有效的途徑。