0 引言随着汽车工业的快速发展，汽车主机厂竞争日益激烈，为了提高材料利用率，并提升产品品质和生产效率，降低人工劳动强度，越来越多的汽车主机厂和钢材剪切配送中心使用全自动开卷落料线。开卷落料线的重要设备是开卷落料模，其是通过落料线的自动送料装置，把送来的卷料加工成所需板件。相比于普通落料模，不仅生产效率高，而且通过合理的排样设计能提升材料利用率。开卷落料模的出料方式有2种，第一种是“一出一”式，即一次冲压生产1件落料片，大多数零件应用这种方式；另一种是“一出二”式，即一次冲压生产2件落料片。根据落料线结构形式分为侧出料“一出二”和正出料“一出二”。侧出料“一出二”需要侧堆垛台才能实现，对机床设备要求较高，实际应用较少。正出料“一出二”则通过模具结构实现，能够成倍提升零件生产效率。现针对发动机罩内、外板零件，通过对工艺以及模具结构的研究，开发了1副正出料“一出二”开卷落料模，实现了2种零件的共用生产。1 案例说明发动机罩是重要的车身零件之一，通常采用弧形板料以改善零件成形性能和提高材料利用率。图1所示为某微型货车发动机罩内、外板开卷落料排样工艺。2种零件卷宽相同（mm），但步距不同，其中外板步距mm，内板步距70mm。内、外板均采用相同弧度（Rmm）的切断刀。为实现2种零件同时“一出二”的生产要求，将目标逐层分解，通过分析最终满足个条件才能实现（见图2）：①沿送料方向设置2组弧形切断刀，实现一次生产2件落料片；②设置电机驱动传送机构，实现凹模内部的落料片能够自动传送到模具外侧；③1组切断刀需要通过气动机构实现位置调节，实现不同步距的“一出二”生产。2 模具结构设计2.1 模具结构及工作过程发动机罩内、外板“一出二”式开卷落料模分为下模和上模两部分，如图所示。该落料模设置2组Rmm弧形切断刀，一组是进料侧的固定式切断刀组件，包含下模固定式弧形切断刀1、上模固定式弧形切断刀7和压料板6；另一组是出料侧的移动式切断单元4，其位置可以左右调节。在下模中间设置电机驱动传送皮带单元，落料模具体工作过程如下：卷料通过传送机从模具进料侧送入凹模，由侧导向组件2导正，当卷料传送到特定位置时，上、下模依靠2组弧形刀将卷料切断成2片弧形板料；在凹模外侧的板料通过磁吸式传送皮带5向前运动，而在凹模内侧的板料通过电机驱动传送皮带单元继续向出料侧运动并与磁吸式传送皮带5共同作用传送到模具外侧，实现一次冲压出双件的目的。当需要更换零件生产时，通过调节移动式切断单元4的位置，可以实现不同步距零件的“一出二”生产。此外侧导向组件位置可以前后调节，通过移动侧导向组件的安装位置实现一定范围内不同卷宽的调节。2.2 固定式切断刀组件固定式弧形切断刀组件是由上、下模弧形切断刀和压料板组成，如图4所示。上、下模的弧形切断刀均为一体式设计，一方面是为方便拆装维修和更换，另一方面可以避免在板料传送过程中刀块拼缝对板料表面质量产生影响。2. 2组移动切断单元移动切断单元是独立的小型切边机构，如图5所示，安装在落料模下模凹模中，通过底部设置的4个气缸来实现切断单元的整体移动，位置调节量为60mm。当气缸活塞杆处于顶出状态下，2组切断刀的间距为70mm，可满足发动机罩内板“一出二”生产要求；当气缸活塞杆处于收缩状态下，2组切断刀的间距为mm，可满足发动机罩外板“一出二”生产要求。除了位置可调节外，该切断单元还具有以下创新点：①在切断单元两侧设置有限位侧销1和到位感应器，能确保其工作过程中位置不发生移动，提高生产安全性；②采用拍压式生产，即依靠落料模上模压迫该切断单元，通过上、下模的一体式弧形切断刀6、8实现板料切断；③在落料模上模表面与切断单元相接触的位置安装有缓冲聚氨酯，起到缓冲和降噪作用。2.4 电机驱动送料机构为了实现凹模内侧的落料片能够自动传送，在固定式切断刀和移动切断单元之间设置了2组电机驱动的速度可调的传送皮带，如图6所示。2组皮带安装在垫板1上，垫板底部设置有导柱5和弹簧6，在生产过程中通过落料模上模的作用，整体机构可以实现上、下浮动。该送料结构既能起到托料作用，又能起到板料传送作用，另外在对角位置设置2个板料感应器4。该机构工作原理：传送皮带通过电机外接电源让皮带处于工作状态，调节传送速度与开卷落料线传送速度一致；当卷料传送到指定位置时，对角布置的2个板料感应器检测板料，上模向下运行，传送皮带单元向下被压缩；当模具闭合到位时，上、下模弧形刀接触并切断板料，此时传送皮带单元处于完全压缩状态，皮带与板料脱离，之后皮带单元随上模向上运动，传送皮带与切断的板料相接触并带动板料继续向出料侧运动。 优点通过将开卷落料模设计成“一出二”形式，具有以下优点。（1）既能提高生产效率，又能降低生产成本。一方面可以降低对压力机设备的依赖；另一方面在不影响生产效率的前提下，压力机单位时间内的行程次数可以降低一半，这样能够有效降低压力机主电机能耗，降低生产成本。（2）生产方式灵活多样。该落料模既可以实现“一出二”生产，又能像传统落料模一样通过拆除上模固定式切断刀实现“一出一”生产；同时满足相同步距零件的生产要求，又可以通过调整移动式切断单元位置实现不同步距零件的兼容生产。（）适应范围广，可满足其它同类型零件生产要求。通过移动侧导向组件的位置，可以满足相同弧度条件下一定范围内不同卷宽零件的落料生产需求；通过更换固定式弧形切断刀组件和移动切断单元，可以满足不同弧度板料的生产需求，降低开发成本。4 实际应用图7所示为“一出二”式发动机罩开卷落料模实际模具，目前该落料模已经应用在该车型发动机罩内、外板的落料生产中，并且将继续应用在后续车型中。
▍原文作者:覃策，曾世耀，曹彪，乔晓勇
▍作者单位：上汽通用五菱汽车股份有限公司
转载请注明：http://www.aierlanlan.com/rzdk/8564.html
