大型沖壓生產線主要參數及結構選擇

摘 要：大型沖壓生產線主要技術參數及結構的選擇，直接關系到整線的生產能力及加工性能，同時也關系到整線的投資規模，確定時必須格外慎重，如出現失誤，損失將難以挽回。

關鍵詞：大型沖壓；生產線；參數；結構

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.013

1 整線壓機數量的確定

沖壓線所配備的壓力機數量，由沖壓件的工序數量所決定。技術人員在進行工藝設計時，由于秉持的理念不同，其設定的工序數量也不盡相同。例如：德國汽車企業的技術人員一般選擇六序，日本汽車企業的技術人員一般選擇四序。德國人的理念是：工序多，可以簡化各工序的工藝內容，簡化模具結構，縮短模具的制造及調試周期。日本人的理念是，工序少，可以減少模具的制造成本，減少設備的投資，節約模具占地面積，節約生產線占地面積，進而減少廠房的占地面積。

我國自主品牌的汽車企業，一般綜合兩方面的因素，選擇五序的居多。

2 主要技術參數的確定

（1）公稱壓力。在選擇沖壓設備時，公稱壓力是首先要考慮的一個最重要的參數。由于一些沖壓件形狀非常復雜，其加工時所需壓力難以準確計算，理論計算得出的數值，只能作為參考。沖壓設備的價值都很昂貴，一旦超負荷，將影響到設備的使用壽命，同時也會對設備的精度造成影響，進而對制件的精度帶來影響。因此在選擇沖壓設備的公稱壓力時，必須留有一定的富余能力。

一般情況下選取的公稱壓力為最大工作壓力的1.25～1.35倍。或最大工作壓力為公稱壓力的75～80%。這樣，對于設備的使用壽命、模具壽命，以及設備在過負荷時的安全性都會得到保證。

一些發達國家的大型企業，他們選取的公稱壓力一般為最大工作壓力的1.5倍左右。

（2）滑塊的行程長度。對于沖壓生產線的頭臺設備，在人工操作時一般應取制件最大拉伸深度的2.5倍左右。在自動化生產時，則應取最大拉伸深度的3.5倍左右。

對于大型自動化沖壓線，在確定滑塊行程時，不僅要考慮能否把制件從模腔內順利取出，還要考慮采用何種機械手，并要為端拾器的進入及退出預留一定的空間，因此滑塊行程盡量要大些（最大拉伸深度的4倍左右）。否則，可能會造成制件無法從模腔內順利取出，或對生產節拍的提升造成影響。

（3）行程次數。從提高生產效率的角度講，壓機的滑塊行程次數越高越好。但在人工生產時，由于上料、取件及設備的操控都要耗費一定時間，在行程次數提高到一定程度后，再以提高行程次數的方式來達到提高生產效率的目的，不但達不到目的，反而會對制件質量帶來不利影響。因為設備行程次數過快，會導致制件破裂，尤其是那些拉伸深度大、形狀復雜的汽車覆蓋件，對行程次數更為敏感，有時行程次數只增加一次，制件局部便會發生縮頸會開裂。

（4）裝模高度。通常情況下，人們都會認為裝模高度及其調節量越大，通用性越好，使用起來比較方便。這其實并不完全對。最大裝模高度越大，設備的立柱高度及總高度都會增加，導致設備在受力時機身變形量增大，影響加工精度；同時也導致設備造價增加，還會導致廠房高度增加，使廠房造價增加。因此，在保證使用要求的前提下，設備的裝模高度要盡量控制在最小限度內。

（5）工作臺面積。工作臺面積要滿足所使用的最大模具的要求。對于汽車工廠所使用的大型壓力機，工作臺的面積尺寸并不僅僅取決于最大模具尺寸。為了提高生產效率，許多工廠會在一臺大型設備上安裝2～4套模具，例如在生產四個車門的內外板時，許多工廠就是四個車門一起生產，這就要求壓機的臺面要足夠大。

3 設備種類的確定

從種類上說，沖壓設備按動力源的不同，分為機械壓機和液壓機兩種。由于機械設備比液壓設備的加工速度快很多，對于承擔大批量生產任務的汽車工廠所用的沖壓設備，一般均選擇機械壓力機。近年來，由于伺服技術的進步，大型伺服壓力機已被逐漸應用于沖壓生產當中，對于生產效率及制件質量的提高，起到了積極的促進作用。

4 機械壓機傳動方式的確定

對于機械壓機來講，傳動方式有兩種，即：偏心傳動與多連桿傳動。由于多連桿傳動的壓力曲線可以實現滑塊下行初始階段速度快，拉伸階段時速度變慢的特點，因此多連桿傳動被廣泛應用于作為拉伸用的第一臺壓機。

5 滑塊壓力點數量的選擇

機械壓機在工作時，由電機帶動傳動系統，最后由曲柄將動力傳遞到滑塊上。按曲柄數量的不同，可將壓機分為單點、雙點及四點壓機。大型沖壓生產線所用壓機均選用四點壓機。壓力點數量越多，壓力分布越均勻，抗傾斜的能力越強。

6 下拉伸墊的選擇

拉伸壓機為了完成拉伸工序的壓邊動作，需要配備拉伸墊。拉伸墊采用液壓或壓縮空氣控制，即：傳統的純氣氣墊及近年來普遍應用的液壓墊。

由于傳統氣墊以壓縮空氣為工作介質，在拉伸初始階段壓力波動非常大，并且在拉伸過程中拉伸力不可調節，容易造成制件報廢。

液壓墊以液壓油為工作介質，工作時壓力變化平穩。特別是近年來在大型沖壓線上普遍采用的數控液壓墊，由于采用了伺服控制系統，具有預加速功能，可以讓上下模以非常小的速度貼合，避免在初始階段產生壓力沖擊，并且在對制件的拉伸過程中，液壓墊各壓力點的力可以根據制件的加工需要任意調節，為制件的拉伸質量提供了有力保證。因此現在大型拉伸壓力機的下拉伸墊一般均采用數控液壓墊。

7 結束語

在大型沖壓生產線的壓機選擇上，除需要重點考慮的上述問題外，本文未敘述的其他一些參數及結構也很重要，例如主電機功率，飛輪能量，立柱開口尺寸，滑塊平衡重量，裝模高度調節量。在壓機的結構形式方面，例如離合器結構，移動工作臺開出形式等。以上參數及結構在選擇大型壓機時都應根據使用要求詳細論證之后再做決定。

參考文獻：

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[2]（日）日本塑性加工學會.壓力加工手冊[M].機械工業出版社 ，1984.

[3]洪凱，王玉山，李冬梅，孔勇.多連桿機械壓力機的特點介紹 [J].山東機械，1998（03）.

作者簡介：張志偉（1962-），男，遼寧沈陽人，本科，工程師，研究方向：沖壓工廠設計。