沖壓自動化生產線用空工位支架的研究及應用

文／孫連福，崔禮春，王雙枝·安徽江淮汽車集團股份有限公司

隨著汽車行業競爭壓力的增加，各大主機廠將控制成本作為提高市場競爭力的重要手段，工裝精益化設計成為新的趨勢，給沖壓自動化生產帶來了新的挑戰。本文介紹了一種用于后門內板自動生產用的空工位支架，通過將側移功能集成在空工位支架上，有效解決了左右合模零件在側移過程中自動化效率低和穩定性差的問題，從而實現工裝開發精益化。

隨著汽車制造業飛速發展，為了順應數字化、智能化產業變革潮流，各大主機廠對沖壓自動化線生產效率的要求也越來越高，新工廠建設中15SPM 的高速線已成為主流。為了最大化的發揮自動化效力，要求沖壓件在傳輸過程中盡可能避免旋轉、機器人軌跡盡可能簡單、前后工序的送料高度保持一致。

同時，汽車行業日益激烈的競爭壓力，使得各大主機廠逐漸將工裝開發精益化投資作為重要研究課題。一模雙件、一模三件甚至一模多件已逐步成為新的趨勢，要求生產線在傳輸過程中具備側移、旋轉、升降等功能，給沖壓自動化線提出了新挑戰。

后門內板簡介

后門內板是汽車重要的零件之一，具有形狀復雜、外形尺寸大、成形難度大、工序復雜等特點。本文以某車型后門內板為例，進行工裝精益化開發研究。該零件設計材質為DC56D+Z，厚度0.7mm，為左右對稱結構，拉延深度180mm 較深，底面及側壁根據產品裝配要求，設計有大小不同的多個孔，如圖1 所示。

圖1 后門內板

后門內板工藝設計

為了實現精益生產，降低整車生產成本，車門內板常規工藝設計為左右合模。具體工藝為：第一序拉延成形，第二序和第三序為修邊沖孔和帶料整形包邊法蘭區域，第四序側沖孔加分離。車門內板左右合模，從窗框側進行合拼，如圖2 所示。為了提高材料利用率，同時考慮分切刀塊的強度，兩件合模距離最小處應不小于15mm。

本文所述的后門內板，四周有很多側沖孔內容，且因工序限制，側沖孔需在OP40 一序完成，故數模審查時，需重點檢查側沖孔角度，分析斜楔布置是否干涉，要求在同一斜楔工作區域，不同側沖孔角度差應不大于5°。經過檢查校核發現，在后門內板窗框后側部位的側沖孔在斜楔擺放時存在干涉，如圖3 所示，需要合模距離最小為150mm。

進一步分析，該零件規劃生產線有五臺壓力機，零件四序生產，必然會空出一個工位通過支架輔助來完成工序之間的傳輸。綜合考慮材料利用率，充分利用生產線排布，該零件合模距離采取最小化原則，將空工位設置在第四工序之前，通過空工位支架完成左右零件側移功能，實現合模距離的增大，從而保證了第四序側沖孔斜楔布置空間。最終確定工藝方案：拉延→修邊+沖孔+整形側→修邊+沖孔+分切→沖孔+側沖孔。

空工位支架設計

在工藝方案確定后，對后門內板空工位支架進行設計。如圖4 所示，后門內板空工位支架主要包括：左后門內板1、右后門內板2、支架3、左后門內板支架4 和右后門內板支架4’。其中左后門內板支架與右后門內板支架左右對稱。其中，左后門內板支架和右后門內板支架安裝固定在支架上，左后門內板1和右后門內板2 分別放置在左后門內板支架4 和右后門內板支架4’上。

圖4 后門內板空工位支架

支架主要包括：支架本體、支架過渡連接板和工具扣。其中，支架過渡連接板與左后門內板支架連接，并使用工具扣進行鎖緊固定。

左后門內板支架詳見圖5，主要包括：支架側移連接裝置41 和支架本體42。其中，支架側移連接裝置包括：連接插頭411，轉接桿412、側移滑道413、側移滑塊414、支架連接器415 和側移氣缸416。連接插頭與支架連接；支架連接器與支架本體連接固定。支架本體包括：八個擋板421 和一個感應器422。其中八個擋板用來定位左后門內板，感應器用來檢測識別左后門內板是否放置到位。具體實施過程：側移氣缸通過進出氣推動側移滑塊沿著側移滑道進行左右方向運動，進而帶動支架本體側移，左后門內板隨之實現側移。

圖5 左后門內板支架示意圖

結束語

后門內板工藝規劃，通過在第三工序后面設置空工位，將工藝側移需求集成在空工位支架上，實現了后門內板前后序合拼距離的改變，避免了全序最小合拼距離的限制導致模具重量的增加，在保證自動化節拍穩定高效的前提下，實現了工裝精益化開發。

同時，經沖壓生產批量驗證，后門內板空工位支架運行穩定可靠，滿足自動化線生產節拍的要求。該方案為后續新車型，類似零件工藝設計提供了新思路。