氣動往復式定位推抵件在高速沖壓生產的應用研究

摘要：主要對冷沖壓模具中常見的固定式定位導規進行了改造，即通過氣缸來帶動定位往復運動，可以解決待沖壓件投偏現象。對定位推抵件的成效進行了闡述，并著重在工作原理上及注意事項方面進行了說明，對于高速發展的全自動化沖壓生產線來說具有重大意義。

關鍵詞：沖壓件；氣缸；壓力機；自動化氣路

全自動沖壓生產線如同一條串聯的機器，沖壓件按照每分鐘加工15～20件的節拍高負荷運轉，生產過程中如果某個環節出現了問題，都會導致這條生產線一時停止。對于外覆蓋件這種品質要求極高的產品，模具的任何加工區域都有造成其面品質不良的可能性。

本文主要介紹的是某車型的發動機罩外板，板厚0.6mm，在沖壓生產過程中因生產速度過快，投入機械手在搬送待沖壓件到最后一道模具加工區域時，待沖壓件有向前沖的慣性力，磕碰到模具下型的固定式定位導規，如圖1所示，導致待沖壓件磕碰的位置邊緣出現鼓包現象，嚴重影響生產連動性和汽車外覆蓋件品質。為了解決這個問題，在模具本體導入了一種氣動往復式定位推抵件。

氣動往復式定位推抵件導入的意義

與普通定位導規相比，氣動往復式定位推抵件有如下的優勢。

1.保證沖壓件的品質和精度

傳統定位導規是用螺栓固定在模具本體，當生產速度提高時，機械手將待沖壓件投入到加工區域時會產生慣性力，待沖壓件邊緣有竄到定位上的可能性，其中一側表面會出現鼓包等品質不良（見圖1）。而氣動往復式定位是在待沖壓件投入到模具工序前處于退回狀態，待沖壓件投入到模具工序時再將其推到加工區域，保證了沖壓制品的穩定性。

2.保證生產的可動性

待沖壓件邊緣側落在固定定位導規上，模具檢測傳感器會發出異常信號，并傳遞到系統中造成生產停止。模具保全在生產線停止時進入型腔內將固定導規螺栓松動后進行微調，或者整體降速對應生產，這樣會延長生產時間，降低生產效率。

3.消除了模具型損的風險

若待沖壓件邊緣投入到固定定位導規時沒有反饋給系統出現報警，壓力機單元會默認待沖壓件已到沖壓區域，當壓力機帶動模具上型與下型接觸加工時，待沖壓件在沖壓區域會發生變形，嚴重時造成模具表面型損。而氣動往復式定位消除了型損帶來的附加影響。

氣動往復式定位推抵件的工作原理

定位推抵件主要是由定位導規、往復氣缸及位置傳感器等部件組成，可設多個并分布于模具本體的周側，定位推抵件依靠氣缸動作朝靠近或遠離加工區的方向相對模具本體移動，位置傳感器能檢測待沖壓件的位置。這種往復式定位推抵件可靠性極高，如圖2所示，能避免待沖壓件投入該模具工序過程中受到碰撞，并有效保證待沖壓件在沖壓區內的可靠定位。

在發罩外板模具的左右兩側各追加一組自動化氣路裝置，用來代替傳統的固定定位導規，氣路示意如圖3所示，R4、R4'為氣路的輸入輸出端，X、Y代表的是兩個氣缸，可以帶動定位往復運動，壓力機每生產加工一行程是360°，在0～180°時R4處于送氣階段，在180°～360°時R4'處于送氣階段。當模具加工區域剛加工完一枚沖壓件并即將投入另一枚待沖壓件時，此時壓力機滑塊角度處于190°，壓力機單元控制R4'進氣對定位推抵件進行推動，使定位推抵件相對模具本體朝遠離沖壓區的方向移動，如此設置目的是為了在投入機械手抓取待沖壓件并放置于模具時進行有效的避讓，避免待沖壓件邊緣受到磕碰。

當待沖壓件放置于模具加工區域后，一般情況下待沖壓件并未完全位于沖壓區的定位位置，當壓力機滑塊角度位于設定值40°時，壓力機單元控制R4進氣對定位推抵件朝靠近沖壓區的方向移動，對待沖壓件進行推抵以對待沖壓件的位置進行調整。這期間位置傳感器實時檢測待沖壓件的位置，并將位置信號實時發送給壓力機單元，壓力機接受到正常信號后會對待沖壓件進行生產加工，壓力機的自動化氣路角度如圖4所示。

相反地，若位置傳感器沒有感應到待沖壓件時，會反饋給壓力機單元異常信號，此時系統會發出報警信息并生產停止，系統整體控制模塊如圖5所示。這種往復式定位自動化程度高，并且能夠保證對待沖壓件進行有效定位，確保待沖壓件后續的加工精度和品質。

氣動往復式定位使用的注意事項

1.安裝時需要有足夠的空間

氣缸安裝時需要至少兩枚螺栓固定在安裝板上，然后安裝板用螺栓再固定在模具本體上，保證模具安裝面的平整度。如果放置空間不夠，需要將干涉部位機加工去除。

2.氣缸選用行程

氣缸使用行程不宜過大，應盡量保證在25～75mm。當氣缸行程過大時，滑塊壓力機到達下死點的時候氣缸定位還沒有接觸到待沖壓件，沒有起到推抵件回位的作用，本次選用氣缸行程為50mm。

3.控制元件中自動化角度的選用

一般來說，自動化R4給氣時的壓力機角度范圍是20°～90°，自動化R4'給氣時的壓力機角度范圍是180°～280°，具體需要根據沖壓件加工工藝與氣缸定位行程動作的實際情況來設計，本次選用自動化R4角度為40°，R4'角度為190°。

結語

氣缸往復式定位推抵件的使用解決了發罩外板生產連動時的品質不良，降低了廢品發生率，提高了生產效率。這種改善方法還適用于其他板件形狀復雜的且機械手投入位置異常的模具，目前輪罩外板、側圍等模具的拉延工序也采用了這種改善方案，可以有效避免板件磕碰和成型性異常問題。