冲压生产设备设施要包括冲压设备、冲模及机械化和自动化系统等。
1.设备
冲压车间工艺设备按使用性质划分为:生产设备、辅助设备、起重运输设备等。
生产设备指直接完成产品工艺过程各工序的全部设备,例如,压力机、剪板机、开卷线等。
辅助设备指不直接参与产品制造工艺过程的设备及辅助部门的全部设备,例如,调试压力机、废料输送机、工件输送机等。
冲压车间使用的起重运输设备主要有梁式起重机、电动平板运输车、电动叉车等。
冲压设备水平的选择主要决定于生产批量。是否采用高效率的压力机和高效剪切设备,则要视设备的负荷率大小而定。在许多情况下,当设备负荷率很低时,不宜使用价格昂贵的高效率设备,否则会增加冲压件成本。通常,当产量较低时应尽量使用通用性较强的设备并减少使用压力机的种类,以提高设备负荷率。
一般来说,在大批大量生产情况下,宜选用机械压力机或进口的液压机生产线,开卷剪切(落料)线、多工位压力机等生产率高、专用性强的设备,对于覆盖件的生产宜采用机械化上下料或自动冲压线。小批量生产或产品本身要求不高的,可采用国产的专用液压机生产线或通用类型的机械压力机。
用于大批量生产的压力机生产线,特别是配置了自动上下料装置的冲压线,应选用左右移动的工作台,避免采用前移或T形工作台,节省冲模更换时间。
用于覆盖件生产的冲压生产线,第一台压力机宜选用单动拉深压力机,单动拉深工艺是冲压技术的发展趋势。
2.冲模
冲模的类型与构造不但决定于它所完成的冲压工序,而且与生产批量密切相关。冲模的数量、种类、复杂程度和寿命等是直接影响冲压件成本的关键,尤其是生产纲领较小的工厂,冲模费用的摊销比例相当大。因此,必须根据冲压件的复杂程度和生产纲领,估算产品的销售寿命,以决定冲模的水平。
通常,在大量生产中,可以采用结构复杂的多工序冲模。虽然冲模费用昂贵,但是,由于生产率高,可以使冲压件的成本降低。还要考虑在大公称压力和台面的压力机上采用多套冲模联合安装的方案。在中小批量生产中,如果产品技术条件允许,多采用低熔点合金模具或其他简单的通用冲模等。在中小批量生产中也应尽量减少冲模套数或使用组合式冲模。
3.机械化、自动化
冲压机械化、自动化是确保冲压安全生产的最根本措施,同时也是提高产品质量、改善劳动条件、提高劳动生产率、降低成本、减少生产面积和辅助面积的极有效途径。(www.xing528.com)
实现冲压机械化、自动化,可以采取多种方法,如自动上下料装置、搬运机器人、冲压自动线、通用自动压力机、专用自动压力机、自动冲模等。
(1)选择机械化、自动化方案时主要考虑的因素
1)安全生产。必须确保操作工人的安全。
2)生产批量。批量较小时,应重点考虑通用性,更换冲模方便,以适应多品种生产;批量大时,自动化程度应提高。
3)工艺方案。冲压方案与机械化、自动化方案有密切关系。一般来说,在自动压力机上生产的零件从第一道落料工序开始到最后一道工序都应使用连续模生产。对于中小冲压件,即使批量很大,一般也不采用冲压线形式,而是在一台自动压力机上安装一套冲模或采用联合安装冲模的方式完成全部工作。
4)原材料规格。卷料、条料和板料的机械化、自动化装置各不相同,薄板和厚板的机械化、自动化装置也不一样。
5)压力机形式。在普通的压力机上,可以安装通用自动化送料装置,实现自动化,也可以安装自动冲模。对于大台面的压力机可以安装多工位自动化装置。大型覆盖件一般考虑采用冲压自动线。
(2)几种典型的冲压机械化、自动化
1)多工位压力机。多工位压力机是一种高效率、多功能、自动化、高精度的冲压设备。在滑块一次行程中,能按照设计要求,在不同的工位完成落料、冲孔、侧冲孔、拉深、弯曲、切边、整形等多种冲压工序。工位间制件的传送是借助各种形式的送料机构完成的。与普通压力机不同,多工位压力机上的滑块具有多个滑块,每个滑块可以独立调节闭合高度以满足不同冲压工艺的要求。多工位压力机的特点是:一台压力机代替多台普通压力机,节省占地面积及操作人员,生产率高;合理分散工序,使冲模结构简单,有利于冲模制造和提高冲模寿命;生产安全,劳动条件好;综合技术经济效益显著。
大型多工位压力机由卷料开卷、校平机组,落料压力机机组,坯料堆垛机组,磁力(或气动)分层拆垛机组,清洗涂油机组,坯料输送机组,三坐标或横杆式传送机构的大型多工位压力机,以及制件堆垛机组组成。
2)大型冲压自动线。大型冲压自动线一般适用于加工冲压工序数为4~6的大型薄板覆盖件,如车身侧围板、顶盖、车门、发动机罩、仪表板、地板、行李箱盖、挡泥板等。整条自动线由1~2人监控,生产率高达700~1200件/h。
大型冲压自动线一般由一台双动或单动拉深压力机为首,后面加4~5台单动压力机组成。压力机前面配置连续式拆垛机组、清洗涂油机、带式输送机、板料对中装置、上料机械手或机器人、下料机械手或机器人、翻转器(在双动压力机拉深情况下,需要在第一台双动压力机与第二台压力机之间设置)、穿梭传送装置等。
3)开卷剪切或落料生产线。在经济规模生产中,板料毛坯的准备是以具有开卷、清洗、校平、剪切或落料、堆垛的开卷线提供的,生产中大量使用卷料。开卷线的优点是大大提高劳动生产率,减少原材料消耗、操作人员和钢材订货规格。
大型开卷线由前后卷料架(存放支撑卷料),卷料小车(承载卷料到开卷机),开卷机架、劈头机,液压剪(剪断卷料头),过渡台架(在劈头机与清洗机之间支撑板料),清洗机(由引料辊、清洗辊和挤干辊构成),过渡台架(在清洗机与校平机之间支撑板料),校平机(多辊校平),弧形过渡辊道(用以使板材引入和引出活套地坑),喂料机构,活套(起缓冲调节作用),尾部喂料装置(用于适用不同冲模需要),落料压力机,出料带式输送机,活门装置(控制板料进入不同的堆垛机),堆垛机(一般设2个堆垛机,连续生产),以及废料架(发现废板料时,废料进入废料架)组成。
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