汽车平板纵梁与“U”形纵梁腹底冲孔生产线

本文着重介绍汽车平板纵梁和“U”形纵梁腹底冲孔生产线的结构、性能、特点。该生产线可实现平板纵梁的冲孔，也可通过调整部分附件实现对“U”形纵梁腹底的冲孔，能够做到一机多用，具有较强的柔性，极大的满足用户个性化的需求。

传统的纵梁冲孔加工工艺有两种：一种是使用复合模具一次成形，适合大批量生产；另一种是使用钻床通过钻模板进行钻削加工，适合小批量加工。随着我国汽车工业的飞速发展，客户个性化需求越来越多，各种变形车架层出不穷，传统的加工制造方法已不能满足上述要求。针对这一现状，我公司通过对一汽、二汽、陕汽等汽车车架厂调研，开发出了汽车纵梁冲孔生产线，其最大特色就是能够柔性地对汽车大梁板进行冲孔加工，既可以加工平板纵梁又可以通过调整部分附件扩展成“U”形纵梁腹底冲孔生产线。

结构组成

该生产线由上料台车、自动上料系统、X1 横向送料系统、主机、自动下料系统、X2 横向送料系统、电气控制部分、下料台车等部分组成。汽车梁板的加工过程如下：首先由人工通过行车将被加工的梁板按照要求放置在上料台车上，台车按照控制系统发出的指令，自动运行至上料系统吸盘的下方，然后自动上料系统将板料吸起送至夹钳上方，并下降至支撑料辊上，通过对中装置将板料对中，再由夹钳将板料夹紧，自动找原点后，按照程序进行冲孔。当完成所有冲孔工作后，由下料系统将板料通过吸盘吸起，送至下料台车上，当台车上的板料满了以后，台车自动将板料移出线外，方便转序。生产线控制方式有两种：手动控制方式和自动控制方式。在手动控制方式下，操作者通过操作面板上的按键以点动的方式控制各部分的动作；在自动方式下，生产线将按照编好的加工程序自动完成各种加工动作。

1、上料台车

上料台车用于装运需加工的板料，台车长10m，宽1m，最大装载质量10 t。台车可沿Y 向开出1.5m，实现机外吊运上料。平板纵梁由天车吊运至台车上，沿台车上X、Y 端靠山对齐，最大装料高度630mm。对于U 形纵梁，台车长12m，宽1.3m，最大装载质量20t。台车可沿Y 向开出1.5m，实现机外吊运上料。当冲压U 型纵梁时，用户需事先把U 型梁顺序码垛并叠放整齐在一个料槽内，U 型开口向下。最大装料高度为630mm，顺序排放，保证最大槽梁可按6 层3列排放，如果槽梁宽度和高度尺寸较小，可排放更多数量。U 型纵梁的X 向端头需与台车靠近主机段边沿对齐，U 型梁的层与层之间需用钢板隔开。

2、自动上料系统

自动上料系统由可上下移动的挂架、前后移动的横梁、电磁铁及相应开关到位检测装置组成。吸持上料采用电永磁磁铁吸持梁板，断电吸附，确保安全。上下采用减速箱带动左右两个小齿轮与齿条啮合，从而带动一根挂着8 组电永磁磁铁的挂架上下移动。当上料台车到达指定区域时，感应开关发讯，电磁铁挂架下行；磁铁触到梁板后，感应开关发讯，下行停止；磁铁吸料，挂架上行到指定位置停止上行。挂架安装于横梁上，横梁向横向送料系统方向移动，移动到横向送料系统的正上方停止。挂架下行，板料放置在横向送料系统的滚轮上，磁铁消磁，放下板料后，挂架回到初始位置，等待下一个工作循环。该吸持上料系统的电磁铁采用电永磁方式，当磁铁产生磁性后，在不给出消磁信号前，磁铁始终带磁。所以当吸持上料系统在运行过程中碰到突然断电这种意外状况时，磁铁也能吊住纵梁，杜绝纵梁掉下造成设备或人员损伤。

3、横向送料系统

横向送料系统由下列部件组成：X1 横向送料装置、液压夹钳、对中装置、销定位装置、辅助夹钳、托料辊、X2 横向送料装置。

横向送料系统由左、右两部分组成，左侧(X1)横向送料装置安置一只送料夹钳，从板料的左端夹住板料，沿X 向向前推送梁板。横梁中间放置两组对中机构，并间隔放置一系列支撑用托料辊。加工U 型梁时，料辊支撑住梁底。主机右边的横向送料系统(X2)上面也有一只夹钳，正常停留在靠近主机一侧，当对面的板料穿过主机后到达这只夹钳位置时，两只夹钳同时夹住板料同步移动。对中机构有两组，其作用是板料定位，放置在上料侧的横向送料装置中间。靠近主机的对中装置，正常位置固定；远离主机的对中机构随板梁长度不同，可手动调整位置，其调整范围可达9m。

4、冲孔主机

冲孔主机由压料导向装置、冲孔机构、Y 向传动机构、模具选择机构、废料输出机构组成。冲孔主机采用液压主传动。由主油缸带动主滑块及安装在滑块上的上模向下运动实现冲压动作。在主机两侧安装有两组压料导向装置，用以减轻纵梁的振动，使冲压顺利进行。冲压模具为沿X 向直线排布，中间布置5 副大模具，两边模具分两排各放置10 副。冲压时模具的选择通过气缸推动滑块来完成。

冲压采用随动压料冲裁方式，冲孔前先由压边缸动作将压料架压紧在纵梁腹底后，再由主油缸动作完成冲孔，当冲头回程时强制将冲模从板料中完全退出后，压料架在弹簧作用下才复位，接着下一个送进动作才开始。由于采用液压压料冲孔工艺，压料架的压力不随时间和冲孔行程而变化，可杜绝带料现象产生。压料力由两只液压缸提供。

Y向传动机构使用重载导轨导向，由一根丝杠驱动。压料导向辊在板料进入主机后，下托料辊由弹簧支撑， 冲出的废料由链式废料输送装置送出至废料车中。

5、数控系统

数控系统采用FANUC 公司的0i-PC 系统控制。该系统带有10.4 inch彩色液晶显示器，并具有标准RS232 串行接口，可与PC 机通信，如程序参数的传递。彩色液晶显示页面还具有自诊断、自动报警功能，另外还可以在英文及中文之间进行显示切换。为实现断电续冲功能，我们采用的0i-PC 系统，其记忆功能可记住当前各轴的值，通电后可进行特殊功能调用，让坐标自动跳到断点处执行。采用美国Teksoft 公司的Teksoft CAD/CAM 自动图形编程软件，能很好地满足用户要求。

6、其它

液压系统采用全套进口德国博世力士乐公司产品。该HNC 控制的系统是专为大吨位数控压力机开发的液压系统，采用了当今最先进的电液伺服控制方式，冲头油缸通过伺服阀驱动运行，主要适合于汽车大梁类厚型板料的冲压加工。

生产线性能特点

1、 冲孔主机采用C 型开式机身，机身可三面靠近，方便维修；整机重量较轻，移动时惯量小，易获得较大的加速度，有效提高劳动生产率；机身强度足够保证机床在冲压时有稳定的受力状态，能使模具间隙保持良好。

2、冲孔主机机身采用钢板焊接结构，经退火、振动时效处理，使内应力去除较为彻底，避免因应力消除不彻底而引起机身变形。

3、 采用液压压料冲孔工艺，冲孔前有压料板将板料平稳压紧，完成冲孔后，当冲头回程时强制将冲模从板料中完全退出后，压料板抬起复位。压边油缸活塞杆长度可调，适应板料厚度，以免过度压紧板料，减小油缸偏载。

4、模具采用直线式结构，通过气缸推动模块机构选择不同的模具参与冲压，加快了选模速度，提高了工效；整体式上下模腔成对加工，保证了模具同心度，极大地延长了模具的使用寿命；上模中空，采用弹簧杆退料结构，杜绝废料反弹。

5、 模具既可以整体更换，也能够单个更换。

6、针对汽车纵梁长度长、重量重、精度高的特点，采用了高精度、长行程齿轮、齿条传动的方式。齿条带有消隙机构，保证精度可靠。

7、对于U 型纵梁加工采用适时位置补偿系统，加工精度高。

8、采用了液压夹紧可浮动夹钳，结构紧凑，工作可靠，压力供应便捷。夹钳开口大，夹钳可上、下浮动，以适应板的跷曲，保证加工无死区。

9、 配有集中自动润滑装置，可将润滑油直接送入各润滑点，减少了运动磨擦，提高了运动部位的可靠性，延长机器使用寿命。

10、 全自动上下料系统的使用，改善了搬运条件，提高了劳动生产率。毛坯和半成品采用移动台，方便天车送进毛坯和输出半成品。吸盘采用电永磁吸盘，避免因突然断电造成事故。

11、 高质量、高水平的美国TEKSOFT 自动编程软件的使用使得加工路径最优化。

12、可根据需求选配模具折断检测装置，模具折断后，机床将停机。

13、 既可实现平板纵梁的冲孔，也可通过调整部分附件实现对“U”形纵梁腹底的冲孔，做到一机多用。

结束语

汽车纵梁数控冲孔生产线的研制，改变了以往的加工工艺，提高了特殊梁的加工效率。具有较大的柔性，特别适合多品种、小批量的制造模式。可提高汽车制造厂的快速反应能力，增加了市场的竞争力，可产生较高的经济效益。