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鍛造、沖壓、鈑金與制作國內(nèi)統(tǒng)稱為鍛壓，屬于機(jī)械制造業(yè)（又稱為裝備制造行業(yè)），生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是各種機(jī)器設(shè)備和機(jī)械的零部件、工模具和五金件等。 鍛造，在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀的零件（或毛坯）并改善其內(nèi)部晶粒組織和機(jī)械性能的加工方法稱為鍛造。 鍛造是將金屬棒材、線材、板材、鑄錠或塊金屬加熱或不加熱，在力（能）的作用下成形的一種加工方法。俗稱：打鐵。鍛造屬于金屬塑性成形，大都是體積成形，是指利用鍛造設(shè)備上的錘頭、砧塊或模具，輔以機(jī)械手或其他夾具，對金屬坯料的不同方向施力產(chǎn)生塑性變形。根據(jù)鍛件的尺寸和形狀、采用的工模具工裝結(jié)構(gòu)和鍛造設(shè)備的不同，鍛造分為自由鍛和模鍛，鍛造出來的產(chǎn)品分別稱為自由鍛件和模鍛件。根據(jù)鍛造溫度的不同，鍛造又分為熱鍛、冷鍛和溫鍛。鍛件產(chǎn)品的技術(shù)含量通常體現(xiàn)為產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、產(chǎn)品的尺寸精度和切削加工余量、產(chǎn)品的力學(xué)和理化性能高低、產(chǎn)品制造工藝過程的難易程度、可靠性和環(huán)境友好性等方面。 自由鍛是用簡單、通用性工具，或者在鍛造設(shè)備上、下砧之間直接對坯料施加外力，使坯料變形，而獲得所需的鍛件幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛造方法。模鍛則是在鍛造設(shè)備上利用模具使坯料變形而獲得外形相對復(fù)雜鍛件的鍛造方法。胎模鍛是介于自由鍛和模鍛之間的鍛造成形方式，在自由鍛設(shè)備上利用不固定的簡單模具鍛造模鍛件的方式。 模壓成形（壓制成形），一般是將粉狀、粒狀、團(tuán)狀或纖維狀的金屬或非金屬材料放入成形溫度下的模具型腔中，然后加壓合模而使其成形并固化的制造方法，又稱壓制成形或壓縮成形，模壓成形也可以歸類于模鍛范疇。 大鍛件是相對概念，分大型模鍛件、大型自由鍛件、大型環(huán)形件和大口徑厚壁無縫管件。使用8MN以上自由鍛液壓機(jī)或30kN以上自由鍛錘生產(chǎn)的自由鍛件稱為大型自由鍛件。使用60MN以上模鍛壓力機(jī)、80MN以上模鍛液壓機(jī)或100kN以上模鍛錘生產(chǎn)的模鍛件為大型模鍛件。大型鍛件主要用于電力、冶金、石化、船舶、機(jī)車車輛、模具、航空航天、兵器、重型機(jī)械、交通運(yùn)輸設(shè)備、礦山機(jī)械、通用機(jī)械等行業(yè)。 金屬的擠壓、鐓鍛和回轉(zhuǎn)加工成形等屬于特種塑性成形，在國內(nèi)外也列為鍛造生產(chǎn)工藝類，生產(chǎn)的產(chǎn)品也被稱為鍛件。 金屬回轉(zhuǎn)加工成形分為金屬坯回轉(zhuǎn)、工具回轉(zhuǎn)或兩者都回轉(zhuǎn)三種形式，在旋轉(zhuǎn)中使金屬坯料變形的塑性加工方法，包括縱軋、斜軋、擺輾、輾環(huán)、楔橫軋、輥彎（或彎卷）、輥鍛和旋壓等。成形環(huán)件內(nèi)徑Φ500mm以上的為大型環(huán)件；擠壓管件內(nèi)徑Φ300mm以上壁厚30mm以上的為大口徑厚壁無縫管件。 沖壓，在加壓設(shè)備和工（模）具作用下，使金屬板料發(fā)生塑性變形或分離，從而獲得一定幾何尺寸、形狀和性能的零件（沖壓件）的加工方法稱為沖壓。沖壓加工的對象都是板料，故又稱為板料沖壓，板料沖壓主要由下列工序組成: 分離工序（沖裁工序)：毛坯或零件的一部分與另一部分分離。包括剪切、落料、修邊、沖裁、沖孔和切口等。 成形工序：毛坯或零件改變形狀的工序，包括拉深、彎曲、脹形、縮口、刻印、起伏成形、翻邊、局部擠壓、熨薄和整形等。 復(fù)合工序：該類工序包含沖（孔）裁、落料和成形等兩種以上工序，主要是通過復(fù)合?；蜻B續(xù)（級進(jìn)）模來實(shí)現(xiàn)。 裝配工序：利用工裝模具將兩個(gè)或多個(gè)沖壓件裝配到一起的工序，包含鉚接，比如車門壓合、轎車前后蓋壓合等工序都屬于用沖壓方法實(shí)現(xiàn)裝配工序的案例。 沖壓包括冷沖壓成形和熱沖壓成形兩大類。 鈑金與制作，用簡單、通用性工具，使金屬板材、管材和型材發(fā)生變形或分離，按照預(yù)期要求成為零件或結(jié)構(gòu)件的加工過程稱為鈑金與制作。 鈑金與制作是一種綜合冷成形工藝。鈑金包括剪切、沖孔、切割、沖/切復(fù)合、折彎、鉚接、拼接、滾壓、輥壓（漸進(jìn)成形）、翻邊、卷邊和扭曲等工序；而制作則是指利用設(shè)備與工具對型材和管材進(jìn)行切割、彎曲和打孔等加工，從而獲得一定形狀零部件的加工過程。一些情況下，鈑金與制作在中國傳統(tǒng)制造業(yè)體系中被納入五金沖壓件生產(chǎn)工藝的范疇。 鍛壓行業(yè)就是從事鍛造、沖壓、鈑金與制作件生產(chǎn)的行業(yè)，鍛壓行業(yè)也包括為鍛造、沖壓、鈑金與制作生產(chǎn)企業(yè)提供裝備、輔助材料、裝置和設(shè)備，以及提供科技與管理等服務(wù)的企業(yè)和個(gè)人。 解讀 本文件一開頭就明確肯定了鍛壓生產(chǎn)的重要作用，鍛壓生產(chǎn)不是夕陽產(chǎn)業(yè)，是需要不斷進(jìn)步的朝陽產(chǎn)業(yè)；也不是一般人概念中的古老落后產(chǎn)業(yè)，而是具有重要發(fā)展戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)，是產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈不可或缺的重要產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)今汽車消費(fèi)市場競爭日漸激烈，基于消費(fèi)群體更加多元化以及審美更加開放的特點(diǎn)，汽車造型越來越復(fù)雜多變。而汽車的外造型需要依靠沖壓覆蓋件展現(xiàn)出來，因此，沖壓面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜多變的造型和更高的顏值，沖壓模具結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，需要設(shè)計(jì)更多的機(jī)構(gòu)。然而大部分汽車沖壓行業(yè)的人員，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或評審過程中，主要考慮模具的功能性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問題，從而忽略了沖壓模具在生產(chǎn)過程中各機(jī)構(gòu)與自動(dòng)化設(shè)備之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)序。正確的時(shí)序設(shè)計(jì)一方面能夠保證穩(wěn)定的品質(zhì)質(zhì)量，另一方面還能夠提升生產(chǎn)效率；錯(cuò)誤的時(shí)序設(shè)計(jì)不僅會(huì)降低生產(chǎn)效率而且會(huì)危害模具安全，造成模具損壞。 模具斜楔機(jī)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 上下模的運(yùn)動(dòng)與滑塊運(yùn)動(dòng)方向一致，因此上下模和自動(dòng)化的干涉曲線時(shí)序確認(rèn)比較簡單，不容易忽略也不容易出現(xiàn)問題點(diǎn)。滑塊單一的運(yùn)動(dòng)方向顯然不能滿足實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的沖壓零件造型，因此，在沖壓模具設(shè)計(jì)中為了獲得各種不同的沖壓方向通常需要用到斜楔機(jī)構(gòu)。然而，斜楔機(jī)構(gòu)和自動(dòng)化的時(shí)序問題容易被我們忽視，這就是本文需要探討的問題。從驅(qū)動(dòng)形式上分類，常用的斜楔結(jié)構(gòu)可以分為：插刀驅(qū)動(dòng)型、氣缸驅(qū)動(dòng)型和氣缸插刀雙驅(qū)動(dòng)型。 插刀驅(qū)動(dòng)型斜楔的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 插刀驅(qū)動(dòng)型斜楔的結(jié)構(gòu)形式(圖1)最早應(yīng)用在沖壓模具上，結(jié)構(gòu)比較笨重，但是可靠性較高，直到現(xiàn)在仍然廣泛在使用。此斜楔機(jī)構(gòu)靠插刀推到位，插刀退出過程靠氮?dú)鈴椈蓮?fù)位。斜楔運(yùn)動(dòng)時(shí)序是完全按照上滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡固定的，不需要考慮自動(dòng)化氣源的通氣時(shí)機(jī)，對自動(dòng)化的影響很小，參考滑塊的運(yùn)動(dòng)確定即可。 圖1插刀驅(qū)動(dòng)型斜楔結(jié)構(gòu)形式 此結(jié)構(gòu)靠上模插刀把垂直方向的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為水平方向的運(yùn)動(dòng)，上下插刀屬于剛性接觸。隨著生產(chǎn)速度加快，插刀受到的瞬時(shí)沖擊力也增大，在批量生產(chǎn)過程中疲勞斷裂失效風(fēng)險(xiǎn)也更高，因此插刀在設(shè)計(jì)階段需要重點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度校核。通過強(qiáng)度分析對比可以知道，楔形導(dǎo)板安裝根部R角越小應(yīng)力值越大，如圖2所示。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可實(shí)施的對策：①對根部導(dǎo)圓角處理，避免加工成尖角造成的應(yīng)力集中，緩解疲勞失效風(fēng)險(xiǎn)；②導(dǎo)板背部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，增加斜筋支撐，保證鑄件本身有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；③如果結(jié)構(gòu)受限強(qiáng)度較弱，在已經(jīng)做強(qiáng)的基礎(chǔ)上可以考慮將驅(qū)動(dòng)座材質(zhì)提高一個(gè)等級，比如由HT300提升至QT600；④優(yōu)化生產(chǎn)模式，降低沖壓速度。 圖2驅(qū)動(dòng)插刀強(qiáng)度分析 氣缸驅(qū)動(dòng)型斜楔的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 插刀型斜楔占用空間大，不能有效滿足極端工藝條件下的正常使用，因此，占用空間更小的氣缸型驅(qū)動(dòng)斜楔(圖3)應(yīng)運(yùn)而生。這種斜楔結(jié)構(gòu)采用氣缸驅(qū)動(dòng)斜楔，布置空間更加小巧靈活，在舍棄插刀結(jié)構(gòu)的同時(shí)避免了插刀帶來的強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)。由于這種斜楔不能靠滑塊的運(yùn)動(dòng)來驅(qū)動(dòng)，只能通過氣缸控制斜楔機(jī)構(gòu)的到位和復(fù)位。因此在設(shè)計(jì)和主線自動(dòng)化調(diào)試時(shí)，需要考慮斜楔的正確運(yùn)動(dòng)時(shí)序，從而設(shè)定合理的通氣和斷氣時(shí)機(jī)。否則，時(shí)序設(shè)置錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致模具壓壞以及零件品質(zhì)不良的風(fēng)險(xiǎn)。另外，氣路的連通和提供氣壓的大小及穩(wěn)定性會(huì)影響斜楔機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 圖3氣缸驅(qū)動(dòng)型斜楔 在自動(dòng)化調(diào)試時(shí)，氣缸通氣和斷氣時(shí)機(jī)通常由壓力機(jī)角度控制。在壓力機(jī)滑塊由上死點(diǎn)往下運(yùn)動(dòng)到壓料板接觸零件前這個(gè)區(qū)間內(nèi)，氣缸需要把斜楔機(jī)構(gòu)推到工作位置；沖壓完成后滑塊向上運(yùn)動(dòng)，在壓料板與零件脫離到下料手取件這個(gè)區(qū)間，氣缸需要把斜楔機(jī)構(gòu)復(fù)位完成。這樣設(shè)計(jì)既能保證成形過程中工具體的合理性，又能避免沖壓方向負(fù)角對投料和取料的影響。模具與壓力機(jī)時(shí)序設(shè)計(jì)如圖4所示。 圖4模具與壓力機(jī)時(shí)序圖 氣缸和插刀雙驅(qū)動(dòng)型斜楔結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 以上兩種斜楔結(jié)構(gòu)形式都有各自的特點(diǎn)和不足，隨著對沖壓生產(chǎn)可靠性和穩(wěn)定性要求越來越高，氣缸和插刀雙驅(qū)動(dòng)型斜楔作為以上兩種形式的合體增強(qiáng)版出現(xiàn)了。正常工作時(shí)由氣缸驅(qū)動(dòng)斜楔，插刀全程不參與工作；只有當(dāng)氣缸失效時(shí)，插刀作為備用的保護(hù)措施才發(fā)揮作用。所以本質(zhì)上來說這是一種氣缸型斜楔結(jié)構(gòu)，插刀僅作為保護(hù)預(yù)留措施，保證模具始終處于正常工作模式下，免遭損壞。 圖5氣缸和插刀雙驅(qū)動(dòng)型斜楔 雙驅(qū)動(dòng)斜楔機(jī)構(gòu)時(shí)序調(diào)試要點(diǎn) 在自動(dòng)化調(diào)試時(shí)，此斜楔與氣缸型斜楔設(shè)置基本相同，但時(shí)序區(qū)間的設(shè)置要求更加嚴(yán)苛。在壓力機(jī)滑塊由上死點(diǎn)往下運(yùn)動(dòng)過程中，插刀接觸前就要求氣缸把斜楔機(jī)構(gòu)推到工作位置。否則，每次沖壓時(shí)上下插刀都會(huì)發(fā)生碰撞。因此，氣缸設(shè)計(jì)選型時(shí)需要校核氣缸有效推力F，保持大于機(jī)構(gòu)所需的推力F1，并且保證氣缸能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)把斜楔機(jī)構(gòu)推到位。 動(dòng)作確認(rèn) 以普通機(jī)器人自動(dòng)搬運(yùn)沖壓生產(chǎn)線生產(chǎn)側(cè)圍零件為例進(jìn)行說明，假設(shè)單機(jī)速度為18SPM，整線速度為10SPM。氣源采用壓力機(jī)角度控制方式，壓力機(jī)滑塊經(jīng)過10°氣缸正向通氣，機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動(dòng)；到160°插刀開始接觸，斜楔需要到位時(shí)間為1.37s，才能保證上下插刀不碰撞。通過生產(chǎn)線0.6MPa的氣源測試，氣缸通氣后實(shí)際到位時(shí)間需要1.8s左右，在滑塊帶動(dòng)上模往下運(yùn)動(dòng)過程中，能給斜楔到位的時(shí)間比氣缸運(yùn)動(dòng)實(shí)際到位需要時(shí)間少。因此，上下插刀必然每次都會(huì)產(chǎn)生撞擊，這從導(dǎo)板根部上撞擊的痕跡能得到充分的證明，如圖6所示。 圖6插刀導(dǎo)板撞擊的痕跡 這種情況說明機(jī)構(gòu)時(shí)序設(shè)置是有問題的，每次都撞擊在導(dǎo)板的根部，受力面積越小，單位面積的應(yīng)力越大。如果不及時(shí)改善，鑄件薄弱處將存在疲勞斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，過往某車型模具導(dǎo)板安裝座根部發(fā)生斷裂的情況如圖7所示。 圖7下插刀導(dǎo)板安裝面根部斷裂 自動(dòng)化調(diào)試 為了避免插刀撞擊，考慮把氣缸通氣時(shí)機(jī)提前到下料手AP(After Pick)點(diǎn)，這樣給氣缸運(yùn)動(dòng)到位的時(shí)間就能滿足氣缸實(shí)際運(yùn)動(dòng)到位的時(shí)間。兩種控制方式對比如表1所示：第一種情況就是上面提到的時(shí)序不滿足要求的情形，第二種情況是改變氣源的控制方式后，時(shí)序滿足要求。 表1自動(dòng)化控制方式對比 斜楔到位檢測 在全自動(dòng)化生產(chǎn)線普及的今天，為了保證生產(chǎn)過程中機(jī)構(gòu)時(shí)序的準(zhǔn)確，通常會(huì)設(shè)計(jì)斜楔機(jī)構(gòu)到位檢測，在插刀接觸前，機(jī)構(gòu)到位了，在設(shè)定的某個(gè)點(diǎn)接收到檢測器的信號(hào)，壓力機(jī)才能正常工作，否則壓力機(jī)緊急停止，起到保護(hù)模具安全的作用。 結(jié)束語 本文探討了沖壓模具時(shí)序設(shè)計(jì)的重要性以及在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和調(diào)試生產(chǎn)過程中如何滿足自動(dòng)化生產(chǎn)線的需求，以沖壓模具為載體，充分發(fā)揮自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線能力，使模具和設(shè)備能無縫銜接，實(shí)現(xiàn)高效地生產(chǎn)，給后續(xù)新車型和模具調(diào)試提供了參考。

隨著公司發(fā)展的日益壯大，客戶需求量越來越多，對我們公司的生產(chǎn)能力要求也越來越高，因此公司決定擴(kuò)建廠房，建設(shè)三期工程。 從2021年2月初截止目前，三期工程占地4945平米，已建立三層建筑一棟，作為公司的研發(fā)大樓和職工中心；另有一棟鋼結(jié)構(gòu)廠房，主要用于公司生產(chǎn)線的擴(kuò)建。2021年底已基本完成主體結(jié)構(gòu)的建設(shè)，預(yù)計(jì)2022年的第二季度可投入使用。 時(shí)代變遷，客戶對于產(chǎn)品技術(shù)上的要求也越來越高，我們始終保持一顆初心，堅(jiān)守公司經(jīng)營理念“為有品位的客戶做有品質(zhì)的嫁衣”，竭誠為廣大客戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。