李 征

（陜西重型汽車有限公司， 陜西 西安 710200 ）

汽車縱梁數(shù)控平板沖主機(jī)直線換模技術(shù)的故障原理及改進(jìn)應(yīng)用

李 征

（陜西重型汽車有限公司， 陜西 西安 710200 ）

2007年我公司購買了兩條汽車縱梁數(shù)控平板沖生產(chǎn)線，在使用過程中直線換模機(jī)構(gòu)經(jīng)常性發(fā)生故障.本文闡述了核心機(jī)構(gòu)直線換模機(jī)構(gòu)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)、故障原理及改進(jìn)。改造后大大降低該處故障率，保證了安全生產(chǎn)。

汽車；縱梁；數(shù)控沖；

CLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)02-116-03

引言

隨著重卡市場的競爭和對(duì)重卡的品質(zhì)要求越來越高，汽車縱梁平板數(shù)控沖生產(chǎn)線作為近年來汽車工業(yè)縱梁加工的新工藝，逐步取代了完全靠鉆模板、搖臂鉆爬孔的工藝方法。新加工方法具有加工精度高、孔成型質(zhì)量好、效率高，質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此汽車縱梁平板數(shù)控沖生產(chǎn)線設(shè)備廣泛被各汽車生產(chǎn)廠家采用，在企業(yè)中發(fā)揮了不可替代的作用。數(shù)控沖選模方式和排模方式作為其核心關(guān)鍵技術(shù)，在實(shí)際使用中存在較高的故障率，造成對(duì)生產(chǎn)的沖擊及較高的維修費(fèi)用，使得各使用單位不得不深入研究設(shè)備機(jī)構(gòu)原理，通過在實(shí)踐中摸索改進(jìn)，來試圖降低該處的故障率低，提高穩(wěn)定性，這對(duì)使用單位意義重大。

1、直線模機(jī)構(gòu)技術(shù)發(fā)展及結(jié)構(gòu)、原理的介紹

1.1 直線模技術(shù)的發(fā)展

數(shù)控平板沖早期相當(dāng)一段時(shí)間設(shè)備一直采用磚塔式模具換模技術(shù)依靠伺服電機(jī)帶動(dòng)模具孔旋轉(zhuǎn)選模，效率低，加工孔種類數(shù)量有限，占用空間大，多維結(jié)構(gòu)布局不方便，甚至無法布局，不能適應(yīng)U型加工及三D加工，而被逐步淘汰。做為縱梁U型沖孔設(shè)備和3D沖孔設(shè)備中的核心技術(shù)直線模換模結(jié)構(gòu)，依靠控制氣缸帶動(dòng)選?？纱蠓岣邠Q模速度，由于結(jié)構(gòu)緊湊可以布置較多沖頭的特點(diǎn)，在數(shù)控沖孔設(shè)備中得到廣范應(yīng)用。隨著縱梁平板數(shù)控設(shè)備孔種類的增加及對(duì)換模速度和設(shè)備效率的的要求，平板數(shù)控沖的磚塔式也全部采用直線模換模技術(shù)。

1.2 直線模機(jī)構(gòu)的功能布局及工作原理

（1）目前市場上存在單層直線模布局和雙層直線模布局，而單層直布局主要應(yīng)用在孔位較少的場合，孔徑較大的地方，如圖一中間大空單層布置，雙層直線模并行排列布局因?yàn)榭梢圆贾脙蓪釉谳^小的空間進(jìn)行小孔的集中布局，增加了孔種類和數(shù)量，如圖1，兩側(cè)雙排小孔布置。

（2）工作原理：

通過電磁閥控制氣路的通斷來控制選模氣缸帶動(dòng)墊鐵運(yùn)動(dòng)進(jìn)行選模

單層布置的工作過程：如圖2，工作時(shí)，如需使用該模具沖孔，則氣缸4動(dòng)作，推動(dòng)滑動(dòng)塊5墊在導(dǎo)柱8的上方，整個(gè)直線模座在主油缸的活塞桿推動(dòng)下，整體向下運(yùn)動(dòng)，完成沖孔動(dòng)作，而沒有參與沖孔的模具上方由于沒有滑動(dòng)塊墊在導(dǎo)柱的上方，沖頭接觸到板料后就往回縮。在每次沖孔動(dòng)作結(jié)束后，沖頭上方的模具復(fù)位氣缸2通過電磁閥控制動(dòng)作，推動(dòng)導(dǎo)柱向下運(yùn)動(dòng)回到原始位置，開始下一次的選模動(dòng)作。

工作時(shí)，如果需要沖壓內(nèi)排的模具，如圖3，則上方的氣缸4往會(huì)縮，拉動(dòng)的上滑動(dòng)塊墊5在內(nèi)排模具上方的導(dǎo)柱上方，下方的氣缸4也往回縮，拉動(dòng)下滑動(dòng)塊17脫離外排的模具導(dǎo)柱，這時(shí)方可進(jìn)行沖壓。同樣在沖壓動(dòng)作結(jié)束后，模具復(fù)位氣缸2會(huì)通過電磁控制閥控制動(dòng)作將導(dǎo)柱向下推回到原始位置。

2、直線模機(jī)構(gòu)中復(fù)位技術(shù)的發(fā)展、及優(yōu)缺點(diǎn)

目前各大數(shù)控沖生產(chǎn)廠家在直線模技術(shù)中存在兩種復(fù)位技術(shù)：

2.1 彈簧復(fù)位技術(shù)

依靠彈簧進(jìn)行復(fù)位將導(dǎo)柱壓下，如圖三，早期的直線模結(jié)構(gòu)一直采用彈簧復(fù)位技術(shù)，因彈簧復(fù)位效率高，可在離開板材后彈簧立刻進(jìn)行復(fù)位在，整個(gè)主機(jī)抬起的過程中將導(dǎo)柱死死的壓下，保證了抬起后下個(gè)選模墊鐵插入時(shí)有足夠的空間。該技術(shù)可大大降低由于導(dǎo)柱沒有被完全壓下導(dǎo)致墊鐵和導(dǎo)柱的相撞幾率，從而減少故障和維修率，但隨著多年的使用發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱和墊鐵的相撞很難完全避免。隨著時(shí)間延續(xù)，墊鐵被撞擊出一定毛刺并且變的越來越大，導(dǎo)致墊鐵運(yùn)動(dòng)不流暢或卡死報(bào)警，維修極為困難。該機(jī)構(gòu)因?yàn)閺?fù)位彈簧時(shí)刻壓在導(dǎo)柱上并且力量較大，在雙層布置時(shí)，上滑動(dòng)塊被復(fù)位桿擋?。↙形墊鐵）無法取出（如圖四），而要維修需要將整個(gè)主機(jī)所有沖頭壓板全部拆卸。維修的工作量和難度均較大，維修時(shí)間較長，這樣對(duì)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響，因此近些年的產(chǎn)品中，國內(nèi)、國外各生產(chǎn)廠家逐步淘汰彈簧復(fù)位技術(shù)，選擇氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)的研究。

2.2 氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)

依靠復(fù)位氣缸上下運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)柱壓下，如圖四。氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，保留了彈簧復(fù)位的功能，依靠氣動(dòng)控制氣缸來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閺?fù)位氣缸的壓桿只要沒有氣就不會(huì)一直壓在導(dǎo)柱上，這樣即使發(fā)生墊鐵和導(dǎo)柱相撞出毛刺的時(shí)候，只需簡單的工具將復(fù)位氣缸的桿輕輕頂回去，使得上滑動(dòng)塊（L型墊鐵）很容易取出，進(jìn)行修復(fù)，發(fā)生該故障的修復(fù)時(shí)間一般30-60分鐘，大大縮短維修時(shí)間，很維修難度，從而得到推廣，取代彈簧復(fù)位技術(shù)。

3、新技術(shù)發(fā)展存在的問題研究及改進(jìn)

3.1 雖然氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)被各設(shè)備生產(chǎn)廠家看好而普遍采用，但在近些年的實(shí)際應(yīng)用中，各使用廠家反饋氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)選?？ㄋ缊?bào)警的故障率過高，故障頻次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈簧復(fù)位技術(shù)。由于普遍反映設(shè)備該處故障率過高，并且很難徹底解決，這在一定程度上阻礙了氣動(dòng)復(fù)位直線模技術(shù)的發(fā)展，這也是導(dǎo)致目前氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)和彈簧復(fù)位技術(shù)并存的主要因素之一。由于使用過程中墊鐵運(yùn)動(dòng)不暢卡死頻繁報(bào)警使得維修費(fèi)用過高，對(duì)生產(chǎn)的影響過于頻繁，這使我們不得不重視研究其中的故障原因，從而進(jìn)行改善來減少故障率以保障生產(chǎn)。

3.2 直線選模氣動(dòng)復(fù)位頻繁報(bào)警墊鐵運(yùn)動(dòng)不暢卡死的主要原因

導(dǎo)柱和墊鐵相撞概率太高，導(dǎo)致墊鐵前端棱角出現(xiàn)毛刺，在運(yùn)動(dòng)過程中不暢或卡死造成選模氣缸報(bào)警。

3.3 對(duì)造成導(dǎo)柱和墊鐵相撞的分析及改進(jìn)

如圖三，選模墊鐵在被插入之前導(dǎo)柱必須被完全壓下，來保證墊鐵插入時(shí)有足夠的空間不會(huì)撞到導(dǎo)柱，而發(fā)生故障是由于在插入墊鐵時(shí)導(dǎo)柱沒有被完全壓下，在大量的維修次數(shù)和維修經(jīng)驗(yàn)的摸索中我們發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致沒有被完全壓下，起初發(fā)現(xiàn)是沖頭或?qū)еK或有異物，導(dǎo)致導(dǎo)柱向下運(yùn)動(dòng)的阻力加大，但這在整個(gè)故障次數(shù)中占得比例較少。為發(fā)現(xiàn)問題的實(shí)質(zhì)，我們對(duì)運(yùn)動(dòng)過程及氣路圖進(jìn)行了詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)位氣缸不用的時(shí)候是沒有氣的，只有在使用的時(shí)候電磁氣閥工作才通氣，在整個(gè)沖頭抬起之后電磁氣閥接到機(jī)床的指令后才通氣，復(fù)位氣缸開始?jí)簩?dǎo)柱，雖然整個(gè)動(dòng)作較快，但是要在極短的時(shí)間內(nèi)要完成整個(gè)動(dòng)作，對(duì)反應(yīng)時(shí)間有極高要求。彈簧復(fù)位技術(shù)是在整個(gè)機(jī)頭剛要抬起的時(shí)候就開始?jí)合?，在機(jī)頭提升過程中就可完成導(dǎo)致壓下的過程，比氣動(dòng)復(fù)位在抬起后等待命令才壓下的時(shí)間要提前并縮短，從而保證抬起后導(dǎo)柱被完全壓下。結(jié)合這一特點(diǎn)，我們得到啟發(fā)，利用壓縮空氣可壓縮的原理對(duì)氣動(dòng)復(fù)位技術(shù)的氣路進(jìn)行改進(jìn)，如圖六，原有氣路25個(gè)復(fù)位氣缸通過復(fù)位氣缸電磁閥控制，改進(jìn)方法，將復(fù)位氣缸電磁閥得電條件改為開機(jī)得電，關(guān)機(jī)失電，機(jī)床在整個(gè)開機(jī)后工作中復(fù)位氣缸一直處于長通狀態(tài)，復(fù)位氣缸一直處于壓下的動(dòng)作，其作用類似彈簧，可在機(jī)床抬起時(shí)第一時(shí)間就將導(dǎo)柱壓下，在機(jī)床抬起后墊鐵插入前導(dǎo)柱完全壓下，可保證有足夠的空間插入墊鐵，從而大大降低導(dǎo)柱和墊鐵的撞擊概率，使故障得到有效改善。為了盡可能避免對(duì)設(shè)備程序的修改，我們從氣路上改進(jìn)，不經(jīng)過復(fù)位氣缸電磁閥，直接將氣路氣源和復(fù)位氣缸相連，使復(fù)位氣缸一直保持有氣狀態(tài)。

3.4 從原理本質(zhì)入手,對(duì)技術(shù)的發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究并改進(jìn)，改進(jìn)后使用效果非常明顯，通過改進(jìn)后，我單位每月比原來維修費(fèi)用節(jié)約0.8-1.3萬元，該處故障現(xiàn)象大幅度降低。

4、結(jié)術(shù)語

隨著重卡企業(yè)產(chǎn)量日益增大和汽車企業(yè)對(duì)重卡品質(zhì)的不斷升級(jí)，對(duì)縱梁加工質(zhì)量的要求不斷提高，數(shù)控沖設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，這使得數(shù)控沖孔設(shè)備在企業(yè)縱梁加工中的地位越來越高，數(shù)控沖孔設(shè)備的高故障率直接影響著企業(yè)的產(chǎn)能及成本，也影響著數(shù)控沖孔設(shè)備行業(yè)的發(fā)展，本次研究通過摸索改進(jìn)使得一直影響我單位的數(shù)控沖設(shè)備高故障問題得到較好的改善，同時(shí)對(duì)縱梁數(shù)控沖孔設(shè)備在行業(yè)中的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義，值得思考。

[1] 丁 中，汽車縱梁數(shù)控三面沖孔生產(chǎn)線，鍛壓裝備與制造技術(shù)，2005，（2）：29-32.

[2] 劉振堂，國外數(shù)控沖床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，鍛壓機(jī)械，2002//01.

[3] 江蘇金方圓編著 FM12-120平板數(shù)控沖說明書，江蘇；江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司出版 2008.

[3] 法因數(shù)控編著 PPL50平板數(shù)控沖說明書，山東；山東法因數(shù)控機(jī)床有限公司出版 2008.

The Failure Principle and improvement of The Technology Based on Linear Exchange Model in CNC Punching for Truck's Beam

Li Zheng
(Shaanxi Heavy Duty Automobil Co.,Ltd., Shaanxi Xi'an 710200)

The two sets of equipmen of CNC Punching Line for Truck's Beam been bought My company in 2007, Linear Exchange Model For CNC punching process offen was failure during use.The development、Structure Principle、failure Principle and Improvement of the nechnology Based on Linear Exchange Model For CNC punching process have been introduced in zhe text。The,safety production is ensured with lower fault rate after the retrofit of the existing system

Truck; Beam; CNC Punching

U466

A

1671-7988(2015)02-116-03

李征，就職于陜西重型汽車有限公司車架廠。