汽車覆蓋件沖壓自動線畢業(yè)論文開題報告

1、XXXX 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目 汽車覆蓋件沖壓自動線學(xué) 院 名 稱 機械電子工程學(xué)院 專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化XX班 學(xué)生姓名 XXXXX 學(xué) 號 XXXXXXXX 指 導(dǎo) 教 師 XXX 填表時間： XXXX 年 X月 XX 日設(shè)計（論文）題目汽車覆蓋件沖壓自動線設(shè)計（論文）類型（劃“”）工程設(shè)計應(yīng)用研究開發(fā)研究基礎(chǔ)研究其它一、 本課題的研究目的和意義在汽車金屬板材沖壓件中，車身覆蓋件和車身結(jié)構(gòu)件是金屬板材沖壓件的主體，大型沖壓生產(chǎn)線是主要的加工設(shè)備。20世紀70年代以前，大型沖壓生產(chǎn)線通常以一臺雙動拉深機械壓力機與數(shù)臺單動機械壓力機為主機，主機之間設(shè)置一個工件翻

2、轉(zhuǎn)裝置，采用人工或機械的方式上下料，組成機械化或半機械化流水生產(chǎn)線。這種典型配置在汽車工業(yè)中使用了近半個多世紀。大型多工位壓力機的出現(xiàn)，改變了大型沖壓生產(chǎn)線的傳統(tǒng)組合方式。以一臺雙動拉深壓力機與一臺單動大型多工位壓力機為主機，二者之間配備翻轉(zhuǎn)裝置和同步裝置的沖壓生產(chǎn)線，提高了生產(chǎn)節(jié)拍，減少了占地面積。此后，帶雙動拉深工位的多工位壓力機的問世，簡化了生產(chǎn)線的配置。一臺帶雙動拉深工位的多工位壓力機，在其前后分別配置拆垛裝置和碼垛裝置便組成了一條自動沖壓生產(chǎn)線。由于拉深工位采取了反向拉深的方式，從而避免了工件的翻轉(zhuǎn)，因此不需要翻轉(zhuǎn)裝置，進一步提高了生產(chǎn)率，減小了占地面積。帶數(shù)控液壓氣墊大型多工位壓力

3、機的出現(xiàn)，拋棄了傳統(tǒng)的雙動拉深工藝理念，真正實現(xiàn)了拉深與沖壓工藝在一臺壓力機上的組合。數(shù)控液壓氣墊通過四角控制，可調(diào)節(jié)拉深工件的壓邊力，從而實現(xiàn)單動深拉深。由于采用數(shù)控液壓氣墊使單動壓力機代替了傳統(tǒng)的雙動壓力機，不僅簡化了壓力機的結(jié)構(gòu)，取消了翻轉(zhuǎn)裝置，而且實現(xiàn)了壓邊力的優(yōu)化控制，提高了拉深件的質(zhì)量，降低了工件的廢品率。數(shù)控技術(shù)和柔性化技術(shù)的日趨成熟，奠定了沖壓生產(chǎn)線自動化和柔性化的基礎(chǔ)。數(shù)控化主機的成熟，柔性傳送技術(shù)、機外仿真技術(shù)、脫機編程技術(shù)的日臻完善，包括模具自動倉庫、模具自動識別與提取、模具工作參數(shù)自動調(diào)整等技術(shù)的實用化，均使大型自動沖壓生產(chǎn)線“個性化”生產(chǎn)、“按定單”生產(chǎn)和“準時”生產(chǎn)

4、成為可能。盡管大型多工位壓力機自動沖壓生產(chǎn)線，代表了當(dāng)前沖壓生產(chǎn)線國內(nèi)外的發(fā)展趨勢和最高水平，但由于造價昂貴以及技術(shù)方面的問題，沖壓工藝裝備多樣化的局面還將長期存在。汽車沖壓件的生產(chǎn)是汽車制造中至關(guān)重要的因素之一。因此，隨著近年來汽車行業(yè)的快速發(fā)展沖壓工藝技術(shù)也得到很大的發(fā)展。傳統(tǒng)的人工沖壓生產(chǎn)線由于對工人的安全保障性差，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差等缺點越來越影響企業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)不再適合時代的要求，即將被淘汰。自動化生產(chǎn)線恰好可以讓這些問題得到解決。較高的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量以及規(guī)模生產(chǎn)條件下更低的單件生產(chǎn)成本，正是自動化沖壓生產(chǎn)線的優(yōu)點，尤其對大型車身覆蓋件生產(chǎn)而言，這些優(yōu)點更為突出

5、。目前, 我國汽車生產(chǎn)行業(yè)沖壓生產(chǎn)自動化水平較低，導(dǎo)致國內(nèi)汽車行業(yè)沖壓生產(chǎn)效率及質(zhì)量較低。針對這一情況，應(yīng)用工業(yè)機器人的沖壓自動化生產(chǎn)線成為重要的研究課題之一。二、 課題的主要研究內(nèi)容（提綱）自動化沖壓線在國外已經(jīng)運用多年，近年來國內(nèi)也開始采用自動化的生產(chǎn)方式，而且發(fā)展比較迅速。在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機是最先進、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動化、高柔性化的典型代表。然而由于大型多工位壓機一次性投資較大，目前國內(nèi)只有少數(shù)廠家沖壓線實現(xiàn)了大型多工位壓機生產(chǎn)，因此在國內(nèi)一般的自動化沖壓線仍然是汽車行業(yè)的主流。凡是自動化的沖壓生產(chǎn)線無外乎由拆垛系統(tǒng)和自動傳輸系統(tǒng)。 1、拆垛系統(tǒng) 一套完整的沖壓自

6、動化拆垛系統(tǒng)主要包括2臺軌道移動式上料小車（每個上料小車上配備48個活動可調(diào)磁力分張器通常為永磁鐵，用于板料的分離）、拆垛手（機械手或機器人）、傳送裝置（多為磁性皮帶機）、板料涂油機、板料對中臺及控制系統(tǒng)等組成。當(dāng)上料小車裝載料垛由換垛位置回到拆垛位置后，板料由拆垛手從料垛拾取，通過傳送裝置穿過涂油機送到達對中臺。板料經(jīng)過對中定位后，便可開始后序沖壓生產(chǎn)。 2、自動傳輸系統(tǒng) 自動傳輸系統(tǒng)用于各工序間毛坯或工件搬運傳輸。傳輸機構(gòu)主要有機械手和機器人兩種。此設(shè)計主要針對老線改造及速度較低、投入較少的生產(chǎn)線，因此選用工業(yè)機器人作為自動傳輸系統(tǒng)。該設(shè)計包括以下主要內(nèi)容：沖壓自動線的總體布局設(shè)計、工業(yè)機

7、器人的選型、壓機的選型、壓自動線的總體布局平面圖的繪制等。三、文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）沖壓是汽車生產(chǎn)的主要工藝，沖壓生產(chǎn)線雖然沒有像汽車產(chǎn)品那樣不斷的推陳出新,但是，也從來沒有停止過前進的腳步、為高效、 安全、高質(zhì)量的沖壓生產(chǎn)汽車零部件，自動化沖壓生產(chǎn)線在汽車生產(chǎn)的規(guī)模達到一定程度以后，已經(jīng)是一種必然的選擇。從20世紀50年代算起直到今天，沖壓生產(chǎn)線的發(fā)展可以說經(jīng)歷了以下5個階段。1、國外汽車覆蓋件沖壓技術(shù)的發(fā)展過程第一階段：20世紀50年代以前，采用一臺雙動壓力機和數(shù)臺（56臺）單動壓力機組成沖壓流水線,手工上下料完成大型覆蓋件的沖壓生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)環(huán)境惡劣、人身安全性差、制

8、件質(zhì)量低，生產(chǎn)節(jié)拍至多36次/min,生產(chǎn)線長約50米。第二階段：20世紀60年代，還是采用一臺雙動壓機為首和數(shù)臺單動壓機組成的沖壓流水線，為了降低體力勞動，減少操作人員，每臺壓力機都配備了下料機械手（又稱鐵手）。第三階段：20世紀70年代，為全自動沖壓生產(chǎn)線階段，即多臺壓力機配備拆垛、上下料機器人、壓機中間傳送、翻轉(zhuǎn)裝置和碼垛裝置等，再加上電控裝置，就組成了12人操作的全自動沖壓生產(chǎn)線，這種自動化沖壓線生產(chǎn)節(jié)拍可達89次/min，生產(chǎn)效率明顯提高，安全可靠、制件質(zhì)量好，但占地長度仍為50米左右。第四階段：20世紀80年代，由于大型多工位壓機的出現(xiàn)，人們采用一臺雙動拉伸壓力機和一臺多工位壓機組

9、成生產(chǎn)線，即多工位壓機的主夾板機構(gòu)穿入雙動壓機的模區(qū)，沖壓線全長約40米，生產(chǎn)節(jié)拍可達10次/min左右。第五階段：進入20世紀90年代以來，由于數(shù)控液壓模墊的出現(xiàn)，人們將這種數(shù)控模墊裝入大型多工位壓機的第一工位作為拉伸工序的零件壓邊用，所以就不再采用雙動拉伸壓機作為沖壓線的先頭設(shè)備，只用一臺大型多工位壓機就行成了柔性沖壓生產(chǎn)單元。主要包括：拆垛裝置、涂油裝置、喂料裝置、多工位壓機主機的三維零件傳送裝置、碼垛裝置、工業(yè)計算機和PC控制裝置、自動換模系統(tǒng)等。這種柔性沖壓單元生產(chǎn)節(jié)拍可達16次/min，生產(chǎn)效率高、零件質(zhì)量好，占地約39米長。其特點是壓機個工位的零件及定位裝置、整體的加工是在數(shù)控加

10、工中心上完成的，壓機精度高。 2、國內(nèi)汽車覆蓋件沖壓技術(shù)的發(fā)展過程20世紀90年代國內(nèi)大型汽車廠的主要沖壓生產(chǎn)線，是由36臺單機組成，手工操作，平均生產(chǎn)率180330件/h,安全裝置采用光電保護加雙手按鈕?！鞍?五”期間新建的沖壓線，具有了活動工作臺及模具快速夾緊機構(gòu)，性能比較先進?！鞍?五”末期濟南二機床廠同美國ISI公司合作為重慶長安汽車公司建了國內(nèi)第一條自動化沖壓生產(chǎn)線。一汽大眾公司建了兩臺8000kN三坐標多工位壓力機，填補了我國自動化沖壓生產(chǎn)的空白。沖壓自動線這一先進生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，在我國已經(jīng)有了良好的開端。在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機是最先進、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動化、高

11、柔性化的典型代表。通常由拆垛機、大型壓力機、三座標工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位等組成。生產(chǎn)節(jié)拍可達16次/min25次/min,是手工送料流水線的45倍。是單機連線自動化生產(chǎn)線的23倍。是當(dāng)今世界汽車制造業(yè)應(yīng)首選的最先進的沖壓設(shè)備，世界上目前已能生產(chǎn)95000kN噸級的大型多工位壓力機。這類機床過去是工業(yè)發(fā)達國家獨有，上世紀末到本世紀初我國也已開發(fā)研制，并取得成功。濟南二機床集團公司于1999年與德國萬家頓公司合作制造了兩臺20000kN大型機械多工位壓力機，2005年初又與世界最大汽車零部件供應(yīng)商美國德納（DANA） 公司簽訂了供貨合同， 為其制造一臺50000kN 重型多工位壓力機。該機采用電控

12、同步、電子伺服三坐標送料、多連桿、全自動換模、模具保護及現(xiàn)場總線控制等多項國際先進技術(shù)，具有遠程診斷、遠程控制和網(wǎng)絡(luò)通信等多種自動化功能，適用于汽車制造中的薄板件的拉深、彎曲、沖裁和成形等冷沖壓工藝。2008年初，濟南二機床集團為榮成華泰汽車有限公司提供了一條大型機器人自動化沖壓生產(chǎn)線。這是目前我國首條自主研發(fā)、制造和集成的大型壓力機機器人自動化沖壓生產(chǎn)線。它的研制成功，是國產(chǎn)自動化產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展的一次重大飛躍，打破了國外企業(yè)在該領(lǐng)域國內(nèi)市場的壟斷。該生產(chǎn)線的壓力機部分由一臺多連桿2000T和三臺1000T壓力機組成。自動化送料系統(tǒng)在上下料的關(guān)鍵環(huán)節(jié)上，首次采用國際上廣泛應(yīng)用的六軸沖壓專用機器人

13、，運動精度高，柔性高，維護性更強；每臺機器人有一個獨立的控制柜及示教器，通過界面豐富、通俗易懂的觸摸式示教器，可以很方便地實現(xiàn)工件程序的調(diào)試和上下料關(guān)鍵軌跡點的修改，并且可以實現(xiàn)傳統(tǒng)機械手無法實現(xiàn)的工件翻轉(zhuǎn)、自動更換端拾器等功能，實現(xiàn)了更為完善的智能整線上下料，軌跡更柔和，定位更準確。四、擬解決的關(guān)鍵問題1、查閱相關(guān)資料，了解壓機、工業(yè)機器人的相關(guān)參數(shù)并根據(jù)沖壓自動線的總體布局對其選型；2、確定方案的總體設(shè)計，并主要針對開垛系統(tǒng)各部分進行細致研究； 3、端拾器的設(shè)計計算及建模。五、研究思路和方法本文研究的主要思路和方法是針對汽車大型覆蓋件沖壓自動化生產(chǎn)中影響效率的幾大因素，在設(shè)備、工藝裝備設(shè)計

14、及制造時如何改進，避免在生產(chǎn)中出現(xiàn)故障以穩(wěn)定生產(chǎn)。方法上主要是以國內(nèi)各大汽車公司的沖壓自動化生產(chǎn)線為研究載體，分析其邏輯結(jié)構(gòu)，的出其缺點和優(yōu)點，并在實際中怎么彌補缺點，根據(jù)沖壓線的實際使用功能要求及其作業(yè)的安全性和可靠性，從當(dāng)今國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀與市場發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)對自動化進行分析改造后，在實際生產(chǎn)過程中還要驗證并達到預(yù)期目的，進一步提高汽車覆蓋件自動化沖壓線的功能要求。六、本課題的進度安排收集、閱讀文獻材料（約1周） 總體方案設(shè)計（約1周）壓力機的選型（約1周） 自動化設(shè)備而的選型（約2周）端拾器的計算分析（約1周） 端拾器的模型建立（約1周）總體布局圖設(shè)計（約2周） 裝配圖設(shè)計（約1.5周） 畢業(yè)設(shè)計論文（約1.5周） 答辯準備與答辯（約0.5周）七、參考文獻1、 何芳沖壓自動線的若干基本問題鍛壓技術(shù)1995年第2期；2、 鄒立連一種汽車覆蓋件自動化沖壓線改造的實際應(yīng)用制造業(yè)自動化2004年第12期第73頁；3、 謝楷鋒、