《汽車制造工藝技術(shù)》 教案 模塊二 汽車沖壓生產(chǎn)設(shè)備

授課方案授課教師課程名稱汽車制造工藝技術(shù)1單元2授課時間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課章節(jié)任務(wù)一汽車開卷落料線教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握汽車開卷落料線定義和組成能力目標(biāo)：能正確概述汽車開卷落料線各組成部分的結(jié)構(gòu)和作用素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛動腦、善于查資料的素質(zhì)重點難點重點：汽車開卷落料線組成難點：汽車開卷落料線各部分結(jié)構(gòu)和作用教學(xué)地點普通教室□一體化教室R多媒體教室R實訓(xùn)室□實驗室□企業(yè)現(xiàn)場□其他教學(xué)方法及手段常規(guī)教學(xué)□啟發(fā)式教學(xué)√現(xiàn)場教學(xué)□案例教學(xué)□問題教學(xué)√項目教學(xué)√多媒體教學(xué)□演示教學(xué)□其他教學(xué)過程設(shè)計一、復(fù)習(xí)二、導(dǎo)入三、講授新課四、提問五、布置作業(yè)六、總結(jié)教學(xué)后記教案用紙No授課內(nèi)容備注任務(wù)二汽車開卷落料線【復(fù)習(xí)】1.汽車沖壓定義?2.汽車沖壓工序分類？3.汽車沖壓特點？【導(dǎo)入】

汽車車身鋼板如何從平直的薄鋼板沖壓成各種形狀、各種尺寸規(guī)格的沖壓件。這就需要用到?jīng)_壓設(shè)備和沖壓機，如下圖所示?！局v授新課】一、汽車沖壓車間特點在汽車制造業(yè)中，沖壓車間屬于投資最大的生產(chǎn)領(lǐng)域之一。由于其投資額高、所選定的生產(chǎn)技術(shù)使用期長，所以要求嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)地制訂投資和生產(chǎn)規(guī)劃。汽車沖壓車間主要由模具和生產(chǎn)設(shè)備組成，其生產(chǎn)設(shè)備主要由開卷落料線、沖壓線以及橋式起重機、叉車等生產(chǎn)輔助設(shè)備組成。汽車沖壓車間可分為兩大工序：分離工序和成形工序。其中分離工序在開卷落料線完成，在沖壓線完成拉深、修邊、翻邊、沖孔、整形等成形工藝。沖壓設(shè)備是沖壓工藝及模具設(shè)備的一項重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的安全和合理使用，也關(guān)系到生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、模具使用壽命等一系列問題。汽車沖壓車間的機械化和自動化程度是衡量汽車車身制造水平的重要標(biāo)志之一。汽車沖壓生產(chǎn)除了采用新工藝、新技術(shù)和先進(jìn)的沖壓設(shè)備外，還要提高沖壓生產(chǎn)過程的機械化和自動化程度，才能有效地提高沖壓設(shè)備的生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，減輕勞動強度，改善勞動條件，做到安全文明生產(chǎn)。目前，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，汽車沖壓車間在進(jìn)行工廠建設(shè)規(guī)劃時，一般都采購一條開卷落料線和至少一條自動化沖壓生產(chǎn)線以及試模壓力機、橋式起重機、叉車以及模具轉(zhuǎn)運車等設(shè)備，如圖1所示，圖中所示為一條落料線和兩條自動化沖壓線的車間平面布局。圖2所示為丹東黃海汽車有限制責(zé)任公司沖壓制件車間的布局示意圖。二、汽車沖壓設(shè)備概述車身沖壓的主要設(shè)備為壓力機，壓力機按照一定方式組合成為沖壓生產(chǎn)線。由于壓力機及其組合方式不同，車身沖壓機械化、自動化和生產(chǎn)率也存在著較大的差別。車身設(shè)備沖壓和生產(chǎn)線的發(fā)展經(jīng)歷了以下四個階段。

1.單臺壓力機多品種輪換生產(chǎn)用單臺壓力機進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，每完成一道工序就要更換一次模具，而且要存放大量的半成品，其占地面積大，生產(chǎn)效率低，搬運的次數(shù)較多，沖壓件質(zhì)量差。但因單臺壓力機設(shè)備投資少，所以一些小型汽車配套廠一般采用這種方式進(jìn)行沖壓成形。

2.多臺壓力機組成的沖壓流水生產(chǎn)線該種生產(chǎn)線有以下三種組合形式：

（1）半流水線生產(chǎn)線將雙動壓力機拉深的半成品成批存放，然后送到多臺單動壓力機構(gòu)成的流水線進(jìn)行后續(xù)成形。

（2）流水生產(chǎn)線雙動壓力機與多臺單動壓力機進(jìn)行聯(lián)機，通過固定膠帶機傳遞各工序之間的半成品，而模具中的沖壓半成品的取出和放入由人工操作完成。

（3）半機械化流水線作業(yè)將多臺壓力機（雙動和單動）之間通過膠帶機連接起來，膠帶的高度和長度可進(jìn)行調(diào)節(jié)，用機械化取料裝置從模具中將沖壓半成品取出，僅需要人工進(jìn)行上料。

3.多臺壓力機組成的沖壓自動生產(chǎn)線這種沖壓自動化生產(chǎn)線仍有多臺壓力機組成，但各臺壓力機之間都配有機械化上料與下料裝置。目前，常見的沖壓自動化生產(chǎn)線有以下幾種形式：

（1）多臺壓力機配備通用搬運機器人組成的普通沖壓生產(chǎn)線此生產(chǎn)線，如圖3所示。

（2）多臺壓力機配備專用機械手組成的高速沖壓線此生產(chǎn)線，如圖4所示。

4.大型單臺多工位壓力機自動生產(chǎn)線在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機是最先進(jìn)、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動化、高柔性化的典型代表。它通常由拆垛機、大型壓力機、三坐標(biāo)工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位組成，如圖5-5所示。生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)16~25次/min，是手工送料流水線的4~5倍，是普通沖壓生產(chǎn)線的2~3倍。它是當(dāng)今世界汽車制造業(yè)首選的最先進(jìn)的沖壓設(shè)備，目前世界已能生產(chǎn)95000kN壓力的大型多工位壓力機。三、汽車開卷落料線定義

開卷落料線是一種適用于汽車、鋼板配送等行業(yè)表面覆蓋件卷板的開卷、清洗、校平、落料和堆垛的板材加工設(shè)備，隨著國內(nèi)汽車工業(yè)的不斷進(jìn)步，采用自動化開卷落料線的廠家也越來越多，尤其是國內(nèi)的汽車合資企業(yè)。開卷落料線按照功能可分為三個單元，主要包括開卷單元、壓機單元和堆垛單元，其中各個單元又由不同的設(shè)備組合而成（如圖2所示），下面將對這些單元進(jìn)行詳細(xì)介紹。四、汽車開卷落料線結(jié)構(gòu)組成（一）開卷單元開卷單元的主要由卷料穿梭裝置、開卷機、卷料穿帶裝置、剪頭料機、卷料清洗機、校直機、活套緩沖坑、送料輥以及伸縮式輥子輸送機組成。

1.卷料穿梭裝置

卷料穿梭裝置可以同時裝載兩個卷料，為落料線的生產(chǎn)做卷料準(zhǔn)備。其小車是由一臺橫向移動裝置和配備導(dǎo)柱的液壓升降缸組成。卷料穿梭裝置上裝有軌道，其四個輪子的運動方向和生產(chǎn)方向平行，通過液壓驅(qū)動來進(jìn)行移動（如圖3所示）。液壓升降缸位于地平面以下，當(dāng)卷料放置到卷料支撐輥上后，液壓升降缸將卷料提高到開卷器心軸高度。卷料升降高度的檢測由一對光學(xué)開關(guān)控制。2.開卷機開卷機用于將卷料從頂部或底部至支撐處進(jìn)行開卷，主要由橫移機座、開卷機心軸、交流變頻電動機以及液壓壓緊輥組成。開卷機橫移機架采用牢固焊接設(shè)計，通過配備絕對編碼器和集成制動器的交流變頻調(diào)速電動機驅(qū)動開卷機，從而實現(xiàn)卷料的升降或傳送。開卷機心軸用于裝載卷料，由高質(zhì)量工具鋼制造，并配備抗磨軸承。三相交流電動機用于穿帶、回卷以及制動。通過變速器、鏈條和齒輪驅(qū)動/制動盤來進(jìn)行力和轉(zhuǎn)矩的傳輸。卷料的外徑由一臺模擬超聲波裝置進(jìn)行監(jiān)控（如圖4所示）。

3.卷料穿帶裝置卷料穿帶裝置用于將經(jīng)過開卷的卷料由開卷機輸送到落料壓力機進(jìn)行剪切分離作業(yè)。其主要由機架、剝皮機、清潔輥和臟輥組成。剝皮機用于將卷料引入至臟輥，臟輥再將卷料送至剪頭料機前進(jìn)行切頭料，頭料剪切完畢后，再由清潔輥將卷料輸送至落料壓力機（如圖5所示）。

4.剪頭料機

在鋼卷運輸過程中，其最外層往往都會出現(xiàn)變形或者臟污等情況，為了防止這些不良情況損壞設(shè)備，在進(jìn)入落料線剪切之前都需要將卷料的最外一層切掉，而這一工序就是在剪頭料機完成。剪頭料機的結(jié)構(gòu)為機械偏心式，由基座、剪切刀刃、交流電動機以及離合制動器等組成（如圖6所示）。

5.卷料清洗機卷料清洗機由機架、夾送輥、毛刷輥、兩個擠干輥、清洗油箱以及過濾系統(tǒng)組成。該設(shè)備主要用于清洗卷料上的防銹油。期中所有輥子的驅(qū)動都是由單獨的交流變頻電動機控制（如圖7所示）。

6.校直機校直機是由機架、夾送輥、上部校平擋塊以及驅(qū)動組成（圖8所示）。該設(shè)備主要是將彎曲的卷料重新校直，然后再進(jìn)入落料壓力機進(jìn)行剪切。

夾送輥安裝在校直機的入口側(cè)，結(jié)構(gòu)為拱形且鍍鉻，其作用是避免帶料邊緣壓力并確保帶料在傳送中不受損傷。上部夾送輥的升降為液壓驅(qū)動，通過壓力控制閥可以調(diào)節(jié)夾送壓力。特別是對于窄帶料，轉(zhuǎn)向齒條和小齒輪的聯(lián)合作用能夠確保上部輥子的平行和同步抬起。當(dāng)夾送輥將卷料輸送至校直機后，校直機開始將卷料進(jìn)行校平。在實際生產(chǎn)過程中，通過精確確定的反向彎曲的原始曲率正好與原始半徑相符是不能實現(xiàn)的，所以人們更多地使用輥子校平的方法，它通過對材料正反向的多次彎曲，并且逐漸增加曲率半徑使材料變形逐漸消失（圖9）。7.活套緩沖坑活套緩沖坑包括懸鏈輥，活套橋和光柵設(shè)備（圖10所示）。其安裝在連續(xù)運行的矯平機和間歇運行的輥子送料裝置之間?；钐卓刂颇軌虼_保為落料線中的壓力機提供充足的間歇性帶料進(jìn)料?；钐咨疃鹊倪x擇需要適合于帶料的厚度和屈服強度范圍，以防止固定塑料材料發(fā)生任何更多的變形。

8.輥子送料設(shè)備

輥子送料設(shè)備由機架、送料輥、配備帶料側(cè)面導(dǎo)向的導(dǎo)向輥輥道、測量輪和伺服驅(qū)動單元組成（圖11所示）。進(jìn)料過程中，輥子進(jìn)料設(shè)備以一定角度將活套坑輸送過來的卷料再輸送到壓力機中。（二）落料壓力機

當(dāng)卷料輸送至落料壓力機后，落料壓力機開始剪切出一定規(guī)則形狀的坯料，這些坯料是沖壓線成形工藝的原材料（如圖12所示）。落料線壓力機與普通壓力機結(jié)構(gòu)相似，都是由上橫梁、滑塊、立柱、移動工作臺、底座以及落料模組成（圖13所示），詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能原理將在后面的章節(jié)中一一介紹。（三）堆垛單元

堆垛單元由伸縮式輸送機、堆垛機等組成。

1.伸縮式輸送機伸縮式輸送機的作用是將落料壓力機剪切的板料輸送至堆垛機。伸縮式輸送機由四條傳送帶組成，每條傳送帶可根據(jù)落料模具和剪切出來坯料的形狀進(jìn)行單獨橫向調(diào)節(jié)以及縱向伸縮，并且在高度上也可以進(jìn)行整體調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同高度的模具（如圖14所示）。

2.堆垛機堆垛機主要由磁性輸送機、堆垛小車以及液壓升降臺組成（如圖15所示）。其中磁性輸送機可以根據(jù)零件的形狀進(jìn)行橫向調(diào)節(jié)。它的材料為永久磁鐵，當(dāng)板料經(jīng)過堆垛區(qū)域時，此區(qū)域的磁鐵會自動失磁，從而使坯料可以精確地落到堆垛托盤上，堆垛托盤放在堆垛小車上。隨著板料的不斷堆積，液壓升降臺根據(jù)板料堆積的高度進(jìn)行自動下降，其高度由一對光柵控制。為了保證持續(xù)生產(chǎn)，每個堆垛機都配置兩個堆垛小車。整條落料線的基本操作步驟及流程為：卷料上料開卷清洗校直送料剪切落料堆垛。整條線生產(chǎn)模式為全自動化生產(chǎn)，自動化程度非常高，整線操作僅需要三個操作員。開卷落料線為沖壓線提供原材料，是沖壓成形的前工序。【提問】1.汽車沖壓車間基本組成？

2.汽車沖壓車間的沖壓工序？

3.汽車開卷落料線定義？

4.汽車開卷落料線的結(jié)構(gòu)組成？【布置作業(yè)】概述汽車開卷落料線的各結(jié)構(gòu)組成？【總結(jié)】授課方案授課教師課程名稱汽車制造工藝技術(shù)1單元3授課時間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課章節(jié)任務(wù)二壓力機教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握壓力機類型和壓力機的結(jié)構(gòu)組成、特點能力目標(biāo)：能正確分析壓力機的結(jié)構(gòu)組成素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛動腦、善于查資料的素質(zhì)重點難點重點：壓力機結(jié)構(gòu)組成難點：壓力機結(jié)構(gòu)組成教學(xué)地點普通教室□一體化教室R多媒體教室R實訓(xùn)室□實驗室□企業(yè)現(xiàn)場□其他教學(xué)方法及手段常規(guī)教學(xué)□啟發(fā)式教學(xué)√現(xiàn)場教學(xué)□案例教學(xué)□問題教學(xué)√項目教學(xué)√多媒體教學(xué)□演示教學(xué)□其他教學(xué)過程設(shè)計一、復(fù)習(xí)二、導(dǎo)入三、講授新課四、提問五、布置作業(yè)六、總結(jié)教學(xué)后記教案用紙No授課內(nèi)容備注任務(wù)三壓力機【復(fù)習(xí)】1.汽車開卷落料線的組成結(jié)構(gòu)組成？2.分析開卷單元、壓機單元和堆垛單元結(jié)構(gòu)組成？【導(dǎo)入】拉深、沖弧、彎曲等板料沖壓加工是將沖模裝在壓力機上，高速、大量生產(chǎn)出高質(zhì)量的零件。壓力機可按動力種類、傳動機構(gòu)、床身結(jié)構(gòu)、滑塊運動方式分類。以下僅以沖壓車間常用的壓力機為例加以說明?！局v授新課】一、壓力機分類（1）按動力傳遞形式分：機械壓力機和液壓機，機械壓力機常用的有摩擦壓力機和曲柄壓力機。曲柄壓力機的工作原理如下：

曲柄壓力機（如圖1）工作時，由電動機通過三角皮帶驅(qū)動大皮帶輪（通常兼作飛輪），經(jīng)過齒輪副和離合器帶動曲柄滑塊機構(gòu)，使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成后滑塊回程上行，離合器自動脫開，同事曲柄軸上的自動器接通，使滑塊停止在上止點附近。

（2）按床身的型式分：開式壓力機和閉式壓力機。開式壓力機也稱沖床，應(yīng)用最為廣泛，如圖2所示。開式壓力機多為立式。機身呈C形，前、左、右三面敞開，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，機身可傾斜某一角度，以便充好的工件滑下落入料斗，易于實現(xiàn)自動化。但開式壓力機機身剛度較差，影響制件精度和模具壽命，適用于40~4000KN中小型壓力機。閉式壓力機機身呈框架形，機身前后敞開，剛性好，精度高，工作臺面的尺寸較大，如圖3所示，適用于壓制大型零件，公稱工作力多為1600~60000kN。冷擠壓、熱模鍛和雙動拉深等重型壓力機等均使用閉式壓力機。（3）按壓力機的壓力可分為小型壓力機、中型壓力機和大型壓力機。壓力在100頓以下的是小型壓力機，在100~300噸的是中型壓力機，在300噸以下是大型壓力機。雙柱式壓力機雙柱式壓力機的床面和滑塊行程很大，一般為1000kN以上弧度大、剛度高的大型、中型壓力機，適于加工較高精度的沖壓件。雙柱式壓力機四拉桿連接結(jié)構(gòu)是在板料沖壓加丁中廣泛采用的壓力機式樣，該機由上部橫梁、下部床面、兩側(cè)立柱四部分組成，其問以四根拉桿連接，并施以裝配預(yù)載荷。采用這種將橫梁、床面分成兩部分并施加預(yù)載荷的裝配方法，可不受設(shè)備運輸方面的嚴(yán)格限制。雙柱式壓力機如圖4所示。三、無曲柄壓力機由于結(jié)構(gòu)上的原因，如果要求曲柄壓力機同時具有大的沖程和高的壓力，則曲柄的尺寸過大，不適合汽車覆蓋件的沖壓，因此多使用無曲柄壓力機。這種壓力機的主要驅(qū)動部件裝在橫梁內(nèi)，由和偏心桿連在一起的主齒輪將動力傳至滑塊。偏心桿數(shù)稱為點數(shù)，有1、2、4點等幾類。表5-1列舉了轎車車門外護(hù)板主生產(chǎn)線的壓力機參數(shù)。四、雙動壓力機淺拉沖壓件或幾乎無精度要求的拉深件，大都采用緩沖裝置來壓邊。而深拉沖壓件或高精度的拉深件，則在雙動壓力機(圖5)上成形。當(dāng)壓料圈壓住板料后，裝在內(nèi)滑塊上的沖模開始拉深。壓料圈的負(fù)荷雖隨滑塊的負(fù)荷而變化，但可從液壓壓料裝置中得到補償，以使壓邊力在沖壓成形過程中保持一致。五、四柱式油壓機四柱式床身結(jié)構(gòu)主要用在油壓機上，由上橫梁、工作臺和四根立柱裝配而成，主柱也是滑塊的導(dǎo)軌。四柱式油壓機如圖6所示。六、壓力機的相關(guān)參數(shù)和部件在汽車沖壓生產(chǎn)中，壓力機的作用是將一個或者多個力和運動施加到模具上，從而對工件進(jìn)行成形或沖裁。所以壓力機的設(shè)計者要對工件所采用的生產(chǎn)工藝準(zhǔn)確了解，并具有豐富經(jīng)驗。壓力機按照種類可以分為機械式壓力機、液壓壓力機以及伺服壓力機。目前汽車沖壓車間往往采用機械壓力機。機械壓力機主要組成部分為：上橫梁、立柱、滑塊、工作臺以及底座（如圖9所示）。上橫梁。上橫梁是壓力機的驅(qū)動源，其主要組成有電動機、飛輪、齒輪箱、離合器和制動器等，下面我們就對這些結(jié)構(gòu)進(jìn)行一一介紹。①驅(qū)動電動機和飛輪。大型壓力機大多數(shù)采用變頻交流電動機，尤其在要求高度保險的情況下。由力、工作行程和速度確定的壓力機工作能力以及損失的能量都是由電動機提供的。作為能量存儲器的飛輪吸收周期性出現(xiàn)的負(fù)載沖擊。電動機可以在每個工作循環(huán)中承受高至20%的轉(zhuǎn)速下降，并在下一次行程開始之前，通過給飛輪加速而補充消耗掉的能量。

圖9

機械壓力機結(jié)構(gòu)壓力機在處于調(diào)整狀態(tài)時，應(yīng)在行程次數(shù)降低了的情況下，例如每分鐘5次，也能保證提供有用能量。這時，轉(zhuǎn)速下降50%是允許的。在壓力機的設(shè)計中，考慮能量平衡時，一個重要指標(biāo)就是起動時間要短。對于能量和相對20%允許飛輪轉(zhuǎn)速下降的要求使得飛輪設(shè)計必須主要以壓力機在能量方面不利的工作狀態(tài)，即沖程次數(shù)較低的工作范圍為依據(jù)。當(dāng)然飛輪的轉(zhuǎn)速越高越好，但是這一要求要受到離合器、制動裝置和飛輪允許轉(zhuǎn)速的限制。在三軸式多工位壓力機上，飛輪的直徑高達(dá)2500mm，重為25t。這一類飛輪對所使用的滾動軸承及其潤滑工作要求很高，不僅潤滑量大，而且要一直對溫度進(jìn)行監(jiān)控。主電動機通過帶傳動驅(qū)動飛輪。在關(guān)掉主傳動的時候，通過電動機的反接制動和附加的氣動飛輪制動，使飛輪在30s內(nèi)就能達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)。②離合器和制動器。機械壓力機的一個特征是,離合器把電動機和飛輪上的力矩傳遞到傳動軸上，離合器松開后，制動器對滑塊上的模具和傳動裝置進(jìn)行制動。尤其對于單行程狀態(tài)，每個行程后，壓力機內(nèi)移動和旋轉(zhuǎn)的重量都要在200~300ms短時間內(nèi)達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，離合器合上的時候，這些重量又要從零加速到工作速度。處于安全考慮，制動力是由機械彈簧力產(chǎn)生的。離合器力矩由公稱力和所要求的下止點前13~25mm的工作行程計算出來。很多年來，自身旋轉(zhuǎn)重量較小的單片離合器得到了成功的應(yīng)用（如圖10所示）。配有安全門和阻尼系統(tǒng)的氣動控制系統(tǒng)價格便宜，基本上滿足所有的技術(shù)要求，可以達(dá)到較短的開關(guān)和制動時間。但氣動離合器一直存在一個問題，即單行程壓力機開關(guān)頻率受到限制，而且離合器和制動器的磨損也給環(huán)境造成了污染，所以目前壓力機制造越來越多地采用性能更好的濕式離合制動器（如圖10所示），這種離合制動器工作介質(zhì)使用液壓油，并且配備冷卻系統(tǒng)，單位時間內(nèi)的離合制動次數(shù)得到了提高，而且不會產(chǎn)生磨損，更加便于維護(hù)。

圖10

干式分體式離合器和制動器③傳動裝置。壓力機滑塊的往復(fù)運動是通過上橫梁齒輪箱的傳動來實現(xiàn)的，其傳動形式主要有偏心傳動（如圖11所示）和多連桿傳動（如圖12所示）兩種形式。在多臺壓力機組成的串聯(lián)式?jīng)_壓線上，其中第一臺壓力機為多連桿結(jié)構(gòu)，這是由于第一工序為沖壓拉延工序，多連桿能夠提供出更優(yōu)良的運動曲線。其他壓力機通常會選擇偏心結(jié)構(gòu)。如圖13所示為傳動裝置力傳遞示意圖。3）滑塊通過相應(yīng)的速度和力的變化，傳動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運動由連桿傳到滑塊上，滑塊進(jìn)行上下往復(fù)運動?；瑝K（如圖15所示）是壓力機上最重要的功能單元，尤其是在大型壓力機上。單臺壓力機主要應(yīng)用螺桿承受壓力，其滑塊調(diào)整量可達(dá)到600mm，以使模具空間適應(yīng)不同的模具高度（如圖16所示）。對于多工位壓力機來說，150mm的滑塊調(diào)整量已經(jīng)足夠了，所以更適合采用閉合高度較低的杯式螺桿傳遞壓力，采用制動電動機和蝸桿傳動機構(gòu)，調(diào)節(jié)速度可以達(dá)到60mm/min。

圖15

滑塊

圖16

滑塊調(diào)整裝置①過載保護(hù)裝置。過載保護(hù)裝置是指壓力機的公稱力通過滑塊的液壓過載保護(hù)裝置得到了限制和保護(hù)，超過公稱力的時候，一個與加壓點組合在一起的液壓墊會在短時間內(nèi)卸載，以取得一段超載距離。②上模夾緊器。上模夾緊器主要用于將模具上模進(jìn)行夾緊，其夾緊原理基本上是電氣和液壓控制。有些還和彈簧力、絲杠等機械控制機構(gòu)組合在一起，最基本的一點就是必須始終保證安全可靠。機械壓力機采用氣動的主要地方是離合器、制動器、飛輪制動器、重量平衡裝置等。在多工位壓力機上還要加上輸送凸輪的進(jìn)氣裝置和橫桿傳送裝置?？諝庑枨罅枯^大的時候，就有必要使用帶有安全監(jiān)測系統(tǒng)和抽水系統(tǒng)的壓縮空氣罐。壓縮空氣的壓力一般最大為0.6MPa，高壓力網(wǎng)和壓力最高至1.6MPa的空氣壓縮機也正逐漸成為趨勢?？諝鈮嚎s設(shè)備的設(shè)計和制造都有一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，在安裝中主要使用的是“1”到“6”的鍍鋅氣體管道。較小的管道采用了鋼管和卡套式管接頭或擴口管接頭。相比較來說，液壓在機械壓力機上應(yīng)用得較少，一般應(yīng)用在液壓過載保護(hù)裝置，液壓拉深墊、移動工作臺的提升以及液壓模具的加緊裝置，所需工作油液由一個統(tǒng)一的液壓中心站提供。目前，很多機械壓力機開始逐步采用濕式離合器，其介質(zhì)為液壓油。除此之外，各種夾緊和鎖緊裝置也采用了液壓系統(tǒng)。機械壓力機上，給各潤滑點提供潤滑液的潤滑裝置是很復(fù)雜的。在應(yīng)用了分配模塊后，整個潤滑裝置得到了分解，結(jié)構(gòu)簡化了很多（如圖17所示），主要按并聯(lián)方式連在一起的漸進(jìn)式分配器。通過數(shù)量調(diào)節(jié)器、數(shù)量限控、數(shù)量分配器和其他相似的器件來進(jìn)行潤滑液數(shù)量的分配。在每一個分配模塊上都需要對潤滑液的流量進(jìn)行監(jiān)控。為了得到良好的工作狀態(tài)，控制系統(tǒng)在一個較小的范圍內(nèi)通過加熱和冷卻對潤滑液的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

圖17

閥塊【提問】1.壓力機的分類？2.各類型壓力機的結(jié)構(gòu)特點？【布置作業(yè)】計算壓力機的主要參數(shù)?！究偨Y(jié)】授課方案授課教師課程名稱汽車制造工藝技術(shù)1單元4授課時間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課章節(jié)任務(wù)三汽車沖壓生產(chǎn)線教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握剛性連接的自動線和柔性連接的自動生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)組成、工作原理能力目標(biāo)：能正確分析自動生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)組成、工作原理素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛動腦、善于查資料的素質(zhì)重點難點重點：半自動沖壓生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)組成難點：剛性連接的自動線和柔性連接的半自動生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)組成、工作原理教學(xué)地點普通教室□一體化教室R多媒體教室R實訓(xùn)室□實驗室□企業(yè)現(xiàn)場□其他教學(xué)方法及手段常規(guī)教學(xué)□啟發(fā)式教學(xué)√現(xiàn)場教學(xué)□案例教學(xué)□問題教學(xué)√項目教學(xué)√多媒體教學(xué)□演示教學(xué)□其他教學(xué)過程設(shè)計一、復(fù)習(xí)二、導(dǎo)入三、講授新課四、提問五、布置作業(yè)六、總結(jié)教學(xué)后記教案用紙No授課內(nèi)容備注任務(wù)三汽車沖壓生產(chǎn)線【復(fù)習(xí)】1.壓力機的分類？2.各類型壓力機的結(jié)構(gòu)特點？【導(dǎo)入】傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)線，雖然在建設(shè)初期投入相對較小，但隨著市場需求的擴大，其固有的效率低下、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。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。因而，現(xiàn)今主機廠一般在大型沖壓生產(chǎn)線規(guī)劃初期，就會直接考慮采用自動化?！局v授新課】一、汽車落料剪切生產(chǎn)線

汽車車身沖壓件所用鋼板大部分都是以卷料進(jìn)廠，在沖壓成形前應(yīng)在剪切線上剪成所需要的尺寸與形狀。卷料剪切線可按剪切機類型和卷料輸送方式區(qū)分，其情況見表5-2、表5-3所示。圖5-39所示是汽車外板落料剪切生產(chǎn)線實例。生產(chǎn)線由卷料臺車、儲存裝置、開卷機、緩沖架、洗滌彎轉(zhuǎn)裝置、平整機、高速送料器、落料壓力機、堆料機、控制裝置組成。平整機用于卷料校平，可消除加工硬化鋼板屈服點延伸現(xiàn)象，其效果與彎曲裝置相同。高速輸送機由電力控制，最大速度為180m/min，送料精度為±0.4mm，壓力機轉(zhuǎn)速為15～60r/min。落料壓力機生產(chǎn)線除可進(jìn)行卷料剪切外，還可用于大件連續(xù)加工。此外，也可在落料壓力機上安裝梯形剪切模，模具在壓力機的每一沖程中搖動，因而具備移動式梯形落料生產(chǎn)線的功能。在落料生產(chǎn)線或剪切生產(chǎn)線上已剪成的大型板料，可再用圓盤剪床或龍門剪床(圖5-40)剪成板條料。沖壓自動化生產(chǎn)線

汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化程度是汽車車身制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化主要表現(xiàn)在：坯料準(zhǔn)備，使用卷材、帶料，實現(xiàn)卷材的開卷、校平和落料自動化；大型覆蓋件，形成不同形式的沖壓自動線和機械化沖壓生產(chǎn)線；小型沖壓件，大量采用連續(xù)或自動沖模，采用高速壓力機實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的高速化；廢料排除，采用廢料處理的自動化系統(tǒng)。根據(jù)產(chǎn)量的不同，生產(chǎn)線的自動化程度也不同。半自動化生產(chǎn)線：人工上料、取件，由傳送帶在設(shè)備間運輸半成品件。自動化生產(chǎn)線：自動上料、取件，由傳送帶在設(shè)備間運輸半成品件。全自動化生產(chǎn)線：卷材開卷線、上料、

涂潤滑油、取件、工序件翻轉(zhuǎn)、輸送和工序件的質(zhì)量檢測等全部由程序控制或計算機控制，全生產(chǎn)線實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。1.半自動沖壓生產(chǎn)線半自動沖壓生產(chǎn)線是指除二次加工件需人工搬運外，生產(chǎn)線上的其他裝置與設(shè)備(裝料器、卸料器)都實現(xiàn)了自動化，如圖5-41和圖5-42所示。2.沖壓自動生產(chǎn)線

沖壓自動生產(chǎn)線，按其機械結(jié)構(gòu)不同，可分為剛性連接的自動線（如圖5-43）和柔性連接的半自動生產(chǎn)線（如圖5-44）。剛性連接的自動線由一個貫通全線的剛性滑架構(gòu)成，整個滑架與壓力機同步動作，分別完成包括夾緊、進(jìn)給、松開和復(fù)位等動作在內(nèi)的工作循環(huán)。這種自動線要求壓力機之間距離相等或壓力機間共位成倍數(shù)。全線的壓力機和自動傳送裝置以及出件器、翻轉(zhuǎn)器等通過統(tǒng)一的動力系統(tǒng)，自動協(xié)調(diào)動作。這種自動線的自動化程度較高，通用性較差，要有很好的定位和可靠的保險裝置。

柔性連接的半自動生產(chǎn)線調(diào)整方便、機動靈活、通用性較好，它不像剛性連接的自動線要求那么高，壓力機間距離不定相等，也不一定要求壓力機距離間隔為零件共位的倍數(shù)。這種生產(chǎn)線適用于產(chǎn)量不是非常大的情況，圖5-45是一種半自動化生產(chǎn)線的示意圖。半自動化生產(chǎn)線主要有以下兩種類型。一種類型是：人工上料、機械手取料；或部分人工上料，部分機械化上料，機械手取料。壓力機間多數(shù)是采用帶式運輸機將各工序連接起來，除卸件(取件)用各種機械手外，上料和定位基本上靠人工操作或部分靠人工操作部分機械化推進(jìn)，人工定位。這種生產(chǎn)線自動化程度不同，生產(chǎn)效率懸殊也較大。另一種類型是：上、下料都用機械化裝置，但未實現(xiàn)電氣互鎖和同步系統(tǒng)，靠人工進(jìn)給信號間歇操作。

如圖5-46是一種全自動生產(chǎn)線的示意圖。目前，國內(nèi)各大汽車廠的車身覆蓋件的批量生產(chǎn)均采用沖壓自動化生產(chǎn)線或者大型多工位壓力機。前者基本都是由單臺壓力機串聯(lián)成一條生產(chǎn)線，壓力機之間零件的搬運采用機器人完成。這種通過機器人組成的自動化沖壓線，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。在自動化生產(chǎn)線中，還包括自動化板料拆垛裝置。（1）板料拆垛裝置板料在進(jìn)入壓力機之前，先需要將板料進(jìn)行拆垛，使其形成單個板料，然后隨著整條線的工作節(jié)拍把板料送入壓力機進(jìn)行沖壓。目前，汽車沖壓自動化生產(chǎn)線主要有兩種形式將板料進(jìn)行拆垛；采用機械手真空吸盤的拆垛送料裝置和磁性輸送機的拆垛送料裝置。1）采用機械手真空吸盤的拆垛送料裝置如果沖壓自動化生產(chǎn)線的最大節(jié)拍為10件／min或者更高時，而且板料形狀合適的情況下，可采用機械手拆垛送料裝置。此裝置主要由一個通用機械手和一套通用端拾器組成（如圖5-47所示），通過合理布置通用端拾器真空吸盤的位置來實現(xiàn)對所有類型的板料進(jìn)行拆垛。通用端拾器的吸盤通過閥島控制，在操作面板上可以根據(jù)零件的形狀來選擇使用吸盤。2）采用磁性傳送帶的拆垛送料裝置這種裝置有一個或者兩個氣缸控制的拆垛橋，拆垛橋上裝有真空吸盤和磁鐵（如圖5-48所示）。在兩條磁性輸送帶之間，真空吸盤降到料垛最上面的板料上，吸起板料并將板料傳送到磁性傳送帶上。應(yīng)用這種方式，較小的板料拆垛可以到達(dá)25件／min，較大的板料拆垛可以達(dá)到15件/min。為了使壓力機在換料垛時能夠連續(xù)工作，需要采用雙料垛。雙料垛上料系統(tǒng)在一個料垛拆完后，拆垛裝置會自動轉(zhuǎn)到其他已經(jīng)放好的新料垛上。3）清洗為了達(dá)到最好的工件質(zhì)量，需要在工件成形之前對板料進(jìn)行清洗，尤其是可見的汽車車身外部覆蓋件（車門、翼子板、頂篷等）。清洗過程采用清洗液或者清洗油。安裝在清洗機前面的傳送帶將板料輸送到清洗機里面。沖壓線清洗機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與開卷落料線結(jié)構(gòu)相似，都是由一對夾送輥、一對毛刷輥以及一對擠干輥組成（如圖5-49所示）。4）對中定位板料在被自動送進(jìn)模具之前，要按照所要求的板料位置對其進(jìn)行對中定位。料垛上及輸送過程中板料位置不準(zhǔn)確時，通過擋塊和邊側(cè)推塊得到修正。為了在板料尺寸和形狀選擇上有更大的靈活性，可以對所有定位裝置進(jìn)行編程，并且電動調(diào)節(jié)，這樣可以縮短調(diào)裝時間。另外，還有一種機器人對板料對中定位形式，當(dāng)板料經(jīng)過此區(qū)域時，對中照相機對其進(jìn)行拍照并將其位置傳遞到計算機中，然后計算機將數(shù)據(jù)反饋給機器人，機器人再對其進(jìn)行精確定位（如圖5-50所示）。5）自動化搬運設(shè)備沖壓自動化的工作過程從拆垛送料裝置對板料進(jìn)行拆垛開始，然后是清洗、潤滑并把板料送到首臺壓力機里面進(jìn)行拉深。在第一步拉深成形完成后，工件被送到后工序里面進(jìn)行沖裁、彎邊或者整形等加工。沖壓自動化的末端是成品件堆垛裝置?，F(xiàn)代化的沖壓自動化線上，單個壓力機之間的工件輸送以及板料上料都是自動化的。是否采用成品自動堆垛裝置取決于不同工件的堆垛條件、工件形狀和工件大小是否相似。自動上下料系統(tǒng)有各自不同的形式，如搖臂式機械手送料裝置、微機數(shù)控（CNC）機械手送料裝置或者機器人。哪一種機械手送料裝置最適合哪一種沖壓自動化生產(chǎn)線，取決于在此線加工的工件種類、壓力機行程次數(shù)和占地面積。搖臂式機械手送料裝置由電動機通過凸輪傳動系統(tǒng)和連桿進(jìn)行驅(qū)動（如圖5-51所示）。首臺壓力機模具中的頂料器把工件頂出模具，壓力機后面的送料機械手借助吸盤，把工件從壓力機里面取出來，放在過渡工位托架上。如果需要，可以在過渡工位托架上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，然后通過下一臺壓力機的機械手送料裝置送到下一個模具工位里面。搖臂式機械手裝置的運動曲線是固定的，適用于單臺壓力機之間間距較小、中等尺寸的工件及工件種類相同的場合。此類機械手送料裝置的送料能力可以達(dá)到10～12件/min。CNC機械手送料裝置是電子控制的，有兩個可以自由編程的軸，適用于不同種類的沖壓件。傳動部分通過兩根蝸桿或者齒帶驅(qū)動的行走小車實現(xiàn)（如圖5-52所示）。這種機械手送料裝置可以把工件從模具里面取出，不需要提升裝置。采用CNC機械手送料裝置的自動化沖壓線，其產(chǎn)量可以達(dá)到每分鐘加工8~10件大型板件。無論是CNC還是搖臂式送料手送料裝置都需要