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模具自动化改造分析与应用

发布日期:2020-05-16 作者: 点击:

随着汽车工业的不断发展进步,冲压件的生产方式由原来的手工上料生产逐渐转为自动化生产,自动化生产方式大大节省了人工成本,在生产效率以及操作安全方面也优势明显。近年来,各大汽车主机厂以及代加工厂纷纷引入了冲压自动化生产线,那么就出现了原有的手动线老模具将无法直接匹配自动线生产使用的问题,重新开发自动化模具投资大且周期长,所以如何将现有手动线模具进行自动化改造满足自动线生产要求尤为必要。

改造可行性分析

冲压产品的形状、工艺以及原始的模具结构会直接影响自动化改造后生产的通过性与效率。并不是所有的手工上料模具都适合进行自动化改造。在决定是否改造前,需了解自动化改造对产品和模具的基本要求,进行可行性分析,避免盲目投资带来的损失。电动车冲压件加工

产品形状分析

一般情况下大中型的外覆盖件、表面形状相对平缓的中大型结构件比较适合自动化改造。而一些框架件、中小结构件,由于表面镂空多、形状面狭窄复杂,不便布置端拾器吸盘,易抓取不稳。还有一些拉延深度较深的件,易造成取件空间不足,影响自动化正常生产节拍,所以此类零件不建议进行自动化改造。

自动线设备分析

以某车企一条自动化线为例,全线5台压机,双动1500t,后序4台800t。线含板料拆垛、自动涂油、自动对中工艺,工件传输由8台ABB六轴机器人实现自动化。

电动车冲压件加工厂

产品工艺分析

考虑工序数量,案例自动线为5工位,改造零件工序数较好与自动化线布置的机床工位数相等,如果改造零件小于5序,需考虑投入配套空工位架,如果大于5序,则需要考虑分序转线生产。

考虑冲压方向,自动线生产中工件在每一序模膛中的冲压方向尽量一致,不能有太大的旋转,相邻工序零件倾斜角度的变化不能过大,控制绕Y轴旋转在±10°内,绕X轴旋转在±15°内(X向为物流方向);如果是双件生产时,左右零件相邻工序倾斜角度的变化必须一致,否则对整线节拍会有极大影响,甚至无法实现自动化生产。

模具空间结构分析

需要结合自动线机床参数考虑,在吨位、封高及工作台尺寸等都满足的前提下,重点考虑压机行程。压机行程与模具结构共同决定了零件在上下模之间的转动空间,也就是有效的开口高度,即下模较高点到上模较低点的距离。有效开口高度直接影响端拾器送取料的灵活度与整线的生产节拍,其相互关系如。

A-零件深度 B-下模安全距离 C-端拾器高度 D-上模安全距离G-取件所需的空间   电动车冲压件加工厂

从图1中可以看出,取件空间G=2A+B+C+D,自动化改造要求压机行程必须大于G值,机床行程越大,有效开口空间越大,越有利于自动化生产节拍。这里需要注意的是,模具前后两侧尽量不要有大型的导向机构,斜楔、吊楔装置,会影响机器人取件轨迹。如果有,可以将此结构的高度等同于零件深度加入计算,如果计算得出取件所需空间G值过大,大于机床行程,则不具备取件空间,不建议自动化改造。

模具改造

模具安装方式改造

模具对中结构改造。

自动化模具的安装较普通模具有更严格的要求,必须保证每次安装模具与机床台面的相对位置稳定一致,这样才能保证机器人能准确地重复抓取工件,所以自动化模具安装方式必须考虑模具对中性。对中方式一般有两种,对中键槽形式和圆柱形定位销形式。本案为某自动化改造模具采用对中键槽方式,加工尺寸宽32mm、深20mm贯穿式通槽设计。在实际改造中,对中槽位置可能正好在模具主筋上或者底面正好有氮气弹簧干涉,不能强制加工破坏原模具功能与强度,可以降低要求,不加工通槽,保证两端键槽有效长度大于60mm,也能满足对中功能,但是在使用上需要人工调整对中键的使用位置。

也可采取在模具上下平面增加垫板的方式,在垫板上加工对中槽来解决。如果改造模具为双动拉延模,还应考虑上模以及压边圈的对中槽改造加工,以匹配双动机床内外滑块垫板安装快速对中的需求。对中键加工尺寸,长120mm,淬火硬度38~42HRC,用沉头螺栓进行锁紧。


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