大型冲压生产线主要参数及结构选择

摘 要：大型冲压生产线主要技术参数及结构的选择，直接关系到整线的生产能力及加工性能，同时也关系到整线的投资规模，确定时必须格外慎重，如出现失误，损失将难以挽回。

关键词：大型冲压；生产线；参数；结构

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.013

1 整线压机数量的确定

冲压线所配备的压力机数量，由冲压件的工序数量所决定。技术人员在进行工艺设计时，由于秉持的理念不同，其设定的工序数量也不尽相同。例如：德国汽车企业的技术人员一般选择六序，日本汽车企业的技术人员一般选择四序。德国人的理念是：工序多，可以简化各工序的工艺内容，简化模具结构，缩短模具的制造及调试周期。日本人的理念是，工序少，可以减少模具的制造成本，减少设备的投资，节约模具占地面积，节约生产线占地面积，进而减少厂房的占地面积。

我国自主品牌的汽车企业，一般综合两方面的因素，选择五序的居多。

2 主要技术参数的确定

（1）公称压力。在选择冲压设备时，公称压力是首先要考虑的一个最重要的参数。由于一些冲压件形状非常复杂，其加工时所需压力难以准确计算，理论计算得出的数值，只能作为参考。冲压设备的价值都很昂贵，一旦超负荷，将影响到设备的使用寿命，同时也会对设备的精度造成影响，进而对制件的精度带来影响。因此在选择冲压设备的公称压力时，必须留有一定的富余能力。

一般情况下选取的公称压力为最大工作压力的1.25～1.35倍。或最大工作压力为公称压力的75～80%。这样，对于设备的使用寿命、模具寿命，以及设备在过负荷时的安全性都会得到保证。

一些发达国家的大型企业，他们选取的公称压力一般为最大工作压力的1.5倍左右。

（2）滑块的行程长度。对于冲压生产线的头台设备，在人工操作时一般应取制件最大拉伸深度的2.5倍左右。在自动化生产时，则应取最大拉伸深度的3.5倍左右。

对于大型自动化冲压线，在确定滑块行程时，不仅要考虑能否把制件从模腔内顺利取出，还要考虑采用何种机械手，并要为端拾器的进入及退出预留一定的空间，因此滑块行程尽量要大些（最大拉伸深度的4倍左右）。否则，可能会造成制件无法从模腔内顺利取出，或对生产节拍的提升造成影响。

（3）行程次数。从提高生产效率的角度讲，压机的滑块行程次数越高越好。但在人工生产时，由于上料、取件及设备的操控都要耗费一定时间，在行程次数提高到一定程度后，再以提高行程次数的方式来达到提高生产效率的目的，不但达不到目的，反而会对制件质量带来不利影响。因为设备行程次数过快，会导致制件破裂，尤其是那些拉伸深度大、形状复杂的汽车覆盖件，对行程次数更为敏感，有时行程次数只增加一次，制件局部便会发生缩颈会开裂。

（4）装模高度。通常情况下，人们都会认为装模高度及其调节量越大，通用性越好，使用起来比较方便。这其实并不完全对。最大装模高度越大，设备的立柱高度及总高度都会增加，导致设备在受力时机身变形量增大，影响加工精度；同时也导致设备造价增加，还会导致厂房高度增加，使厂房造价增加。因此，在保证使用要求的前提下，设备的装模高度要尽量控制在最小限度内。

（5）工作台面积。工作台面积要满足所使用的最大模具的要求。对于汽车工厂所使用的大型压力机，工作台的面积尺寸并不仅仅取决于最大模具尺寸。为了提高生产效率，许多工厂会在一台大型设备上安装2～4套模具，例如在生产四个车门的内外板時，许多工厂就是四个车门一起生产，这就要求压机的台面要足够大。

3 设备种类的确定

从种类上说，冲压设备按动力源的不同，分为机械压机和液压机两种。由于机械设备比液压设备的加工速度快很多，对于承担大批量生产任务的汽车工厂所用的冲压设备，一般均选择机械压力机。近年来，由于伺服技术的进步，大型伺服压力机已被逐渐应用于冲压生产当中，对于生产效率及制件质量的提高，起到了积极的促进作用。

4 机械压机传动方式的确定

对于机械压机来讲，传动方式有两种，即：偏心传动与多连杆传动。由于多连杆传动的压力曲线可以实现滑块下行初始阶段速度快，拉伸阶段时速度变慢的特点，因此多连杆传动被广泛应用于作为拉伸用的第一台压机。

5 滑块压力点数量的选择

机械压机在工作时，由电机带动传动系统，最后由曲柄将动力传递到滑块上。按曲柄数量的不同，可将压机分为单点、双点及四点压机。大型冲压生产线所用压机均选用四点压机。压力点数量越多，压力分布越均匀，抗倾斜的能力越强。

6 下拉伸垫的选择

拉伸压机为了完成拉伸工序的压边动作，需要配备拉伸垫。拉伸垫采用液压或压缩空气控制，即：传统的纯气气垫及近年来普遍应用的液压垫。

由于传统气垫以压缩空气为工作介质，在拉伸初始阶段压力波动非常大，并且在拉伸过程中拉伸力不可调节，容易造成制件报废。

液压垫以液压油为工作介质，工作时压力变化平稳。特别是近年来在大型冲压线上普遍采用的数控液压垫，由于采用了伺服控制系统，具有预加速功能，可以让上下模以非常小的速度贴合，避免在初始阶段产生压力冲击，并且在对制件的拉伸过程中，液压垫各压力点的力可以根据制件的加工需要任意调节，为制件的拉伸质量提供了有力保证。因此现在大型拉伸压力机的下拉伸垫一般均采用数控液压垫。

7 结束语

在大型冲压生产线的压机选择上，除需要重点考虑的上述问题外，本文未叙述的其他一些参数及结构也很重要，例如主电机功率，飞轮能量，立柱开口尺寸，滑块平衡重量，装模高度调节量。在压机的结构形式方面，例如离合器结构，移动工作台开出形式等。以上参数及结构在选择大型压机时都应根据使用要求详细论证之后再做决定。

参考文献：

[1]会田工程技术（上海）有限公司.会田冲压手册[M].上海科学技术出版社，2004.

[2]（日）日本塑性加工学会.压力加工手册[M].机械工业出版社 ，1984.

[3]洪凯，王玉山，李冬梅，孔勇.多连杆机械压力机的特点介绍 [J].山东机械，1998（03）.

作者简介：张志伟（1962-），男，辽宁沈阳人，本科，工程师，研究方向：冲压工厂设计。