多工位模具及冲压生产线概述

多工位模具及冲压生产线概述

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多工位模具及冲压生产线概述

2021-04-28

一、多工位冲床

多工位压力机是先进的压力机设备,相当于是多台压机及拆垛送料系统的集成,即一台多工位压力机相当于一条自动化压力机生产线,一般由线首单元、送料机构、压力机和线尾部分组成。最快节拍可达25次/分以上,可满足高速自动化生产。

压机一般分为多滑块和单滑块,根据不同需求进行选择,线首单元可分为:拆垛单元、磁性皮带及清洗、涂油设备等;送料机构一般由送料双臂组成;线尾部分一般由输送皮带构成。国际上制造多工位压力机的著名厂家有:瑞士Gudel,德国舒勒,日本小松,西班牙法格等。

二、多工位模具

多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具,是技术密集型模具的重要代表,是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外,还可根据零件结构的特点和成形性质,完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序,甚至还可以在模具中完成装配工序。

冲压时,将带料或条料由模具入口端送进后,在严格控制步距精度的条件下,按照成形工艺安排的顺序,通过各工位的连续冲压,在最后工位经冲裁或切断后,便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作,模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统,配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂,具有如下特点:


(1)在一副模具中,可以完成包括冲裁,弯曲,拉深和成形等多道冲压工序;减少了使用多副模具的周转和重复定位过程,显著提高了劳动生产率和设备利用率。
(2)由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上,故不存在复合模的“最小壁厚”问题,设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位,从而保证模具的强度和装配空间。
(3)多工位级进模通常具有高精度的内、外导向(除模架导向精度要求高外,还必须对细小凸模实施内导向保护)和准确的定距系统,以保证产品零件的加工精度和模具寿命。
(4)多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件,模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置,操作安全,具有较高的生产效率。目前,世界上最先进的多工位级进模工位数多达 50 多个,冲压速度达 1000 次/分以上。

(5)多工位级进模结构复杂,镶块较多,模具制造精度要求很高,给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性,在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速,方便,可靠。

多工位冲压生产线是压力机、多工位模具、快速换模系统、上料系统、送料系统、电气控制及网络控制系统的集成,其相对于单机生产或者多机连线生产的最大特点就是:压力机在完成一次冲压后,不需要停在上死点等待送料机械手进行工位间移送,而是压力机连续工作,同时送料机械手进行工位间移送,即以连续冲程工作,取代单机单次工作方式,提高了生产效率、降低了设备的故障率,减少了操作人员及工作场地的使用,有利于降低冲压件综合成本。

目前国内多工位冲压生产线主要有两种形式,分别是单机多工程冲压生产线与二

(三)次元冲压生产线。

单机多工程冲压生产线

单机多工程冲压生产线由自动化生产线主要由开式双点压力机、上料系统(卷料机或片料机)、单机多工程式机械手、多工位模具等组成。

单机多工程冲压生产线示意

1.开式双点压力机 2.伺服驱动机 3.中间站 4.横杆 5.模具

此生产线中压力机为开式双点压力机,滑块与工作台板一般需要经过定制加长,以便放下多工位模具。单机多工程机械手有伺服驱动机与中间站两个机构,分别固定到地面,两个机构之间装有一根横杆,横杆上装有与多工位模具数量相对应的手臂,手臂末端装有真空吸盘或电磁吸盘。

工作时在压力机连续冲压的空行程中,通过压力机编码器检测曲轴旋转角度并给机械手信号,机械手手臂下降规定行程把料片吸住→上升→x方向移送到模具处,下降→放料→上升→x反方向返回原点,重复以上动作,使得生产线连续生产。

由于开式双点压力机抗偏载能力有限,所以制件尺寸与各工位成形力较小,压力机公称力在5MN以内,制件重量一般不超过3kg,整线生产效率在25~35次/min左右。此种生产线主机造价低,所配机械手结构轻巧,具有夹料杆截面积小、伺服马达功率小、适用于小型产品多工位冲压生产。

二(三)次元冲压生产线

二(三)次元冲压生产线主要由闭式双点压力机、上料机、机械手、多工位模具等组成。

二(三)次元冲压生产线示意

1.上料机 2. 闭式双(四)点压力机 3.左伺服驱动机

4.右伺服驱动机 5.横杆 6.模具

此自动化生产线中压力机为闭式双点压力机,具有成形能力范围大、抗偏载能力强等特点,压力机公称力一般在在6.3~20MN。机械手采用龙门式机构,机床左右两侧分别装有两个伺服驱动机,两个驱动机装有两根相对于模具前后方向对称的横杆,横杆上装有与多工位模具数量相对应的手臂,手臂末端装有真空吸盘或电磁吸盘,其中三次元机械手比二次元机械手多两套伺服电机驱动,可以实现横杆上下运动。

此种生产线送料主要结构采用闭式双点压力机+二(三)次元机械手,面对目标制件重量在5~20kg,制件整体尺寸较大,一般有较大拉深或折弯,整线生产效率一般在18~25次/min。此种生产线主机造价高,所配机械手具有结构刚度好,夹料杆截面积大、伺服马达功率大等特点,适用于中大型产品的多工位冲压生产。


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