國內(nèi)外沖壓生產(chǎn)機械化與自動化概況_綜述_

1、內(nèi)外沖壓生產(chǎn)機械化與自動化概況（綜 述）冷沖壓生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占冇重要地位。汽車、拖拉機、電機、電銀、電子、儀表及國防等 工業(yè)部門中都大量采用沖壓技術(shù)。例如，沖壓件在汽車行業(yè)中占60%,在電機、電器行業(yè)中 占80%,在電子、無線電行業(yè)中占85%,在日用品行業(yè)中則達到90%以上。近年來國內(nèi)外冷 沖壓技術(shù)的發(fā)展都很快，曲單機自動化，生產(chǎn)自動線發(fā)展到數(shù)字控制全自動的同步自動線及 可以按照程序自動換模調(diào)整的“沖壓中心”。但是，我國的沖壓生產(chǎn)水平與發(fā)達的工業(yè)國家 相比較還存在很犬的差距。沖壓設(shè)備的結(jié)構(gòu)型式陳舊，基本上都沒有配備自動送料裝置，行程 次數(shù)利用率低，容易發(fā)生設(shè)備和人身事故。因此對壓力機進行技術(shù)

2、改造以及推廣自動送料等 沖壓機械化白動化方面的工作尤有必要。一、沖壓生產(chǎn)機械化自動化的意義沖壓生產(chǎn)機械化自動化是提高沖圧生產(chǎn)率，保障生產(chǎn)安全的根本途徑。在不增加設(shè)備、 人員的情況下可使產(chǎn)量翻翻，而且保證質(zhì)量，提高材料利用率。采用自動送料裝置并選用卷 料生產(chǎn)，可使壓力機的行程次數(shù)利用率達到8090%,生產(chǎn)率可以提高2-3倍，即使是采 用條料或不成卷的勞料，生產(chǎn)率也可以提高152涪。二、國外沖壓生產(chǎn)機械化自動化發(fā)展概況1 沖壓自動化裝置目前國外生產(chǎn)的壓力機一般都采用單機自動化的方法來提高生產(chǎn)率，在壓力機工作臺上 裝上一套自動送料機構(gòu)，釆用卷料或條料生產(chǎn)。美、日等國市場上已有結(jié)構(gòu)緊湊的壓力機自動 送

3、料機構(gòu)出售。除此而外，還有自動送料所需的其它輔助裝置，如開卷機、卷料架、校直、校平 等機構(gòu)出售。七十軒代以來，國外廠商力求生產(chǎn)沖壓設(shè)備成套交易，也就是它提供從原材料到 成品為止的整條生產(chǎn)線所需的成套設(shè)備。目前出現(xiàn)的自動送料裝置種類有：輻式送料裝置， 鉗式送料裝置，夾滾式送料裝置、鉤式送料裝置，轉(zhuǎn)盤式、閘門式以及真空吸料式等。（1）輻式送料裝遏，規(guī)式送料裝置，是一次送料裝置中應用的最廣泛的一種。它利用規(guī)子與帶料（或條料）之 間的摩擦力向前送料，沒有往復作用，因此它的結(jié)構(gòu)緊湊，通用性強，既可適用于卷料，也 適用于條料。駝式送料裝置又可分為單面和雙面兩種，單面結(jié)構(gòu)又分單面推式和單面拉式。 目前使用最

4、多的是單面推式。規(guī)式送料裝置的送料精度為0.10-0.15米之間。美國 MMer公司采用弗格森機構(gòu)的規(guī)式送料裝置用于高速壓力機上送料，精庭達到0.025毫 米。輪式送料裝置的結(jié)構(gòu)示龕圖如圖1所示。在規(guī)式送料裝置中，按其傳動緒構(gòu)型式不同又圖1 規(guī)式送*卜裝顯示意用分超越離合器傳動的輻式送料裝置.蝸桿凸輪傳動 （即弗格森機構(gòu)）的輾式送料裝置，步進電機和電液 步進馬達驅(qū)動的規(guī)式送料裝逐，直流電機驅(qū)動和擺動 槻式等不同種類的覘式送料裝置。所有這些依然是以 超越離合器傳動的規(guī)式送料裝置為主C（2）鉗式送料裝置鉗式送料裝置的夾鉗與彼送進的材料之間基本上 沒有相對滑動，而且在送料行程終點處裝有限位打 塊。缺

5、點是在往復運動中有慣性作用，產(chǎn)生沖擊。目 前鉗式送料裝置已發(fā)展了機械式，氣動式和液壓式三 種型式。其中機械式的鉗式送料裝置用得垠廣泛。（3）夾滾式送料裝置夾滾式送料裝置適用于小型壓力機，送料節(jié)距小于200奄米，料寬在200毫米以內(nèi)。料厚0.43墨米。送料精度現(xiàn)在可達到0.05毫米。它 的特點是簡單易做，精度較高，速度較高。蘇聯(lián)1975年設(shè)計的10噸自動壓力機就采用的是此 種送料裝置。（!）鉤式送料裝置鉤式送料裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，造價低，通用性強，使用范圍廣.適用于 條料，帶料及有塔邊排樣的有廢料沖壓。缺點是節(jié)距精度不高，一般為土0.20.5臺米送 料節(jié)距不大，鉤式送料裝置通常用壓力

6、機滑塊驅(qū)動。鉤式送料裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。此外，轉(zhuǎn)盤式送料裝置適用于單個平面毛坯的二次送料工作。閘門式送料裝置也是廣泛 應用于單個平面毛坯的二次送料。真空吸料式送料裝置，從某種意義上來說也就是一種機械 手結(jié)構(gòu)。由于吸頭簡單，容易更換，既可用于小批最多品種，也可用于大批量生產(chǎn)。目前國外還有一種獨立的自動送料裝置，它做成箱體式，裝置本身具有驅(qū)動動力，它與 壓力機曲軸沒有直接的機械連接，有單獨的電力，空氣或池壓驅(qū)動系統(tǒng)，因而具有更大的靈 活性，可以很快地與各種壓力機結(jié)合，實現(xiàn)自動送料，使用與移動都很方便。在各種自動送料裝置中還包括開卷.校平，下料機械手等，可作詢機床附件隨機供應。 例如日本沃利公

7、司和伊達公司就是生產(chǎn)這些裝置的專業(yè)廠。此外，西德Schupen公司專為壓機生產(chǎn)線提供一種自動送料裝置（圖3） 這種裝置具.2 . ina Academic Journal Electronic Publishing Ifouse. All rights reserved htlp:.nki.nel.2 . ina Academic Journal Electronic Publishing Ifouse. All rights reserved htlp:.nki.nel用2 鈞式送料裝置結(jié)構(gòu)示意岡133壓機生產(chǎn)線用妁自動送計裝兀.2 . ina Academic Journal Electr

8、onic Publishing Ifouse. All rights reserved htlp:.nki.nel有活動的拖板，它既能作水平移動，又能作垂直提升還能左右轉(zhuǎn)動180,通過夾爪或吸盤夾 持工件由一個工位傳送到另一個工位，完全不依賴于壓力機的動力來源2 多工位自動壓力機多工位自動壓力機是近年來發(fā)展相當迅速的一種先進的鍛壓機械。國外廣泛采用多工位 自動壓力機加工工序較復雜的零件，這樣比用級進模經(jīng)濟，靈活。各工序之模具可以單獨進 行調(diào)幣。但缺點是設(shè)備制造成本高。由于近年來對機器的結(jié)構(gòu)不斷改進,工藝范圍逐步擴大， 大有取代中小型自動沖壓線的趨勢。它的優(yōu)點是生產(chǎn)率高，用人少，占地小，操作安全

9、，沖壓件的生產(chǎn)周期短，不需要半成 品的運輸工作和堆放面積，材料來不及硬化，因而不需要進行中間退火，由于可以分解為多 逍工序，因而模具可以簡化，既便于制造又有利于提高模具的壽命。從發(fā)展的趨勢來看，多 工位壓力機的公稱壓力越來越大，目前最大壓力以達到5000噸。(法國布利斯公司)。而另 一方面從電子工業(yè)的發(fā)展來看，多工位壓力機也向小噸位方向發(fā)展，如西徳發(fā)展了3噸，5 噸和10噸的多工位壓力機。3. 沖壓生產(chǎn)自動線從掌握的資料來看，國外當前在汽車，拖拉機、電機電器儀表和金屬制品等工業(yè)中沖壓 生產(chǎn)線R趙普遍.沖壓生產(chǎn)線的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，即半機械化，機械化和目前的全自動 化階段。由簡單機械傳動的裝置

10、連接發(fā)展到用電子計算機控制的全自動沖壓生產(chǎn)線。進入七 十年代以后，主要工業(yè)國的汽車行業(yè)沖壓線中，全自動生產(chǎn)線不斷增加。例如1974年西徳奧 貝爾汽車公司80條沖壓生產(chǎn)線中有22條是全自動的。日本豐田洱車公司的全自動沖壓生產(chǎn)線 占該公司沖壓線總數(shù)的13%。到1976年日本汽車工業(yè)的復蓋件自動線中有70%的是全自動沖 壓線，而且其中有一半是高級的同步自動線。日本東洋工業(yè)公司沖壓王廠的一條自動線包括一臺1000噸雙動拉伸壓力機，兩臺800噸 單動壓力機，兩臺500噸單動壓力機，生產(chǎn)8種零件，節(jié)拍為10秒，每小時生產(chǎn)350件，全線 只有兩人看管。所有壓力機都具有移動工作臺，從生產(chǎn)一種零件改為另一種零件

11、，全線的換 摸，調(diào)整時間只需”分鐘。該線是由小松制作所提供的?？诒臼◢u播磨公司制造的沖壓自動線包括一臺500噸雙動拉伸壓力機和四臺400噸單動 壓力機。放置在料架上的板料用真空吸盤吸起，放到一個托架上，由推料桿往前推送，經(jīng)過 涂油和檢測再送到模具上，經(jīng)過拉伸后由壓機后面的卸料器送到傳送裝置上。西徳舒勒(Schuler)公司用于汽車大型覆蓋零件制造的全自動生產(chǎn)線，它由一臺雙動 壓力機(系多連桿傳動壓力機)，一臺后面換模的拉伸壓力機，四臺單動壓力機和在兩臺壓 力機之間的送料裝置以及地道傳送裝笠組成。節(jié)拍為每分鐘9件。4 高速自動壓力機由于卷料的廣泛應用和自動送料裝置的不斷完善，中小型壓力機迅速地

12、向高速化或超或 超高速化方向發(fā)展。六十年代10噸壓力機能夠達到100Q次/分,而目前27盹壓力機已能達到 2000次/分，55噸壓力機也能達到1600次/分。日本會田(AIDA)工程公司的高速閉式雙點壓力機已系列生產(chǎn)，包括“L”系列和“H” 系列，行程次數(shù)為200-800次/分。遠滕SHP系列高速閉式單點壓力機行程次數(shù)為200-1000次/分。山田托比壓力機公司的 高速開式可傾壓力機行程次數(shù)達到1200次/分。迪NMinsler公司是目前生產(chǎn)離速壓力機最高水平的一家公司，該公司1974年研制成功319942010 China Academic Journal Electronic Publis

13、hing House. All rights reserved, htlp:/ki.nel HB2-60型55噸，超髙速壓力機，速度為1600次/分。1975年又發(fā)展了HB2-30型，27噸超高 速壓力機，速度進一步提高到2000次/分。西德舒勒公司在1969年以前就已制成并銷售了 1000多臺各種高速壓力機。1969年研制成 功A280型，80噸高速壓力機之后在6年之內(nèi)僅這一種規(guī)格就生產(chǎn)了80臺。由此可見，隨著 電子，電機，電器以及汽車等工業(yè)的發(fā)展，高速壓力機的地位將越來越重要，將成為必不可 少的先進沖壓設(shè)備。5 采用機械手和機器人操作在沖壓生產(chǎn)機械化自動化中，對于多品種小批星的生產(chǎn)，往往不

14、適合采用自動生產(chǎn)線， 因而研究“機械手”和“機器人”操作得到校快地發(fā)展。近來美、日、德等工業(yè)國很重視機 械人的研制，美國從1954年開始對機械人進行研究，1958年發(fā)展了數(shù)控“機械人”?？诒?1967年開始引進美國的“機械人”技術(shù)，在四五年內(nèi)就有了較快的發(fā)展?，F(xiàn)已有200多家 公司從事“機械人”生產(chǎn)。從發(fā)展趨勢看，對于小批量，多品種沖壓生產(chǎn)，實現(xiàn)自動化的措 施之一就是采用“機械人”操作。此外，美，日還出現(xiàn)“沖壓中心”即可以自動更換模具的程序控制壓力機，該機后部有 一個多工位分度臺（欖具庫）儲存模具，根據(jù)預先編制的程序，自動進行模具更換。加工 上一種工件用過的模具自動從壓力機上卸下，傳送到分度臺

15、上，儲存起來，加工下一種工件 需要的模具自動地從分度臺傳送到壓力機上，裝好。另件還能完成以下工作：（1）自動更換卷料或條料，并送到壓力機上；2）自動調(diào)節(jié)送料長度；（3）在材料寬度變化時，自動調(diào)節(jié)導向裝泄的寬度；（4）自動更換工件箱。這種自動換模系統(tǒng)與自動送料系統(tǒng)相結(jié)合，對于多品種的中小批生產(chǎn)實現(xiàn)自動化也是一 個值得注意的動向。三、國內(nèi)沖壓自動化情況近年來在我國機械工業(yè)中沖壓機械化自動化方面的發(fā)展較快，一九七五年一機系統(tǒng)在華 北，華東等地先后召開了沖壓生產(chǎn)機械化自動化經(jīng)驗交流會，總結(jié)交流了一些單位的先進經(jīng) 臉，推動了沖壓生產(chǎn)機械化口動化工作的開展，同年一機部又將沖壓自動化工作列入“四十 項新工藝

16、，新技術(shù)推廣項目”并對此工作作了具體部署，訂出了 1976-1980年規(guī)劃。一九七 六年底，一機部又在濟南召開了有關(guān)沖壓自動化工作的專門會議，進一步對沖壓自動化推廣 工作作了分工，擬訂了7778年活動規(guī)劃。1978年6月在長沙又召開了一機系統(tǒng)沖壓自動化 經(jīng)驗交流會，會上進一步總結(jié)交流了近年來沖壓自動化方面的經(jīng)驗，為進一步推動此項工作 起到十分積極的作用。現(xiàn)將我們了解到有關(guān)國內(nèi)悄況介紹如下：1 .采用自動送料裝置在壓力機上安裝通用的自動送料裝置是實現(xiàn)沖壓自動化的一個主要方法，通用性較強， 目前最普遍采用的是輻式送料裝置。此裝置利用裝在壓力機曲軸端的偏心機構(gòu)，通過連桿推 動超越離合器，使一對輻軸作

17、單向間歇運動，實現(xiàn)自動送料。在更換沖件時，可對送料裝血 進行調(diào)整。為了實現(xiàn)連續(xù)自動生產(chǎn)，要求材料為卷料。目前我國已冇相當多的工廠采用這種 力法。例如北京低壓電器廠、上海機床電器廠,天津墊圈廠、上海儀表沖壓件廠,上海墊圈lttV-2010 China Academic Jol 廠以及沈陽低壓開關(guān)廠、遵義長征二廠等。在采用這種自動送料裝置的單位中有用單面輻式 也有用雙面規(guī)式的。前者多用于推式送料，沖制后的廢料用切刀切斷，投入廢料箱。后者是 將卷料由第一對輻軸送入，沖制后的廢料由另一對輻軸拉出。對于毛坯是條料的情況，為了 實現(xiàn)自動化，須配備相應的條料上料裝置，這種裝置是通過真空吸盤將條料架上堆放成疊

18、的 條料每次吸一片（通過磁浮原理保證提升后放到送料軌道上，送入送料輻軸，由轆軸與條 料的摩擦力將條料送進模具，沖制后的毛坯廢料由另一對輻軸拉出。裝置中設(shè)有雙片保險， 定位精度保險以及爭故緊急停車等自動保護裝置。此外上海無線電八廠制成偏心滾柱夾板式送料裝置，該裝置適合于材料厚度0108奄 米的工件。精度為*0.05毫米。上海玩具元件一廠制成三向多工位送料裝置，即夾板的動作 形式為“夾緊一上升一送進一下降放松一退回?！? 壓力機實現(xiàn)多工位生產(chǎn)根據(jù)我國的具依情況目前多數(shù)工廠是用老式壓力機改裝成多工位壓力機。上海地區(qū)目前 已有改裝25噸,35噸，40噸,63噸，100噸，120噸，160噸和400噸的

19、多工位壓力機最多工位 達8工位。生產(chǎn)率提高37倍。上海汽車電器廠研制成的100噸六工位自動壓力機，專門用 來拉伸點火線圈外殼，工效提高五倍。上海第二汽車配件廠改裝的160噸五工位壓力機提高生產(chǎn)率4.7倍，將手工操作改為自動化，保證了安全，提高了質(zhì)量， 縮小了生產(chǎn)場地，節(jié)省了 4臺壓力機。該廠還改裝成功63噸8工位自動壓力機，提高勞動生 產(chǎn)率7倍。3 發(fā)展高速板力機對平片沖制件大批量制造時，宜用高速壓力機，上海躍進電機廠已制成200噸髙速自動壓力機，用以沖制外徑為167毫米的電機轉(zhuǎn)子、定子片，每分鐘行程次數(shù)為200次，模具采用 四丄位級進模。采用了可以承受偏心負荷的女曲軸結(jié)構(gòu)。該機采用蝸桿、凸輪

20、滾子齒輪傳動 的自動送料機構(gòu)，在高速運動中有較高的送料精度和定位精度。該機一分半鐘就能生產(chǎn)一臺 電機的沖片，按80%負荷計算，班產(chǎn)電機300臺，提高生產(chǎn)效率20倍，是一種高速自動高效 專用設(shè)備。上海機床電器廠生產(chǎn)的XC-35噸底傳動快速壓機每分鐘行程100-303次，用輻式自動送 料裝置送料，采用了雙曲軸傳動可承受較大的偏心負荷，宜用多工位級進模，原材料可用條 料或卷料，但目前由于我國卷料生產(chǎn)數(shù)量有限，還未能很充分發(fā)揮其效力。高速壓力機和多工位自動壓力機生產(chǎn)率高，但需要較大的投資，制逍周期長，加之目前我國在使用過程中，大量反映的問題是模具壽命跟不上，往往會失去其高效的意義。4數(shù)控及群控壓力機生

21、產(chǎn)湘潭電機廠和一機部第八設(shè)計院以及夭津微電機廠、北京機床電器廠，上海電鍍表廠,交通電器廠等不少單位先后研制成功不同程度的簡易程庫控制，數(shù)控以及群控壓力機生產(chǎn)的 自動裝置，為我國鍛壓機械方而趕超世界先進水平作了大量工作。湘潭電機廠和一機部八院 設(shè)計制造成功數(shù)控沖槽機使工人勞動強度大大減輕?？蓪崿F(xiàn)一人看管多臺壓力機生產(chǎn)。該廠 計劃到85年實現(xiàn)工業(yè)控制機可控制28臺壓力機使整個車間實現(xiàn)群控。上海地區(qū)不少單位成功地應用了簡易數(shù)控壓力機。如交通電器廠35噸沖床改成數(shù)控，用JCK成控器修改，靈活多變梢度為*0.10,上海星星五金廠的邊角料落料數(shù)控壓力機，該機 由一臺五噸曲軸壓力機加裝送料裝置、改制成邊角料落料數(shù)控壓力機，對平整鐵皮，不管形狀 如何的邊角料,只要進給時縱向不九于100毫米，橫向不大于220樂米,都能實現(xiàn)自動落料。K 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved. #hJpki.nd我省沖壓生產(chǎn)的情況與全國先進地區(qū)相比較還差得很遠，據(jù)了解，絕大部分都是采用腳 踏開關(guān)，手工送料，壓力機行程利用率不高，常發(fā)生人身安全事故和設(shè)備事故。為此，我省 長征二廠、永安廠，永青廠以及標準件行業(yè)和一些五金工廠都著手進行了不少工作