近年来，由于国家培植发展的须要，中重型载货汽车需求量越来越大。
由于重载汽车纵梁料厚板重，传统手动落料生产模式不仅生产效率低，而且人工搬料存在一定的安全隐患，无法知足增产须要。
因此，创新设计，实现纵梁落料自动化是目前的发展方向。

图1 是某款卡车纵梁落料件，材质为B510L，料厚为6mm，产品净重74.86kg，总孔数351 个，个中φ7mm 孔26 个，φ9mm 孔52 个，φ11mm 孔198 个，φ13mm 及以上孔75 个，通过冲裁力打算，平刃冲裁力达到了39512kN，因此，选择在5000t 机器压力机上进行落料冲孔。
首先，由于纵梁落料冲孔冲裁力大，根据以往履历断冲头是影响生产效率的一个紧张成分；其次，由于板料长，坯料在长度方向会存在一定的翘起，要实现自动化生产，须要稳定的定位且投料时料片能被顺利感应检测到；末了，自动化生产须要确保废物能顺利下滑，模具高度尺寸及修边废物尺寸须要提前考虑，以免影响废物下滑。
这些难点问题须要在模具前期设计中做充分考虑，以做出更优化的模具设计方案。

图1 某款卡车纵梁落料冲孔件

纵梁因自动化生产频率较快，板料能否摆放到位会直接影响产品的质量及生产效率。
模具上料利用机器人视觉对中，公差精度可以掌握在±2mm，其事理是利用拍照得到的板料位置图像经视频处理软件后自动调度机器人的轨迹，终极将板料准确置入模具内，但由于放置到模具内会有一个35mm 的高度，如果只是采取一端定位的话，实际放置到模具内时料会存在一些错动，导致产品冲切报废(图2)。
为理解决这一问题，前端和后端都须要设计形状定位以确保投料定位精准，如图3、图4 所示。

图2 定位不到位压出的产品

图3 下模前真个形状定位设计

图4 下模后真个形状定位设计

纵梁坯料在长度方向上都会存在一定的翘变量，有的乃至会达到12mm，因此在纵梁前端或后端支配侧面的投料检测开关都会存在检测不到料的情形。
为办理此感应检测不稳定的问题，设计上采纳的方案便是采取在底部支配投料检测器，共支配两个，分别支配在距两端1200mm 的位置。
选择额定感应间隔相对较大的投料检测器，型号为Bi10-M30-AN6X，感应间隔为10mm，见图5。
模具设计上从这两个方面来确保投料检测稳定，以肃清来料翘起带来的感应检测影响。

图5 落料冲孔模上安装的投料检测器

卡车纵梁由于料厚及强度大，生产过程中断冲头及冲头拔起一贯是困扰生产效率提升的难题，因此，必须从源头设计方面优化考虑。
紧张是受振动的影响，振动会造成横向位移及纵向位移，个中横向位移会对冲裁间隙造成影响，从而导致冲头断裂或冲头拔起。

首先，要从设计上去降落冲裁力的影响，一是落料凹模设计成波浪刀口，波浪刀口高度落差24mm，凹模镶块长度设计在(280±20)mm，以利于热处理及拆装，见图6。
二是卡车纵梁孔多，冲孔对冲裁力有很大的影响，需对冲头吃入量进行分级以降落冲裁力，共分为6 级，3mm 分1 级，详细分级见表1，同时在分级设计时考虑只管即便不要涌现偏载。
通过上述设计，冲裁力可由平刃冲裁力39512kN 降至20245kN，实现冲裁力的低落，降落生产过程中振动对冲头造成的影响。
对付不同级的等孔径冲头，为了避免利用时的安装缺点，在标准件选型上做了区分：冲头固定部分直径不一样；同固定直径的法兰部位作区分，分别是D 字形、圆形两种规格。

图6 落料凹模波浪刀口设计

表1 冲头分级表

其次，便是考虑如何肃清振动对冲头固定座的影响，为节省空间位置传统的设计基本都是采取独立的冲头三角式固定座，这种独立式的冲头固定座上风便是有利于办理冲孔毛刺问题，劣势便是生产过程中随意马虎振松导致冲头断裂或拔冲头问题。
随着加工设备精准度的不断提高，由加工问题导致的凸凹模间隙单边的问题也越来越少，为避免涌现冲头固定座振松的问题，将传统的独立冲头固定座改为集成冲头固定座，见图7。

图7 集成式冲头固定座

对付自动化模具，废物的顺利排出是非常关键的，必须在设计中给予充分考虑，好的废物下滑设计将大大节省后续模具调试韶光。
自动化模具哀求修边废物滑板角度不能小于25°，角度可只管即便设计大一些，结合模具的干涉曲线，将模具废物滑板角度设计成35°，如图8 所示。
修边废物对角线长度尺寸不能超过800mm，以免涌现废物卡在废物运送鳞板线里。
所有的冲孔废物通过设计在模具下面的皮带运送机运送至模详细外，见图9。
对付修边废物，废物刀不是采纳垂直90°来设计，而是设计成95°，充分考虑利用废物自身的重心，确保落料修边废物的顺利下滑，同时也会在上模凹模镶块上增设弹顶销来赞助修边废物下滑，如图10 所示。

图8 模具修边废物下滑角度

图9 设计在模具下面的冲孔废物皮带运送机

图10 合理的废物刀构造设计

模具投入生产，实际生产吨位在20000kN 旁边，冲裁力有了明显的低落，断冲头频次也很低，经连续生产5 万压次测算统计，均匀生产1500 压次会断一次冲头，每小时的压次数可以做到140，这在国行家业内已经处于领先水平。
同时由于冲裁力的低落，设备故障也有了明显的减少，像之前涌现的固定螺栓松脱、装模高度调度电机抱闸松动、油管爆管等设备故障问题都有了很大的改进，对付5000t 这种大功率的机器压力机来说，这些改进也大大降落了能耗本钱。

卡车纵梁落料自动化的实现，不仅依赖冲压技能水平的发展，更是依赖机器人及智能掌握技能的发展，其成功利用，改写了自动化只能做大梁成形的历史，是在厚板冲压技能领域的一次飞跃。
此卡车纵梁落料自动化也以更高的作业效率、更稳定的质量水平、更安全的操作办法赢得行业的认可。
在汽车行业竞争日益激烈的本日，可以大大降落企业生产本钱，提升企业竞争力。

——文章选自《铸造与冲压》2022年第14期

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