冲压自动化生产线用空工位支架的研究及应用

随着汽车行业竞争压力的增加，各大主机厂将控制成本作为提高市场竞争力的重要手段，工装精益化设计成为新的趋势，给冲压自动化生产带来了新的挑战。本文介绍了一种用于后门内板自动生产用的空工位支架，通过将侧移功能集成在空工位支架上，有效解决了左右合模零件在侧移过程中自动化效率低和稳定性差的问题，从而实现工装开发精益化。

随着汽车制造业飞速发展，为了顺应数字化、智能化产业变革潮流，各大主机厂对冲压自动化线生产效率的要求也越来越高，新工厂建设中15SPM 的高速线已成为主流。为了最大化的发挥自动化效力，要求冲压件在传输过程中尽可能避免旋转、机器人轨迹尽可能简单、前后工序的送料高度保持一致。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

同时，汽车行业日益激烈的竞争压力，使得各大主机厂逐渐将工装开发精益化投资作为重要研究课题。一模双件、一模三件甚至一模多件已逐步成为新的趋势，要求生产线在传输过程中具备侧移、旋转、升降等功能，给冲压自动化线提出了新挑战。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

后门内板简介文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

后门内板是汽车重要的零件之一，具有形状复杂、外形尺寸大、成形难度大、工序复杂等特点。本文以某车型后门内板为例，进行工装精益化开发研究。该零件设计材质为DC56D+Z，厚度0.7mm，为左右对称结构，拉延深度180mm 较深，底面及侧壁根据产品装配要求，设计有大小不同的多个孔，如图1 所示。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

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图1 后门内板文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

后门内板工艺设计文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

为了实现精益生产，降低整车生产成本，车门内板常规工艺设计为左右合模。具体工艺为：第一序拉延成形，第二序和第三序为修边冲孔和带料整形包边法兰区域，第四序侧冲孔加分离。车门内板左右合模，从窗框侧进行合拼，如图2 所示。为了提高材料利用率，同时考虑分切刀块的强度，两件合模距离最小处应不小于15mm。文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

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图2 后门内板合拼方式文章源自好焊孙辉博客 https://www.sunhui.me好焊孙辉-https://www.sunhui.me/weldgyzb/autochongya202411814.html

本文所述的后门内板，四周有很多侧冲孔内容，且因工序限制，侧冲孔需在OP40 一序完成，故数模审查时，需重点检查侧冲孔角度，分析斜楔布置是否干涉，要求在同一斜楔工作区域，不同侧冲孔角度差应不大于5°。经过检查校核发现，在后门内板窗框后侧部位的侧冲孔在斜楔摆放时存在干涉，如图3 所示，需要合模距离最小为150mm。

图3 侧冲孔斜楔干涉部位

进一步分析，该零件规划生产线有五台压力机，零件四序生产，必然会空出一个工位通过支架辅助来完成工序之间的传输。综合考虑材料利用率，充分利用生产线排布，该零件合模距离采取最小化原则，将空工位设置在第四工序之前，通过空工位支架完成左右零件侧移功能，实现合模距离的增大，从而保证了第四序侧冲孔斜楔布置空间。最终确定工艺方案：拉延→修边+冲孔+整形侧→修边+冲孔+分切→冲孔+侧冲孔。

空工位支架设计

在工艺方案确定后，对后门内板空工位支架进行设计。如图4 所示，后门内板空工位支架主要包括：左后门内板1、右后门内板2、支架3、左后门内板支架4 和右后门内板支架4’。其中左后门内板支架与右后门内板支架左右对称。其中，左后门内板支架和右后门内板支架安装固定在支架上，左后门内板1和右后门内板2 分别放置在左后门内板支架4 和右后门内板支架4’上。

图4 后门内板空工位支架

支架主要包括：支架本体、支架过渡连接板和工具扣。其中，支架过渡连接板与左后门内板支架连接，并使用工具扣进行锁紧固定。

左后门内板支架详见图5，主要包括：支架侧移连接装置41 和支架本体42。其中，支架侧移连接装置包括：连接插头411，转接杆412、侧移滑道413、侧移滑块414、支架连接器415 和侧移气缸416。连接插头与支架连接；支架连接器与支架本体连接固定。支架本体包括：八个挡板421 和一个感应器422。其中八个挡板用来定位左后门内板，感应器用来检测识别左后门内板是否放置到位。具体实施过程：侧移气缸通过进出气推动侧移滑块沿着侧移滑道进行左右方向运动，进而带动支架本体侧移，左后门内板随之实现侧移。

图5 左后门内板支架示意图

结束语

后门内板工艺规划，通过在第三工序后面设置空工位，将工艺侧移需求集成在空工位支架上，实现了后门内板前后序合拼距离的改变，避免了全序最小合拼距离的限制导致模具重量的增加，在保证自动化节拍稳定高效的前提下，实现了工装精益化开发。

同时，经冲压生产批量验证，后门内板空工位支架运行稳定可靠，满足自动化线生产节拍的要求。该方案为后续新车型，类似零件工艺设计提供了新思路。

本文作者：孙连福， 崔礼春， 王双枝 · 安徽江淮汽车集团股份有限公司