风柳州汽车有限公司多车型之间零件通用化和生产产能现状，并在此基础上，通过成本核算、工法设计、模具设计及干涉曲线检查分析，采用Transfer 冲压技术，解决了某通用化零件产能不足的问题，最终实现了提高生产效率和工人安全系数及降低生产成本的目的。【关键词】Transfer 冲压技术；模具设计；干涉曲线；模具调试【中图分类号】TG306【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）08-0164-04
1Transfer 冲压技术
1.1定义
Transfer 冲压技术属多工位模具冲压技术，即工位间通过传送杆上的机械手抓取零件，并通过传送杆的高速传动使零件在工序间高速传递。传送杆有一机多站的，也有多机多站的，本次介绍的为一机多站的应用。传送杆一机多站的特征如下：压力机和进给凸轮、提升凸轮、提升杆、横杆、进给杆组合成一台协同运作的同步机，具有多工位模具使用相同的工作台、等闭合高度的模具、放件高度一致、各工序节拍一致、生产一个零件的周期可缩短到4.5～5s 、占地面积小、实现了自动化、人员配备少的特点。
1.2适用范围
Transfer 冲压技术适用于生产批量大的冲压产品。
1.3送料装置
1.3.1夹手式送料装置
夹手式（Gripper Rail ）送料装置，是通过传送干上的抓手夹住零件、传送零件到下一个工位，简称夹手式，其特点是抓件简单，不需气路和吸盘，适用范围广，本文选择此种方式（如图1所示）。
1.3.2横杆式送料装置
横杆式（Crossbar ）送料装置与夹手式送料装置相似，但主要特征是利用吸盘吸住零件，并往下工序传送工序件，横杆上需要安装气路、端拾器，并与机台通气，其优点是抓件牢、工序件不易脱落，适用于类似车门外板等表面面积较大的零件（如图2所示）。
2Transfer 冲压技术应用条件的调查
2.1调查1：不同生产线的生产效率情况
手动生产线的效率：spm 一般为1～2.5（spm ：每分钟冲
程数）；自动生产线的效率：spm 一般为5～10；Transfer 冲压生产方式的效率：spm 可达12～24，生产效率高。
2.2调查2：生产设备的调查
通过实地考察，体系内某供应商A 有一条Transfer 冲压线，可充分利用，并无需重新投入Transfer 冲压设备；选择本公司某几个车型通用的一个零件（前围板下横梁内板）作为Transfer 冲压模具的开发对象，并按照供应商A 的Transfer 冲压设备参数着手设计。根据零件复杂程度，预计为3套连续模。
Transfer 冲压技术的应用实例
粟厚刚，黄永俊
（东风柳州汽车有限公司，广西柳州545000）
【作者简介】粟厚刚，男，工学学士，从事乘用车白车身钣金件结构优化及模具开发制造工作；黄永俊，男，工学学士
，从事乘用车白车身钣金件结构优化及模具开发制造
工作。
图2横杆式送料装置
图1夹手式送料设备
图3Transfer 模具送料高度
2.3Transfer 冲压技术的特点
东风柳州汽车有限公司通过Transfer 压机及设备传送杆的高速传递，实现高速自动冲压，提高了工作效率（相对于机器人抓取零件），效率高2～3倍，计划将Transfer 冲压技术应用到实际生产中，以提高生产效率、降低人工成本、解决产能问题。
3Transfer 冲压技术的可行性
3.1投资项目
根据零件的复杂程度，预计开发3套连续模；根据生产线的特性，预计需开发传送夹手（夹手式）约12个；根据生产线的特性，预计开发3个空工位。
3.2可节约及降低生产成本的情况预估
该零件共需开发3套模具，如在手动生产线，需配备6名操作人员，在Transfer 机台上生产只需2名操作人员，可减少4名操作人员，每年可节约4名操作工的费用。Trans-fer 冲压生产方式spm 可达12～24，手动线的spm 一般为1～2.5，生产效率是手动线的9.6～12倍，按年产量20万辆计算，可节省工时：（20万辆/2spm ）-（20万辆/20spm ））/60M ＝1500h/a ，以及1500h/a 的电费。利益平衡：一次性工装投入费用除每年节约的费用之后，预计1.5年后可收回工装开发的成本，同时开始盈利。
综上，通过估算，可以利用该零件（前围板下横梁内板）作为开发Transfer 生产线的连续模对象，以积累Transfer 冲压技术经验，为后续其他零件开发、Transfer 生产线的连续模开发及应用打好基础。
4Transfer 冲压技术在开发中需关注的重点
4.1工法设计及重点管控项
（1）送料高度确定（Feed Level ）：根据Transfer 机台特征：要求送料高度一致、送料步距一致，因此结合供应商A 的设备参数，需将三序模具凸模位置（零件自由放置位置）设计成580mm 高，才能确保每个抓手能在580mm 的高度顺利抓取和放置工序件（如图3所示）。
（2）送料行程：因为每个抓手随传送杆运动且传送杆平行运动的行程一致，即每个Transfer 机台机械手的送料行程L 都是固定的，所以制件的位置相对于各站中心不变。依据供应商A 的设备参数范围及考虑到开发模具费用的最优，此次模具的设计将设定L 为700mm ，即L =700mm （如图4所示）。
（3）零件夹持点位置确定：因为Transfer 机台的传送杆运动速度较快，所以要求夹手在抓取和放置工序件时要快速、平稳，避免出现故障。这就要求夹手抓取零件的位置为平面为佳，而且零件被抓取之后，重心要平衡，不能存在歪斜、晃动（前期选取零件时，就要考虑到此因素），根据以上要求，
我们本次选取零件两端的平面和法兰面作为夹手抓取的位置（如图5所示），夹手均夹在工件的平面上。
4.2模具结构图设计
（1）Transfer 机台的传送杆运动速度较快，模具的设计要完全避开传送杆运动、夹手的运动轨迹，即上、下模结构需考虑传送杆、夹手送取料的避让空间，我们以下模设计为例，将下模的侧壁（宽度方向）空间避让量最小设置为10mm ，高度方向避让量最小设置为30mm （如图6所示）。
（2
）板料（工序件）托起结构：夹手能平稳抓取零件的前
图4送料行程均一致
图5零件夹持点图示
注：1———第三序工序件；2——
—夹手；3———被夹手托起准备运送的工序件；4———第三序凸模；5———下模座。
提是零件在凸模上的位置要精准，且不能随机台的振动产生位移，因此要求板料的托起机构要平稳，而且要有定位销作为定位，防止机台的振动带来工序件的位移。此次模具设计时，我们采用弹簧作为板料托起的动力源，用螺杆锁附托起机构并做托起机构运动的导向，同时托起机构上设计有定位销，确保工序件被托起之后，零件不会位移，便于夹手精准抓取零件（如图7所示）。
（3）凸模上工序件平稳放置的考虑：为了确保夹手能精准抓取第一序完成冲压动作之后的工序件，Transfer 模具的上模必须设置预压销压住零件，防止工序件随上模带料引起的窜动，确保夹手精准抓取工序件，进行高效率生产（如图8所示）。
（4）各站模具闭合高度相同：因为Transfer 机台的特征是几套模具同时安装在设备的上滑块，几套模具的上模同时被上滑块带动而运行，所以要求每套模具的闭合高度一样，且上模接触零件的时间要求一致。此次模具设计时，根据设备参数要求，我们将3套模具的闭合高度设计为900mm （因设备不同，闭合高度范围不同）。此外，为了便于调节闭合高度，
模具内可以使用垫板。各序模具闭合高度均为900mm （如图9所示）。
5干涉曲线的检查
干涉曲线是上模随机床上滑块和传送杆同时相对运动而产生的运动曲线，Transfer 模具在设计时必须依
据机床、传送杆的运动轨迹做避让，运动曲线的检查过程，就是干涉曲线检查。干涉曲线的检查，对Transfer 模具的设计和制造提出了更高的要求。图10至图12为此次模具设计时的干涉曲线。
6模具调试思路
安装好夹手后，传送杆与模具空运行检查实际干涉情况；调试料片，让料片能顺利送达模具内固定位置；打件时检查干涉、放件不到位的情况，并调试夹手、模具定位器、空工
位的支持块等保证零件平直地被运送到各个工位；spm 的
逐
图8上模压料销结构图
示
图9Transfer 模
具各序闭合高度均为900mm
图10Transfer 模具干涉曲线图示
图6机械手与下模避让图示介绍
图7板料托起结构图示注：1———板料托起机构的导向杆；2———板料托起机构的弹性元件（弹簧）；3———板件（被托起的状态）；4———废料滑槽；5———下横座。
进一步加剧。在复合（混）生产中，无法避免几种原材料混合的情况，因此，工艺员在设计产品配方和工艺设备时可以采取下面列举的一些措施。
（1）调整物料的酸碱配伍，将物料的pH值调节至中性或接近中性，一般调节至6.3~7.0，pH值太高会使水溶磷转化成不溶于水的磷，导致磷元素退化。
（2）加入适量干燥剂，如石膏、沸石粉、轻烧石等，干燥剂能吸收物料周围的水分，抵消其在反应过程中产生的游离水，确保物料的干爽。
（3）物料回潮除了跟pH值有关外，还跟环境的温度和湿度有关，所以除了在配方设计上进行改进外，我们还要对设备及工艺进行改进，如将一些设备进行封闭，使其与外界环境隔离起来，然后通过一些措施使环境的温度和湿度降低。
通过上述配方和工艺设备的改进，大大降低了物料回潮引发的各类生产问题，能在很大程度上解决华南区域复合（混）肥挤压造粒工艺在高温、高湿环境下的生产问题，使生产能够顺利进行。
3结语
在大力推广节能、环保、高效的挤压造粒技术时，不同区域、不同复合（混）肥生产厂家、不同的产品特点，都会在生产过程中遇到各种不同问题，只有结合实际情况，认真分析原因，才能解决好问题，使这项有利于环保节能的复合（混）肥造粒技术不断进步与完善。
参考文献
［1］陈明良，朱东明复混肥生产技术综述［J］化肥工业，2002（29）
［2］李玉峰复合肥生产工艺综述［J］攀枝花学院学报，2002（19）
［3］赵玉良，王宇航，张帆大中型辊式挤压成型机传动系统的特点［J］磷肥与复肥，2010（35）
［4］许洪兴以尿素为氮源的高氮复合肥生产技术［D］
无锡：无锡市兴华复混肥研究所，2004
［责任编辑：陈泽琦
］图11以上干涉曲线检查用上模用图12以上干涉曲线检查用下模用
步提升（从spm10→12→14→16→18→20→22→24）过程中按照PDCA循环进行管控。现场遇到的部分问题及解决方案如下。在提升spm的过程中进行第二轮调试，主要存在以下问题：①由于板料尺寸存在±2mm的误差且呈不规则翘曲，超出夹手的夹持范围，存在夹手夹持不到板料的情况；②板料在传送的过程中，由于空工位支架对板料的支撑不足，板料中部因重力而下垂，并存在一定的震动。针对问题①的解
决方案：在夹手上面焊接钢片，以增加夹手的夹持范围；针对问题②的解决方案：在空工位上面增加对应的支撑点，安装聚氨酯支撑板件（工序件）。在提升spm的过程中进行第二轮调试（spm已提升至12，采用spm＝14进行调试），发现以下问题：①OP20、OP30及空工位夹手的度方向活动空间达到8mm左右，传送过程中由于惯性，相邻两个工位之间零件位置偏离，导致零件放不到位，零件被夹持变形。针对问题①的解决方案：后工位定位销直径磨小1mm；针对问题②的解决方案：夹手宽度方向整改成为可调，减小宽度方向零件的活动空间。第四轮调试spm达24，零件精度为100%，目标达成。
7结论
通过此次Transfer模具的开发制造，充分利用了供应商的Transfer冲压设备资源，有效地提高了生产效率和降低了生产成本，最重要的是为后续开发Transfer模具积累了宝贵经验：1〇充分了解供应商设备参数，
并进行实地考察；2〇以设备的运动轨迹作为Transfer模具设计的前提及模具设计完成之后干涉曲线的检查；3〇模具的闭合高度及每个工序送料行程的确定，均需依据Transfer冲压设备参数而定；④夹手对零件抓取位置的考究，以及如何设计模具才能让工序件在模具上平稳、精准定位；⑤废料排除的运动模拟；⑥模具、设备同时运行时的运动模拟；⑦现场调试模具、设备使其达到平稳生产的经验；⑧提升生产节拍时，需要注意的细节，等等。
参考文献
［1］李大鑫，张秀棉模具技术现状与发展趋势综述［J］模具制造，2005（2）
［2］李永哲汽车覆盖件模具设计与制造全过程检验图解［J］北京：机械工业出版社，2011
［3］张景黎，阎兵冷冲压模具结构与设计实例［M］北京：机械工业出版社，2012（1）
［责任编辑：陈泽琦］
（上接第163页）
发布评论