《汽車制造工藝技術(shù)》 教案 任務(wù)一 汽車開卷落料線

編號(hào)：LNJD-PR08-RE08授課方案授課教師張德虎課程名稱汽車制造工藝技術(shù)1單元2授課時(shí)間年月日年月日年月日第周第周第周星期星期星期第節(jié)第節(jié)第節(jié)班班班授課章節(jié)任務(wù)一汽車開卷落料線教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握汽車開卷落料線定義和組成能力目標(biāo)：能正確概述汽車開卷落料線各組成部分的結(jié)構(gòu)和作用素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛動(dòng)腦、善于查資料的素質(zhì)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：汽車開卷落料線組成難點(diǎn)：汽車開卷落料線各部分結(jié)構(gòu)和作用教學(xué)地點(diǎn)普通教室□一體化教室R多媒體教室R實(shí)訓(xùn)室□實(shí)驗(yàn)室□企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)□其他教學(xué)方法及手段常規(guī)教學(xué)□啟發(fā)式教學(xué)√現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)□案例教學(xué)□問題教學(xué)√項(xiàng)目教學(xué)√多媒體教學(xué)□演示教學(xué)□其他教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、復(fù)習(xí)二、導(dǎo)入三、講授新課四、提問五、布置作業(yè)六、總結(jié)教學(xué)后記遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案用紙No授課內(nèi)容備注任務(wù)二汽車開卷落料線【復(fù)習(xí)】1.汽車沖壓定義?2.汽車沖壓工序分類？3.汽車沖壓特點(diǎn)？【導(dǎo)入】

汽車車身鋼板如何從平直的薄鋼板沖壓成各種形狀、各種尺寸規(guī)格的沖壓件。這就需要用到?jīng)_壓設(shè)備和沖壓機(jī)，如下圖所示?！局v授新課】一、汽車沖壓車間特點(diǎn)在汽車制造業(yè)中，沖壓車間屬于投資最大的生產(chǎn)領(lǐng)域之一。由于其投資額高、所選定的生產(chǎn)技術(shù)使用期長(zhǎng)，所以要求嚴(yán)謹(jǐn)、仔細(xì)地制訂投資和生產(chǎn)規(guī)劃。汽車沖壓車間主要由模具和生產(chǎn)設(shè)備組成，其生產(chǎn)設(shè)備主要由開卷落料線、沖壓線以及橋式起重機(jī)、叉車等生產(chǎn)輔助設(shè)備組成。汽車沖壓車間可分為兩大工序：分離工序和成形工序。其中分離工序在開卷落料線完成，在沖壓線完成拉深、修邊、翻邊、沖孔、整形等成形工藝。沖壓設(shè)備是沖壓工藝及模具設(shè)備的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的安全和合理使用，也關(guān)系到生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、模具使用壽命等一系列問題。汽車沖壓車間的機(jī)械化和自動(dòng)化程度是衡量汽車車身制造水平的重要標(biāo)志之一。汽車沖壓生產(chǎn)除了采用新工藝、新技術(shù)和先進(jìn)的沖壓設(shè)備外，還要提高沖壓生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動(dòng)化程度，才能有效地提高沖壓設(shè)備的生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，做到安全文明生產(chǎn)。目前，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模，汽車沖壓車間在進(jìn)行工廠建設(shè)規(guī)劃時(shí)，一般都采購一條開卷落料線和至少一條自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線以及試模壓力機(jī)、橋式起重機(jī)、叉車以及模具轉(zhuǎn)運(yùn)車等設(shè)備，如圖1所示，圖中所示為一條落料線和兩條自動(dòng)化沖壓線的車間平面布局。圖2所示為丹東黃海汽車有限制責(zé)任公司沖壓制件車間的布局示意圖。二、汽車沖壓設(shè)備概述車身沖壓的主要設(shè)備為壓力機(jī)，壓力機(jī)按照一定方式組合成為沖壓生產(chǎn)線。由于壓力機(jī)及其組合方式不同，車身沖壓機(jī)械化、自動(dòng)化和生產(chǎn)率也存在著較大的差別。車身設(shè)備沖壓和生產(chǎn)線的發(fā)展經(jīng)歷了以下四個(gè)階段。

1.單臺(tái)壓力機(jī)多品種輪換生產(chǎn)用單臺(tái)壓力機(jī)進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，每完成一道工序就要更換一次模具，而且要存放大量的半成品，其占地面積大，生產(chǎn)效率低，搬運(yùn)的次數(shù)較多，沖壓件質(zhì)量差。但因單臺(tái)壓力機(jī)設(shè)備投資少，所以一些小型汽車配套廠一般采用這種方式進(jìn)行沖壓成形。

2.多臺(tái)壓力機(jī)組成的沖壓流水生產(chǎn)線該種生產(chǎn)線有以下三種組合形式：

（1）半流水線生產(chǎn)線將雙動(dòng)壓力機(jī)拉深的半成品成批存放，然后送到多臺(tái)單動(dòng)壓力機(jī)構(gòu)成的流水線進(jìn)行后續(xù)成形。

（2）流水生產(chǎn)線雙動(dòng)壓力機(jī)與多臺(tái)單動(dòng)壓力機(jī)進(jìn)行聯(lián)機(jī)，通過固定膠帶機(jī)傳遞各工序之間的半成品，而模具中的沖壓半成品的取出和放入由人工操作完成。

（3）半機(jī)械化流水線作業(yè)將多臺(tái)壓力機(jī)（雙動(dòng)和單動(dòng)）之間通過膠帶機(jī)連接起來，膠帶的高度和長(zhǎng)度可進(jìn)行調(diào)節(jié)，用機(jī)械化取料裝置從模具中將沖壓半成品取出，僅需要人工進(jìn)行上料。

3.多臺(tái)壓力機(jī)組成的沖壓自動(dòng)生產(chǎn)線這種沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線仍有多臺(tái)壓力機(jī)組成，但各臺(tái)壓力機(jī)之間都配有機(jī)械化上料與下料裝置。目前，常見的沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線有以下幾種形式：

（1）多臺(tái)壓力機(jī)配備通用搬運(yùn)機(jī)器人組成的普通沖壓生產(chǎn)線此生產(chǎn)線，如圖3所示。

（2）多臺(tái)壓力機(jī)配備專用機(jī)械手組成的高速?zèng)_壓線此生產(chǎn)線，如圖4所示。

4.大型單臺(tái)多工位壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機(jī)是最先進(jìn)、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動(dòng)化、高柔性化的典型代表。它通常由拆垛機(jī)、大型壓力機(jī)、三坐標(biāo)工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位組成，如圖5-5所示。生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá)16~25次/min，是手工送料流水線的4~5倍，是普通沖壓生產(chǎn)線的2~3倍。它是當(dāng)今世界汽車制造業(yè)首選的最先進(jìn)的沖壓設(shè)備，目前世界已能生產(chǎn)95000kN壓力的大型多工位壓力機(jī)。三、汽車開卷落料線定義

開卷落料線是一種適用于汽車、鋼板配送等行業(yè)表面覆蓋件卷板的開卷、清洗、校平、落料和堆垛的板材加工設(shè)備，隨著國內(nèi)汽車工業(yè)的不斷進(jìn)步，采用自動(dòng)化開卷落料線的廠家也越來越多，尤其是國內(nèi)的汽車合資企業(yè)。開卷落料線按照功能可分為三個(gè)單元，主要包括開卷單元、壓機(jī)單元和堆垛單元，其中各個(gè)單元又由不同的設(shè)備組合而成（如圖2所示），下面將對(duì)這些單元進(jìn)行詳細(xì)介紹。四、汽車開卷落料線結(jié)構(gòu)組成（一）開卷單元開卷單元的主要由卷料穿梭裝置、開卷機(jī)、卷料穿帶裝置、剪頭料機(jī)、卷料清洗機(jī)、校直機(jī)、活套緩沖坑、送料輥以及伸縮式輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)組成。

1.卷料穿梭裝置

卷料穿梭裝置可以同時(shí)裝載兩個(gè)卷料，為落料線的生產(chǎn)做卷料準(zhǔn)備。其小車是由一臺(tái)橫向移動(dòng)裝置和配備導(dǎo)柱的液壓升降缸組成。卷料穿梭裝置上裝有軌道，其四個(gè)輪子的運(yùn)動(dòng)方向和生產(chǎn)方向平行，通過液壓驅(qū)動(dòng)來進(jìn)行移動(dòng)（如圖3所示）。液壓升降缸位于地平面以下，當(dāng)卷料放置到卷料支撐輥上后，液壓升降缸將卷料提高到開卷器心軸高度。卷料升降高度的檢測(cè)由一對(duì)光學(xué)開關(guān)控制。2.開卷機(jī)開卷機(jī)用于將卷料從頂部或底部至支撐處進(jìn)行開卷，主要由橫移機(jī)座、開卷機(jī)心軸、交流變頻電動(dòng)機(jī)以及液壓壓緊輥組成。開卷機(jī)橫移機(jī)架采用牢固焊接設(shè)計(jì)，通過配備絕對(duì)編碼器和集成制動(dòng)器的交流變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)開卷機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)卷料的升降或傳送。開卷機(jī)心軸用于裝載卷料，由高質(zhì)量工具鋼制造，并配備抗磨軸承。三相交流電動(dòng)機(jī)用于穿帶、回卷以及制動(dòng)。通過變速器、鏈條和齒輪驅(qū)動(dòng)/制動(dòng)盤來進(jìn)行力和轉(zhuǎn)矩的傳輸。卷料的外徑由一臺(tái)模擬超聲波裝置進(jìn)行監(jiān)控（如圖4所示）。

3.卷料穿帶裝置卷料穿帶裝置用于將經(jīng)過開卷的卷料由開卷機(jī)輸送到落料壓力機(jī)進(jìn)行剪切分離作業(yè)。其主要由機(jī)架、剝皮機(jī)、清潔輥和臟輥組成。剝皮機(jī)用于將卷料引入至臟輥，臟輥再將卷料送至剪頭料機(jī)前進(jìn)行切頭料，頭料剪切完畢后，再由清潔輥將卷料輸送至落料壓力機(jī)（如圖5所示）。

4.剪頭料機(jī)

在鋼卷運(yùn)輸過程中，其最外層往往都會(huì)出現(xiàn)變形或者臟污等情況，為了防止這些不良情況損壞設(shè)備，在進(jìn)入落料線剪切之前都需要將卷料的最外一層切掉，而這一工序就是在剪頭料機(jī)完成。剪頭料機(jī)的結(jié)構(gòu)為機(jī)械偏心式，由基座、剪切刀刃、交流電動(dòng)機(jī)以及離合制動(dòng)器等組成（如圖6所示）。

5.卷料清洗機(jī)卷料清洗機(jī)由機(jī)架、夾送輥、毛刷輥、兩個(gè)擠干輥、清洗油箱以及過濾系統(tǒng)組成。該設(shè)備主要用于清洗卷料上的防銹油。期中所有輥?zhàn)拥尿?qū)動(dòng)都是由單獨(dú)的交流變頻電動(dòng)機(jī)控制（如圖7所示）。

6.校直機(jī)校直機(jī)是由機(jī)架、夾送輥、上部校平擋塊以及驅(qū)動(dòng)組成（圖8所示）。該設(shè)備主要是將彎曲的卷料重新校直，然后再進(jìn)入落料壓力機(jī)進(jìn)行剪切。

夾送輥安裝在校直機(jī)的入口側(cè)，結(jié)構(gòu)為拱形且鍍鉻，其作用是避免帶料邊緣壓力并確保帶料在傳送中不受損傷。上部夾送輥的升降為液壓驅(qū)動(dòng)，通過壓力控制閥可以調(diào)節(jié)夾送壓力。特別是對(duì)于窄帶料，轉(zhuǎn)向齒條和小齒輪的聯(lián)合作用能夠確保上部輥?zhàn)拥钠叫泻屯教?。?dāng)夾送輥將卷料輸送至校直機(jī)后，校直機(jī)開始將卷料進(jìn)行校平。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，通過精確確定的反向彎曲的原始曲率正好與原始半徑相符是不能實(shí)現(xiàn)的，所以人們更多地使用輥?zhàn)有Ｆ降姆椒?，它通過對(duì)材料正反向的多次彎曲，并且逐漸增加曲率半徑使材料變形逐漸消失（圖9）。7.活套緩沖坑活套緩沖坑包括懸鏈輥，活套橋和光柵設(shè)備（圖10所示）。其安裝在連續(xù)運(yùn)行的矯平機(jī)和間歇運(yùn)行的輥?zhàn)铀土涎b置之間。活套控制能夠確保為落料線中的壓力機(jī)提供充足的間歇性帶料進(jìn)料?；钐咨疃鹊倪x擇需要適合于帶料的厚度和屈服強(qiáng)度范圍，以防止固定塑料材料發(fā)生任何更多的變形。

8.輥?zhàn)铀土显O(shè)備

輥?zhàn)铀土显O(shè)備由機(jī)架、送料輥、配備帶料側(cè)面導(dǎo)向的導(dǎo)向輥輥道、測(cè)量輪和伺服驅(qū)動(dòng)單元組成（圖11所示）。進(jìn)料過程中，輥?zhàn)舆M(jìn)料設(shè)備以一定角度將活套坑輸送過來的卷料再輸送到壓力機(jī)中。（二）落料壓力機(jī)

當(dāng)卷料輸送至落料壓力機(jī)后，落料壓力機(jī)開始剪切出一定規(guī)則形狀的坯料，這些坯料是沖壓線成形工藝的原材料（如圖12所示）。落料線壓力機(jī)與普通壓力機(jī)結(jié)構(gòu)相似，都是由上橫梁、滑塊、立柱、移動(dòng)工作臺(tái)、底座以及落料模組成（圖13所示），詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能原理將在后面的章節(jié)中一一介紹。（三）堆垛單元

堆垛單元由伸縮式輸送機(jī)、堆垛機(jī)等組成。

1.伸縮式輸送機(jī)伸縮式輸送機(jī)的作用是將落料壓力機(jī)剪切的板料輸送至堆垛機(jī)。伸縮式輸送機(jī)由四條傳送帶組成，每條傳送帶可根據(jù)落料模具和剪切出來坯料的形狀進(jìn)行單獨(dú)橫向調(diào)節(jié)以及縱向伸縮，并且在高度上也可以進(jìn)行整體調(diào)節(jié)來適應(yīng)不同高度的模具（如圖14所示）。

2.堆垛機(jī)堆垛機(jī)主要由磁性輸送機(jī)、堆垛小車以及液壓升降臺(tái)組成（如圖15所示）。其中磁性輸送機(jī)可以根據(jù)零件的形狀進(jìn)行橫向調(diào)節(jié)。它的材料為永久磁鐵，當(dāng)板料經(jīng)過堆垛區(qū)域時(shí)，此區(qū)域的磁鐵會(huì)自動(dòng)失磁，從而使坯料可以精確地落到堆垛托盤上，堆垛托盤放在堆垛小車上。隨著板料的不斷堆積，液壓升降臺(tái)根據(jù)板料堆積的高度進(jìn)行自動(dòng)下降，