对汽车多工位传动部件加工研究

郁火良

摘 要：根据汽车结构件多工位传动部件的生产工作特点，从自动线传输、冲压工艺和结构设计三个方面详细分析了多工位的传动部件生产工作和设计原理。本文详细阐述了自动生产线机械手的工作原理以及抓取件的运动过程、多工位汽车传动部件加工中心的设计等汽车零部件加工技术领域，特别对多工位汽车传动部件加工针对性研究。

关键词：多工位;汽车传动部件;加工;研究

1背景

汽车动力传动系统是汽车最主要的系统之一，主要由发动机、离合器、变速器、万向节、传动轴及车轮等组成。其中，传动轴、万向节（十字轴和等速万向节）是纯粹动力传递部件，在设计和产品检验中都要对其能够承受的扭矩进行考核和试验。本文多工位传动部件加工研究是将一个工件的多个工序同时在一个压机里冲压完成，一次冲程后，由机械手将各工序件移动至下一工序，同时压床完成一次行程，就会得到一个成品工件。多工位传动部件加工大大节约了压机设备和车间的操作空间，减少半成品工序件的运输和储存，极大地提高了生产效率，降低了冲压件的成本。本文多工位传动部件加工大多用于汽车领域中生产底盘类的结构件。

2 多工位自动生产线的工作过程简述

多工位传动系统的自动化生产通常通过机械手实现。压机两侧有两个横梁，机械手通过悬臂安装在横梁上，横梁根据指定的步距进行往复运动，实现产品在各个工序的自动传输。机械手进入传动部件加工在送料高度抓取制。

3 多工位传动部件加工的冲压工艺

3.1 冲压工艺内容设计

对于工序比较复杂的工件，通常会把所有工序分布在两套或三套多工位传动部件加工中，并将这些模具联合安装在一个冲压机里进行工作。对于工序比较少的工件，可以把所有工序放在一套多工位传动部件加工中进行工作。常规的多工位传动部件加工工艺内容排布如下：落料冲孔--拉延--修边冲孔--修边--翻边整形--冲孔。根据不同的工件工序，第一次修边工序的冲孔，是在工件两个基准孔的位置冲两个小于产品孔径的孔，用于后序板料的定位，并在最后的冲孔工序将这两个孔冲到产品尺寸。若产品形状可以实现工件定位，则没有必要在第一次修边时冲这两个定位孔。对于产品轮廓公差要求非常高的区域，用修边展开的方式再进行翻边整形是很难实现的，因此就需要在首次修边时，展开的修边线留一定的余量，翻边整形后再对相应区域进行精修，以保证产品的轮廓精度，需要在冲孔工序之后再加一道修边工序，所有产品上的冲孔要在一个工序内完成，这样可以保证孔位的精度，对于一模双件的工艺，最后一序还要加上切开工序。

3.2 自动化传输的冲压工艺

多工位传动部件加工的工件均需自动化传输，因此在冲压工艺设计阶段要充分考虑自动化的相关问题，以实现传动部件加工在冲压机里的运行，工件在冲压机里工作以及传输过程中的状态下模带有顶件装置或下压料板时，工件有 3 个位置状态即工作位置、送料位置、传输位置;反之，只有两个状态即工作位置（送料位置与其相同）、传输位置。在设计时候须考虑如下难题：

（1）步距。即相邻两个工序之间的距离，工序之间的距离必须一致。通常压机设备会有几档布局可供选择。步距的确定需根据工件尺寸、压机台面尺寸、工序数量、工序内容所需要的空间等因素进行综合考虑。

（2）工作高度。工件在工作时的高度，应考虑修边工序的结构设计有足够的空间保证废料滑道在25°以上，使废料流出顺畅。

（3）送料高度。送料高度要求各个工序必须一致。在没有下模压料板或顶件装置的情况下，送料高度即为工作高度。

（4）传输高度。传输高度要求各个工序必须一致。并且要考虑在传输过程中不要与下模型面干涉，形状起伏特别大的工件要特别注意。

（5）机械手位置。机械手的位置要保证工件的平衡，根据工件宽度的不同，一般每侧使用 1～2个机械手抓取工件。同时，对于修边工序要考虑尽可能使修边区域远离机械手来保证修边刃口的强度，如果无法实现，就需要顶件装置来实现机械手躲避。最终冲压工艺输出传输图，指导传动部件加工设计。

4、多工位汽车传动部件加工创新点

4.1技术方案

為了克服现有技术加工效率低的缺点，本文提出多工位汽车传动部件加工中心，加工效率高，该技术主要采用以下技术方案：多工位汽车传动部件加工中心，包括用于摆放物料的工作台、物料加工机构、升降机构;加工机构由转轴、电机、钻头以及夹持组件构成;其中夹持组件包括底板、夹持部、凹槽、滑槽等组成，产品具备多个加工机构，能同时对多个物料进行加工。

4.2结构介绍：

工作台上方设计了用于支撑加工机构的箱体，升降机构包括与箱体转动连接的丝杠、用于转动丝杠的丝杠电机，同时设计了给加工机构更换钻头的换头机构;换头机构包括转盘、伺服电机、用于夹持待换钻头的第一夹子、用于取下加工机构的钻头的第二夹子、用于驱动转盘朝向加工机构运动的气缸;第一夹子和第二夹子沿着转盘的边缘间隔布置，巧妙的在第一夹子中间布置第二夹子，结构更加紧凑，同时，实现快速换钻头，实现自动化。加工机构的数量为三个，第一夹子和第二夹子的数量均为十二个，每相邻三个第一夹子为一组，每相邻三个第二夹子为一组，其中一组第二夹子朝向加工机构，当转盘旋转10度后，其中一组第一夹子朝向加工机构。第二电机的重心位于转轴的轴线上。减小离心力。限位凸起位于转轴内，限位凸起呈圆环形。

5 结语

对汽车多工位传动部件加工研究，是当前汽车产业中的热点问题，对汽车产业的影响非常大。该技术能够提高车身工艺产品的质量，降低生产成本。该技术在汽车行业的应用，能够有效的提升汽车制造企业的市场竞争能力，因此在汽车制造企业中，对该技术的推广与使用是非常有意义的。

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