YH96系列汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)的研制

宋雨芳，王光輝

（1.合肥合鍛機(jī)床股份有限公司，安徽 合肥 230601；2.中國(guó)重汽有限公司，山東 濟(jì)南 250031）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，2012年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量雙超1900 萬(wàn)輛，產(chǎn)銷量世界第一[1]。與此同時(shí)，用戶對(duì)汽車的美觀和舒適性的要求也日漸提高，其中汽車內(nèi)飾件的品質(zhì)顯得尤為重要。

汽車內(nèi)飾件主要指安裝于汽車內(nèi)的儀表板、門內(nèi)板、頂篷、扶手、行李箱內(nèi)襯等零部件[2]，如地毯、頂棚、PU 發(fā)泡內(nèi)飾、 客車亞麻纖維復(fù)合板內(nèi)飾、PP 玻纖板內(nèi)飾、以及一些三文治板材等。內(nèi)飾件液壓機(jī)是汽車內(nèi)飾件制造的首選。汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)主機(jī)制造并不復(fù)雜，但針對(duì)不同的內(nèi)飾材料其壓制工藝不同，對(duì)壓機(jī)也提出了如加熱、排氣等附屬要求，從而提高了內(nèi)飾件壓機(jī)的設(shè)計(jì)難度。

為此，在綜合分析汽車內(nèi)飾件材料種類、制造工藝的基礎(chǔ)上，開發(fā)YH96 系列汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)，可實(shí)現(xiàn)汽車內(nèi)飾件的大、中批量加工，以滿足我國(guó)汽車工業(yè)對(duì)內(nèi)飾件制造裝備的迫切需求。

1 內(nèi)飾件液壓機(jī)工藝分析

1.1 PU內(nèi)飾件液壓機(jī)壓制工藝

PU 內(nèi)飾件液壓機(jī)主要用于生產(chǎn)PU 發(fā)泡內(nèi)飾產(chǎn)品，結(jié)合PU 發(fā)泡內(nèi)飾成形工藝特點(diǎn)，其動(dòng)作邏輯順序?yàn)椋?吸附固定表皮—下工作臺(tái)移動(dòng)向噴注工位—PU 發(fā)泡料噴注—下工作臺(tái)回位至壓制工位—鎖緊插銷回位—滑塊下降—鎖模—壓制成形； 開模邏輯順序則為： 滑塊上升—鎖緊插銷推出—下工作臺(tái)回位至操作工位—取件—上工作臺(tái)鎖緊插銷回位—上工作臺(tái)向噴注工位翻轉(zhuǎn)90°—噴脫模劑—上工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)回程—上工作臺(tái)鎖緊插銷推出—完成其工作循環(huán)。

壓機(jī)發(fā)泡節(jié)拍要求下移動(dòng)工作臺(tái)在壓機(jī)接到噴注完畢信號(hào)后最短時(shí)間內(nèi)回位，滑塊進(jìn)行下壓動(dòng)作，以保證PU 發(fā)泡的順利進(jìn)行（要求在20s 內(nèi)）。

該類壓機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)要使上工作臺(tái)為翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可翻轉(zhuǎn)90°，并且通過翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)緊固在滑塊上。

下移動(dòng)工作臺(tái)有三個(gè)工位。下移動(dòng)工作臺(tái)在向前移動(dòng)時(shí)是用于用戶取件、清模、鋪皮、放墊鐵、更換模具等； 下移動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)到中間工位時(shí)即壓機(jī)內(nèi)時(shí)，是用于壓機(jī)滑塊進(jìn)行壓制成形；下移動(dòng)工作臺(tái)向后移動(dòng)時(shí)則用于用戶進(jìn)行原料的澆注。

移動(dòng)臺(tái)在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮三個(gè)移動(dòng)工位，并保證移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度確保材料不致提前發(fā)泡。

1.2 亞麻內(nèi)飾件液壓機(jī)的壓制工藝

亞麻內(nèi)飾件液壓機(jī)主要用于生產(chǎn)客車亞麻纖維復(fù)合板和PP 玻纖板內(nèi)飾產(chǎn)品。結(jié)合亞麻內(nèi)飾成形工藝特點(diǎn)，其動(dòng)作邏輯順序?yàn)椋汗潭ū砥ぃ伔艁喡槔w維復(fù)合板－滑塊鎖緊插銷回位－上模板下降－鎖模－壓制成形；開模邏輯順序則為：上模板上升－鎖緊插銷推出－取件。該類壓機(jī)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，一般三梁四柱或框架式壓機(jī)即可。

1.3 三文治板材內(nèi)飾件液壓機(jī)的壓制工藝

三文治板材需進(jìn)行熱成形模加工或復(fù)原，在三文治板材覆有面料時(shí)也有兩種操作同時(shí)進(jìn)行的情況，板材成形形狀是由安裝在壓機(jī)中的模具決定的。

壓機(jī)壓制的壓力由一塊滑動(dòng)的上壓板沿既定的軌道閉合模具傳遞到三文治材料上。在壓合模具的同時(shí)也對(duì)三文治材料進(jìn)行加熱，以便于三文治材料中的各層原料能更好地黏合以獲得較好的模具形狀。其工藝動(dòng)作順序?yàn)椋?/p>

操作人員將料放在上料傳送帶上，開始整個(gè)循環(huán)—上料傳送帶進(jìn)入壓力機(jī)，并且向上下模噴霧—上料傳送帶將料放在模具上，退出壓力機(jī)—壓模機(jī)循環(huán)開始，壓模機(jī)關(guān)閉—壓模機(jī)保持關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽被注入，加速零件成形—壓模機(jī)開啟，壓制后的零件仍停留在下模上；（壓模機(jī)從上模注入壓縮空氣，將零件壓在下模上）—機(jī)器人進(jìn)入壓模機(jī)，安裝在冷卻罩上的端拾器向下移動(dòng)到零件的頂部—機(jī)器人吸力系統(tǒng)開啟來(lái)拾取零件；（壓模機(jī)從下模注入壓縮空氣用來(lái)釋放零件）—機(jī)器人移出壓模機(jī)時(shí)，上料傳送帶重復(fù)前三個(gè)步驟—機(jī)器人將壓制零件移到剪切機(jī)—機(jī)器人進(jìn)入剪切機(jī)，吸力系統(tǒng)反轉(zhuǎn)，壓制零件落至剪切模上—機(jī)器人移出剪切機(jī)—剪切機(jī)循環(huán)開始，剪切機(jī)關(guān)閉。（當(dāng)模具關(guān)閉時(shí)，剪切機(jī)開始二級(jí)液壓和氣壓剪切動(dòng)作）—剪切機(jī)開啟，剪切零件停留在上模上；（剪切機(jī)模具通過機(jī)械的特征將零件保持在上模）—機(jī)器人進(jìn)入剪切機(jī)—機(jī)器人抓取零件；（剪切機(jī)釋放抓取零件的機(jī)械特征）—機(jī)器人移動(dòng)到下?！獧C(jī)器人移出剪切機(jī)—機(jī)器人將剪切零件移動(dòng)到傳送帶—機(jī)器人用固定的橫木將剪切零件從鏟斗上，傾倒至傳送帶上—機(jī)器人返回壓模機(jī)—傳送帶運(yùn)送零件返回，上料操作人員重新開始。

2 汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)的主機(jī)設(shè)計(jì)

分析汽車內(nèi)飾件加工工藝可知，內(nèi)飾件壓機(jī)噸位多在3000kN 以下，一般橫向臺(tái)面相對(duì)較大，壓機(jī)精度要求相對(duì)金屬零件壓機(jī)要低。故本系列液壓機(jī)采用無(wú)拉桿分體框架式主機(jī)結(jié)構(gòu)，僅用螺釘連接上下橫梁和立柱。由于多數(shù)內(nèi)飾件壓機(jī)配濕法生產(chǎn)線，需對(duì)工件進(jìn)行上油或脫模等，故本系列液壓機(jī)下橫梁高度一般做的較矮，以利于和濕法生產(chǎn)線連線及方便工人操作。圖1 為我廠生產(chǎn)的某典型汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)的主機(jī)。

控制系統(tǒng)以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為控制核心，包括計(jì)算機(jī)控制的壓頭行程伺服系統(tǒng)、移動(dòng)工作臺(tái)位置伺服系統(tǒng)、夾具動(dòng)作系統(tǒng)、 故障檢測(cè)系統(tǒng)等，使整機(jī)能順利完成內(nèi)飾件壓制工藝。

圖1 汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)主機(jī)

壓機(jī)整機(jī)采用CNC及閉環(huán)控制技術(shù)，液壓系統(tǒng)采用比例伺服控制，并采用了處于國(guó)際前沿的數(shù)字泵控制技術(shù)，整機(jī)關(guān)鍵元件均采用進(jìn)口，具有控制精度高、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。

壓機(jī)配備油溫檢測(cè)及強(qiáng)制循環(huán)冷卻系統(tǒng)，可以保證壓機(jī)在油溫控制45℃以內(nèi)。壓機(jī)有自動(dòng)油位檢測(cè)功能，防止因油位過低而損壞液壓系統(tǒng)。

3 內(nèi)飾件壓機(jī)附件設(shè)計(jì)

3.1 排氣系統(tǒng)

一般內(nèi)飾件壓力機(jī)在完全合模后需能夠?qū)崿F(xiàn)1～3 次微抬起上模（1～5mm），之后再合模進(jìn)行保壓。這個(gè)過程稱為排氣，主要是為了將一些松散的材料壓得更為緊實(shí)和均勻。在壓機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，使用小泵使其慢速回程，電氣在設(shè)計(jì)工藝動(dòng)作時(shí)在壓制后滑塊微回幾次。

3.2 加熱系統(tǒng)

壓機(jī)多配置模溫機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的對(duì)1 個(gè)（或幾個(gè)）模架上的模具溫度進(jìn)行恒溫控制。模溫機(jī)采用具有PID 功能的溫度調(diào)節(jié)器，靠電加熱交換系統(tǒng)對(duì)介質(zhì)水實(shí)現(xiàn)封閉循環(huán)恒溫調(diào)節(jié)，溫度可達(dá)到80℃。模具溫度要求保證在10～80℃之間可調(diào)。模溫機(jī)多放置在機(jī)器頂部，以簡(jiǎn)化地面空間，并保證現(xiàn)場(chǎng)整潔。

還有直接對(duì)模板加熱，加熱溫度可達(dá)到200℃左右。有直接插入電加熱管的電加熱方式和采用油加熱器的油加熱方式。油加熱器多放置于機(jī)器頂部，熱油管路需用保溫材料包裹好。

3.3 切邊系統(tǒng)

內(nèi)飾件成形后有毛邊需切除，配合切邊功能壓機(jī)配切邊液壓系統(tǒng)，在壓制結(jié)束時(shí)進(jìn)行切邊。

3.4 機(jī)械限程裝置

每臺(tái)壓機(jī)應(yīng)配有可調(diào)式機(jī)械限程裝置2 個(gè)，用來(lái)保護(hù)壓制內(nèi)飾件壓機(jī)的模具，因模具多為玻璃鋼材料制造，用機(jī)械限程裝置來(lái)防止壓機(jī)超程，并根據(jù)模具的高度情況可方便快速地調(diào)節(jié)機(jī)械限程裝置的行程及高度。

3.5 模具牽引裝置

壓機(jī)沒有配備移動(dòng)式工作臺(tái)時(shí)，為方便模具的更換或上下料以及涂油等工序的進(jìn)行，比較簡(jiǎn)便的就是配備模具牽引裝置，由電動(dòng)葫蘆、牽引鉤、導(dǎo)向輪等組成，牽引鉤拉著模具在電動(dòng)葫蘆拉動(dòng)下沿著導(dǎo)向輪導(dǎo)向方向移動(dòng)出機(jī)身，從而進(jìn)行下道工序。

3.6 模具導(dǎo)向調(diào)整裝置

模具在被牽引移動(dòng)時(shí)，左右會(huì)偏移，用模具導(dǎo)向調(diào)整裝置的導(dǎo)向輪導(dǎo)向模具，并搖動(dòng)調(diào)節(jié)手柄調(diào)整模具左右的偏移，使模具在既定的移動(dòng)軌道上運(yùn)行。

4 結(jié)論

目前我廠已開發(fā)了多臺(tái)YH96 系列汽車內(nèi)飾件液壓機(jī)，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)及幾何精度均符合設(shè)計(jì)要求。設(shè)備機(jī)械、電氣各運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)行正?？煽?、平穩(wěn)無(wú)噪聲，符合設(shè)計(jì)和《 技術(shù)協(xié)議》要求，也滿足了用戶對(duì)內(nèi)飾件壓制的要求，得到了肯定和好評(píng)。

隨著內(nèi)飾件壓機(jī)國(guó)外市場(chǎng)的放開，以及人們對(duì)內(nèi)飾件要求的提高，內(nèi)飾件產(chǎn)品種類及質(zhì)量將越來(lái)越多，越來(lái)越好。內(nèi)飾件壓機(jī)也將不斷開發(fā)出各種滿足生產(chǎn)需求的功能部件。內(nèi)飾件壓機(jī)會(huì)在液壓機(jī)領(lǐng)域占有重要一席。

[1]張德益.汽車內(nèi)飾件壓制成型工藝研究[D].南京：南京理工大學(xué)，2009.

[2]楊 凱.2012年汽車工業(yè)產(chǎn)銷量雙超1900 萬(wàn)輛[N].中國(guó)冶金報(bào)，2013-01-22（A04）.

[3]李貴閃，何曉燕，榮兆杰.我國(guó)液壓機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2006，41（4）.

[4]嚴(yán)建文，劉家旭，陳汝昌，等.智能液壓機(jī)研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，48（2）.