摘要：在汽车产业发展的过程中，多工位自动化压力设备是当前的新型工艺手段，该技术保证了车身冲压件能够快速地制造。主要特点是在一台多工位设备下，可以实现同时对多套模具进行安装，在工作过程中，应用自动转序、上料等操作系统，实现高速生产冲压件。整个过程实现无人操作，通过一台设备即可实现全序工装过程，即采用多工位设备生产的冲压件就是成品件。本文主要针对多工位自动化汽车模具技术进行研究，希望能够对国内模具行业起到促进作用。
关键词：汽车模具；多工位；自动化；技术设计
1、汽车模具的研究目的和价值
汽车模具被称为“汽车工业之母”，我国汽车模具行业对当前汽车行业车身覆盖件的生产承担很大比重，将很大程度上决定我国汽车行业的发展水平。现如今，随着人民对事物认知水平的提高，用户对模具的要求也是愈见苛刻，高精度、优质量、低价格、交货期短、使用寿命长的汽车更能满足用户的需求，怎样在短时间内用最廉价的成本生产出最优质的产品，成了一大重要难题。相关专家学者对我国模具生产技术与国际先进水平做对比指出，其中的差距主要表现在：①模具企业综合实力弱、专业化程度不高。因为我国绝大多数汽车模具企业隶属于各大汽车集团，害怕新车型的技术资料泄露，很大程度上限制了模具企业间的技术交流，从而影响到整个模具行业的技术发展和进步。又因为全方面为汽车集团服务，从而难以形成属于自己在某些方面的专长技能，其专业知识累积也显困难。②模具设计并制造的实际经验、数据以及资料的累积量低，欠缺一个合理有效的累积措施。依据有关数据表明，在推出一款新的车型方面，欧美需要四年左右，而日本则只需要二年半的时间，其根本原因取决于日本拥有先进的CAD/CAE/CAM技术，利用它们可以让模具结构设计效率最优化，实现不试模，一次成功装模，从而很大程度上减少了试模周期以及制作成本。那么，我国的模具行业的市场竞争力欲得到提升，就必须研发一个相应的高效软件平台。
2、多工位自动化汽车模具的研发
2.1 汽车模具多工位自动化技术发展现状
在我国，长城汽车制造企业有四套多工位模具，包含一套五工位模具、一套四工位+一空工位模具、两台四工位模具。该项目在压机完整的一次冲程中，能够实现最多六套模具的联合动作，实现送料的自动化、操作的自动化，有效地提高了冲压的效率和冲压的自动化。在研发的过程中，最大的困难是六套模具在联合动作的时候，如何实现在无人操作下能够保证每一个工件都能准确定位和自动转序，实现高效生产。因此，只有加强对模具结构的精确射击，对冲压动作进行分析、模拟和计算，才能保证模具功能的实现。现阶段，只能对模具结构通过三维静态分析，配合端拾器对着所工位设备辅助臂的周期性运行轨迹才能实现这一过程。因此，需要在以后的研发工作中继续深入探究，研发出一套集合结构设计、干涉检测、动作模拟等功能齐全的系统，并且要使系统具备以下特点：①实现多模具单个冲次联动，每一个冲次都能够生产出多工序合格工件；②建立模具、端拾器以及传输结构的干涉控制策略；③在虚拟环境下实现多工位模具的开发控制技术；④构建虚拟调试系统；⑤实现气动、电动与计算机技术的联合智能控制体系。
2.2 研发设计思路
对模具结构采用先进软件全面的开发出三维实体参数化设计，建立多工位冲压数据库，及虚拟化的冲压生产系统、通过虚拟生产线对多工位模具的运动过程进行全面的分析，在此过程中实现多工位模具干涉检查。对冲压件起皱缺陷及厚度变薄的缺陷研制出合理的控制方法，实现工艺干涉补偿，并提高补偿的精度。最终将模具干涉检查、冲压生产线环境、冲压CAE分析及传输结构运动分析等功能结合在一起，总结得出功多工位模具加工制造的整体系统。在完成预计研发以后，建立虚拟系统，系统包含六套多工位模具。然后对工作过程进行干涉检测，分析自动化传输系统，将控制的精度设定为0.1mm以内。保证冲压工艺方案CAE分析的准确性达到90%以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对工艺成型回弹补偿进行控制，精度控制在±0.2mm以内，在回弹补偿以后，模具的整改不能超过两轮。通过仿真虚拟模具调试，使调试的次数减少8次/天，模具制造周期降低1/4，生产效率可以提高一半。经过对多工位自动化汽车模具制造技术的设计与研发，使设计的周期大大降低，成本得到了有效的控制。
3、汽车多工位模具的自动化冲压设计
3.1 多工位模具冲压工艺内容
常规的多工位模具工艺内容排布如下：①落料冲孔；②拉延；③修边冲孔（若产品形状可以实现制件定位，则没有必要在第一次修边时冲这两个定位孔）；④修边；⑤翻边整形（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，需要在工序⑤之后再加一道修边工序）；⑥冲孔（所有产品上的冲孔要在一个工序内这样可以保证孔位的精度）。
3.2 多工位模具冲压的自动化传输设计
多工位模具的制件均需自动化传输，因此在冲压工艺设计阶段要充分考虑自动化的相关问题，以实现模具在压机里的运行：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。步距的确定需根据制件尺寸、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。制件在工作时的高度，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、汽车多工位模具的结构设计分析
4.1多样化的模具导向形式：①上下模导向形式。原则上成型类模具使用导腿导向，修边冲孔类模具使用导柱导向，但大多数情况下，一套多工位模具含有多个工序，既有修边冲孔工序又有成型工序，因此上下模的导向采用导腿和导柱结合的形式。②压料板内导向。成型、翻边以及整形工序的压料板使用导板导向。修边冲孔类的压料板使用导柱导向。
4.2 有效控制制件定位：当制件的形状比较复杂，通过下模型面就可以限制制件的窜动时，只需要在各工序使用定位板即可；当制件形状平缓，无法通过形状来给产品进行定位时，需同时使用定位板和定位销保证制件定位。
5、汽车模具多工位自动化设计的发展展望
对模具结构采用先进软件全面的开发出三维实体参数化设计，建立多工位冲压数据库，及虚拟化的冲压生产系统、通过虚拟生产线对多工位模具的运动过程进行全面的分析，在此过程中实现多工位模具干涉检查。对冲压件起皱缺陷及厚度变薄的缺陷研制出合理的控制方法，实现工艺干涉补偿，并提高补偿的精度。将模具干涉检查、冲压生产线环境、冲压CAE分析及传输结构运动分析等功能结合在一起。
结语
企业行业的发展建设自然离不开相关技术的支持，模具多工位自动化技术的研发与应用，切合我国汽车行业的发展需求，对于行业的整体性发展与进步有着巨大的推动作用，还有待进一步研究分析。
参考文献：
[1]张麦奇.浅析单机多工位模具结构设计[J].科技创新与应用，2015（29）：107.
[2]董司文.汽车模具多工位自动化技术设计[J].电子技术与软件工程，2014（10）：263.
论文作者:赵占民
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/29
标签：模具论文; 工位论文; 工序论文; 冲孔论文; 制件论文; 汽车模具论文; 导向论文; 《基层建设》2019年第1期论文;