熱沖壓工藝的特殊性，自動化輔具在熱沖壓生產(chǎn)中占有十分重要的作用。輔具設計的好壞決定著生產(chǎn)的穩(wěn)定性，甚至成為自動化生產(chǎn)及節(jié)拍提升的瓶頸。熱沖壓自動化輔具包含拆垛端拾器、上料端拾器、取件端拾器、激光切割支具、拋丸掛具。
面對全球能源危機和環(huán)境保護的壓力，節(jié)能減排已經(jīng)成了汽車制造業(yè)的發(fā)展趨勢，通過使用高強度板熱沖壓生產(chǎn)制造技術，同時實現(xiàn)車體輕量化和碰撞安全性，成了近年來汽車制造業(yè)研究的熱點。熱沖壓技術國內(nèi)起步較晚，一直處于在各大學或研究院等研究單位試驗階段，但隨著汽車企業(yè)的介入，熱沖壓技術得到了快速發(fā)展，目前熱沖壓工藝已經(jīng)應用到汽車生產(chǎn)制造工業(yè)，并且實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。自動化輔具作為熱沖壓生產(chǎn)的一部分，其結(jié)構(gòu)設計對產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的保證有著決定性作用。
拆垛端拾器
熱沖壓成形生產(chǎn)線的拆垛端拾器由骨架、電氣元件、安裝組件組成。結(jié)構(gòu)與冷沖壓自動化生產(chǎn)線基本相同，同樣采用吸盤吸取板料。冷沖壓線板料多為方料，端拾器骨架及吸盤為規(guī)則陣列布置，實現(xiàn)不同料的通用；而熱沖壓件基本為A柱、B柱等，不規(guī)則料較多，且一般為細長件，吸盤一般隨形布置，一列即可，通用具有局限性。
冷沖壓拆垛端拾器示意
熱沖壓拆垛端拾器示意
熱沖壓線拆垛端拾器為實現(xiàn)不同制件間通用，在骨架設計上，將吸盤固定結(jié)構(gòu)設計為可前、后、左、右移動式，吸盤可在橫梁上左右移動，橫梁可在主梁上前后移動，以適用不同形狀、不同尺寸的板料。
1、主梁 2、橫梁 3、吸盤 4、料片
上料端拾器
熱沖壓生產(chǎn)中，由于加熱后的鋼板處于高溫狀態(tài)，無法用吸盤抓取，故其上料端拾器上采用特定制作的夾持器（氣缸帶動夾鉗）。熱沖壓生產(chǎn)線的上料端拾器由骨架、電氣元件、夾鉗、防護板及安裝組件組成。此部分是熱沖壓線最關鍵的工位，需保證板料抓取位置精確性及穩(wěn)定性。根據(jù)料片形狀復雜程度，可采用不同的結(jié)構(gòu)設計。
形狀規(guī)則簡單的板料，如方形料、梯形料，可采用一個氣缸帶動多個夾鉗形式，如圖2-1所示。此方式可保證夾鉗動作的一致性，減少氣缸使用，降低制作成本。但需注意夾鉗的運動方向與加熱爐送料輥子的角度。在工藝設計階段，需考慮生產(chǎn)中板料的抓取方向，平行送料輥抓取為最佳狀態(tài)；如θ過大，夾鉗打開、夾緊與送料輥有干涉風險。
運用此種形式，夾鉗結(jié)構(gòu)分連接和夾持兩部，夾持部分可前后調(diào)節(jié)，使一個氣缸上多個夾鉗根據(jù)料片輪廓小范圍調(diào)整至最佳位置。
1、旋轉(zhuǎn)橫梁 2、連接部分 3、夾持部分
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實際生產(chǎn)中，熱沖壓件多為A柱、B柱等內(nèi)加強件，板料形狀多弧形不規(guī)則料，此時一般設計一個氣缸帶動一個夾鉗，夾鉗根據(jù)料片輪廓布置，在允許范圍內(nèi)，還可根據(jù)料邊曲線法線方向設置角度，不受其他夾鉗限制，可實現(xiàn)板料的最佳夾持狀態(tài)。
獨立夾鉗布置及結(jié)構(gòu)示意
取件端拾器
熱沖壓成形生產(chǎn)線的拆垛端拾器由骨架、電氣元件及安裝組件組成。加熱后板料經(jīng)模具壓制和保壓冷卻后，溫度降至200℃左右，此時仍不能用普通膠質(zhì)吸盤取件。一般設計為永磁吸盤。端拾器重量與自動化生產(chǎn)節(jié)拍成反比，故設計時除骨架主結(jié)構(gòu)保證剛度，其他部分均減重設計。
激光切割支具
熱沖壓成形后，板料成為半成品。因制件材料機械性能較高，無法通過模具加工，故需采用激光切割進行制件修邊沖孔，激光切割支具是支撐和定位制件、保證切割制件精度和穩(wěn)定性的輔助工裝，由骨架、支撐定位結(jié)構(gòu)、夾緊單元、電氣元件及安裝組件組成。
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目前普遍使用的為旋轉(zhuǎn)工作臺式激光切割設備，制件切割過程中，產(chǎn)生大量的煙塵，設備有廢料輸送及排煙塵系統(tǒng)，支具結(jié)構(gòu)設計中，支撐、定位等安裝面盡量做小，留有漏空保證上下通氣流。如安裝面為一整塊BASE板，則設計上留出空間開孔。
對于制件的支撐、定位結(jié)構(gòu)，因制件成型后與產(chǎn)品數(shù)模存在一定差別，且熱沖壓工藝制件型面特征一般較為簡單，如只依靠型面定位，制件穩(wěn)定性差，切割后制件一致性不能保證。這種問題可通過以下兩種方法進行改進：
①設計明顯的特征，如凸點、凹包等。因熱沖壓是在板料加熱后壓制成型，故凹包等明顯特征在成型后表面會有缺陷，減薄率較大，故特征一般設置在工藝補充區(qū)域，激光切割將此部分去除。
②設計定位工藝孔。采用定位孔可精確定位制件，是最為理想的定位方式。
此定位孔設計位置需遵循以下三方面原則：
①為保證激光切割制件精度，成型工序同樣使用此定位孔定位，需考慮定位孔設置位置及形式不影響上料；
②如設置在產(chǎn)品區(qū)外部，不能降低原材料利用率；
③設置在成型過程中不走料區(qū)域，孔無變形，保證精確性。