Transfer冲压技术的应用实例

企业技术实践2018年第8期（总第442期）

Transfer冲压技术的应用实例

粟厚刚，黄永俊

（东风柳州汽车有限公司，广西柳州545000）

【摘要】文章介绍了Transfer冲压技术在车身零件生产中的一个应用实例。首先分析了东

风柳州汽车有限公司多车型之间零件通用化和生产产能现状，并在此基础上，通过成本核

算、工法设计、模具设计及干涉曲线检查分析，采用Transfer冲压技术，解决了某通用化

零件产能不足的问题，最终实现了提高生产效率和工人安全系数及降低生产成本的目的。

【关键词】Transfer冲压技术；模具设计；干涉曲线；模具调试

【中图分类号】TG306【文献标识码】A【文章编号】1674-0688（2018）08-0164-04

1Transfer冲压技术

1.1定义

Transfer冲压技术属多工位模具冲压技术，即工位间通

过传送杆上的机械手抓取零件，并通过传送杆的高速传动使

零件在工序间高速传递。传送杆有一机多站的，也有多机多

站的，本次介绍的为一机多站的应用。传送杆一机多站的特

征如下：压力机和进给凸轮、提升凸轮、提升杆、横杆、进

给杆组合成一台协同运作的同步机，具有多工位模具使用相

同的工作台、等闭合高度的模具、放件高度一致、各工序节

拍一致、生产一个零件的周期可缩短到4.5～5s、占地面积

小、实现了自动化、人员配备少的特点。

图1夹手式送料设备

1.2适用范围

Transfer冲压技术适用于生产批量大的冲压产品。

1.3送料装置

1.3.1夹手式送料装置

夹手式（GripperRail）送料装置，是通过传送干上的

抓手夹住零件、传送零件到下一个工位，简称夹手式，其特

点是抓件简单，不需气路和吸盘，适用范围广，本文选择此

种方式（如图1所示）。

1.3.2横杆式送料装置

横杆式（Crossbar）送料装置与夹手式送料装置相似，

但主要特征是利用吸盘吸住零件，并往下工序传送工序件，

横杆上需要安装气路、端拾器，并与机台通气，其优点是抓

件牢、工序件不易脱落，适用于类似车门外板等表面面积较

大的零件（如图2所示）。

图2横杆式送料装置

程数）；自动生产线的效率：spm一般为5～10；Transfer冲

压生产方式的效率：spm可达12～24，生产效率高。

2.2调查2：生产设备的调查

通过实地考察，体系内某供应商A有一条Transfer冲压

线，可充分利用，并无需重新投入Transfer冲压设备；选择

本公司某几个车型通用的一个零件（前围板下横梁内板）作

为Transfer冲压模具的开发对象，并按照供应商A的

Transfer冲压设备参数着手设计。根据零件复杂程度，预计

为3套连续模。

2Transfer冲压技术应用条件的调查

2.1调查1：不同生产线的生产效率情况

手动生产线的效率：spm一般为1～2.5（spm：每分钟冲

【作者简介】粟厚刚，男，工学学士，从事乘用车白车身钣金件结构优化及模具开发制造工作；黄永俊，男，工学学士，从事乘用车白车身钣金件

结构优化及模具开发制造工作。

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2.3Transfer冲压技术的特点

通过Transfer压机及设备传送杆的高速传递，实现高速

自动冲压，提高了工作效率（相对于机器人抓取零件），效率

高2～3倍，计划将Transfer冲压技术应用到实际生产中，

以提高生产效率、降低人工成本、解决产能问题。

3Transfer冲压技术的可行性

3.1投资项目

根据零件的复杂程度，预计开发3套连续模；根据生产

线的特性，预计需开发传送夹手（夹手式）约12个；根据生

产线的特性，预计开发3个空工位。

3.2可节约及降低生产成本的情况预估

该零件共需开发3套模具，如在手动生产线，需配备6

名操作人员，在Transfer机台上生产只需2名操作人员，可

减少4名操作人员，每年可节约4名操作工的费用。Trans-

fer冲压生产方式spm可达12～24，手动线的spm一般为

1～2.5，生产效率是手动线的9.6～12倍，按年产量20万辆

计算，可节省工时：（20万辆/2spm）-（20万辆/20spm））

/60M＝1500h/a，以及1500h/a的电费。利益平衡：一

次性工装投入费用除每年节约的费用之后，预计1.5年后可收

回工装开发的成本，同时开始盈利。

综上，通过估算，可以利用该零件（前围板下横梁内板）

作为开发Transfer生产线的连续模对象，以积累Transfer

冲压技术经验，为后续其他零件开发、Transfer生产线的连

续模开发及应用打好基础。

4Transfer冲压技术在开发中需关注的重点

4.1工法设计及重点管控项

（1）送料高度确定（FeedLevel）：根据Transfer机台

特征：要求送料高度一致、送料步距一致，因此结合供应商A

的设备参数，需将三序模具凸模位置（零件自由放置位置）

设计成580mm高，才能确保每个抓手能在580mm的高度

顺利抓取和放置工序件（如图3所示）。

（2）送料行程：因为每个抓手随传送杆运动且传送杆平

行运动的行程一致，即每个Transfer机台机械手的送料行程

L都是固定的，所以制件的位置相对于各站中心不变。依据供

应商A的设备参数范围及考虑到开发模具费用的最优，此次

模具的设计将设定L为700mm，即L=700mm（如图4所

示）。

（3）零件夹持点位置确定：因为Transfer机台的传送杆

运动速度较快，所以要求夹手在抓取和放置工序件时要快速、

平稳，避免出现故障。这就要求夹手抓取零件的位置为平面

为佳，而且零件被抓取之后，重心要平衡，不能存在歪斜、

晃动（前期选取零件时，就要考虑到此因素），根据以上要求，

企业技术实践

我们本次选取零件两端的平面和法兰面作为夹手抓取的位置

（如图5所示），夹手均夹在工件的平面上。

4.2模具结构图设计

（1）Transfer机台的传送杆运动速度较快，模具的设计

要完全避开传送杆运动、夹手的运动轨迹，即上、下模结构

需考虑传送杆、夹手送取料的避让空间，我们以下模设计为

例，将下模的侧壁（宽度方向）空间避让量最小设置为10

mm，高度方向避让量最小设置为30mm（如图6所示）。

（2）板料（工序件）托起结构：夹手能平稳抓取零件的前

注：1———取/放件夹手；2———工序件被夹起的状态；3———下模；4———二级废料槽；

5———快速定位销；6———零件在凸模上的高度（580.0mm）。

图3Transfer模具送料高度

图4送料行程均一致

注：1———第三序工序件；2———夹手；3———被夹手托起准备运送的

工序件；4———第三序凸模；5———下模座。

图5零件夹持点图示

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提是零件在凸模上的位置要精准，且不能随机台的振动产生

位移，因此要求板料的托起机构要平稳，而且要有定位销作

为定位，防止机台的振动带来工序件的位移。此次模具设计

时，我们采用弹簧作为板料托起的动力源，用螺杆锁附托起

机构并做托起机构运动的导向，同时托起机构上设计有定位

销，确保工序件被托起之后，零件不会位移，便于夹手精准

抓取零件（如图7所示）。

（3）凸模上工序件平稳放置的考虑：为了确保夹手能精

准抓取第一序完成冲压动作之后的工序件，Transfer模具的

上模必须设置预压销压住零件，防止工序件随上模带料引起

的窜动，确保夹手精准抓取工序件，进行高效率生产（如图8

所示）。

（4）各站模具闭合高度相同：因为Transfer机台的特征

是几套模具同时安装在设备的上滑块，几套模具的上模同时被

上滑块带动而运行，所以要求每套模具的闭合高度一样，且上

模接触零件的时间要求一致。此次模具设计时，根据设备参数

要求，我们将3套模具的闭合高度设计为900mm（因设备

不同，闭合高度范围不同）。此外，为了便于调节闭合高度，

L1

L2

注：1.机械手距离下模侧壁的最小距离要求：L

1

≥10mm；2.机械手距离下模高度方向的

最小距离要求：L

2

≥80mm。

图6机械手与下模避让图示介绍

注：1———板料托起机构的导向杆；2———板料托起机构的弹性元件（弹簧）；3———板件

（被托起的状态）；4———废料滑槽；5———下横座。

图7板料托起结构图示

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模具内可以使用垫板。各序模具闭合高度均为900mm（如

图9所示）。

5干涉曲线的检查

干涉曲线是上模随机床上滑块和传送杆同时相对运动而产

生的运动曲线，Transfer模具在设计时必须依据机床、传送

杆的运动轨迹做避让，运动曲线的检查过程，就是干涉曲线检

查。干涉曲线的检查，对Transfer模具的设计和制造提出了

更高的要求。图10至图12为此次模具设计时的干涉曲线。

6模具调试思路

安装好夹手后，传送杆与模具空运行检查实际干涉情况；

调试料片，让料片能顺利送达模具内固定位置；打件时检查

干涉、放件不到位的情况，并调试夹手、模具定位器、空工

位的支持块等保证零件平直地被运送到各个工位；spm的逐

图8上模压料销结构图示

图9Transfer模具各序闭合高度均为900mm

图10Transfer模具干涉曲线图示

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步提升（从spm10→12→14→16→18→20→22→24）过程中

按照PDCA循环进行管控。现场遇到的部分问题及解决方案

如下。在提升spm的过程中进行第二轮调试，主要存在以下

问题：①由于板料尺寸存在±2mm的误差且呈不规则翘曲，

超出夹手的夹持范围，存在夹手夹持不到板料的情况；②板

料在传送的过程中，由于空工位支架对板料的支撑不足，板

料中部因重力而下垂，并存在一定的震动。针对问题①的解

决方案：在夹手上面焊接钢片，以增加夹手的夹持范围；针

对问题②的解决方案：在空工位上面增加对应的支撑点，安

装聚氨酯支撑板件（工序件）。在提升spm的过程中进行第二

轮调试（spm已提升至12，采用spm＝14进行调试），发现

以下问题：①OP20、OP30及空工位夹手的度方向活动空间

达到8mm左右，传送过程中由于惯性，相邻两个工位之间

零件位置偏离，导致零件放不到位，零件被夹持变形。针对

问题①的解决方案：后工位定位销直径磨小1mm；针对问题

②的解决方案：夹手宽度方向整改成为可调，减小宽度方向

零件的活动空间。第四轮调试spm达24，零件精度为

100%，目标达成。

［1］李大鑫，张秀棉

图11以上干涉曲线检查用上模用

图12以上干涉曲线检查用下模用

设备的运动轨迹作为Transfer模具设计的前提及模具设计完

成之后干涉曲线的检查；譻訛模具的闭合高度及每个工序送料

行程的确定，均需依据Transfer冲压设备参数而定；④夹手

对零件抓取位置的考究，以及如何设计模具才能让工序件在

模具上平稳、精准定位；⑤废料排除的运动模拟；⑥模具、

设备同时运行时的运动模拟；⑦现场调试模具、设备使其达

到平稳生产的经验；⑧提升生产节拍时，需要注意的细节，

等等。

参考文献

模具技术现状与发展趋势综述［J］

模具制造，2005（2）

［2］李永哲汽车覆盖件模具设计与制造全过程检验图解［J］

北京：机械工业出版社，2011

［3］张景黎，阎兵冷冲压模具结构与设计实例［M］北京：

［责任编辑：陈泽琦］

机械工业出版社，2012（1）

7结论

通过此次Transfer模具的开发制造，充分利用了供应商

的Transfer冲压设备资源，有效地提高了生产效率和降低了

生产成本，最重要的是为后续开发Transfer模具积累了宝贵

经验：譹訛充分了解供应商设备参数，并进行实地考察；譺訛以

（上接第163页）

进一步加剧。在复合（混）生产中，无法避免几种原材料混合

的情况，因此，工艺员在设计产品配方和工艺设备时可以采取

下面列举的一些措施。

（1）调整物料的酸碱配伍，将物料的pH值调节至中性或

接近中性，一般调节至6.3~7.0，pH值太高会使水溶磷转化成

不溶于水的磷，导致磷元素退化。

（2）加入适量干燥剂，如石膏、沸石粉、轻烧石等，干燥

剂能吸收物料周围的水分，抵消其在反应过程中产生的游离

水，确保物料的干爽。

（3）物料回潮除了跟pH值有关外，还跟环境的温度和湿

度有关，所以除了在配方设计上进行改进外，我们还要对设备

及工艺进行改进，如将一些设备进行封闭，使其与外界环境隔

离起来，然后通过一些措施使环境的温度和湿度降低。

通过上述配方和工艺设备的改进，大大降低了物料回潮引

发的各类生产问题，能在很大程度上解决华南区域复合（混）

肥挤压造粒工艺在高温、高湿环境下的生产问题，使生产能够

顺利进行。

3结语

在大力推广节能、环保、高效的挤压造粒技术时，不同区

域、不同复合（混）肥生产厂家、不同的产品特点，都会在生

产过程中遇到各种不同问题，只有结合实际情况，认真分析原

因，才能解决好问题，使这项有利于环保节能的复合（混）肥

造粒技术不断进步与完善。

参考文献

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2002（29）

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［责任编辑：陈泽琦］

锡：无锡市兴华复混肥研究所，2004

复混肥生产技术综述［J］化肥工业，

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