全自动内高压成形生产线核心设备的关键性能

宋国桥

（精诚工科汽车系统有限公司，河北 保定 071000）

1 内高压成形机

内高压成形机是内高压自动化线体中核心设备，决定着内高压产品的品质，影响着整线的生产效率、以及内高压产品的成本。现国内内高压成形机技术不够成熟，存在生产效率低、过程控制不稳定、产品品质得不到有效保障等诸多问题。结合未来内高压产品工艺规划、融汇国际内高压成形机技术优点，优先使用了多腔独立控制技术、水压系统创新设计技术、工艺参数集成化管理技术等，提升生产效率、降低生产成本、确保产品品质。

1.1 多腔独立控制技术

采用两套高压系统，同时增加伺服控制阀组数量，创新使用顺序成形控制方式。攻克了多个产品同时生产时合模力超过设备额定能力的行业难题，以及顺序成形带来的设备偏载问题。通过上述创新，在国内优先实现了首套三腔三回路独立控制工艺方案。将生产效率提高两倍。多腔控制原理示意图如图1所示。

1.2 水压系统创新设计技术

水压系统提供成形所需的工作介质，传统的内高压成形机水压系统由于油水无法分离、生产过程中乳化液温度过高、导致乳化液异味变质、腐蚀系统元器件、工作环境恶劣、更换频次高等问题。通过实际生产经验创新设计了油水分离系统，其由油水分离泵、集油杯、浮漂组成。利用油与水密度不同的原理（油污漂浮在上层），浮漂带动集油杯处于油污可以流入三角槽口的位置，连通集油杯底部的油水分离泵将油污排到指定的回收桶中。使用了列管式水冷冷却器，通过外接冷却水降低长时间工作后乳化液的温度。如图2所示。

1.3 工艺参数集成化管理技术

不同的内高压产品需要不同的内高压工艺参数，其包含时间、位移、压力等数十个工艺参数，由于参数较多工艺人员在参数设定时非常容易出现错误，并且工艺流程结束后也没有办法分析设定数值是否正确。鉴于上述问题通过对工艺流程的详细分析总结，设计了工艺参数集成化管理的人机操作界面（图3），并将集成化管理的重要工艺参数的时时记录并以曲线的形式体现（图4）。方便了工艺人员的操作及技术问题的分析处理。

2 弯管机

弯管机是内高压自动化线体中核心设备，是实现空间三维曲线的内高压成形产品加工生产的必备设备。所以其性能的好坏直接影响产品的品质。在传统弯管机的基础上，优先使用了焊缝位置识别技术、自动换模技术、自动注油技术、管端到位检测技术。确保了产品品质、提高了换模效率及生产效率。

2.1 焊缝位置识别技术

由于管材焊缝的延伸率极差，为确保产品胀形时不开裂，所以应将其调整至膨胀率较小的位置。创新实现管坯焊缝位置在线检测并自动调整至所需工艺状态，避免成形工序产品在焊缝处开裂失效。产品合格率由90%提升到98%。如图5所示。

2.2 自动换模技术

传统弯管机更换弯管模具采用人工装卡手动锁紧的方式，通过创新采用气缸驱动曲柄连杆机构设计，实现弯管模具自动装夹、入位，并带动锁止销自动锁紧，降低劳动强度，换模时间由原35min降低至15min。如图6所示。

2.3 自动注油技术

通芯润滑是降低管材弯曲减薄的有效方法，传统弯管机采用人工对通芯刷油的方式。我司通过安装自动注油系统，实现根据加工需求自动对通芯进行喷油润滑，喷油时间及喷油量可实际调节，取消人工刷油，弯管节拍减少2s，又可降低润滑油用量。如图7所示。

2.4 管端到位检测技术

弯管机上料时常存在管端不到位失效导致产品报废，我司创新在弯管夹紧机构上安装工件到位检测机构，可实现到位检测或自动夹紧开关，在加工过程中，既保证了产品长度一致性又可实现装件到位自动夹紧。如图8所示。

3 激光切割机

激光切割机是内高压成形产品后续加工的核心设备，主要用于内高压成形产品胀形后工艺孔及产品两端口加工。为实现高效、高品质加工零件，优先使用了双工位旋转工作台技术、切割粉尘清洁技术、全自动切割夹具技术等，提升了切割效率、降低了切割成本、确保了切割品质。

3.1 双工位旋转工作台技术

传统的激光切割工作台只有一个工位，装卸零件都要占用设备加工时间，浪费了设备的使用效率，增加了生产节拍。采用双工位旋转工作台，设备切割与人工上料同时进行，切割完成后工作台自动旋转至切割室内进行加工，然后进行下一切割循环。通过双工位旋转工作台的使用切割效率提升了5～10s，同时旋转工作台占地面积小，空间利用率高。如图9所示。

3.2 切割粉尘清洁技术

由于内高压成形零件表面残留乳化液以及铁素体在高温作用下碳化，所以内高压成形零件在激光切割时会产生大量粉尘附着在管腔内部，导致零件后续电泳时漆膜附着力不够，进而产品锈蚀失效。我司在零件一端口处增加高压大流量气体辅吹功能，激光切割的同时对工件内部进行吹气，将激光切割时产生的粉尘吹出工件外，提升了产品切割洁净度，保证后续电泳时漆膜附着力。

3.3 全自动切割夹具

激光切割夹具采用全自动化设计，可实现自动夹紧、自动卸料以及切割过程工件姿态的改变，同时单套夹具可实现两套产品同时切割，大大提升了切割效率，降低了人员操作强度。如图10所示。

4 涂油机

内高压自动化线体中关键设备，通过将管材表面喷涂均匀的油膜解决内高压成形产品胀形开裂、降低产品表面与模腔的摩擦力、提高模具使用寿命等方面起到非常重要的作用。在传统涂油机的基础上，优先使用了提升门风幕技术、油雾吸除技术、油液循环及加热技术等方面，提升了喷涂质量、减少了油液浪费、降低了工序成本。如图11所示。

4.1 提升门风幕技术

在涂油机的提升门上加装大流量、高压力气体风幕。当托盘装载零件后向涂油室内移动过程中，高压风幕清除零件表面灰尘及杂质，当涂油结束后托盘移出涂油室过程中，高压风幕整理油膜，确保油膜厚度均匀，将零件表面多余油液吹落在涂油室内减少了油液浪费。

4.2 油雾吸除技术

每次喷涂零件都会产生大量油雾，打开提升门时油雾外溢，即污染了环境也浪费了油液。通过油雾吸除系统将喷涂时产生的大量油雾吸收到专用的机构中，并且实现油雾的液化达到重复使用的目的。

4.3 油液循环及加热技术

油液粘度是喷涂效果的重要影响因素，而油液的粘度又随其温度的变化而变化。当油液温度较低时其粘度最大，喷涂效果也最不好。另外每次喷涂零件涂油室内都会残留大量油液，造成油液浪费。通过配置油品回收过滤装置及温度调节加热系统成功解决了上述两个问题，保证涂油效果，提高油液利用率。