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伺服冲床:钣金加工未来的装备

2013-12-02来源:压铸网
核心摘要:  锻压机床作为工业基础装备的重要组成部分之一,在汽车制造、交通运输、航空航天、冶金化工等重要工业部门得到广泛应用。由于

  锻压机床作为工业基础装备的重要组成部分之一,在汽车制造、交通运输、航空航天、冶金化工等重要工业部门得到广泛应用。由于汽车产业是民生工业中的先行者,冲压制造优化的未来趋势,可以在先进汽车的制造上看到一些端倪。汽车产业已经是技术很成熟的产业。中国有庞大的汽车产业配套的其他产业,这可以促进中国汽车产业的优化发展。中国还有着庞大的汽车销售市场,这对锻炼中国国内的汽车企业很有好处,中国国内汽车企业强大以后,可以逐渐走出国门。

  近年来,汽车产业界最重要的一个课题是致力于减少环境的负担。但是同时对提高安全性的要求也是持续提高。最主要的对策之一是轻量化。使得高张力钢钣的采用比率急速的增加。这是因为高强度钢钣符合先进制造材料的几个特性,包括:设计上可多样化;成本的效率特性;制造过程中的低排放特性;可回收再利用的特性;产业规模好以及不断投入的研究发展。

 

 

全球汽车发展趋势图

全球汽车发展趋势图 

   目前的现况是使用高强度钢材会使得成形吨数增加,以及模具寿命降低。为了轻量化,会被要求使用更薄的钢钣,而这将使得车身的刚性强度下降。因此,部品形状就要更复杂化(以增加强度),所以造成材料抵抗变形的能力增加了。冲压机的工程数目也要增加,使得从业者需要购买更大幅度增加吨数的冲床或压机。同时模具也更容易损坏,更需要维修保养和购新。

  装备的供应者如何建立客户的竞争优势?总的来说就是要在以下几方面:冲件品质、稳定性、精度高、模具寿命较长、产量较高、可以接更多的加工、工作环境更改善、并且总体生产成本降低。因此,钣金加工未来的装备何在?

  90年代后半开发的伺服冲床,问世近20年。在其他国家如日本已成长到占冲床出货金额的50%以上。自由控制冲头动作的独特技术牵引市场,从切削等其他工法渐渐转换为冲压加工和复合加工。最新技术和开发方针、客户需求的加工技术对应。采用低速高扭矩马达的动向和多轴化、超大型化等最新技术动向都是值得国内有意进行先进制造企业所必须深切关注的。伺服冲床开发至今, 世界各国的厂商也开始制作伺服冲床。以往只要提倡伺服冲床的优点让客户使用,今后不光是硬件面,软件面的开发也变得越来越重要。

  伺服马达决定冲床的性能

  左右伺服冲床性能的要素,以伺服马达为最主要。伺服马达的种类、加减速软件等,会影响伺服冲床运转时的性能、特别是冲头动作和加压停止会发生较大的差异。直驱式伺服冲床与标准的一段减速直驱构造,是目前一个主流产品。

  复动式冲床的单发加工事例

  复动式冲床的单发加工事例有日本的放电精密加工研究所,开发机械式的 4轴直动伺服冲床,获得制造业日本大奖。其特征具备内冲头及外冲头和油压模垫,可各别独立动作。因为不是将材料横向运送,而是将数道工程进行纵向单发加工,可避免偏心荷重,以工程中的最大荷重能力达成,其他像是不用送料,可提高加工精度等效果。应用上,精密剪断、精密板锻造、抽引、锻造、孔凸缘等复合加工可在一个模具内加工完成,达到降低成本、减少机械设置面积、模具个数减少等。

  省能源的伺服冲床生产线

  以往的传送冲床或者是纵列线,因为冲头同时,在下死点,加工力大或者受电容量大,成为浪费。日本AMINO交机至中国1000吨~6000吨5台机械连杆伺服冲床生产线,强调省能源效果,以运转8个月的资数据来看,若机械式冲床生产线的消费电力是1的话,伺服约为0.4。透过在5台纵列线行程上设时间差作重迭加工,高峰电流的最大值只要一台就够了。结果可节省1次侧电源设备容量1250kVA。

  材料成行性的深入利用

  伺服冲床可以用阶段动作,活用此机能在极短的时间(1~2秒)让冲头停止的话,荷重会下降。称之为冲压应力缓和。应力缓合即弹性应变随时间变化为塑性应变。材料上,黏性的应变速度相关性材料,加工条件上受温度和速度及停止时间的影响。另外,在拉伸和压缩上现象不同,但研究程度上,拉伸时的应力缓和较为人知。冲压加工上,最近有2件关于压缩和拉伸的研究。一是压印模具的转写性,一是关于高张力钢材的深拉伸深度报告。一般知道压印加工时,透过在下死点停留可以减少回弹提高精度,但是不了解这就是应力缓和效果。AIDA ENGINEERING在各种厚板上压入φ10mm的钢球,证实押入深度精度与下死点停留时间有关。依材料而异,但铝也证实有同样效果。本田技术研究所活用阶段动作,成功提高深拉伸成形界线。

(责任编辑:曹丽红 )
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