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伺服壓力機在沖壓生產(chǎn)中的應用

來(lái)源：鑫臺銘時(shí)間：2020-05-18 14:59瀏覽次數：- | 分享加入收藏

現代制造技術(shù)的發(fā)展要求壓力機不僅能夠高速度、高精度、大負荷的運轉，而且要求其具有更大的柔性，能根據不同材料、不同工藝要求設計滑塊運動(dòng)曲線(xiàn)。鑫臺銘伺服壓力機由于是在摒棄傳統機械壓力機的飛輪和離合器等耗能部件的基礎上，采用交流伺服電機直接作為壓力機的動(dòng)力源，通過(guò)螺旋、曲柄連桿等執行機構將電機的旋轉運動(dòng)轉化為滑塊的直線(xiàn)運動(dòng)，實(shí)現滑塊運動(dòng)可控，以滿(mǎn)足沖壓加工柔性化、智能化的需求。鑫臺銘伺服壓力機能夠提高復雜形狀沖壓件、高強度板及鋁合金板成型加工的技術(shù)水平和制造能力，充分體現了鍛壓力機床未來(lái)的發(fā)展趨勢。

傳統壓力機生產(chǎn)現狀

機械壓力機是金屬塑性加工領(lǐng)域中應用最廣泛的沖壓設備，采用的是直流電機、交流電機或者變頻調速電機作為動(dòng)力源，以曲柄、多連桿為執行機構，通過(guò)空載情況下飛輪高速運轉儲存能量，負載階段釋放能量來(lái)完成沖壓過(guò)程。

傳統機械壓力機有以下缺點(diǎn)：

1、生產(chǎn)效率低、安全隱患大。

操作人員負責上下料，人員在操作過(guò)程中勞動(dòng)強度大，易疲勞，安全隱患大；同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中由于是手工操作，制件在生產(chǎn)、轉運過(guò)程中存在一定量的變形，對制件的符合率和裝配性能有非常大的影響。由于是流水線(xiàn)作業(yè)，當其中一道工序出現問(wèn)題時(shí)，整條線(xiàn)全部面臨停線(xiàn)，生產(chǎn)效率得不到保障。

2、能效消耗大。

常規曲柄壓力機驅動(dòng)電機一直旋轉，帶動(dòng)飛輪旋轉，靠飛輪轉動(dòng)的慣性，通過(guò)離合器控制滑塊運動(dòng)，同時(shí)大功率電機釋放的能量的利用率只有65%，很多能量在運動(dòng)過(guò)程中浪費掉，增加了生產(chǎn)制造成本。

3、噪聲大，振動(dòng)大、模具壽命降低。

曲柄連桿機床產(chǎn)生噪聲有以下幾種：第一種是機械壓力機在板材加工成形時(shí)所產(chǎn)生的噪聲會(huì )高于90dB，最高達93dB；第二種是電機空運轉引起的噪聲；第三種是壓力機離合器和制動(dòng)器工作時(shí)沖擊運動(dòng)變化引起的噪聲。所以操作人員在工作時(shí)必須佩戴防噪聲耳塞，避免聽(tīng)力受損。同時(shí)滑塊在運動(dòng)過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大幅度的振動(dòng)，對模具的工作部件有著(zhù)非常大的影響，模具在振動(dòng)頻繁的環(huán)境下長(cháng)時(shí)間工作，會(huì )嚴重影響其使用壽命。

4、產(chǎn)品質(zhì)量、性能不能保證。

常溫下進(jìn)行的冷沖壓工藝會(huì )有很多的質(zhì)量缺陷，例如開(kāi)裂、起皺、縮頸、滑移線(xiàn)等，所涉及的影響因素包括：成型工藝、板料性能、模具參數、工藝參數、設備精度及工況條件等。在成型工藝條件相同的情況下，拉延速度的合理性也是產(chǎn)生上述缺陷不可忽略的因素，傳統的壓力機不能夠有效的控制拉延速度，經(jīng)常會(huì )出現產(chǎn)品生產(chǎn)不穩定、質(zhì)量不一致的問(wèn)題。

鑫臺銘伺服壓力機在沖壓生產(chǎn)中的優(yōu)勢:

1、提高生產(chǎn)效率。

由于伺服壓力機保留了曲柄壓力機的優(yōu)點(diǎn)，尤其是其生產(chǎn)效率遠高于液壓力機，體現了“液壓力機的加工質(zhì)量，機械壓力機的生產(chǎn)效率”。不僅如此，伺服電機驅動(dòng)曲柄壓力機還可以根據工件的不同，調整滑塊行程，在一個(gè)循環(huán)中無(wú)須完成360°旋轉，而只進(jìn)行一定角度的擺動(dòng)來(lái)完成沖壓生產(chǎn)，這就進(jìn)一步縮短了循環(huán)時(shí)間，最大限度地減少了無(wú)效行程，大大提高了生產(chǎn)效率，由于伺服壓力機的高精度及穩定性，大大保證了制件的質(zhì)量，減少了模具維修時(shí)間；同時(shí)，伺服壓力機的出現還降低了工作人員的操作風(fēng)險。

2、節能環(huán)保。

常規曲柄壓力機驅動(dòng)電機旋轉來(lái)帶動(dòng)飛輪旋轉，靠飛輪轉動(dòng)的慣性，通過(guò)離合器控制滑塊運動(dòng)。而伺服電機驅動(dòng)壓力機，完全靠電機的扭矩工作，通過(guò)混合（絲桿、多連桿等）增力機構，實(shí)現小電機發(fā)揮出大的力量，沒(méi)有離合器，由電機驅動(dòng)單元控制電機的啟停。由于省去了飛輪，電機只有在沖壓時(shí)才旋轉，普通曲柄壓力機的電機和飛輪空轉耗能得以節省。由于沒(méi)有了離合器，也減少了離合器的能耗。同噸位的傳統壓力機與伺服壓力機相比，伺服壓力機節能35％以上。

3、噪聲低、模具使用壽命長(cháng)。

由于采用進(jìn)口伺服電機和CNC控制系統，可以設計特殊的工作特性曲線(xiàn)，控制沖裁時(shí)沖頭的速度，從而減少沖裁的振動(dòng)和噪聲，提高模具使用壽命。日本小松公司的研究結果表明，伺服電機驅動(dòng)數控壓力機的沖裁噪聲較常規曲柄壓力機降低20dB以上。同時(shí)，由于沒(méi)有電機和飛輪的空轉，不沖裁時(shí)，完全沒(méi)有噪聲。

伺服壓力機的生產(chǎn)應用:

壓力機與坯料的關(guān)系

壓力機工作速度在宏觀(guān)上表現為板料的拉延速度，在微觀(guān)上表現為板料的應變速率。根據塑性成形理論，應變速率增大會(huì )引起材料硬化，但當變形速度進(jìn)一步加大時(shí)，塑性變形過(guò)程中產(chǎn)生的熱量又會(huì )使得硬化效應有所下降。根據板料的塑性隨應變速率變化的一般趨勢顯示，當應變速率不是很大時(shí)（ab段），由應變速率增大引起的塑性下降大于溫度效應引起的塑性增加，即板料的塑性隨應變速率增大而減??；當應變速率較大時(shí)（cd段），由于溫度效應顯著(zhù)，由溫度效應引起的塑性增加與應變速率引起的塑性下降相當。即此時(shí)板料塑性下降并不顯著(zhù)；而當應變速率增加到一定程度時(shí)（de段），板料塑性急劇下降，板料接近開(kāi)裂邊緣。

從上述分析得出，隨著(zhù)壓力機工作速度的增加，由于板料變形區域的變形抗拉力增大而導致塑性下降，使拉延件傳力區的應力增大，將導致該處開(kāi)裂的可能性增大；為此針對不同板材允許的最大拉延速度，拉延成形時(shí)必須校核拉延過(guò)程中的壓力機速度，以保證壓力機的工作速度在板料允許的最大拉延速度內。

伺服壓力機實(shí)際的應用:

在高生產(chǎn)效率的前提下，如何保證制件的成型性、穩定性困擾著(zhù)很多企業(yè)。汽車(chē)B柱加強板是車(chē)身中非常重要的承力結構件，B柱零件的結構特點(diǎn)：成形深度大、零件截面變化復雜、屈服強度高的原材料、零件高低差大，這樣的零件在模具制造、生產(chǎn)中容易造成開(kāi)裂、起皺、偏載等問(wèn)題，因這些問(wèn)題在工藝和模具設計上無(wú)法完全規避，在投產(chǎn)后間接對壓力機的使用要求提高了很多。汽車(chē)B柱加強板從坯料到成品件，中間共有五道加工工序，伺服壓力機的出現解決了B柱加強板無(wú)法高效率、高精度、高穩定性、高質(zhì)量生產(chǎn)的問(wèn)題；同時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中伺服壓力機的智能監控系統，能夠實(shí)時(shí)采集每道工序的應力變化，一旦出現不合格產(chǎn)品或模具異常故障就會(huì )報警，現場(chǎng)人員會(huì )及時(shí)處理，避免不良品批量產(chǎn)出和安全事故的發(fā)生。

結束語(yǔ):

交流伺服電機驅動(dòng)壓力機可大大提高設備的柔性化和智能化水平，改善伺服壓力機的壟斷特性，是新一代成型設備的發(fā)展方向。鑒于其廣闊的應用前景，國內壓力機制造企業(yè)應加快這項新技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)出我國具有完全自主知識產(chǎn)權的大型伺服壓力機。

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本文標簽：伺服壓力機 鑫臺銘

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