提高冲压生产工艺,降低生产成本
发表时间:2020-02-23 10:50:15 作者:雕刻机

下面分别对冲压设备、机械化系统、冲压工艺及冲模、智能控制等方面的技术进步及其应用做介绍。

冲压设备

长期以来,传统冲压设备因其稳定的生产条件保证了冲压件的质量,模具的使用也相对持久,但是缺乏灵活性是这一生产方式的明显缺陷。集成化控制技术、伺服驱动技术在压力机上的应用给冲压生产带来了更多的灵活性,大型多工位压力机、柔性冲压自动线等设备正在改写冲压生产的历史。

1.集成化控制

为适应柔性化的生产要求,压力机的所有控制功能应做到集成化,从而实现全套模具的菜单化管理,主要包括滑块行程调整、平衡器气压的调整、气垫行程调整以及自动化控制系统等各个环节的参数设定。具有现场通信网络、现场设备互联、互动操作性、分散功能模块、开放式功能的现场总线技术是压力机控制技术的发展方向,对实现自动化具有明显推动作用。

压力机控制系统的集成化可通过单一操作接口实现所有压机和模具的各项控制功能,包括故障诊断、模具菜单配置、可编程限位开关和模具监控及调整等,并使设备的维修保养更加方便,而且明显增加压力机的有效工作时间。

目前国内生产的用于轿车大型覆盖件制造的大型冲压线已经达到了当代国际先进水平(见图1),采用了多连杆精度优化补偿技术、联网全自动模具快速更换技术、矢量交流频调速主驱动技术及多点液压过载保护卸荷控制技术等,应用Ethernet网络技术可与生产联网,实时监控设备状态,具有远程通信和远程故障诊断功能,整线支持快速送料系统,每分钟可生产10~14个轿车大型覆盖件。

图1  济南二机床集团生产的3 200t大型冲压线

2.伺服驱动

新型伺服压力机采用了适应性很强的伺服驱动技术,将液压机的灵活性与机械压力机的高效率优点有机地结合起来,企业可以为他们的用户提供大小批量的各种不同的冲压件,生产能力大幅提高。日本小松公司和德国舒勒公司相继开发并已生产出了这种伺服压力机(见图2),目前在我国国内,一汽丰田汽车公司和广州丰田汽车公司已采用了这种设备。

图2  德国舒勒公司于2007年开发的新型伺服压力机

伺服驱动系统最突出的特点就是:电动机直接与偏心曲柄齿轮相互连接,由于电动机的转速可以任意调节,从而可以任意地调节曲柄机构的运动速度,任意加快或减慢冲压速度。

伺服压力机的另一大特点是匹配性很高。由于伺服压力机的电动机转速是可以无级调节的,因此有可能在冲压过程中实现冲压运动和冲裁力的无级调节,使压力机的工作曲线与各种不同的应用要求相匹配。为了保证曲柄完成精确的运动,用户可以通过减速拉延加工实现或者保持恒定的冲压运动速度,这样不仅可以提高板材加工的质量,而且也可延长模具的使用寿命。

伺服压力机的转速变化及控制经过了合理的优化设计,并且采用了集成化的模块,按照模块化结构制造,如果不需要使用其伺服功能时,该机就可以像传统压力机一样工作,保持恒定的功率和行程。

3.大型多工位压力机

可进行柔性冲压生产的大型多工位压力机代表了当今国际冲压技术的最高水平,是车身覆盖件冲压成形生产设备的发展方向。大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体,可实现全自动、智能化,操作安全,生产率高,制件质量高,综合成本低,满足了汽车工业大批量生产的需要。当然,压力机自身的技术和性能在近十多年的实践中也在不断完善和发展,如:拉伸工位采用变速多连杆机构、数控液压拉伸垫代替双动压机、现场总线控制技术的应用等。