沖床的發展動向

                                                在持續嚴峻的經濟環境中,無切削成形是企業與對手拉開距離和競爭中勝出的有力手段,而且環保是21世紀的主題,作為環保的加工方法將是主要的發展方向。無切削成形中高精度、高附加值形狀的成形是不可或缺的,為了實現這些要求就必須了解從材料到成品的全過程綜合技術。沖床就其中一個重要的技術要素。本文將介紹機械式沖床的基本特性及近年來開發出來的適用于各種成形技術的高精度多功能沖床的發展方向。

                                                沖床的基本特性

                                                機械沖床的特性與產品精度的關系。沖床的特性主要有兩個,一是剛性,它包括縱向剛性—滑塊與工作臺的拱曲和機架的彈性伸長;以及橫向剛性—偏心負荷影響下滑塊的水平移位。其二為滑塊的運動特性,包括垂直度、平行度、直線度等,對產品的精度有很大的影響。產品的精度不是只與沖床有關,它與材料、模具、潤滑等都有關,不能只考慮某一因素。從沖床的要素來考慮,產品的厚度方向的精度與縱向剛性有關,而偏差、彎曲或平行度則與橫向剛性及運動曲線特性有關。所以提高這些特性,產品精度可提高、模具壽命延長、生產的穩定性也能提高。

                                                機械式沖床的發展趨勢

                                                通用沖床的高剛性、高機能化:原本作通用機用的C形沖床也追求高精度、高機能化,由此開發出一體型龍門沖床;在下死點附近速度很慢而SPM不受影響的連桿式沖床。此連桿式沖床在驅動齒輪與曲軸間介入了兩個偏心的連桿,當驅動齒輪轉動時,由于連桿的連結角度變化,曲軸就做不等速運動。此連桿機構與其它的連桿機構不同的是受壓部的連接點少而綜合間隙小。如圖8所示,連桿式機構比肘桿式機構的扭矩能力高,可實現在下死點更高位置的成形。

                                                數控沖床:數控沖床具有CNC控制系統,能根據加工方法的需要任意設定滑塊的運動方式和速度。

                                                1、螺桿式數控沖床

                                                伺服工作機是使用AC伺服馬達通過螺桿驅動滑塊的,成形中下死點的位置可通過位置讀取裝置提供數據給位置控置裝置進行控制。因此,機械的熱膨漲和彈性變形不會影響產品的精度,調整出最適合的滑塊運動方式及以極其微小的單位控制下死點的位置。所以適用于高精度高機能的無切削成形螺桿式伺服沖床采用油壓馬達和儲能器進行扭矩控制的形式,下死點的位置控制可達到微米級,是節省能源且有環保要求的機種。

                                                2、曲軸式伺服沖床

                                                曲軸式沖床與AC伺服馬達組合起來的數控沖床。這種沖床是用伺服馬達代替原來沖床上的離合制動器和飛輪。這種沖床具有滑塊運動模式可任意設定的伺服沖床的特點,同時具有如圖3普通機械式沖床的扭矩特點。但其工作能量在低速區不會降低。

                                                3、復動成形沖床

                                                復動成形是無切削成形的有力手段。在冷間鍛造中的閉塞鍛造就是一個例子,是通過控制多個沖頭、凹模的動作和時間圖來達到控制材料塑性流動的目的。制品的精度和成形性可得到提高,甚至可以縮短工序數量。

                                                復動成形粗略可分為兩大類:重視沖床的通用性使用復動模架的復動成形;多品種生產用模具裝拆容易的使用復動沖床的成形。最近不僅在鍛造加工上,同時在板金成形與鍛造的復合成形的多樣化及能力的提高的同時,要求沖床不僅具有多動作性能,還須具備高的通用性。

                                                4、閉塞鍛造沖床

                                                星形輪及十字連軸節的成形已普遍利用閉塞鍛造模具及通用鍛造沖床。其它可節省模具裝配時配管時間的閉塞鍛造沖床可分成兩類:這些功能全在沖床里和上下油缸在沖床上而協調機構在模座上兩種形式。

                                                5、板材鍛造沖床

                                                隨著板材鍛壓成形的普及,要求鍛造沖床能進行拉深成形或縮短工程數,因此要求滑塊和工作臺必須帶油缸。原來的閉塞鍛造幾乎都是采用高能力的常壓動作,板材鍛造除了要求與工法相適應的常壓動作之外,還要求帶有順序動作、自鎖等功能。

                                                6、齒輪成形用沖床

                                                螺旋齒輪成形用復動油壓沖床如圖19所示。這種沖床共有滑動驅動用、滑塊內2個、工作臺內2個,共5個驅動源全部合用1個油壓式驅動裝置。

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