國(guó)內(nèi)沖床行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)分析

國(guó)內(nèi)沖床廠家生產(chǎn)的沖床的基本特性主要有兩個(gè)，一是剛性，它包括縱向剛性—滑塊與工作臺(tái)的拱曲和機(jī)架的彈性伸長(zhǎng);以及橫向剛性—偏心負(fù)荷影響下滑塊的水平移位。其二為滑塊的運(yùn)動(dòng)特性，包括垂直度、平行度、直線度等，對(duì)產(chǎn)品的精度有很大的影響。產(chǎn)品的精度不是只與沖床有關(guān)，它與材料、模具、潤(rùn)滑等都有關(guān)，不能只考慮某一因素。從沖床的要素來(lái)考慮，產(chǎn)品的厚度方向的精度與縱向剛性有關(guān)，而偏差、彎曲或平行度則與橫向剛性及運(yùn)動(dòng)曲線特性有關(guān)。所以提高這些特性，產(chǎn)品精度可提高、模具壽命延長(zhǎng)、生產(chǎn)的穩(wěn)定性也能提高。根據(jù)成形法、成形速度、生產(chǎn)性等選用沖床時(shí)，就必須考慮沖床的這些特性。依據(jù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，機(jī)械式?jīng)_床有：沖壓加工中應(yīng)用最廣泛的曲軸式?jīng)_床，下死點(diǎn)附近速度最慢的肘桿式?jīng)_床，以及滑塊速度在下死點(diǎn)以上很高位置就開始減慢且具有很高扭矩能力的連桿式?jīng)_床。

用鍛造沖床時(shí)，以生產(chǎn)性為重時(shí)就選用曲軸式?jīng)_床;如果追求下死點(diǎn)附近的成形性就選用肘桿式?jīng)_床;若需要很高位置上的成形或閉塞鍛造的話就選用連桿式?jīng)_床。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)切削成形，對(duì)沖床的功能要求越來(lái)越高。沖壓機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)正向高精度、高剛性、合適的滑塊運(yùn)動(dòng)特性、智能化、多方向運(yùn)動(dòng)、甚至環(huán)保方向發(fā)展。

機(jī)械式?jīng)_床的發(fā)展趨勢(shì)

1、通用沖床的高剛性、高機(jī)能化

原本作通用機(jī)用的C形沖床也追求高精度、高機(jī)能化，由此開發(fā)出一體型龍門沖床;帶AIDA連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)且在下死點(diǎn)附近速度很慢而SPM不受影響的連桿式?jīng)_床。此連桿式?jīng)_床在驅(qū)動(dòng)齒輪與曲軸間介入了兩個(gè)偏心的連桿，當(dāng)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于連桿的連結(jié)角度變化，曲軸就做不等速運(yùn)動(dòng)。此連桿機(jī)構(gòu)與其它的連桿機(jī)構(gòu)不同的是受壓部的連接點(diǎn)少而綜合間隙小。連桿式機(jī)構(gòu)比肘桿式機(jī)構(gòu)的扭矩能力高，可實(shí)現(xiàn)在下死點(diǎn)更高位置的成形。垂直連桿式?jīng)_床驅(qū)動(dòng)方式是在普通的肘桿式機(jī)構(gòu)中加上垂直連桿和支點(diǎn)連桿共二支連桿，使加工中直接與滑塊連接的連桿基本保持垂直狀態(tài)，使成形載荷能通過(guò)垂直連桿垂直傳遞的驅(qū)動(dòng)方式。

2、普通機(jī)械沖壓機(jī)由于連桿是斜壓在滑塊上，使滑塊受很大的不良橫向力，因此，這種驅(qū)動(dòng)方式比普通驅(qū)動(dòng)方式具有更高的精度，更加適合于高精度加工。下死點(diǎn)上方5mm位置，普通肘桿式?jīng)_壓機(jī)的滑塊受到橫向力約占成形力的10%，而垂直連桿式?jīng)_床的不會(huì)超過(guò)1%。這種沖壓機(jī)適用于要求上下模具對(duì)中性高的加工。SL驅(qū)動(dòng)方式和VL驅(qū)動(dòng)一樣是一種作用于滑塊上的側(cè)向力幾乎為零的驅(qū)動(dòng)方式，但其行程可以做的更長(zhǎng)，適用于下死點(diǎn)以上更高的位置上開始速度變化很少的擠壓加工。這種連桿機(jī)構(gòu)保證連桿在工作中保持基本垂直狀態(tài)。垂直連桿式?jīng)_床多用于順?biāo)图庸?，但在形狀?fù)雜的成形中，先用順?biāo)图庸?，后半部分用多工位搬送的?fù)合方式進(jìn)行加工。搬送裝置可用各種各樣，如吸盤式或夾爪式的三維伺服多工位搬送裝置等。

數(shù)控沖床的發(fā)展趨勢(shì)

數(shù)控沖床具有CNC控制系統(tǒng)，能根據(jù)加工方法的需要任意設(shè)定滑塊的運(yùn)動(dòng)方式和速度。

1、螺桿式數(shù)控沖床

伺服工作機(jī)是使用AC伺服馬達(dá)通過(guò)螺桿驅(qū)動(dòng)滑塊的，成形中下死點(diǎn)的位置可通過(guò)位置讀取裝置提供數(shù)據(jù)給位置控置裝置進(jìn)行控制。因此，機(jī)械的熱膨漲和彈性變形不會(huì)影響產(chǎn)品的精度，調(diào)整出最適合的滑塊運(yùn)動(dòng)方式及以極其微小的單位控制下死點(diǎn)的位置。所以適用于高精度高機(jī)能的無(wú)切削成形螺桿式伺服沖床采用油壓馬達(dá)和儲(chǔ)能器進(jìn)行扭矩控制的形式，下死點(diǎn)的位置控制可達(dá)到微米級(jí)，是節(jié)省能源且有環(huán)保要求的機(jī)種。

2、曲軸式伺服沖床

曲軸式?jīng)_床與AC伺服馬達(dá)組合起來(lái)的數(shù)控沖床。這種沖床是用伺服馬達(dá)代替原來(lái)沖床上的離合制動(dòng)器和飛輪。這種沖床具有滑塊運(yùn)動(dòng)模式可任意設(shè)定的伺服沖床的特點(diǎn)，同時(shí)具有如圖3普通機(jī)械式?jīng)_床的扭矩特點(diǎn)。但其工作能量在低速區(qū)不會(huì)降低。

3、復(fù)動(dòng)成形沖床

復(fù)動(dòng)成形是無(wú)切削成形的有力手段。在冷間鍛造中的閉塞鍛造就是一個(gè)例子，是通過(guò)控制多個(gè)沖頭、凹模的動(dòng)作和時(shí)間圖來(lái)達(dá)到控制材料塑性流動(dòng)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(shù)量。

復(fù)動(dòng)成形粗略可分為兩大類：重視沖床的通用性使用復(fù)動(dòng)模架的復(fù)動(dòng)成形;多品種生產(chǎn)用模具裝拆容易的使用復(fù)動(dòng)沖床的成形。最近不僅在鍛造加工上，同時(shí)在板金成形與鍛造的復(fù)合成形的多樣化及能力的提高的同時(shí)，要求沖床不僅具有多動(dòng)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(jié)的成形已普遍利用閉塞鍛造模具及通用鍛造沖床。其模具結(jié)構(gòu)具有閉塞機(jī)能和協(xié)調(diào)機(jī)能。其它可節(jié)省模具裝配時(shí)配管時(shí)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(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)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(jìn)行拉深成形或縮短工程數(shù)，因此要求滑塊和工作臺(tái)必須帶油缸。原來(lái)的閉塞鍛造幾乎都是采用高能力的常壓動(dòng)作，板材鍛造除了要求與工法相適應(yīng)的常壓動(dòng)作之外，還要求帶有順序動(dòng)作、自鎖等功能。

6、齒輪成形用沖床

螺旋齒輪成形用復(fù)動(dòng)油壓沖床。這種沖床共有滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)用、滑塊內(nèi)2個(gè)、工作臺(tái)內(nèi)2個(gè)，共5個(gè)驅(qū)動(dòng)源全部合用1個(gè)油壓式驅(qū)動(dòng)裝置。成形的初期階段與常壓頂桿方式的內(nèi)圈鍛造成形一樣，凸模插入閉塞中的凹模齒形空間，材料從下方開始流動(dòng)進(jìn)行初成形。在這種狀態(tài)下，模芯上升，材料中心的模芯直徑由粗變細(xì)。此時(shí)工件內(nèi)徑部又有了新的空間，可以產(chǎn)生新的塑性流動(dòng)，所以加大壓力材料就可充滿齒形的先端部位。用此方法加工出來(lái)的產(chǎn)品，加工壓力只有1300Mpa，齒形部的塌角及毛剌極小。利用復(fù)動(dòng)成形對(duì)材料流動(dòng)進(jìn)行控制成形出來(lái)的齒輪可達(dá)JIS3~4級(jí)，這非常接近于高附加值的無(wú)切削成形。