在持續(xù)嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，無(wú)切削成形是企業(yè)與對(duì)手拉開距離和競(jìng)爭(zhēng)中勝出的有力手段，而且環(huán)保是21世紀(jì)的主題，作為環(huán)保的加工方法將是主要的發(fā)展方向。無(wú)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(shí)現(xiàn)這些要求就必須了解從材料到成品的全過程綜合技術(shù)。沖床就其中一個(gè)重要的技術(shù)要素。本文將介紹機(jī)械式?jīng)_床的基本特性及近年來(lái)開發(fā)出來(lái)的適用于各種成形技術(shù)的高精度多功能沖床的發(fā)展方向。

沖床的基本特性

機(jī)械沖床的特性與產(chǎn)品精度的關(guān)系。沖床的特性主要有兩個(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。

機(jī)械式?jīng)_床的發(fā)展趨勢(shì)

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；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。如圖8所示，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。

數(shù)控沖床：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)通過螺桿驅(qū)動(dòng)滑塊的，成形中下死點(diǎn)的位置可通過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)油壓沖床如圖19所示。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。

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