前言
近年隨著科技的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高精度、高質(zhì)量、低價(jià)格產(chǎn)品的需求越來(lái)越大，用于制造產(chǎn)品的材料越來(lái)越豐富，使得制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。由于新型材料的出現(xiàn)以及產(chǎn)品形狀趨于復(fù)雜，為此制造業(yè)對(duì)于能夠高精度加工復(fù)合材料、難加工材料的壓力機(jī)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。
伺服壓力機(jī)的一個(gè)重要特點(diǎn)，就是其可以根據(jù)成形工藝的要求，在計(jì)算機(jī)控制下任意調(diào)整滑塊的行程、移動(dòng)速度、停止位置和保壓時(shí)間，還具有可進(jìn)行復(fù)合加工的功能。伺服壓力機(jī)是一種高附加值的塑性加工設(shè)備。
曲柄連桿式伺服壓力機(jī)
加工工作特性
傳統(tǒng)的曲柄連桿式壓力機(jī)的傳動(dòng)方式，主要是由電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)飛輪、離合器、曲軸連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，由于電動(dòng)機(jī)不能隨意頻繁地啟停，不能隨意變轉(zhuǎn)速，滑塊只能按正弦運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在一定的行程范圍和行程次數(shù)作上下運(yùn)動(dòng)。而對(duì)于伺服壓力機(jī)，如圖1所示的一種小型曲柄連桿式伺服壓力機(jī)，其特點(diǎn)是沒(méi)有飛輪和離合器，伺服電機(jī)通過(guò)一級(jí)齒輪傳動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，滑塊的運(yùn)動(dòng)速度和位置可以被任意精準(zhǔn)地控制。由于沒(méi)有離合器和飛輪，其結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)壓力機(jī)簡(jiǎn)單得多，維護(hù)成本只有傳統(tǒng)壓力機(jī)的60%。
圖1 曲柄連桿式伺服壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖
如圖2所示，伺服壓力機(jī)特有的滑塊運(yùn)動(dòng)-時(shí)間曲線模式，比傳統(tǒng)壓力機(jī)減少了每一個(gè)沖壓循環(huán)周期的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。如圖3所示，可通過(guò)計(jì)算機(jī)程序設(shè)定不同的滑塊運(yùn)動(dòng)模式，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。
圖3 采用不同的運(yùn)動(dòng)模式既滿足工藝要求又減少周期時(shí)間
滑塊的運(yùn)動(dòng)模式可以設(shè)計(jì)成如圖４所示的多種形式，其類型大致可分為傳統(tǒng)曲軸連桿運(yùn)動(dòng)模式（曲軸運(yùn)動(dòng)）、仿肘桿傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式（肘桿運(yùn)動(dòng)）、緩慢接觸運(yùn)動(dòng)模式（軟運(yùn)動(dòng)）、低頻脈沖運(yùn)動(dòng)模式（脈沖１運(yùn)動(dòng)）、按程序設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)模式（程序運(yùn)動(dòng)）、高頻脈沖運(yùn)動(dòng)模式（脈沖２運(yùn)動(dòng)）、仿鐘擺運(yùn)動(dòng)模式（擺錘運(yùn)動(dòng)）、下死點(diǎn)附近整形運(yùn)動(dòng)模式（整形運(yùn)動(dòng)）和大幅度的往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)模式（往復(fù)運(yùn)動(dòng)）等９種運(yùn)動(dòng)模式類型。用戶根據(jù)工藝要求選擇其中一種類型后，根據(jù)實(shí)際工況選擇設(shè)定其最佳運(yùn)動(dòng)參數(shù)。選擇設(shè)定好的類型和參數(shù)可以存入工藝數(shù)據(jù)庫(kù)以備隨時(shí)調(diào)用。
隨著低速高扭矩伺服電機(jī)與電力平均化系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，消除了壓力機(jī)在低速加工時(shí)的能量不足問(wèn)題，在減速90%時(shí)也能釋放出100%的工作能量。結(jié)果使其能夠?qū)崿F(xiàn)低頻脈沖成形、拉深成形、多級(jí)成形、溫成形等要求有速度變化且動(dòng)作復(fù)雜的功能。如采用緩慢接觸運(yùn)動(dòng)模式還可降低沖裁噪聲。電源容量也跟傳統(tǒng)壓力機(jī)的一樣，無(wú)需另外配置節(jié)省成本。
應(yīng)用效果
所謂低頻脈沖成形，是將滑塊上升與下降量設(shè)定在0.01mm的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)同時(shí)還變速的脈沖運(yùn)動(dòng)成形技術(shù)。對(duì)于脈沖1，在滑塊下降的過(guò)程中當(dāng)被加工板材接觸到模具之時(shí)滑塊瞬間上升，伴隨著這種反復(fù)的上下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)逐漸進(jìn)行成形加工的過(guò)程，使載荷造成的模具和機(jī)身框架的變形減小，同時(shí)也發(fā)生去除模具與工件間積留的空氣（油），防止阻斷加工油的效果。此時(shí)板材的延展性提高、壁厚也均勻，易于提高成形精度，最終使拉深率提高。此時(shí)無(wú)論用什么種類的潤(rùn)滑油以及涂覆量多少，其效果都是一樣的。
對(duì)于脈沖2，在加工領(lǐng)域可用低/高速往復(fù)旋轉(zhuǎn)加工，在成形加工中可實(shí)現(xiàn)減少?zèng)_擊痕跡提高品質(zhì)，由于加工載荷降低而提高了模具壽命。在沖裁加工時(shí)可減緩破斷現(xiàn)象從而降低加工噪聲。
（1）降低噪聲的效果。
如圖5所示，可控制滑塊在材料被沖剪開(kāi)始斷裂的瞬間降低運(yùn)動(dòng)速度。這樣既不會(huì)大幅降低生產(chǎn)率又能實(shí)現(xiàn)低噪聲沖裁加工。而且如圖5c所示，如果使滑塊一邊產(chǎn)生振動(dòng)一邊進(jìn)行沖裁，可是噪聲降得更低。
（2）消除沖裁件毛刺。
對(duì)于沖裁加工，如何減少或完全消除被沖裁工件斷口處的毛刺是個(gè)永恒的課題。在伺服壓力機(jī)上，只要采用設(shè)置有反向沖頭裝置的沖裁模具如圖6所示，使用如圖7所示滑塊的程序運(yùn)動(dòng)模式。
圖6 有反向沖頭裝置的沖裁模具
由圖7可以看到第一步為半沖裁，凸模沖入板材深度約為板厚的30～40%。此時(shí)材料處于塑性變形還未被切斷狀態(tài)。第二步凸模與反向沖頭夾持材料做反向回程，回程量為板厚的20%。第三步最終沖下工件。整個(gè)過(guò)程只用一道工序就能沖出無(wú)毛刺的工件。
圖8是用該方法加工的工件切口斷面照片，可以看出，無(wú)論是孔的切口面還是落料件的切口面都有一點(diǎn)塌角，且均沒(méi)有出現(xiàn)毛刺。
圖7 滑塊運(yùn)動(dòng)的程序運(yùn)動(dòng)模式 圖8 沖裁得到的落料件及落料孔的
切口斷面照片
（3）拉深與減薄拉深實(shí)驗(yàn)的效果。
如圖9所示為筒形件拉深模具，凸模在下凹模在上，凸模直徑60mm；凹模內(nèi)徑61.6mm；圓角半徑均為5mm；被加工材料為A1050純鋁板材；板厚為0.6mm。壓邊板通過(guò)頂桿與工作臺(tái)下方的氣動(dòng)模墊連接。在工作中壓邊板與凹模始終壓緊工件凸緣，上模座帶著凹模在伺服壓力機(jī)滑塊驅(qū)動(dòng)下，如圖10所示以脈沖運(yùn)動(dòng)模式，一邊下行一邊做上下往復(fù)的脈沖運(yùn)動(dòng)拉深筒形件。
圖9筒形件拉深模具 圖10滑塊的脈沖運(yùn)動(dòng)模式
加工中采用如圖10所示滑塊的脈沖運(yùn)動(dòng)模式時(shí)，滑塊上升移動(dòng)量Ud設(shè)定在3.5mm≤Ud≤4.5mm，下降移動(dòng)量Dd設(shè)定在4mm≤Dd≤5mm的范圍效果最佳。其相當(dāng)于脈沖頻率2.9～12.4Hz。加工中采用水溶性潤(rùn)滑油（S-1330，動(dòng)力粘度：275mm2/s，日本加工油）做潤(rùn)滑。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖11（a）所示，在傳統(tǒng)方式拉深下，最大拉深比：LDR=2.2；此時(shí)不發(fā)生起皺的最小壓邊力30kN。而如圖11（b）所示，在伺服壓力機(jī)的上述脈沖運(yùn)動(dòng)模式下拉深，獲得最大拉深比：LDR=2.35；此時(shí)不發(fā)生起皺的最小壓邊力8kN。
（a）傳統(tǒng)方式拉深的筒形件 （b）伺服壓力機(jī)拉深的筒形件
圖11 伺服壓力機(jī)與傳統(tǒng)壓力機(jī)的最大拉伸高度比較
如圖12所示為減薄拉深模具。凸模在上凹模在下，凸模直徑25mm；凹模錐角12°；被加工材料為A1050純鋁板材；板厚為0.6mm；被加工件事先用1.7的拉深比預(yù)制成筒形件，加工時(shí)將預(yù)制件放入模具進(jìn)行減薄拉深。減薄拉伸率采用δ=59.3%，以如圖10所示的脈沖運(yùn)動(dòng)模式，一邊下行一邊做上下往復(fù)的脈沖運(yùn)動(dòng)拉深筒形件?；瑝K上升移動(dòng)量Ud設(shè)定在0.01mm≤Ud≤0.5mm，下降移動(dòng)量Dd設(shè)定在0.1mm≤Dd≤0.6mm的范圍效果最佳。其相當(dāng)于脈沖頻率12.1～12.4Hz。加工中采用水溶性潤(rùn)滑油（S-1330，動(dòng)力粘度：275mm2/s，日本加工油）做潤(rùn)滑。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13所示，對(duì)于傳統(tǒng)方法最好的減薄拉深率為δc=46.9%。而采用脈沖運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行加工，滑塊上升移動(dòng)量Ud設(shè)定在0.01mm；下降移動(dòng)量Dd設(shè)定在0.3mm。獲得的最好減薄拉深率為δp=59.3%，比傳統(tǒng)方法提高了12.4%。
圖13 伺服壓力機(jī)與傳統(tǒng)方法拉深結(jié)果比較
機(jī)械肘桿式伺服壓力機(jī)
加工工作特性
如圖14所示為機(jī)械肘桿式伺服壓力機(jī)，其傳動(dòng)系統(tǒng)為：采用AC伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)特殊螺桿，推動(dòng)對(duì)稱的肘桿式連桿，帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。即，將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)螺桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)。由于采用對(duì)稱的連桿布置結(jié)構(gòu)，使壓力機(jī)抗偏載能力強(qiáng)，同時(shí)可保證滑塊機(jī)械同步。在沖裁加工時(shí)無(wú)過(guò)沖問(wèn)題，在成形加工時(shí)滑塊對(duì)導(dǎo)軌的側(cè)壓載荷小，因而能長(zhǎng)期保持壓力機(jī)的精度。
可依據(jù)材料成形工藝的要求，實(shí)現(xiàn)多種多樣的滑塊運(yùn)動(dòng)曲線。拉深比提高了20%～30%?？煽刂苹瑝K間歇停止運(yùn)動(dòng)施行保壓。大幅減少振動(dòng)降低噪音，最低可降到75dB（A），比傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)和油壓機(jī)低10～20dB（A），因此降低了對(duì)模具的沖擊，使模具壽命提高到3倍以上。由于沒(méi)有飛輪、制動(dòng)器和離合器，以及液壓閥等部件等損耗品，使得維修量是傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)和油壓機(jī)的1/3。
圖14 日本網(wǎng)野公司的機(jī)械肘桿式伺服壓力機(jī)
應(yīng)用效果
（1）帽形高強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)件冷成形。
如圖15所示的常見(jiàn)飛鏢形帽形斷面件，為日本會(huì)田工程公司的一個(gè)案例。其屈服極限為590MPa級(jí)的高強(qiáng)鋼。對(duì)于高強(qiáng)鋼板材的冷成形，由于回彈嚴(yán)重，在傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)上，要用兩道工序兩套模具成形。
圖15 用兩道工序加工成形的飛鏢形帽形件
如圖16所示，為飛鏢形帽形件的兩道加工工序斷面形狀。圖16（a）所示為第一道得到的斷面形狀，圖16（b）為第二道工序得到的斷面形狀，H為最終成形件高度。第一道工序通過(guò)彎曲拉深得到H0＞H、D0＜D的斷面尺寸；第二道工序通過(guò)整形加工方法，將H0-H的直壁部分被壓彎，而在第一道工序成形的圓角部分（C面）被回彎成法蘭面。這種方法的特點(diǎn)是減少直壁和法蘭部分的殘余應(yīng)力，從而減少回彈提高尺寸精度。其成形機(jī)理即所謂的包辛格效應(yīng)。即：在對(duì)材料進(jìn)行拉伸超過(guò)屈服極限后再向相反的方向壓縮該材料就會(huì)出現(xiàn)屈服極限降低的現(xiàn)象，且載荷同時(shí)降低10%。
（a）第一道工序加工的斷面 （b）第二道工序加工的斷面
圖16 用兩道工序加工得到的斷面形狀
采用伺服壓力機(jī)的滑塊可以任意改變行程、位置和速度的特性，加上如圖17所示的模具改造，即可只用一道工序一套模具來(lái)完成上述飛鏢形帽形件的加工成形。
圖17 伺服壓力機(jī)用飛鏢形帽形件加工模具
為了能夠在滑塊的一個(gè)行程內(nèi)用一套模具完成彎曲拉深和整形兩道工序，在模具內(nèi)裝有移動(dòng)墊塊的氣缸。工作時(shí)，在如圖17（a）所示的彎曲拉深工序階段，下模的頂出桿和上模的打料桿均處于原位，氣缸無(wú)動(dòng)作；在如圖17（b）所示的整形階段，上下模具中的氣缸活塞桿均伸出將墊塊送到位。用這套模具可實(shí)現(xiàn)在彎曲拉深工序階段將工件深度拉到大于最終產(chǎn)品深度，即H0＞H，然后在整形工序階段往回壓縮使工件達(dá)到最終產(chǎn)品深度H。
用如圖18所示的滑塊工作曲線圖，描述一個(gè)行程內(nèi)完成兩道工序的動(dòng)作。這個(gè)曲線圖可以看到有如下幾個(gè)特點(diǎn)：⑴在模具接觸板材前滑塊減速，使模具能夠與板材軟接觸；⑵在彎曲拉深階段采用慢速；⑶用兩次回到下死點(diǎn)完成兩道工序；⑷在整形工序階段滑塊在下死點(diǎn)附近有兩次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，克服材料的回彈。
加工工作程序?yàn)椋孩砰_(kāi)始滑塊以最大運(yùn)行速度下行；⑵在距下死點(diǎn)上58mm處減速進(jìn)入彎曲拉深工序階段；⑶滑塊經(jīng)過(guò)下死點(diǎn)后回程至下死點(diǎn)上23mm處停止，此時(shí)第一道工序完成；⑷計(jì)算機(jī)檢測(cè)到滑塊停止即發(fā)信號(hào)使上下模具中的氣缸動(dòng)作，活塞桿伸出推動(dòng)墊塊到位；⑸墊塊到位即發(fā)信號(hào)，使滑塊從停止位置（下死點(diǎn)上23mm處）再一次向下死點(diǎn)方向下降，在比第一道工序的下死點(diǎn)高一點(diǎn)的位置停止，保持0.2s后向上提升一點(diǎn)后再回到原位保持0.2s，實(shí)現(xiàn)兩次沖壓整形完成第二道工序的加工過(guò)程；⑹整形工序完成后，滑塊以最大速度回升至原出發(fā)點(diǎn)；⑺數(shù)控模墊配合滑塊的上升將工件頂出模具。
圖18 伺服壓力機(jī)滑塊行程對(duì)時(shí)間的運(yùn)行曲線圖
圖19所示為兩道加工工序分別得到的工件照片，如圖19b所示為第一道工序彎曲拉深成形后的工件，可以看到發(fā)生較大的回彈扭曲變形。圖19a為第二道工序整形后得到的最終成品件，可以看出已消除回彈變形，形狀固定了下來(lái)。對(duì)最終成品的高度檢測(cè)得到：高度最大值34.9mm；最小值34.5mm。高度差為0.4mm，可見(jiàn)克服了回彈的影響提高了成形精度。
圖19 第一道彎曲拉深和第二道整形工序的制件照片
（2）汽車側(cè)圍覆蓋件的成形。
日本網(wǎng)野公司在其開(kāi)發(fā)的2500t機(jī)械式連桿伺服壓力機(jī)上，采用圖20所示的滑塊變速運(yùn)動(dòng)加工模式進(jìn)行汽車側(cè)板（見(jiàn)圖21）的整體成形加工實(shí)驗(yàn)。加工中滑塊在空行程時(shí)高速下行，在成形開(kāi)始前減速到空行程速度的10%～30%，成形開(kāi)始后回復(fù)高速運(yùn)動(dòng)加工，加工完成后高速回程。實(shí)驗(yàn)證明：應(yīng)用鍍膜或不鍍膜的普通金屬板材或合金鋁板材都能夠達(dá)到既提高了生產(chǎn)率又大幅提高了材料的成形性，還可提高模具壽命。
圖20 肘桿式伺服壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)曲線
圖21 汽車側(cè)板整體成形件
（3）伺服壓力機(jī)在生產(chǎn)線上的應(yīng)用。
東風(fēng)汽車股份有限公司汽車分公司，于2007年從網(wǎng)野（武漢）高科技有限公司引進(jìn)由一臺(tái)10000kN、四臺(tái)6000kN機(jī)械連桿式伺服壓力機(jī)組成一條覆蓋件生產(chǎn)線，如圖22所示。
圖22 由五臺(tái)伺服壓力機(jī)組成的汽車覆蓋件生產(chǎn)線
主要承擔(dān)車身中小型沖壓件的生產(chǎn)任務(wù)。主要工藝包括下料、拉延、修邊、沖孔、斜切、校正、彎邊等。用戶可以通過(guò)伺服壓力機(jī)控制面板上的滑塊運(yùn)動(dòng)模式選擇界面，在如圖23所示的曲線調(diào)整界面上，設(shè)計(jì)最適合某個(gè)零件加工的滑塊運(yùn)動(dòng)模式和行程曲線。生產(chǎn)實(shí)際情況表明，在不改變?cè)心＞呓Y(jié)構(gòu)的情況下，由伺服壓力機(jī)組成的生產(chǎn)線提高了加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率，給公司帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
圖23 滑塊運(yùn)動(dòng)曲線設(shè)置界面
1）提高了零件品質(zhì)。
通過(guò)如圖23所示的截面，優(yōu)化設(shè)置滑塊運(yùn)動(dòng)曲線，調(diào)整模墊不同位置的壓邊力，提高了工件的成形性?如圖24所示的伺服壓力機(jī)生產(chǎn)線與傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)生產(chǎn)線零件報(bào)廢率的比較，伺服壓力機(jī)生產(chǎn)線平均降低零件報(bào)廢率達(dá)0.3%。零件的表面質(zhì)量也得到明顯改善。
圖24 伺服壓力機(jī)生產(chǎn)線與傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)生產(chǎn)線零件報(bào)廢率對(duì)比
2）提高了生產(chǎn)率。
通過(guò)合理設(shè)定零件的裝模高度，如圖25所示縮短滑塊行程，使伺服壓力機(jī)生產(chǎn)線的SPH值由原來(lái)的180上升到210，提高了16.7%。如按照90萬(wàn)件的產(chǎn)量目標(biāo)計(jì)算，加工時(shí)間由原來(lái)的5000h降為3750個(gè)h，可以節(jié)省715h的勞務(wù)及電力消耗。
圖25 伺服壓力上對(duì)應(yīng)加工零件滑塊行程的調(diào)整效果與傳統(tǒng)壓力機(jī)比較
（4）伺服壓力機(jī)在高強(qiáng)鋼熱成形上的應(yīng)用。
高強(qiáng)度鋼板零件的成形方法，是將板料加熱到再結(jié)晶溫度以上某個(gè)溫度（對(duì)于鋼鐵材料，為奧氏體狀態(tài)）進(jìn)行沖壓成形，利用板料高溫成形時(shí)流動(dòng)應(yīng)力的降低來(lái)提高板料的成形能力、減少成形件的回彈，降低所需設(shè)備的噸位。同時(shí)，沖壓成形后的快速冷卻淬火將大幅度提高成形板料的強(qiáng)度。熱沖壓成形工藝流程如圖26所示。
圖26 高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形工藝關(guān)鍵流程
由于高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓工藝特點(diǎn)，要求采用能夠滿足在下死點(diǎn)具有精確保壓的壓力機(jī)，同時(shí)應(yīng)具有較高的剛度以控制回彈精度。為適應(yīng)熱沖壓工藝的特點(diǎn)，要求壓下速度及成形力精確可控。目前國(guó)外主要采用伺服液壓機(jī)。
華中科技大學(xué)開(kāi)發(fā)了一種熱成形用數(shù)字式機(jī)械伺服壓力機(jī)如圖27所示。該伺服壓力機(jī)采用AC伺服。
圖27 高強(qiáng)鋼熱成形伺服壓力機(jī)及其輔助裝置
電機(jī)+減速器+螺桿+肘桿機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)字控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿推動(dòng)肘桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確控制滑塊運(yùn)動(dòng)，在下死點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)保壓和位置控制，其定位精度高達(dá)0.02mm，對(duì)控制熱沖壓零件的尺寸精度以及工藝調(diào)整極為有利。
對(duì)于加熱→預(yù)冷→熱成形→保壓冷卻的成形工藝，可以采用如圖28所示的滑塊運(yùn)動(dòng)模式。
圖28 有預(yù)冷工序的熱成形時(shí)伺服壓力機(jī)滑塊的運(yùn)動(dòng)模式
其工藝過(guò)程為：將從加熱爐取出的毛坯在平模上預(yù)壓，進(jìn)行急速冷卻，使溫度按照50～100℃的速率冷卻，材料的組織發(fā)生馬氏體相變（大量、均勻形核），然后在一定的速度下成形－保壓－冷卻。該方案的成形力較直接成形方案要高，但是這種“溫?zé)岢尚巍边^(guò)程的變薄將更加均勻，殘余應(yīng)力也較低。該方案對(duì)模具和壓力機(jī)的控制性能要求更高，對(duì)形狀復(fù)雜、成形面高度差大的零件難以實(shí)現(xiàn)有效操作。
圖29所示為高強(qiáng)鋼熱成形得到的汽車防撞結(jié)構(gòu)件。
圖29 用熱成形工藝得到的各種汽車身上的防撞結(jié)構(gòu)件
結(jié)束語(yǔ)
壓力機(jī)的歷史相對(duì)于機(jī)械工業(yè)來(lái)說(shuō)非常長(zhǎng)，但是它的革新進(jìn)展卻非常慢。自從1960年歐洲和美國(guó)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了連桿機(jī)構(gòu)與連桿運(yùn)動(dòng)以來(lái)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)已經(jīng)有40年沒(méi)有明顯的改變或進(jìn)步。而近十幾年來(lái)出現(xiàn)的伺服壓力機(jī)由于其組成部分如交流伺服電機(jī)、主傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的發(fā)展，其應(yīng)用范圍還在進(jìn)一步擴(kuò)大。相對(duì)于傳統(tǒng)壓力機(jī)的歷史，伺服壓力機(jī)的發(fā)展速度是相當(dāng)高的。因此可以說(shuō)近年來(lái)出現(xiàn)的伺服壓力機(jī)是一個(gè)劃時(shí)代的事件，將可能大幅度地改變和擴(kuò)大壓力機(jī)生產(chǎn)技術(shù)。
數(shù)字伺服壓力機(jī)的一個(gè)核心特點(diǎn)，就是其在計(jì)算機(jī)控制下滑塊可以動(dòng)態(tài)地改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，形成不同的運(yùn)動(dòng)模式以適應(yīng)各種加工工藝的要求，也就是由加工裝備去適應(yīng)配合加工工藝需要的生產(chǎn)節(jié)拍，而不像傳統(tǒng)的壓力機(jī)由工藝適應(yīng)裝備。數(shù)字伺服壓力機(jī)的柔性給開(kāi)發(fā)新工藝、新技術(shù)提供了一個(gè)創(chuàng)新的平臺(tái)。
肘桿式多連桿傳動(dòng)方式應(yīng)用于大型伺服壓力機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，首先由于其具有力放大作用，更易于驅(qū)動(dòng)大慣量的滑塊，以滿足變速?zèng)_壓成形工藝，其次可以使滑塊運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)保壓，有利于高強(qiáng)度鋼板、輕量化難變形板材的成形加工。
從實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用看，伺服壓力機(jī)比傳統(tǒng)壓力機(jī)節(jié)能50%以上，沖裁噪聲大幅度下降，是一種節(jié)能環(huán)保型壓力機(jī)；由于其在加工鋁合金板材、高強(qiáng)度鋼板、非等厚焊接鋼板的成形方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為新材料的應(yīng)用、推廣以及汽車輕量化降低能耗方面提供了重要的技術(shù)手段。可以預(yù)見(jiàn)今后伺服壓力機(jī)將會(huì)成為塑性加工裝備的主流。
