我國金屬板材加工機床的技術發展狀況(1)
2008年02月16日 16:08點擊:304來源:>>進入該公司展臺
在鍛壓機械的八大類中,機械壓力機、剪切機、折彎機等金屬板材加工機床按年生產量(臺數)計約占90%以上,按價值量計約占80%以上。從應用角度講,轎車零件中按件計金屬板材沖壓件占40%以上,電器、儀表結構件中金屬板材沖壓件占80%以上。
由此可見,金屬板材加工機床在制造領域和應用領域的重要地位。本文以大型機械壓力機及大型沖壓生產線、數控轉塔沖床、數控板料剪切機和數控板料折彎壓力機為例,談談金屬板材加工機床的技術進步與發展。
一、大型機械壓力機及大型沖壓生產線已跨出
1.大型機械壓力機
機械壓力機是金屬板材加工機床zui為重要的門類。
(1)年生產量大,占鍛壓機械的80%以上。
(2)應用范圍廣,幾乎滲透到所有金屬板材加工領域。
(3)不可替代性,其經濟技術的合理性是其他機床很難替代的。
機械壓力機品種繁多,能代表其技術水平和技術進步的,當*大型機械壓力機及其組成的大型沖壓生產線。大型沖壓生產線通常以大型雙動拉深壓力機、大型多工位壓力機和大型單動壓力機為主機,濟南二機床集團有限公司和齊齊哈爾二機床集團有限公司是國內的主要生產企業。“八五”以來,這些企業通過技術攻關、自行設計,以及引進德國舒勒、美國維爾森、日本小松等公司的設計制造技術,或采取與國外廠商合作生產的方式,將國內大型機械壓力機的技術水平提升到了*水平。
濟南二機床集團有限公司開發的閉式四點單動壓力機、閉式四點雙動壓力機、閉式四點多連桿壓力機等,普遍采用了自動換模控制技術、裝模高度和氣墊行程檢測技術、多功能PLC控制技術、隔膜式離合器制動器及滑塊調整預加載裝置等多項*技術,成為大型機械壓力機技術進步的代表。
2.大型沖壓生產線
在突破單機設計制造技術的基礎上,成功開發生產了數十條大型沖壓生產線,裝備了國內近10家汽車制造企業。典型的大型沖壓生產線,由一臺雙動壓力機與數臺單動壓力機串聯布置。雙動壓力機之前是上料裝置,由上料車、液壓頂升器、磁力分層器、真空吸盤提升器、雙料檢測器、磁力輥道、雙料排除器、清洗涂油裝置和送料裝置組成;雙動壓力機與單動壓力機之間的上下料裝置由下料器、翻轉裝置、傳送裝置和上料器組成;單動壓力機之間的上下料裝置與之相同,只是無翻轉裝置;zui后一臺單動壓力機之后是碼垛裝置,由下料器、傳送裝置和碼垛車組成。此外,大型沖壓生產線還配備自動快速換模系統、自動快速調整系統、故障檢測系統以及廢料排除與運輸系統。
隨著大型多工位壓力機的技術成熟和實用化,大型多工位壓力機開始替代單動壓力機進入自動沖壓生產線,代表了*的組合方式。大型多工位壓力機自動沖壓生產線,經歷了三個階段的完善與發展。較原始的組合是,一臺雙動拉深壓力機與一臺單動大型多工位壓力機為主機,二者之間配備一套翻轉裝置和同步裝置,提高了生產節拍,減少了占地面積。此后,帶雙動拉深工位的多工位壓力機問世,催生了第二代自動沖壓生產線。
第二代生產線僅以一臺帶雙動拉深工位的多工位壓力機為主機,在其前后分別配備拆垛裝置和碼垛裝置,便組成了一條自動沖壓生產線,配置大為簡化。此類多工位壓力機多為四柱三滑塊結構,*工位是雙動拉深工位,其余工位為單動沖壓工位。由于拉深工位采取了反向拉深的方式,從而避免了工件的翻轉,因此不需要翻轉裝置,使生產率進一步提高,占地面積進一步減小。第三階段,出現了帶數控液壓氣墊的大型多工位壓力機,拋棄了傳統的雙動拉深工藝理念,真正將拉深與其他沖壓工藝組合到一臺壓力機上完成。自動沖壓生產線的主機是帶數控液壓氣墊的多工位壓力機,主機前后配備拆垛裝置和碼垛裝置。數控液壓氣墊是該類生產線的技術核心,氣墊通過四角控制,可調節拉深工件的壓邊力,從而實現單動深拉深。由于采用數控液壓氣墊使單動壓力機代替了傳統的雙動壓力機,簡化了壓力機的結構,取消了生產線中的翻轉裝置,實現了壓邊力的優化控制,提高了拉深件的質量,降低了工件的廢品率。從技術角度上講,帶數控液壓氣墊的大型多工位壓力機自動沖壓生產線,代表了自動沖壓生產線的zui高水平。但是,由于造價、技術及應用等諸多方面的因素,大型沖壓生產線多樣化組合的局面還將長期存在。
“十五”期間,濟南二機床集團有限公司在轎車制造企業的招標中多次中標,在裝備我國汽車行業數十條沖壓生產線的同時,還向國外汽車制造企業提供了數條大型沖壓生產線,標志著我國大型機械壓力機及大型沖壓生產線已跨出。
二、數控轉塔沖床達到*水平
1.數控轉塔沖床結構特點
zui早出現的數控轉塔沖床是機械傳動的,人們將其歸為機械壓力機類。由于其沖壓模具安裝在回轉圓盤上,故稱為數控沖模回轉頭壓力機。隨后出現了液壓驅動的新機型,且很快占據了主導地位,國外稱之數控轉塔沖床,并被國內同行所接受。從此,數控轉塔沖床成為一個獨立機種,不再隸屬于機械壓力機。當前,我國數控轉塔沖床的結構性能已經達到*水平。
在我國,數控轉塔沖床問世以來,經歷了緩慢起步、趨于成熟、快速發展和日臻完善4個階段。在不同階段,數控轉塔沖床按結構特點可分為幾代產品:“八五”期間開發的*代產品,機械驅動,三軸控制,模位數通常在30個以下,無自轉模位,輔助功能較少;“九五”期間形成的第二代產品,模位數大為增加并帶兩個自轉模位,四軸控制,輔助功能增多,開始出現液壓驅動的轉塔沖床:“十五”期間,數控轉塔沖床得到快速健康發展,液壓驅動的4軸、5軸控制的第三代產品成為數控轉塔沖床的主體,輔助功能更加完善;此后,網絡技術和伺服電動機直接驅動技術的應用,標志著第四代產品的出現,但尚不是主流產品。
作為國內主流產品的第三代數控轉塔沖床,普遍采用了國外公司的數控系統和伺服單元,以及高性能伺服液壓驅動的液壓系統;沖壓穩定性和步沖次數大為提高,當步距為0.5mm時,步沖頻率可達600~1000次/min以上;采用智能型夾鉗機構,zui大限度地減小了沖裁死區,基本達到無死區;工作臺移動速度普遍提高,軸向速度達80m/min,合成速度達120mmin以上;采用毛刷型工作臺,在保證對板料有效支撐的同時,可保護板料在快速運動時表面不被劃傷;自動分度工位2~4個可選,并將大直徑模位設置于此;普遍采用開放型數控系統,用戶界面友好,可擴展性強,并配備自動編程軟件。
由此可見,金屬板材加工機床在制造領域和應用領域的重要地位。本文以大型機械壓力機及大型沖壓生產線、數控轉塔沖床、數控板料剪切機和數控板料折彎壓力機為例,談談金屬板材加工機床的技術進步與發展。
一、大型機械壓力機及大型沖壓生產線已跨出
1.大型機械壓力機
機械壓力機是金屬板材加工機床zui為重要的門類。
(1)年生產量大,占鍛壓機械的80%以上。
(2)應用范圍廣,幾乎滲透到所有金屬板材加工領域。
(3)不可替代性,其經濟技術的合理性是其他機床很難替代的。
機械壓力機品種繁多,能代表其技術水平和技術進步的,當*大型機械壓力機及其組成的大型沖壓生產線。大型沖壓生產線通常以大型雙動拉深壓力機、大型多工位壓力機和大型單動壓力機為主機,濟南二機床集團有限公司和齊齊哈爾二機床集團有限公司是國內的主要生產企業。“八五”以來,這些企業通過技術攻關、自行設計,以及引進德國舒勒、美國維爾森、日本小松等公司的設計制造技術,或采取與國外廠商合作生產的方式,將國內大型機械壓力機的技術水平提升到了*水平。
濟南二機床集團有限公司開發的閉式四點單動壓力機、閉式四點雙動壓力機、閉式四點多連桿壓力機等,普遍采用了自動換模控制技術、裝模高度和氣墊行程檢測技術、多功能PLC控制技術、隔膜式離合器制動器及滑塊調整預加載裝置等多項*技術,成為大型機械壓力機技術進步的代表。
2.大型沖壓生產線
在突破單機設計制造技術的基礎上,成功開發生產了數十條大型沖壓生產線,裝備了國內近10家汽車制造企業。典型的大型沖壓生產線,由一臺雙動壓力機與數臺單動壓力機串聯布置。雙動壓力機之前是上料裝置,由上料車、液壓頂升器、磁力分層器、真空吸盤提升器、雙料檢測器、磁力輥道、雙料排除器、清洗涂油裝置和送料裝置組成;雙動壓力機與單動壓力機之間的上下料裝置由下料器、翻轉裝置、傳送裝置和上料器組成;單動壓力機之間的上下料裝置與之相同,只是無翻轉裝置;zui后一臺單動壓力機之后是碼垛裝置,由下料器、傳送裝置和碼垛車組成。此外,大型沖壓生產線還配備自動快速換模系統、自動快速調整系統、故障檢測系統以及廢料排除與運輸系統。
隨著大型多工位壓力機的技術成熟和實用化,大型多工位壓力機開始替代單動壓力機進入自動沖壓生產線,代表了*的組合方式。大型多工位壓力機自動沖壓生產線,經歷了三個階段的完善與發展。較原始的組合是,一臺雙動拉深壓力機與一臺單動大型多工位壓力機為主機,二者之間配備一套翻轉裝置和同步裝置,提高了生產節拍,減少了占地面積。此后,帶雙動拉深工位的多工位壓力機問世,催生了第二代自動沖壓生產線。
第二代生產線僅以一臺帶雙動拉深工位的多工位壓力機為主機,在其前后分別配備拆垛裝置和碼垛裝置,便組成了一條自動沖壓生產線,配置大為簡化。此類多工位壓力機多為四柱三滑塊結構,*工位是雙動拉深工位,其余工位為單動沖壓工位。由于拉深工位采取了反向拉深的方式,從而避免了工件的翻轉,因此不需要翻轉裝置,使生產率進一步提高,占地面積進一步減小。第三階段,出現了帶數控液壓氣墊的大型多工位壓力機,拋棄了傳統的雙動拉深工藝理念,真正將拉深與其他沖壓工藝組合到一臺壓力機上完成。自動沖壓生產線的主機是帶數控液壓氣墊的多工位壓力機,主機前后配備拆垛裝置和碼垛裝置。數控液壓氣墊是該類生產線的技術核心,氣墊通過四角控制,可調節拉深工件的壓邊力,從而實現單動深拉深。由于采用數控液壓氣墊使單動壓力機代替了傳統的雙動壓力機,簡化了壓力機的結構,取消了生產線中的翻轉裝置,實現了壓邊力的優化控制,提高了拉深件的質量,降低了工件的廢品率。從技術角度上講,帶數控液壓氣墊的大型多工位壓力機自動沖壓生產線,代表了自動沖壓生產線的zui高水平。但是,由于造價、技術及應用等諸多方面的因素,大型沖壓生產線多樣化組合的局面還將長期存在。
“十五”期間,濟南二機床集團有限公司在轎車制造企業的招標中多次中標,在裝備我國汽車行業數十條沖壓生產線的同時,還向國外汽車制造企業提供了數條大型沖壓生產線,標志著我國大型機械壓力機及大型沖壓生產線已跨出。
二、數控轉塔沖床達到*水平
1.數控轉塔沖床結構特點
zui早出現的數控轉塔沖床是機械傳動的,人們將其歸為機械壓力機類。由于其沖壓模具安裝在回轉圓盤上,故稱為數控沖模回轉頭壓力機。隨后出現了液壓驅動的新機型,且很快占據了主導地位,國外稱之數控轉塔沖床,并被國內同行所接受。從此,數控轉塔沖床成為一個獨立機種,不再隸屬于機械壓力機。當前,我國數控轉塔沖床的結構性能已經達到*水平。
在我國,數控轉塔沖床問世以來,經歷了緩慢起步、趨于成熟、快速發展和日臻完善4個階段。在不同階段,數控轉塔沖床按結構特點可分為幾代產品:“八五”期間開發的*代產品,機械驅動,三軸控制,模位數通常在30個以下,無自轉模位,輔助功能較少;“九五”期間形成的第二代產品,模位數大為增加并帶兩個自轉模位,四軸控制,輔助功能增多,開始出現液壓驅動的轉塔沖床:“十五”期間,數控轉塔沖床得到快速健康發展,液壓驅動的4軸、5軸控制的第三代產品成為數控轉塔沖床的主體,輔助功能更加完善;此后,網絡技術和伺服電動機直接驅動技術的應用,標志著第四代產品的出現,但尚不是主流產品。
作為國內主流產品的第三代數控轉塔沖床,普遍采用了國外公司的數控系統和伺服單元,以及高性能伺服液壓驅動的液壓系統;沖壓穩定性和步沖次數大為提高,當步距為0.5mm時,步沖頻率可達600~1000次/min以上;采用智能型夾鉗機構,zui大限度地減小了沖裁死區,基本達到無死區;工作臺移動速度普遍提高,軸向速度達80m/min,合成速度達120mmin以上;采用毛刷型工作臺,在保證對板料有效支撐的同時,可保護板料在快速運動時表面不被劃傷;自動分度工位2~4個可選,并將大直徑模位設置于此;普遍采用開放型數控系統,用戶界面友好,可擴展性強,并配備自動編程軟件。
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