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伺服壓力機在衝壓生產中的應用

發布日期:2020-07-23 作者: 點擊:

現代製造技術的發展要求壓力機不僅能夠高速度、高精度、大負荷的運轉,而且要求其具有更大的柔性,能根據不同材料、不同工藝要求設計滑塊運動曲線。伺服壓力機由於是在摒棄傳統機械壓力機的飛輪和離合器等耗能部件的基礎上,采用交流伺服電機直接作為壓力機的動力源,通過螺旋、曲柄連杆等執行機構將電機的旋轉運動轉化為滑塊的直線運動,實現滑塊運動可控,以滿足衝壓加工柔性化、智能化的需求。伺服壓力機能夠提高複雜形狀衝壓件、高強度板及鋁合金板成型加工的技術水平和製造能力,充分體現了鍛壓力機床未來的發展趨勢。


傳統壓力機生產現狀

機械壓力機是金屬塑性加工領域中應用最廣泛的衝壓設備,采用的是直流電機、交流電機或者變頻調速電機作為動力源,以曲柄、多連杆為執行機構,通過空載情況下飛輪高速運轉儲存能量,負載階段釋放能量來完成衝壓過程。


傳統機械壓力機有以下缺點:

1、生產效率低、安全隱患大。

操作人員負責上下料,人員在操作過程中勞動強度大,易疲勞,安全隱患大;同時在生產過程中由於是手工操作,製件在生產、轉運過程中存在一定量的變形,對製件的符合率和裝配性能有非常大的影響。由於是流水線作業,當其中一道工序出現問題時,整條線全部麵臨停線,生產效率得不到保障。


2、能效消耗大。

常規曲柄壓力機驅動電機一直旋轉,帶動飛輪旋轉,靠飛輪轉動的慣性,通過離合器控製滑塊運動,同時大功率電機釋放的能量的利用率隻有65%,很多能量在運動過程中浪費掉,增加了生產製造成本。


3、噪聲大,振動大、模具壽命降低。

曲柄連杆機床產生噪聲有以下幾種:一種是機械壓力機在板材加工成形時所產生的噪聲會高於90dB,可達93dB;第二種是電機空運轉引起的噪聲;第三種是壓力機離合器和製動器工作時衝擊運動變化引起的噪聲。所以操作人員在工作時必須佩戴防噪聲耳塞,避免聽力受損。同時滑塊在運動過程中會產生大幅度的振動,對模具的工作部件有著非常大的影響,模具在振動頻繁的環境下長時間工作,會嚴重影響其使用壽命。


4、產品質量、性能不能保證。

常溫下進行的冷衝壓工藝會有很多的質量缺陷,例如開裂、起皺、縮頸、滑移線等,所涉及的影響因素包括:成型工藝、板料性能、模具參數、工藝參數、設備精度及工況條件等。在成型工藝條件相同的情況下,拉延速度的合理性也是產生上述缺陷不可忽略的因素,傳統的壓力機不能夠有效的控製拉延速度,經常會出現產品生產不穩定、質量不一致的問題。

伺服壓力機

伺服壓力機在衝壓生產中的優勢

1、提高生產效率。

由於伺服壓力機保留了曲柄壓力機的優點,尤其是其生產效率遠高於液壓力機,體現了“液壓力機的加工質量,機械壓力機的生產效率”。不僅如此,伺服電機驅動曲柄壓力機還可以根據工件的不同,調整滑塊行程,在一個循環中無須完成360°旋轉,而隻進行一定角度的擺動來完成衝壓生產,這就進一步縮短了循環時間,很大限度地減少了無效行程,大大提高了生產效率,由於伺服壓力機的高精度及穩定性,大大保證了製件的質量,減少了模具維修時間;同時,伺服壓力機的出現還降低了工作人員的操作風險。


2、節能環保。

常規曲柄壓力機驅動電機旋轉來帶動飛輪旋轉,靠飛輪轉動的慣性,通過離合器控製滑塊運動。而伺服電機驅動壓力機,完全靠電機的扭矩工作,通過混合(絲杆、多連杆等)增力機構,實現小電機發揮出大的力量,沒有離合器,由電機驅動單元控製電機的啟停。由於省去了飛輪,電機隻有在衝壓時才旋轉,普通曲柄壓力機的電機和飛輪空轉耗能得以節省。由於沒有了離合器,也減少了離合器的能耗。同噸位的傳統壓力機與伺服壓力機相比,伺服壓力機節能35%以上。


3、噪聲低、模具使用壽命長。

由於采用進口伺服電機和CNC控製係統,可以設計特殊的工作特性曲線,控製衝裁時衝頭的速度,從而減少衝裁的振動和噪聲,提高模具使用壽命。日本小鬆公司的研究結果表明,伺服電機驅動數控壓力機的衝裁噪聲較常規曲柄壓力機降低20dB以上。同時,由於沒有電機和飛輪的空轉,不衝裁時,完全沒有噪聲。


伺服壓力機的生產應用:

壓力機與坯料的關係

壓力機工作速度在宏觀上表現為板料的拉延速度,在微觀上表現為板料的應變速率。根據塑性成形理論,應變速率增大會引起材料硬化,但當變形速度進一步加大時,塑性變形過程中產生的熱量又會使得硬化效應有所下降。根據板料的塑性隨應變速率變化的一般趨勢顯示,當應變速率不是很大時(ab段),由應變速率增大引起的塑性下降大於溫度效應引起的塑性增加,即板料的塑性隨應變速率增大而減小;當應變速率較大時(cd段),由於溫度效應顯著,由溫度效應引起的塑性增加與應變速率引起的塑性下降相當。即此時板料塑性下降並不顯著;而當應變速率增加到一定程度時(de段),板料塑性急劇下降,板料接近開裂邊緣。

從上述分析得出,隨著壓力機工作速度的增加,由於板料變形區域的變形抗拉力增大而導致塑性下降,使拉延件傳力區的應力增大,將導致該處開裂的可能性增大;為此針對不同板材允許的拉延速度,拉延成形時必須校核拉延過程中的壓力機速度,以保證壓力機的工作速度在板料允許的拉延速度內。


伺服壓力機實際的應用:

在高生產效率的前提下,如何保證製件的成型性、穩定性困擾著很多企業。汽車B柱加強板是車身中非常重要的承力結構件,B柱零件的結構特點:成形深度大、零件截麵變化複雜、屈服強度高的原材料、零件高低差大,這樣的零件在模具製造、生產中容易造成開裂、起皺、偏載等問題,因這些問題在工藝和模具設計上無法完全規避,在投產後間接對壓力機的使用要求提高了很多。汽車B柱加強板從坯料到成品件,中間共有五道加工工序,伺服壓力機的出現解決了B柱加強板無法高效率、高精度、高穩定性、高質量生產的問題;同時在生產過程中伺服壓力機的智能監控係統,能夠實時采集每道工序的應力變化,一旦出現不合格產品或模具異常故障就會報警,現場人員會及時處理,避免不良品批量產出和安全事故的發生。


本文網址:http://www.beyontics.cn/news/436.html

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