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        沖床機械生產的標準
         

              鎂合金是一種很輕但強度很高的金屬,在追求輕量化的今天,鎂合金,在電子、汽車行業中的應用越來越廣泛,正在取代傳統的鐵合金、鋁合金,甚至塑膠材料。但鎂的品格結構決定了鎂合金是一種在常溫下很脆的材料,是難以沖壓成形的,因此以前多采用壓鑄的方法成形。壓鑄工藝的材料利用率雖然很高,但生產效率低,需要打磨等后序加工,安全性也差。通過分析可知,鎂合金的沖壓加工要在材料加熱的情況下進行。如果在模具外面對材料進行加熱,會因散熱問題導致材料在加工時溫度不穩定(熱脹冷縮的原因),即材料在加工時尺寸不穩定。為了提高加工的穩定性,提高生產效率,我們采用了模具內加熱的方式,加工流程如圖1所示。

        圖2所示為沖壓成形的鎂合金PC外殼。該產品的成形過程為:在滑塊下降
        途中,上模和下模夾緊材料進行加熱,然后通用適當的運動模式進行成形。此方法也可應用于鈦和硬鋁等難加工材料的成形,同時也適用于在沖床內進行成形品的聯結及各種產品的復合成形。
        日本AC伺服沖床
        針對這種加工方式要求沖床在滑塊下降過程中具有停頓的功能,以給模具提供對材料進行內加熱的時間,日本沖床行業早在2002年就正式向市場推出了這種全新概念的沖床——數控曲軸式伺服馬達沖床。由于馬達的能力有限,使生產速度或加壓能力受到限制,因此難以得到大范圍的推廣。日本AIDA公司用積累了近90年的沖床方面的制造經驗,自行開發并制造出大功率的伺服馬達,開發出了AC伺服沖床,可以保證沖床的三個基本能力不低于普通沖床。

        經過兩年多的多方試用之后,該伺服沖床采用伺服馬達直接驅動曲柄滑塊機構的方式,因此和普通機械式沖床一樣,容易實現大噸位。對于使用高強度鋼板、需要大成形力的零件來說,使用這種沖床可以減少成形時的振動噪聲,穩定產品精度,保證模具壽命。此時,要求馬達能夠大型化或多個馬達能夠同步控制。
        該數控伺服沖床使用普通沖床的曲柄滑塊機構,用AC伺服馬達代替普通沖床的變頻馬達、飛輪和離合器。從沖床的能力特性來看,此類伺服沖床的扭矩能力與普通曲軸沖床一樣,但作業能量與普通機械沖床不同,具有在低速區域伺服馬達也能提供有效作業能量的特點。也就是說,這種沖床在低速區域也能進行生產,這是以前機械式沖床所不具備的功能。這種沖床最大的特點:滑塊運動的可控制性。使用者可利用此特點編制出適合于加工工藝的滑塊運動方式,有效提高產品的精度和穩定性,提高模具壽命,提高生產效率,甚至可以擴大加工范圍(如鎂合金的沖壓加工等)。
        目前,這種沖床在以下的一些加工中取得了顯著的效果:
        (1)難加工材料的成形,如鎂合金、鈦合金等產品的沖壓成形。
        (2)多臺沖床的機械手聯結加工中提高加工速度(可從12spm提高到25spm)。
        (3)實現低噪聲、低振動的加工,提高產品的穩定性、精度和模具壽命。
        (4)減少拉深、折彎等成形加工中的加工工序,提高生產效率,提高產品穩定性及精度。
        (5)在沖壓模具內實現包括攻螺紋、鉚接等工序的復合加工。
        (6)改變滑塊行程以適應不同產品的加工,提高生產效率。以上是在使用這種沖床的過程中總結出來的效果顯著的方法,其實這種沖床仍有許多特點,有待于使用者通過實踐去開發。
        2.UL系列沖床成形全光亮帶產品
        圖4、圖5所示的全光亮帶產品,一般是采用精密沖裁的方法成形,但精密沖裁加工所采用的模具間隙極小,要求沖床的導向精度極高。以往的精密沖裁沖床多采用零間隙導柱式導向結構,導向精度雖然很高,但剛性差,抗偏心負荷能力差。當采用多工序同時加工時,會因偏心負荷的存在,使其導向剛性不足,滑塊產生偏移,上下模咬合甚至崩角。即使在單工位的精密沖裁中,由于擔心上下模接觸而崩角,也不敢使用超硬鋼做凸凹模的材料,使模具的一次研磨壽命只能維持在5萬沖次。
        日本AIDA公司在2004年推出如圖6所示的超高剛性、超高精度的UL(Ultimate)系列沖床。此系列沖床采用了無連桿的驅動機構和滑塊零間隙導向方式,具有極高剛性、小型化構造、受負荷機身彈性變形量及滑塊、工作臺拱曲量極少、動態精度非常高的特點。特別是滑塊運動時的垂直度大大高于JIS特級精度。當其受明顯的偏心負荷時,其滑塊偏移量的實測值也僅在2~3 μm內。此系列沖床一經推出就在日本轟動,目前在日本仍是處于供不應求的狀態。
        此系列沖床除了適合于圖4、圖5所示的全光亮帶產品的精密沖裁加工外,還適合于多工位的高精度產品的成形,其加工范圍涵蓋鈑金成形及鍛造兩大領域,適用于連續模加工及多工位自動搬送加工。圖7所示鏈輪的成形特點既包含鈑金成形,也包含擠壓成形,同時還要求得到全光亮帶的加工,正是UL系列沖床成形的特征產品。
        沖床,壓力機加工成為無切削加工至關重要的一種方法,它應用各種加工工藝及設備可進行各種高精度、高附加值的加工,甚至可以達到納米級的微細精密成形,應用范圍越來越廣。
        在市場競爭越來越激烈的今天,合理利用設備功能,開發新的生產工藝,是提高企業競爭力的有效手段。

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