锻压机床是工业基础装备的重要组成部分之一,在航空航天、汽车制造、交通运输、冶金化工等等重要工业部门得到广泛应用。任何一个工业发达国家,其锻压机床的技术水平和拥有量,是其工业发达水平的重要标志。迄今为止,我国锻压机床经半个多世纪的发展,通过国家经济建设“七五”、“八五”、“九五”、“十五”规划的实施,已经从只能生产单机(诸如各种普通、专用压力机、液压机、锤)发展到能够生产装备机械化、半自动化和自动化锻压生产线,大重型锻压机和具有各种特殊功能的先进特种锻压机床。
近年来,随着我国以汽车为龙头的制造业的飞速发展,大大刺激了锻压生产的进步,新型的锻压装备不仅能确保通用产品的性能、质量和可靠性,国产大型精密高效的成套设备、自动化生产线、FMC、FMS等高新技术、高附加值的锻压生产装备正在装备着我国的制造业,与国外公司竞争市场。
到目前为止,国产锻压机床(以2004年为例)主要产品有一千多种,主要生产企业一百多家,年产量6.7万台套,年产值66亿元,年销售额62亿元,年出口近2.4亿美元。
一、 板材加工装备
在汽车、航空航天、电子和家用电器领域,需要大量的金属板壳零件。特别是汽车行业的生产要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入21世纪,我国汽车制造业飞速发展,面对这一形势,我国的板材加工工艺及设备有了长足发展。
(一)重型机械压力机及覆盖件生产线、大型多工位压力机
汽车覆盖件是标志汽车质量的最重要钣金零件,它的生产,目前主要有两种方法:
①由多台大重型机械压力机配以自动化机械手,组成自动化柔性冲压生产线。
②应用大型多工位压力机生产。
(二)数控板冲、剪、折机床及柔性加工生产线
我国的数控冲(剪、折)机床始于1982年,这20多年来,经过起步、成熟、快速发展和日臻完善的四个阶段,由最早的机械驱动、三轴控制、模位在30以内、辅助功能少,发展到四轴控制、辅助功能增多、模位数增大并带两个自转模位,进一步发展为液压驱动四、五轴控制,现在已出现网络式数控转塔冲床。
(1)数控冲床
目前,许多用户都趋向使用数控复合冲剪机(可组成数控冲剪复合柔性加工线),但数控冲床单机的市场仍旧很大。今天的数控冲床的先进特点有:采用高性能伺服液压驱动的专用液压系统;步冲次数高(步距0.5mm时,频率600~1000 min-1),冲压稳定性好;采用智能夹钳减小冲裁死区;采用毛刷型工作台确保板材表面质量;工作台移动速度高(轴向80m/min,合成120m/min);设有2~4个自动分度工位(大直径模设置其上,减小转塔换模惯性);采用开放式数控系统,用户界面友好,可扩展性高,并配有高效自动编程软件。
(2)数控冲剪复合机及柔性加工线
数控冲剪复合机是由数控冲和数控角剪集合而成,板料冲孔、成形和剪切可在其上一次完成,最适合后序有弯折工序的板件加工。多工序共用一套数控系统、液压系统和送料机械手,与数控冲和角剪机单机连线比较,不仅可降低设备投资,节省占地面积,减少故障率。还可作为主机组成冲剪复合柔性加工线。
(3)数控折弯机
数控板料折弯机普遍选用BOSCH/HOERBIGER等公司的数字闭路液压系统和DELEM、CYBELEC等公司的专用数控系统;成熟的工艺软件、自动编程功能及彩屏显示,可实现多种折弯工件的工艺存储及轮番生产;采用动态压力补偿系统、侧梁变形补偿系统、厚度及反弹在线检测及修正系统、温度补偿系统,提高了工作台与滑块的相对位置的性;采用数控轴数4、6、8轴后定位机构,保证了板料的送进;滑块空程速度100mm/s,工作速度10mm/s;重复定位精度±0.01mm左右。
(4)数控框架板料冲压液压机
它是在常规结构液压机基础上,汇聚了触摸(调控)彩色显示屏、二通逻辑插装阀、可编程序控制器、高灵敏度压力传感器、微米级磁栅尺、无级调控比例控制阀等多项先进技术。机器设有调整、无压力下行与半自动工作方式。还配有自驱动移动工作台、液压大打料缸、电液连锁双安全栓、温控液压油冷却系统、程控16点导轨润滑系统、双侧缓冲液压缸和电动同步螺杆调程机构。机器滑块不仅能实施压力成形及冲裁工艺的定压定程,且液压垫可在拉深工艺的行程内设置分段调压。机器具有薄板冲裁落料、弯曲翻边、拉深成形等多种功能。
(三)板材无模多点成形压力机
多点成形是将柔性成形技术和计算机技术结合为一体的先进技术。它利用多点成形装备的柔性与数字化制造特点,无需换模就可完成板材不同曲面的成形,从而实现无模、快速、低成本生产。该工艺目前已在高速列车流线型车头制作、船舶外板成形、建筑物内外饰板成形及医学工程等领域,得到广泛应用。
多点成形压力机,按冲头基本体调形分有:逐点调形式和快速调形式;按机架形式分有开式、三梁四柱式和框架式;按加工板材分有厚板和薄板之分。目前,有代表性的产品如下:
(四)高速压力机
随着电子工业的发展,小型电子零件的需求日趋高涨,促进了高精度、高效率的高速压力机的发展。目前世界上日本已成为高速压力机技术的领军,在100kN压力、8mm冲程下,滑块速度可达4000min-1。我国金丰、江苏扬锻、高将精机、江苏扬力、徐锻和西安通力都有高速压力机产品。2004年已开发出了速度达1200 min-1 的SH系列SH-25型开式高速精密压力机,其他还有VH开式、JF75G闭式系列高速压力机,这些压力机广泛应用于电子和微电子行业,全面提高了行业技术装备水平,替代了大量的进口机床。
(五)数控激光切割机
激光切割加工的成本主要有:气体、电力损耗,设备折旧维修费。它不需要模具,适合加工小批量、复杂零件,其运转成本低于数控冲床。
当今的数控激光切割机普遍采用全飞行光路技术,动态加速性能优良;高性能数控系统和内置激光切割专用工艺软件,机床自动处于运行状态;封闭式防护舱防止辐射泄漏,机床安全性强;造型宜人化、用户界面人性化,体现了以人为本;机床采用网络连接控制技术。
(六)其他板材加工机
除上述多种多类的先进板材加工设备外,目前较大量使用的普通设备还有通用中小规格的油压机、通用曲柄压力机、卷板机、剪板机等等。板材加工设备种类繁多,规格跨度也大,要一一介绍,篇幅有限,孰不赘述。
二、大重型锻造装备
在国民经济中冶金、电力、航空航天 、运输等都需要相当数量的大型锻件,大型锻件的制造能力和技术水平,是衡量一个国家经济发展水平和国防实力的重要标志。
当今,我国的大锻件生产已具备了制造600MW火电全套大锻件、700MW水电全套大锻件、600MW~1000MW核电大锻件、千吨级石化压力容器、大型高铬钢轧辊、7万吨级远洋轮成套大锻件以及航空航天、军工用基础件,曲轴、模块、轴承等重型基础件的制造能力。国内可锻钢锭260t,锻件150t。
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