冷挤压技术是一种高精、 高效、 优质低耗的先进 生产的基本工艺技术, 较多应用于中小型锻件规模化生产 中。与常规 模锻工艺相比, 可以节 材 30% ~ 50% , 节能 40% ~ 80% , 而 且可提升锻 件质量, 改 善作 业环境。二战后, 冷挤压技术在国外工业发达国家 的汽车、 摩托车、 家用电器等行业得到了广泛的发展 应用, 而新型挤压材料、 模具新钢种和大吨位压力机 的出现, 更拓展了其发展空间。日本 80 年代自称, 其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件, 有 30% ~ 40% 是采用冷锻工艺生产的, 近年来生产的新型 轿车则每车平均使用 42kg 的冷锻件。美国等国家 的轿车生产中, 每车平均使用 40kg 的冷锻件。随着 科技的进步和汽车、 摩托车、 家用电器等行业对产品
200min , 接近国外 90 年代中期水平。压力机主要 特点如下: ( 1) 机身为开式双柱结构, 机身刚度高。横梁与
工作台之间有两根拉紧螺栓拉紧, 两根拉紧螺栓外 面又套有套管, 两套管承受与两拉紧螺杆拉紧力相 同的压紧力。从而, 大大减弱了冲压加工终了时弹 性变形恢复带来的冲击。工作台前后是敞开的, 便 于冲模安装及传送滑块、 顶料装置的调整。 ( 2) 主传动采用变频无级调速, 调速范围大, 以 适应加工大小不同的零件及调整试验模具。 ( 3) 压力机 滑块由 凸轮驱 动( 图1) 。 滑块在 上 下死点各有 60 b的停留区 间, 这样, 既有利于稳定拉 延件 的精度, 也可通过 这一停歇时间进行横向冲 孔、 插入锁子和铆接等复 合加工。凸轮采用修正的 正弦 加速度曲线, 使滑块 运动 加速度连续变化, 从 而降低惯性力的作用。与 曲柄连杆机构的正弦曲线 运动和加速度不连续变化 相比, 采用凸轮驱动要优 越得多。 ( 4) 工件传 送机构如 图 2、 3 所示。立轴 4 带 图 动等径凸轮 8 转 动, 借助 从动滚轮 9、 带动传送 10 滑块 11 作往复运动, 滑块 11 通过钩块 12 再带动滑
( 6) 采用辊式送料装置, 利用超越离合器送进。 进行双排交叉落料时, 利用凸轮机构使送料辊子摆 动一定角度, 来改变带料与第一工位的位置, 实现两 排交叉落料, 这样可节省 7% 的材料。 ( 7) 该压力机的各工位模具不能直接安装在滑 块上, 而是安装在模架上。每种规格的压力机都有 几种不同工位数的模架, 压力机的工位数和工位之 间距离的改变是通过 更换模架和传送凸轮来实现
250022 264400 济南铸造锻压机械研究所 山东文登曲轴厂 丰向军 刘家旭 毕建涛
摘要 介绍了中小型多工位压力机的应用及其国内外发展状况, 并对未来国内的需求和发展的新趋势作了 简要分析和展望。 关键词 多工位压力机 中图分类号 1 TG385. 9 件、 在一个换模周期内能生产 3~ 5 万件时, 使用多 工位压力机是经济的。中小型多工位压力机可占整 个多工位压力机产量的 80% 以上。 目前, 中小型多工位压力机主要生产国为美国、 日本、 德国、 意大利、 英国等工业发达国家。其中, 美 国 Baird 公司至今已有 150 余年的历史, 生产的凸轮 驱动多工位压力机, 最大吨位可达 1 050kN, 最高行 程次数可达 300min ; 日本旭精机工业株式会社自 1964 年引进美国 Baird 公 司的多工位压力 机技术, 至今已开发出 TP、 ATP、 HTP、 四个系列的凸轮驱 STP 动 多工位 压力机, 最小吨位 为150kN, 最大吨位为 1 500kN, 最高行程次数可达 300min- 1; 德国舒勒公 司自 1900 年就开始生产小型多工位压力机, 目前的 系列参数起始吨位为 400kN; 英国百特工程公司至 今已有 40 余年的历史, 生产凸轮驱动和曲轴驱动两 大系列的多工位压力机, 吨位由 200kN 至 2 200kN, 滑块行程次数最高可达 200min - 1 ; 意大利 BMV 公司 自 1972 年成立至今, 已生产了 T1~ T4 四个系列的 多工位压力机, 吨位从 200kN 到 15 000kN, 工位数从 4 个到 24 个。 3 国内的发展状况 我国中小型多工位压力机发展比较迟缓。70~ 80 年代仅有 400kN、 250kN、 600kN 和 2 500kN 四 1 1 个规格, 而且, 这一些产品结构陈旧、 性能差, 仅相当于 国外 40~ 50 年代的水平。目前, 这类产品在市场上 基本上已销声匿迹。 90 年代初期, 济南铸造锻压机械研究所为满足 电器、 电子、 轻工等部门生产发展的需要, 研制成功 J72 系列中小型多工位压力机。该产品为凸轮驱动 式, 吨 位 由 150kN 至 750kN, 最 高 行 程 次 数 可 达
柱凸轮 5, 通过杠杆 6 带动装在第一工位冲头内的 柱塞杆 7 和下顶料杆一起夹持住落料后的工件, 使 其保持在工件传送平面上, 以便夹钳夹住工件。该 柱塞杆也能够直接进行第一工位的浅拉延, 但不可以进行 带法兰零件的Βιβλιοθήκη Baidu拉延, 因为夹钳没有很好的方法把零件从 冲头上卸下来。
板作往复送进运动, 滑板没有张开闭合运动, 而是利 用冲头和下顶料杆夹持住工件的时机, 靠其上的带 弹簧的夹钳夹持。在冲压过程中, 当滑块上升时, 下 顶料杆和滑块同步向上, 工件被夹在顶料杆和冲头 之间, 定位稳定, 夹钳上做有斜面并装有弹簧, 这样 就可利用套在冲头上的套筒撑开夹钳, 使工件进入 夹钳中, 套筒上升后, 夹钳即可夹住工件。当滑块下 降时, 下顶料杆也和冲头夹住工件同步下降, 这时冲 头上的套筒就将夹钳撑开, 滑块开始后移, 这样能保 证工件的定位精度。采用这种结构, 能使滑板在高 速运动时仍能平稳地传递工件。因此, 这种多工位 压力机行程次数可高达 250min 。 工件的传送距离可通过更换凸轮 8 做调整, 凸轮做成分开式, 便于安装。 ( 5) 工件从第一工位送到第二工位时, 也是利用 夹钳送进, 而不是一般多工位压力机采用的推杆形 式。 在压力机左侧的立轴 4 上( 图 2) 装有一槽形圆
400039 摘要 重庆市 国家机械局第三设计研究院 杨 煜 阐述了冷挤压技术的特点, 介绍了国内外冷挤压技术的发展过程, 分析了冷挤压技术的发展趋
势, 并针对该技术存在的问题提出了建议。 关键词 冷挤压 特点 发展 综述 中图分类号 1 冷挤压的特点 TG376. 3 技术方面的要求的逐步的提升, 冷锻生产的基本工艺技术已逐渐成 为中小锻件精化生产的发展趋势。 1. 1 冷挤压的优点 ( 1) 节约原材料。冷挤压加工是利用金属的塑 性变形制成所需形状的零件, 因而能大量减少切削 加工, 提高材料的利用率。冷挤压材料的利用率一 般可达到 80% 以上。 ( 2) 提高劳动生产率。用冷挤压工艺代替切削 加工制造机械零件, 能使生产率提高几倍、 几十倍、 甚至上百倍。 ( 3) 制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。 冷挤压零件的精度可达 IT7~ IT8 级, 表面粗糙度可 达 R a0. 2~ 1. 6。因此, 用冷挤压加工的零件一般很 少再切削加工, 只需在要求特别高之处进行精磨。 ( 4) 提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷
料、 冲孔、 冲槽、 拉延、 成形以及许多其他加工均可在 一台多工位压力机上完成。与由多台压力机组成的 生产线相比, 多工位压力机可提升生产率和产品 质量, 减少占地面积并减少相关成本。多工位模与级进 模相似, 它们之间的主要区别是工件在工位之间的 传送方式上。在级进模中, 工件与送进带料始终相 连, 到最后一个工序才与带料分离; 在多工位模上, 工件与带料从第一工序起就分离开, 工件是由机械 手( 夹钳) 从一个工位移送到另一个工位。与多台单 机工作方式相比, 多工位压力机可以省去辅助操作 及工序间的检查、 搬运、 堆放。 中小型多工位压力机大多数都用在中小型金属板材 拉延件的落料、 冲孔、 成形等, 例如汽车电子行业的 金属壳体, 化妆品及医药行业的包装罐, 制笔行业的 笔杆笔帽, 灯具行业的灯头、 灯座, 轴承行业的保持 架和滚针轴承外圈, 碱锰和镍氢镍镉电池的钢壳, 微 型电机外壳, 制锁行业的门把手等等。这些零件一 般形状复杂、 长径比大, 需多种工序加工。按传统的 单工序加工方法, 需由多台压力机组成的生产线才 能完成。在多工位压力机上加工, 一般只需一台设 备就可以完成多工序加工, 这些工序包括落料、 拉延、 冲孔、 压平、 胀形、 弯曲、 缩口、 翻边、 滚丝、 压花和修 边等。 2 国外的发展状况 中小型多工位压力机在欧美及日本等工业发达 国家发展迅速, 使用范围日益扩大。一般来说, 当一 种工件需要 3 道以上工序加工、 日产量超过 4 000
加工硬化, 以及在零件内部形成合理的纤维流线分 布, 使零件的强度远高于原材料的强度。此外, 合理 的冷挤压工艺可使零件表明产生压应力而提高疲劳
的。模架具备极高的精度, 模具在模架上的安装和 更换方便, 上模安装用孔定位( 不需调整中心) , 每一 工位的封闭高度均可单独调节。下模安装只需调整 前后位置( 左右方向不需要调整) , 由下模架定位槽 定位。 ( 8) 有较完善的安全保护设施。压力机前后装 有透明的防护隔板, 采用双手操作按钮, 防止人身伤 害事故; 装有多至 12 工位的集成电路检测装置, 当 工件传送出现异常时, 压力机自动停机, 防止模具或 压力机损坏。 ( 9) 可配备横向冲压装置、 螺纹滚压装置、 压边 装置、 攻丝装置等专用附件。 到目前为止, 济南铸造锻压机械研究所已为数 家电视机显像管厂和电池配件 厂提供了该系 列产 品, 用来生产电子枪中的金属冲压件以及充电电池
钢壳。 4 结语 多工位压力机是一种先进高效的设备, 它集传 统的压力机制造技术、 模具加工技术、 数控技术及计 算机通讯技术为一体, 代表了金属拉延件的最高加 工水平。目前, 多工位压力机的制造和使用主要是 在一些工业发达国家。在我国, 由于人员素质和模 具制造水平较低, 对多工位压力机投资的认识也不 够, 大大限制了多工位压力机的发展和使用。 随着我们国家综合工业技术水平的进步以及市场竞 争的日趋激烈, 许多厂家开始认识到, 使用多工位压 力机生产冲压件, 将在产品的产量、 质量及成本方面 占据优势, 来提升企业的竞争能力。因此, 多工位 压力机的需求量将会随着经济的发展日益增加。
