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液压伺服数控珩磨机的那点儿事儿(二)

编辑:陕西海晟机械有限公司时间:2019-04-15

  4.基于伺服压力机的成形工艺举例

  (1)静音冲裁在压力机上进行冲裁工作时,材料断裂的瞬间,液压伺服数控珩磨机工作负荷突然消失,积聚在机身和传动机构中的弹性变形能会在很短的时间里释放,因而产生剧烈的振动和巨大的噪音,不但损坏设备和模具,而且恶化生产环境、危害工人健康。如果能有效地控制滑块运动,使所储存的弹性变形能在材料完全断裂之前就基本释放完毕,有可能大大减少冲裁振动,降低噪音。这种“静音冲裁”可以在伺服压力机实现。KOMATSU公司声称,采用伺服压力机可以消除99%的冲裁噪音。这里,变速点的精确控制是关键。



  静音冲裁

  (2)精密冲裁精密冲裁时,冲裁速度与工件质量和模具寿命的有密切关系。日本KOMATSU公司在普通机械压力机和HAF伺服压力机上进行了精密冲裁对比试验,工件为空调机凸轮,尺寸40×13MM,负荷80吨,材料SPC。冲裁速度越低,冲裁断面剪切带厚度就越大,断面质量越好。普通压力机在2000-3000件后表面出现裂纹,但伺服压力机在3000件后断面仍保持完好。

  精密冲裁

  (3)盒形件拉深KOMATSU公司曾进行了不锈钢和软碳钢盒形件浅拉深的对比试验。工件高度为50MM,两种材料的极限拉深速度分别为220MM/S和400MM/S,对应的机械压力机工作频率分别为15SPM和30SPM。在机械压力机上拉深两种材料均出现裂纹;伺服压力机工作频率为36SPM,拉深时在行程48和25MM时两次减速,两种材料均获得完好的工件。高强度钢成形性能差,容易裂纹、起皱,采用变速拉深可以改善成形性能,提高成形极限20-30%,降低废品率。这对汽车覆盖件加工有重要的意义。

  盒形件拉深

  (4)轴承垫块压制成形原在机械压力机上压制成形,压力110吨,工件公差为0.02mm,由于滑块下死点位置漂移,常常周期性地超差;采用伺服压力机后,由于可以严格控制滑块下死点位置,工件实际偏差可以控制在0.01mm以内,而载荷反而可以减少一半,仅为48吨。

  轴承垫块压制

  (5)镁合金挤压成形镁合金塑性差,塑性成形有较大难度。KOMATSU公司在其HCP3000伺服压力机上成功地完成了镁合金杯形件的反挤压成形。毛坯为Φ80×8板料,坯料置入凹模后,凸模慢速下降,将毛坯压在凸模和顶料器之间,在下降过程中毛坯被加热到3000C;当顶料器到下极限位置时,滑块保持恒定压力,以更低的速度下行,挤压开始,直至反挤压工作全部完成(C-D段);然后滑块快速回程。滑块在一个循环内经历了4种不同的速度,其中挤压过程还是恒压控制。显然,在普通机械压力机上这一工艺是无法实现的。



  5.结论与讨论

  (1)交流液压伺服数控珩磨机的发展前景交流伺服压力机在性能上具有许多优越性,这已经被证实。但是这种压力机究竟有多大的发展前景,业界并没有一致的看法,世界上真正实现了商品化生产的国家也不多。普通交流电动机+飞轮的传动方式具有价廉、简单、可靠等一系列优点,有悠久的历史,已经在锻压机械中得到广泛应用,在可预见的将来,不可能也没有必要在所有的压力机中都采用伺服驱动。但是伺服驱动为压力机带来的一系列优点,尤其是柔性化和节能减噪等的确为锻压设备展示了诱人前景。锻压生产在节能、环保和高性能方面的要求日益提高,将使它的竞争力越来越大。

  大功率交流伺服电机及其控制系统目前价格昂贵,是这一技术推广应用的主要障碍。造成这一问题的主要原因是大功率交流伺服电机及其驱动控制系统目前基本为国外产品所垄断。随着国内技术的开发,与进口产品开展竞争,市场价格就会迅速降低,这一技术在成形装备的应用领域也会越来越广。可以预见,伺服压力机将在一些重要的制造领域,如电子产品、汽车等精密制造领域发挥越来越大的作用。它将部分地取代液压机、普通机械压力机、螺旋压力机。

  (2)交流伺服驱动的能耗和电动机容量如上所述,普通压力机中,电机的负荷相对比较稳定,即令是工作周期的非工作时段,飞轮也要消耗能量以恢复飞轮转速,全周期均消耗能量,电机额定功率基本上等于周期的平均能耗。对于交流伺服驱动而言,没有飞轮,实际消耗的功率是变动的。就电机的额定功率而言,伺服压力机将大于普通机械压力机。但是,由于两种驱动方式功率消耗情况大不相同,伺服压力机实际能耗仍低于普通压力机。减小电机容量的途径之一是提高电机过载能力。

  (3)伺服压力机工作时对电网的冲击伺服曲柄压力机工作时将会产生很大的短时冲击电流,尤其是大吨位压力机,这将对电网产生极大的危害,必须予以重视。一个有效的方法是采用电容储能。相反,伺服螺旋压力机在换向时电流将比普通螺旋压力机小,减少电机发热和电流冲击。

  (4)加快研究开发步伐以交流液压伺服数控珩磨机取代传统感应电机,可以大大提高成形装备的自动化、智能化水平,改善工作性能,具有划时代的意义。目前国内这一技术尚比较落后,但国外发达国家也刚起步不久,鉴于其广阔的应用前景,必须加快这项技术的研究开发,方可赶上装备技术世界发展的潮流。