高速精密冲压工艺对设备的要求优化

1.高速度

在日本，将SPM×S=90000mm/min作为高速压力机的最低限值（SPM—Stroke Per Mi-nuter，即滑块每分钟行程次数，S为滑块行程），目前最高的滑块行程次数为4000次/min（行程8mm、公称力100kN），尚达不到日本的最低限值。表7-1是某些公司对公称力600kN以下的小型高速压力机做的划分，划分时未考虑滑块行程。

表7-1 600kN以下高速压力机划分

大量实验数据表明，压力机行程次数达到400次/min时会出现共振。不少专家学者认为将400次/min以上定为高速比较恰当。在我国，2008年国家标准化管理委员会批准成立了“全国锻压机械标准化技术委员会数控高速压力机工作组（SCA/TC220/WG1）”，该组设在江苏省徐州锻压机床厂集团有限公司（以下简称“徐锻集团”），开展高速压力机相关国家标准的制定工作。在由徐锻集团和济南铸造锻压力机械研究所有限公司（以下简称“济南铸锻所”）共同起草的《闭式高速精密压力机技术条件》中，依照公称力和滑块行程次数对高速压力机进行了界定（见表7-2）。

表7-2 高速压力机划分（按吨位）

目前实际使用的滑块行程次数为：

微电机定转子：200～400次/min；

集成电路引线框架：300～500次/min；

接插件端子：800～1300次/min；

金属薄片冲裁：1500～2500次/min。

此外，也有学者建议将与压力机配套的送料机的送料速度，作为衡量压力机是否为高速的参考指标。由于送料速度与送料步距、送料宽度、送料精度等指标相关，因此，很难给出具体的参考指标。(www.xing528.com)

2.高刚度

高速压力机裁时，在冲头冲断板料的瞬间，压力机各部分的弹性变形能转化为动能突然释放，使冲头急速冲断板料并向凹模突进，直接影响冲裁质量和模具寿命，因此高速压力机需要较高的刚度。高速压力机的刚度决定了动态精度及振动特性，没有具体的标准，一般将通用闭式压力机的二分之一变形量作为最低标准（即为通用闭式压力机刚度的两倍，约为1000～1400kN/mm）。在起草的《闭式高速精密压力机技术条件》中，要求高速压力机的刚度值不低于（P_g为压力机公称力，kN），同时要求，压力机滑块和工作台板的挠度公差不大于0.15/1000mm。随着冲压零件技术水平的提高，高速压力机的刚度呈现逐步提高的趋势。

3.高精度

高速压力机的精度包括各项静态精度和动态精度（下死点动态重复精度），将直接影响冲压件的尺寸精度和模具的使用寿命。高速压力机的各项静态精度指标，最低应达到日本JISB6402：1997《机械压力机-精度检查》标准中的特级精度以上。高速压力机的各项静态精度指标与其零部件的制造水平有关。日本能率制作所提出的高速压力机的基本精度指标见表7-3。

表7-3 高速压力机的基本精度

动态精度不同于静态精度，没有统一的标准（包括数据和测试方法）。除去锁紧不够可靠以外，影响动态精度的主要因素为转速和温度的变化。国外对控制动态精度采取了不少措施，如采用动态补偿机构、多连杆驱动机构、低密度高强度材料、恒温润滑系统和低膨胀系数材料等。冲压不同的产品对高速压力机的精度要求是不同的。一般而言，冲压含有微成形工序的零件，冲压较薄的零件，对动态精度的要求较高。

我国高速压力机执行JB/T 8782—1998《闭式高速精密压力机 精度》标准，其中工作台和滑块的平面度，参照日本JIS B 6402：1997《机械压力机-精度检查》标准中的一级精度，工作台面对滑块底平面的平行度、滑块上下运动对工作台的垂直度，参照日本标准中的特级精度。2011年在由徐锻集团、济南锋铸造锻压机械研究所有限公司、扬州锻压力机床股份有限公司（以下简称“扬锻集团”）和铸锻所起草的《闭式高速精密压力机精度》中，首次将高速压力机分为高速精密压力机和高速超精密压力机，分别制定出了不同的精度标准。其中高速精密压力机参照或接近日本JISB6402：1997《压力机精度检查》标准中的特级精度，而将特级精度的数值进一步提高，作为高速超精密压力机的精度指标。同时，在该标准中按高速压力机吨位给出了“加温恒速”、“恒温恒速”、“加温加速”状态下的下死点动态精度数值（见表7-4）。

表7-4 下死点动态精度数值

4.与周边设备的集成

高速压力机要和卷料料架、校平机、送料机、模具及废料回收装置等，共同构成冲压生产线以完成冲压工作。这就要求高速压力机在机械和电器上能与周边设备衔接，实现对冲压过程的监测（如生产计数、材料状态、材料厚度、送料线高度、冲压力、行程次数、行程、下死点位置、气动系统压力、润滑系统的温度和流量等）和控制。