大噸位快速壓力機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展

管愛(ài)春.高速設(shè)計(jì)室主任.工程師.主要從事高速及快速壓力機(jī)的研究及設(shè)計(jì)工作.為國(guó)家重大科技專項(xiàng)：800kN(800次/分鐘）閉式雙點(diǎn)高速精密數(shù)控沖床、7500kN(200次/分鐘）數(shù)控重型高速精密壓力機(jī)的主要設(shè)計(jì)人員.擁有6項(xiàng)專利.獲江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)。

近十年來(lái).隨著國(guó)產(chǎn)高速精密壓力機(jī)、多工位級(jí)進(jìn)模具的普及.電機(jī)鐵芯沖壓行業(yè)生產(chǎn)效率越來(lái)越高.單臺(tái)電機(jī)的生產(chǎn)成本逐年降低。特別是冰箱空調(diào)壓縮機(jī)、風(fēng)扇及電動(dòng)工具等設(shè)備上使用的中小型電機(jī)鐵芯在使用了高速?zèng)_床沖壓后.生產(chǎn)效率的提高尤為明顯。

然而.大中型Y系列工業(yè)電機(jī)由于其鐵芯單片尺寸大、沖壓噸位高.長(zhǎng)期以來(lái)一直遵循先落定轉(zhuǎn)子環(huán)形料再用復(fù)合模或沖槽機(jī)分別沖出定子和轉(zhuǎn)子片的生產(chǎn)工藝。該工藝壓力機(jī)需求數(shù)量多、生產(chǎn)效率低、占地面積大、用工多、安全性差.而采用高速壓力機(jī)配合多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)可以直接以卷料連續(xù)沖壓而不需要先落料.所以其生產(chǎn)效率相比普通單槽沖或復(fù)合模提高4倍以上.且可彌補(bǔ)上述復(fù)合?；驔_槽機(jī)沖壓的不足。

但還是由于中大型電機(jī)鐵芯沖片往往定子外形尺寸大的原因.其對(duì)應(yīng)的模具就會(huì)遇到材料寬度大、送料步距大的問(wèn)題.受制于大型伺服送料機(jī)實(shí)際最大送料速度不高于55m/min的現(xiàn)狀（大型齒輪送料機(jī)實(shí)際最大送料速度不高于40m/min）.重型高速壓力機(jī)即便擁有高達(dá)250次/min的沖速往往也只能工作在120次/min左右。

例如.機(jī)座號(hào)Y-315電機(jī).其定子外徑達(dá)φ520mm.卷料寬度達(dá)520mm.送料步距也近520mm.按照送料機(jī)送料速度55m/min計(jì)算.整條沖壓生產(chǎn)線生產(chǎn)速度最高只能工作在105次/min以內(nèi)。這樣看來(lái)采購(gòu)價(jià)格昂貴的重型高速壓力機(jī)對(duì)沖大步距的用戶來(lái)說(shuō)就存在了巨大的設(shè)備性能浪費(fèi).購(gòu)置一款速度適中、高性價(jià)比的大噸位快速壓力機(jī)則是沖壓大片型電機(jī)鐵芯的最佳選擇。

大噸位快速壓力機(jī)的特點(diǎn)

針對(duì)大型薄板精密沖壓行業(yè)開(kāi)發(fā)的大噸位快速壓力機(jī).作為大噸位重型高速壓力機(jī)的簡(jiǎn)配機(jī)型.具有閉式雙點(diǎn)結(jié)構(gòu)、沖壓噸位大、沖壓速度快、工作臺(tái)面大、機(jī)身剛度高、滑塊運(yùn)行精度高等高速壓力機(jī)的主要特征.是對(duì)高速壓力機(jī)高端市場(chǎng)的有力補(bǔ)充.是近些年來(lái)國(guó)內(nèi)壓力機(jī)廠家細(xì)分市場(chǎng).主動(dòng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的代表產(chǎn)品。

大噸位快速壓力機(jī)一般采用閉式雙點(diǎn)機(jī)身結(jié)構(gòu).機(jī)床沖壓噸位至少達(dá)400t.工作臺(tái)板、滑塊底面長(zhǎng)寬在2600mm×1200mm以上.為盡可能給模具提供長(zhǎng)的送料時(shí)間.滑塊行程為40～50mm.每分鐘沖壓次數(shù)可達(dá)80～150次.壓力機(jī)底座剛度1/10000～1/12000。相比之下.普通大噸位閉式雙點(diǎn)壓力機(jī)沖壓速度一般只有15～30次/min.壓力機(jī)底座剛度只有1/6000～1/6600。

如上所述.大噸位快速壓力機(jī)沖壓噸位大、工作臺(tái)板大、沖壓速度高、滑塊運(yùn)行精度高.所以制造大噸位快速壓力機(jī)對(duì)制造商在設(shè)計(jì)、加工特別是加工能力方面要求較高.尤其以大型零件下底座、上橫梁、滑塊、曲軸的加工精度要求極高。

YPH系列快速壓力機(jī)在大中型電機(jī)鐵芯沖壓生產(chǎn)中的應(yīng)用

當(dāng)前.國(guó)家強(qiáng)制節(jié)能減排.已頒布實(shí)施新的電機(jī)能效等級(jí).并推廣使用高效電機(jī)。為提高電機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率.電機(jī)鐵芯的材料厚度會(huì)逐漸從現(xiàn)在使用的0.5mm降低到0.35mm。由于沖片材料減薄.模具的沖壓噸位也會(huì)相應(yīng)下降30%.使原來(lái)很多由于沖壓噸位大而只能選擇單槽沖的沖片也具備了大噸位快速壓力機(jī)一次沖壓成形的條件.如機(jī)座號(hào)Y315、Y355等電機(jī)鐵芯。

針對(duì)國(guó)內(nèi)電機(jī)鐵芯沖壓行業(yè)巨大的市場(chǎng)需求.國(guó)內(nèi)已有一些企業(yè)相繼推出了各自的高性價(jià)比大噸位快速壓力機(jī)。國(guó)產(chǎn)大噸位快速壓力機(jī)采用三段組合式鋼板焊接高剛性機(jī)身.八面導(dǎo)軌滑塊導(dǎo)向結(jié)構(gòu).機(jī)床主要精度指標(biāo)達(dá)閉式雙點(diǎn)高速壓力機(jī)一級(jí)精度?？焖賶毫C(jī)配合多工位級(jí)進(jìn)模具、材料架、矯平機(jī)、送料機(jī)可以一次性沖壓出Y200電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵芯成品.且產(chǎn)品精度高、一致性好；配合高性能雙伺服送料機(jī).更可每分鐘沖制Y200電機(jī)鐵芯145片左右.相比傳統(tǒng)落料后再用普通復(fù)合模具分別沖壓出定子片、轉(zhuǎn)子片的沖壓工藝綜合生產(chǎn)效率提高4倍以上。同時(shí)大型快速壓力機(jī)的使用還可大幅縮減企業(yè)用工需求.例如上述一條大噸位快速壓力機(jī)沖壓生產(chǎn)線只需要1～2人操作即可完成全部工作.而傳統(tǒng)落料再?gòu)?fù)合的生產(chǎn)工藝要取得同樣的產(chǎn)量至少要8人以上才可滿足生產(chǎn)需要。另外.大型快速壓力機(jī)的使用同時(shí)也解決了傳統(tǒng)落料生產(chǎn)工藝壓力機(jī)需求數(shù)量多、占地面積大、安全性差的問(wèn)題。

另外.在電機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中鐵芯散片整理也是一項(xiàng)極為耗時(shí)費(fèi)力的工作.現(xiàn)在越來(lái)越多的電機(jī)廠家在采購(gòu)模具時(shí)都盡可能選擇自動(dòng)疊鉚的模具設(shè)計(jì)方案來(lái)降低生產(chǎn)成本.而這項(xiàng)技術(shù)在以往由于大型機(jī)床機(jī)身剛性及滑塊運(yùn)行精度達(dá)不到疊鉚片模具的使用要求而一直無(wú)法應(yīng)用于大型多工位級(jí)進(jìn)模具上。而大噸位快速壓力機(jī)因?yàn)闄C(jī)身設(shè)計(jì)剛性好、滑塊運(yùn)行精度高.所以可滿足部分大型模具的疊鉚片需求。例如.外徑φ260mm的Y160雙列模疊鉚模具配合高性能伺服送料機(jī)在快速壓力機(jī)上可正常工作在120～140次/min.同時(shí)可獲得較穩(wěn)定的疊鉚定轉(zhuǎn)子產(chǎn)品。由于節(jié)省了電機(jī)廠家整理沖片的時(shí)間.所以生產(chǎn)效率提高的同時(shí)生產(chǎn)成本反而得到了降低。

圖1是由某國(guó)產(chǎn)快速壓力機(jī)組成的沖壓線在用戶處大規(guī)模使用的現(xiàn)場(chǎng)照片。

大噸位快速壓力機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展與磨合.大噸位快速壓力機(jī)總體已經(jīng)能很好地應(yīng)用于薄板精密沖裁特別是電機(jī)鐵芯沖壓行業(yè)?？v觀近幾年來(lái)大噸位壓力機(jī)的發(fā)展及用戶日益嚴(yán)格的要求.大噸位快速壓力機(jī)還將在以下幾個(gè)方面有進(jìn)一步的發(fā)展：

圖1 大噸位快速壓力機(jī)沖壓生產(chǎn)線

⑴同噸位機(jī)床工作臺(tái)板、滑塊底面尺寸會(huì)進(jìn)一步加大。隨著電機(jī)鐵芯的材料厚度由0.5mm開(kāi)始向0.35mm轉(zhuǎn)變.相同片型的模具沖壓噸位也會(huì)同步下降30%以上.所以以往在550t機(jī)床上使用的模具就可以放在400t的機(jī)床上使用.但由于鐵芯沖片的外形尺寸不變.模具外形尺寸不會(huì)有太大的變化.所以400t的機(jī)床勢(shì)必只有提供更大的模具安裝空間才能滿足原來(lái)550t機(jī)床上模具的安裝要求。

⑵自動(dòng)快速換模技術(shù)會(huì)快速成熟、普及.人工手工換模會(huì)大大減少。隨著大中型工業(yè)電機(jī)的鐵芯沖片模具不斷向多工位級(jí)進(jìn)模具發(fā)展.多工位級(jí)進(jìn)模具的外形尺寸、重量都會(huì)不斷變大.如何幫助用戶實(shí)現(xiàn)模具自動(dòng)、安全、快速、準(zhǔn)確就位是各壓力機(jī)廠家要盡快解決的問(wèn)題。

⑶滑塊液壓快速提升技術(shù)的應(yīng)用.目前該技術(shù)主要應(yīng)用于高端高速壓力機(jī)上.該技術(shù)可使機(jī)床具有模具不拆除而有修復(fù)模具部分小故障的空間。且故障清除后再將滑塊下降到原來(lái)高度.滑塊下死點(diǎn)精度準(zhǔn)確.無(wú)需重新校正?；瑝K液壓快速提升技術(shù)不但可最大程度地減少模具不必要的拆卸次數(shù).而且可快速解除模具卡模問(wèn)題.可顯著提高生產(chǎn)效率。

此外.還有針對(duì)電機(jī)行業(yè)的沖片自動(dòng)碼垛系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)也將會(huì)是大噸位快速壓力機(jī)發(fā)展方向之一。

結(jié)束語(yǔ)

大噸位快速壓力機(jī)作為對(duì)大噸位高速壓力機(jī)市場(chǎng)的有效補(bǔ)充.是近年來(lái)各壓力機(jī)制造廠家主動(dòng)對(duì)接市場(chǎng)需求的代表產(chǎn)品。該機(jī)型在電機(jī)鐵芯行業(yè)的推廣應(yīng)用使Y355以下所有電機(jī)鐵芯沖片都具備了多工位級(jí)進(jìn)模具生產(chǎn)的條件.使Y355以下大部分沖片沖壓效率提高4倍以上。同時(shí).大型快速壓力機(jī)的出現(xiàn)也極大地改變了普通工業(yè)電機(jī)行業(yè)沖片的生產(chǎn)工藝流程.大幅度降低了企業(yè)的生產(chǎn)、管理等各方面成本.提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

大噸位快速壓力機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展

文／管愛(ài)春，范魏，江寶明·揚(yáng)州鍛壓機(jī)床股份有限公司