冲床的发展动向

在持续严峻的经济环境中，无切削成形是企业与对手拉开距离和竞争中胜出的有力手段，而且环保是21世纪的主题，作为环保的加工方法将是主要的发展方向。无切削成形中高精度、高附加值形状的成形是不可或缺的，为了实现这些要求就必须了解从材料到成品的全过程综合技术。冲床就其中一个重要的技术要素。本文将介绍机械式冲床的基本特性及近年来开发出来的适用于各种成形技术的高精度多功能冲床的发展方向。

冲床的基本特性

机械冲床的特性与产品精度的关系。冲床的特性主要有两个，一是刚性，它包括纵向刚性—滑块与工作台的拱曲和机架的弹性伸长；以及横向刚性—偏心负荷影响下滑块的水平移位。其二为滑块的运动特性，包括垂直度、平行度、直线度等，对产品的精度有很大的影响。产品的精度不是只与冲床有关，它与材料、模具、润滑等都有关，不能只考虑某一因素。从冲床的要素来考虑，产品的厚度方向的精度与纵向刚性有关，而偏差、弯曲或平行度则与横向刚性及运动曲线特性有关。所以提高这些特性，产品精度可提高、模具寿命延长、生产的稳定性也能提高。

机械式冲床的发展趋势

通用冲床的高刚性、高机能化：原本作通用机用的C形冲床也追求高精度、高机能化，由此开发出一体型龙门冲床；在下死点附近速度很慢而SPM不受影响的连杆式冲床。此连杆式冲床在驱动齿轮与曲轴间介入了两个偏心的连杆，当驱动齿轮转动时，由于连杆的连结角度变化，曲轴就做不等速运动。此连杆机构与其它的连杆机构不同的是受压部的连接点少而综合间隙小。如图8所示，连杆式机构比肘杆式机构的扭矩能力高，可实现在下死点更高位置的成形。

数控冲床：数控冲床具有CNC控制系统，能根据加工方法的需要任意设定滑块的运动方式和速度。

1、螺杆式数控冲床

伺服工作机是使用AC伺服马达通过螺杆驱动滑块的，成形中下死点的位置可通过位置读取装置提供数据给位置控置装置进行控制。因此，机械的热膨涨和弹性变形不会影响产品的精度，调整出最适合的滑块运动方式及以极其微小的单位控制下死点的位置。所以适用于高精度高机能的无切削成形螺杆式伺服冲床采用油压马达和储能器进行扭矩控制的形式，下死点的位置控制可达到微米级，是节省能源且有环保要求的机种。

2、曲轴式伺服冲床

曲轴式冲床与AC伺服马达组合起来的数控冲床。这种冲床是用伺服马达代替原来冲床上的离合制动器和飞轮。这种冲床具有滑块运动模式可任意设定的伺服冲床的特点，同时具有如图3普通机械式冲床的扭矩特点。但其工作能量在低速区不会降低。

3、复动成形冲床

复动成形是无切削成形的有力手段。在冷间锻造中的闭塞锻造就是一个例子，是通过控制多个冲头、凹模的动作和时间图来达到控制材料塑性流动的目的。制品的精度和成形性可得到提高，甚至可以缩短工序数量。

复动成形粗略可分为两大类：重视冲床的通用性使用复动模架的复动成形；多品种生产用模具装拆容易的使用复动冲床的成形。最近不仅在锻造加工上，同时在板金成形与锻造的复合成形的多样化及能力的提高的同时，要求冲床不仅具有多动作性能，还须具备高的通用性。

4、闭塞锻造冲床

星形轮及十字连轴节的成形已普遍利用闭塞锻造模具及通用锻造冲床。其它可节省模具装配时配管时间的闭塞锻造冲床可分成两类：这些功能全在冲床里和上下油缸在冲床上而协调机构在模座上两种形式。

5、板材锻造冲床

随着板材锻压成形的普及，要求锻造冲床能进行拉深成形或缩短工程数，因此要求滑块和工作台必须带油缸。原来的闭塞锻造几乎都是采用高能力的常压动作，板材锻造除了要求与工法相适应的常压动作之外，还要求带有顺序动作、自锁等功能。

6、齿轮成形用冲床

螺旋齿轮成形用复动油压冲床如图19所示。这种冲床共有滑动驱动用、滑块内2个、工作台内2个，共５个驱动源全部合用1个油压式驱动装置。

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