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主辦方聯(lián)系方式：
名稱：中國鍛壓協(xié)會(huì)
地址： 北京昌平北清路中關(guān)村生命科學(xué)園博雅C座10層
郵編：102206
電話：010-53056669
傳真：010-53056644
郵箱：
metalform@chinaforge.org.cn
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動(dòng)態(tài)/資訊
世界發(fā)達(dá)國家金屬板材加工的一些新趨勢
發(fā)表時(shí)間:2009-03-20 08:23:09; 來源:news_from
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世界發(fā)達(dá)國家金屬板材加工的一些新趨勢
1． 激光的應(yīng)用更加廣泛。
激光焊接和切割主要應(yīng)用在汽車行業(yè)，最適合加工厚度2mm的板材，有資料表明歐美發(fā)達(dá)國家的汽車零部件有50％－70％是激光加工完成，從最近的趨勢看，對(duì)于中厚板切割，激光切割也能很好地完成。激光焊接成為大汽車廠的標(biāo)準(zhǔn)工藝，它將不等厚度和不同材質(zhì)的板材緊密焊接在一起，既可以保證受力部分有足夠的強(qiáng)度，又可減輕不必要的重量，提高了車身的鋼性和安全性，同時(shí)也降低了噪聲。但是激光焊接的缺點(diǎn)也很明顯，即投資巨大，非中小企業(yè)能夠承擔(dān)，對(duì)工件的裝備精度和定位精度高，否則就容易出焊接缺陷。
為了彌補(bǔ)上述缺陷，本次展會(huì)推介了日趨成熟的激光－電弧混合焊接系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)單純的激光焊接和電弧焊接進(jìn)行了揚(yáng)長避短，用激光束有效地控制和穩(wěn)定電弧，減少了熱量的使用，使焊接速度更快（有的速度提高達(dá)60％）、更穩(wěn)定，焊縫可以更大、流動(dòng)性更好，焊接的金屬厚度更厚，金屬性能也更佳，這樣中小企業(yè)的投資也變得合算了。混合焊接的機(jī)器人在快速發(fā)展的運(yùn)輸和能源行業(yè)運(yùn)用很廣泛，尤其是風(fēng)電和管道輸送線等大零部件焊接領(lǐng)域。
激光切割應(yīng)用了多年，技術(shù)相對(duì)成熟，它最近新發(fā)展則主要在將激光加工集成到其他的加工領(lǐng)域。目前一個(gè)顯著的例子是由來自6個(gè)國家30家企業(yè)和科研院所組成一個(gè)合作機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)了一個(gè)名為PROFORM的研究計(jì)劃，目的是綜合輥壓成形、激光和電磁成形三項(xiàng)技術(shù)形成一種新的輥壓成形技術(shù)，主要用來生產(chǎn)汽車底盤和車身零部件。
輥壓成形相對(duì)于傳統(tǒng)的拉深技術(shù)，有靈活性高和投資低的特點(diǎn)，適合目前汽車行業(yè)車型變化快、零部件批量少、種類多、生產(chǎn)響應(yīng)時(shí)間短的特點(diǎn)。但是高強(qiáng)鋼在車身的應(yīng)用越來越多，使用傳統(tǒng)的輥壓成形技術(shù)，意味著要調(diào)整和增加相應(yīng)的裝置來提高成形壓力和防止成形后反彈。
加入激光和電磁成形技術(shù)之后，用高強(qiáng)鋼生產(chǎn)新的零部件的時(shí)候，沒有必要開發(fā)整套的輥壓模具了，具體是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？根據(jù)筆者搜集的資料理解，激光在新技術(shù)中的應(yīng)用分為兩種，一種是激光輔助成形，可用于V型折彎、線材拉伸、輥壓和深拉伸工藝中，具體到輥壓成形工藝的應(yīng)用，就是在輥壓模具成形前，用激光束對(duì)即將變形最顯著的狹窄區(qū)域加熱，改變板材的塑性能力，減少模具成形的壓力；另外一種是應(yīng)用激光直接成形，把不聚焦的激光束照射在板材上，通過加熱（但是不會(huì)使材料熔化）產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力成形折彎，這個(gè)過程和廣泛應(yīng)用于航海工業(yè)中的火焰彎曲工藝相似，整個(gè)過程不需要借用任何外力，其最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是成形之后不會(huì)有任何反彈。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)精確控制激光的能力相當(dāng)高，只有這樣，才能控制成形過程中的各種參數(shù)，生產(chǎn)出想要的形狀。
激光在板材加工的另外一個(gè)應(yīng)用就是用激光覆熔金屬陶瓷表面，例如在非常薄的板材表面鍍上一層0.1-1.2mm的膜，提高表面的耐磨性能，同時(shí)降低表面粘附力。目前正在研究何種程度的鍍膜不會(huì)引起板材的翹曲。
此外，激光不僅僅用來加工零部件，還用來修整模具，改善模具的表面質(zhì)量。為了降低重量，鋁材和高強(qiáng)鋼大量應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)件。在剪切的過程中，這些材料會(huì)給模具造成巨大磨損和粘附性磨擦。用激光散射鍍膜，例如給剪切模具鍍二氧化鋯膜之后，可以延長模具壽命。
總而言之，激光在金屬板材加工的應(yīng)用越來越廣泛，朝著降低成本和提高生產(chǎn)效率的方向發(fā)展。
2.伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)遍地開花
伺服驅(qū)動(dòng)在壓力機(jī)上應(yīng)用的設(shè)想很早出現(xiàn)，是日本人將其發(fā)揚(yáng)光大，稱之為壓力成形加工行業(yè)的一次新的革命。在2006年的展會(huì)上，伺服驅(qū)動(dòng)的沖床還主要是日本會(huì)田、小松、天田、山田、村田、臺(tái)勵(lì)福等亞洲企業(yè)孤芳自賞，歐洲只有少數(shù)壓力機(jī)企業(yè)如BRUDERER、ARKU、LVD、DREHER展示了這方面的應(yīng)用，其他的還主要是在壓力機(jī)周邊設(shè)備上有一些零星的展示。
但是在今年歐洲的展覽會(huì)上，印在壓力機(jī)和自動(dòng)化設(shè)備身上醒目的“SERVO”字樣比比皆是，伺服驅(qū)動(dòng)和控制產(chǎn)品覆蓋壓力機(jī)、折彎機(jī)、管材及線材成形機(jī)械、旋壓機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。
那么伺服驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)究竟在哪里呢？根據(jù)日本鍛壓機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)前秘書長中原洋一先生在最近和中國鍛壓協(xié)會(huì)合作出版的《沖壓加工的變革－現(xiàn)代沖壓技術(shù)生產(chǎn)要點(diǎn)》一書的總結(jié)，伺服壓力機(jī)的出現(xiàn)是為了相應(yīng)如下幾個(gè)方面的變化：加工的原材料多樣化、加工工序多樣化、模具構(gòu)造多樣化、產(chǎn)品小批量和多樣化、用戶個(gè)性化加工系統(tǒng)興起。這些要求轉(zhuǎn)化為技術(shù)的要求就是：盡可能加快滑塊與零部件非接觸的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，即縮短非壓力作用時(shí)間，同時(shí)延長壓力作用時(shí)間，即放緩滑塊和材料接觸的速度，并在下死點(diǎn)保壓一段時(shí)間，以達(dá)到減少材料應(yīng)力，防止變形回彈、延長模具壽命的目的。此外壓力機(jī)還要保持足夠的打擊能量，能與數(shù)控系統(tǒng)結(jié)合起來，方便設(shè)置加工程序。這些是傳統(tǒng)的壓力機(jī)不能滿足的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)壓力機(jī)只要求機(jī)身有足夠的鋼性，滑塊長時(shí)間地精確地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)模具之間的材料施加壓力就可以了，它的工作曲線是固定的，行程和速度不可調(diào)節(jié)，完全沒有考慮柔性生產(chǎn)的概念。
伺服壓力機(jī)的出現(xiàn)則很好地滿足了上述需求，它將傳統(tǒng)壓力機(jī)上的飛輪、離合器、剎車部分置換為伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，可根據(jù)不同的生產(chǎn)需要設(shè)定不同的行程長度和速度。它最為神奇的是即使滑塊速度很慢，滑塊的打擊能量和扭距依然能保持不變，這個(gè)特點(diǎn)，使得滑塊可以在包括下死點(diǎn)在內(nèi)的任何地方停止、保壓，尤其和材料“軟接觸”和下死點(diǎn)停留，極大地緩和了材料內(nèi)應(yīng)力，配合伺服壓力機(jī)標(biāo)配的線性光柵尺，最終能生產(chǎn)出類似精沖效果的高質(zhì)量零部件，精度最高可達(dá)到微米級(jí)，可防止毛刺和撕裂等故障出現(xiàn)，節(jié)省去毛刺、點(diǎn)焊、模內(nèi)攻絲等后續(xù)工序；模具受沖擊小，使用壽命延長；此外，伺服壓機(jī)還有噪音低、維護(hù)簡單、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。和同等的傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)相比，有專家實(shí)證研究過，300噸的伺服壓機(jī)和同噸位機(jī)械壓力機(jī)在75％的公稱力下持續(xù)運(yùn)行，其者要節(jié)省3－4成的電能。
自2006年以來，中國鍛壓協(xié)會(huì)沖壓委員會(huì)一直在不易余地地向業(yè)內(nèi)企業(yè)推介伺服驅(qū)動(dòng)的概念，一些零部件企業(yè)采用之后，生產(chǎn)效率得到了10％－30％的提升。目前設(shè)備領(lǐng)域，由于這樣技術(shù)的高難度，只有少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)出了樣機(jī)，還沒有形成批量的生產(chǎn)，這使得目前伺服壓力的價(jià)格也是居高不下。我們衷心希望國內(nèi)沖壓和鈑金設(shè)備生產(chǎn)商能夠抓住這一波方興未艾的技術(shù)潮流，研發(fā)出性價(jià)比優(yōu)異的設(shè)備和輔助設(shè)備。
(齊俊河 劉明星)
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