【摘要】 介紹了國內(nèi)沖壓設(shè)備的現(xiàn)狀和技術(shù)水平，并根據(jù)國內(nèi)外的科技發(fā)展趨勢和鍛壓機床的市場動態(tài)，展望了我國沖壓機床的發(fā)展方向。
鍛壓機床作為工業(yè)基礎(chǔ)裝備的重要組成部分之一，在航空航天、汽車制造、交通運輸、冶金化工等重要工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用。尤其是近年來，以汽車為龍頭的制造業(yè)的飛速發(fā)展，大大推動了我國沖壓生產(chǎn)的進步。國產(chǎn)大型精密高效的成套設(shè)備、自動化生產(chǎn)線、F MC、FMS 等高新技術(shù)，以及高附加值的沖壓裝備正在裝備著我國的制造業(yè)。
一、沖壓設(shè)備現(xiàn)狀
在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)模化、車型個性化和覆蓋件大型一體化。進入21 世紀，我國汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對這一形勢，我國的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長足的進步。
1. 重型機械壓力機及其覆蓋件生產(chǎn)線、大型多工位壓力機
汽車覆蓋件是標志汽車質(zhì)量的最重要鈑金零件，是大型沖壓件的典型件，其生產(chǎn)目前主要有兩種方法：一是由多臺大重型機械壓力機配以自動化機械手，組成自動化柔性沖壓生產(chǎn)線；二是應(yīng)用大型多工位壓力機生產(chǎn)。
( 1) 單機連線自動化沖壓生產(chǎn)線 為滿足自動化沖壓生產(chǎn)線的需要，國內(nèi)知名壓力機生產(chǎn)企業(yè)在20世紀末期，就大力進行了高性能單機連線壓力機的研制生產(chǎn)。其中以濟南二機床集團公司、上海鍛壓機床廠、齊齊哈爾第二機床廠等為代表，先后研制了J47—1250/2000型閉式四點雙動拉深壓力機、S3P—630 型閉式四點壓力機、PE4 - HH- 600 - 2TS 四點單動壓力機、PD4- HH - 800/ 600 - 2TS 四點雙動壓力機、30000kN 閉式雙點汽車大梁壓力機、成系列多連桿傳動單動壓力機及其他規(guī)格的大型雙動拉深壓力機。由它們組成的自動化沖壓生產(chǎn)線具有大噸位、大行程、大臺面，以及大噸位氣墊、機械手自動上下料系統(tǒng)、全自動換模系統(tǒng)和功能完善的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng)，生產(chǎn)速度快、精度高。這些單機連線已先后裝備了第一汽車制造廠、重慶長安汽車廠等汽車制造業(yè)的多條大型自動化沖壓生產(chǎn)線，并正在向更多的汽車廠和國外公司擴展。2006年8月，濟南二機床公司向泰國薩密特公司提供了一條32000kN大型沖壓生產(chǎn)線，充分滿足了汽車快速、高精度及高效的生產(chǎn)要求。
這類生產(chǎn)線的典型配置和用途：開式單點壓力機加裝輥輪送料機( 或氣動送料機) 成線，可作單( 多) 工序連續(xù)沖壓，操作性良好；開式雙點壓力機加裝多工位送料裝置、開卷裝置和校平裝置，組成多工位連續(xù)沖壓生產(chǎn)線。由于占地少、工序間搬運小，所以正日益被沖壓生產(chǎn)看好；高速壓力機加裝凸輪分割型送料機、開卷校平裝置成線，沖制專用零件，如電動機硅鋼片等。
( 2) 大型多工位壓力機 在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機是最先進、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動化、高柔性化的典型代表。通常由拆垛機、大型壓力機、三坐標工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位等組成。生產(chǎn)節(jié)拍可達16～25次/min，是手工送料流水線的4～5倍，是單機連線自動化生產(chǎn)線的2 ～3 倍。是當今世界汽車制造業(yè)應(yīng)首選的最先進的沖壓設(shè)備，目前世界上已能生產(chǎn)95000kN 的大型多工位壓力機。
這類機床過去惟工業(yè)發(fā)達國家獨有，20世紀末到21世紀初我國也已開發(fā)研制，并取得成功。濟南二機床集團公司于1999年與德國萬加頓公司合作制造了兩臺20000kN 大型機械多工位壓力機，2005年初又與世界最大的汽車零部件供應(yīng)商———美國德納(DANA)公司簽訂了供貨合同，為其提供一臺50000kN重型多工位壓力機。該機采用電控同步、電子伺服三坐標送料、多連桿、全自動換模、模具保護及現(xiàn)場總線控制等多項國際先進技術(shù)，具有遠程診斷、遠程控制和網(wǎng)絡(luò)通信等多種自動化功能，適用于汽車制造中薄板件的拉深、彎曲、沖裁和成形等冷沖壓工藝。是我國迄今為止出口的噸位最大、技術(shù)含量最高、自動化程度最高的沖壓成套設(shè)備。濟南二機床公司因強大的研發(fā)制造能力和良好的市場業(yè)績，被國外用戶譽為“世界五大數(shù)控裝備制造商之一”。迄今為止，這類多工位壓力機在國內(nèi)汽車業(yè)尚未廣泛使用，但市場前景十分看好。
2. 數(shù)控板沖、剪、折機床及柔性加工生產(chǎn)線
我國的數(shù)控沖( 剪\折) 機床始于1982年，經(jīng)過20多年的發(fā)展，已經(jīng)到4軸控制、輔助功能增多、模位數(shù)增大并帶兩個自轉(zhuǎn)模位，并進一步發(fā)展為液壓驅(qū)動4 、5 軸控制，現(xiàn)在又已出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床。生產(chǎn)企業(yè)由最早的濟南鑄造鍛壓機械研究所發(fā)展到多家公司，頗有實力的有濟南捷邁數(shù)控工程公司、齊齊哈爾二機床集團公司、江蘇亞威公司、江蘇揚力集團公司、湖北三環(huán)集團公司和江蘇金方圓公司等。
(1) 數(shù)控沖床
目前，許多用戶都趨向使用數(shù)控復合沖剪機( 可組成數(shù)控沖剪復合柔性加工線)，但數(shù)控沖床單機的市場仍舊很大。數(shù)控沖床的先進特點有：采用高性能伺服液壓驅(qū)動的專用液壓系統(tǒng)；步?jīng)_次數(shù)高(步距0.5mm時，頻率600～1000次/min)，沖壓穩(wěn)定性好；采用智能夾鉗減小沖裁死區(qū)；采用毛刷型工作臺確保板材表面質(zhì)量；工作臺移動速度高(軸向80m/min，合成120m/min)；設(shè)有2～4個自動分度工位(大直徑模設(shè)置其上，減小轉(zhuǎn)塔換模慣性)；采用開放式數(shù)控系統(tǒng)，用戶界面友好，可擴展性高，并配有高效自動編程軟件。主要用于帶多種尺寸規(guī)格孔型的板沖件加工，在大型電氣控制柜加工行業(yè)有著廣泛的市場，也可用于其他大批量板沖件的加工。
(2) 數(shù)控沖剪復合機及柔性加工線
數(shù)控沖剪復合機是由數(shù)控沖和數(shù)控角剪集合而成，板料的沖孔、成形和剪切可在其上一次完成，最適合后序有彎折工序的板件加工。多工序共用一套數(shù)控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和送料機械手，與數(shù)控沖和角剪機單機連線比較，不僅可以降低設(shè)備投資，節(jié)省占地面積，減少故障率，而且還可以作為主機組成沖剪復合柔性加工線。
國產(chǎn)的先進數(shù)控沖剪復合柔性加工線有：濟南捷邁數(shù)控公司制造的CI型柔性加工線，它由PS31250型數(shù)控沖剪復合機、板材立體倉庫、吸盤式送料機、碼垛分選裝置及控制系統(tǒng)組成，復合機公稱力(沖/剪)300/280kN，加工板材尺寸1250mm×5000mm，機器5 軸控制，整線生產(chǎn)率(鋼板)8張/h；江蘇金方圓公司制造的APSS型柔性加工線，由一臺沖剪復合機、定位臺和自動上料機械手組成，公稱力300kN，加工板材尺寸1250mm×2500mm。上述兩線均達到國際先進水平。
(3) 數(shù)控折彎機
數(shù)控板料折彎機普遍選用BOSCH/HOERBIGER 等公司的數(shù)字閉路液壓系統(tǒng)和DELEM、CYBELEC等公司的專用數(shù)控系統(tǒng)；成熟的工藝軟件、自動編程功能及彩屏顯示，可實現(xiàn)多種折彎工件的工藝存儲及輪番生產(chǎn)；采用動態(tài)壓力補償系統(tǒng)、側(cè)梁變形補償系統(tǒng)、厚度及反彈在線檢測及修正系統(tǒng)、溫度補償系統(tǒng)，提高了工作臺與滑塊的相對位置的精確性；采用數(shù)控軸數(shù)4、6、8軸后定位機構(gòu)，保證了板料的精確送進；滑塊的空程速度為100mm/s，工作速度為10mm/ s ；重復定位精度±0.01mm 左右。
可加工各種帶有多規(guī)格彎曲角度的復雜盒形零件。國內(nèi)有代表性的產(chǎn)品———湖北三環(huán)的PPH35/13 型350kN 數(shù)控板料折彎機、江蘇揚力的EB3512型數(shù)控板料折彎機、上海沖剪機床廠的ME50/2550型機械電子伺服數(shù)控板料折彎機、江蘇金方圓的PR6C225×3100型2250kN數(shù)控板料折彎機和天水鍛壓機床廠的2000～30000kN大型數(shù)控板料折彎機等。
(4) 數(shù)控框架板料沖壓液壓機
在常規(guī)結(jié)構(gòu)液壓機的基礎(chǔ)上，匯聚了觸摸( 調(diào)控) 彩色顯示屏、二通邏輯插裝閥、可編程序控制器、高靈敏度壓力傳感器、微米級磁柵尺和無級調(diào)控比例控制閥等多項先進技術(shù)。機器設(shè)有調(diào)整、無壓力下行與半自動工作方式。還配有自驅(qū)動移動工作臺、液壓大打料缸、電液連鎖雙安全栓、溫控液壓油冷卻系統(tǒng)、程控16點導軌潤滑系統(tǒng)、雙側(cè)緩沖液壓缸和電動同步螺桿調(diào)程機構(gòu)。機器滑塊不僅能實施壓力成形及沖裁工藝的定壓定程，而且液壓墊可在拉深工藝的行程內(nèi)設(shè)置分段調(diào)壓。機器具有薄板沖裁落料、彎曲翻邊及拉深成形等多種功能。這類機器的代表有合肥鍛壓機床公司的RZU500HD框架式快速薄板深拉深液壓機及徐州壓力機股份公司的20MN 彩屏框架式液壓機。
3. 無模多點成形壓力機
多點成形是將柔性成形技術(shù)和計算機技術(shù)結(jié)合為一體的先進技術(shù)。它利用多點成形裝備的柔性與數(shù)字化制造特點，無需換模就可完成板材不同曲面的成形，從而實現(xiàn)無模、快速和低成本生產(chǎn)。該工藝目前已在高速列車流線型車頭制作、船舶外板成形、建筑物內(nèi)外飾板成形及醫(yī)學工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。多點成形壓力機按沖頭基本體調(diào)形分有逐點調(diào)形式和快速調(diào)形式；按機架形式分有開式、三梁四柱式和框架式；按加工板材有厚板和薄板之分。目前，有代表性的產(chǎn)品主要是吉林大學輥鍛研究所開發(fā)的2000kN 逐點調(diào)形式多點成形壓力機、200kN快速調(diào)形式多點成形壓力機及YAM系列薄板用多點成形壓力機。
4. 高速壓力機
隨著電子工業(yè)的發(fā)展，小型電子零件的需求日趨高漲，促進了高精度、高效率的高速壓力機的發(fā)展。目前日本已成為高速壓力機技術(shù)的領(lǐng)軍，在100kN壓力、8mm沖程下，滑塊速度可達4000次/min。我國金豐、江蘇揚鍛、高將精機、江蘇揚力、徐鍛和西安通力等公司都有高速壓力機產(chǎn)品。2004年已開發(fā)出了速度達1200次/min的SH系列SH—25開式高速精密壓力機。其他還有VH開式、JF75G閉式系列高速壓力機。這些壓力機廣泛應(yīng)用于電子和微電子行業(yè)，全面提高了行業(yè)技術(shù)裝備水平，替代了大量的進口機床。
5. 數(shù)控激光切割機
激光切割加工的成本主要有: 氣體、電力損耗和設(shè)備折舊維修費。它不需要模具，適合小批量、復雜零件生產(chǎn)中替代沖壓加工，其運轉(zhuǎn)成本低于數(shù)控沖床。當今的數(shù)控激光切割機普遍采用全飛行光路技術(shù)，動態(tài)加速性能優(yōu)良；高性能數(shù)控系統(tǒng)和內(nèi)置激光切割專用工藝軟件，機床自動處于最佳運行狀態(tài)；封閉式防護艙防止輻射泄漏，機床安全性強；造型宜人化、用戶界面人性化，體現(xiàn)了以人為本；機床采用網(wǎng)絡(luò)連接控制技術(shù)。國內(nèi)有代表性的生產(chǎn)企業(yè)是濟南捷邁數(shù)控公司。除上述多種多類的高端板材沖壓加工設(shè)備外，目前，在各工業(yè)領(lǐng)域較大量使用的普通沖壓設(shè)備還有通用中小規(guī)格的油壓機、通用曲柄壓力機、卷板機和剪板機等。隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，以及其他工業(yè)產(chǎn)品高質(zhì)量規(guī)?；a(chǎn)的到來，先進的沖壓設(shè)備必將逐步進入更多的企業(yè)。
二、展望
進入21世紀以來，中國鍛壓機床行業(yè)經(jīng)過技術(shù)引進、合作生產(chǎn)及合資等多種方式的運作，快速地提升了我國沖壓設(shè)備整體水平。近年設(shè)計制造的許多產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標已經(jīng)接近或達到世界先進水平，在宜人性方面也取得了長足進步。但由于大家都在進步，所以國內(nèi)產(chǎn)品與國外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短。因此，我國沖壓設(shè)備行業(yè)和企業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應(yīng)對當前的機遇和挑戰(zhàn)。
1. 轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念，培育知名品牌
當前，中國市場的競爭日趨國際化。國際知名沖壓機床廠商的大舉進入，導致國內(nèi)沖壓機床市場高端失
守，低端混戰(zhàn)。因此，政府和企業(yè)界必須盡力消除內(nèi)部惡性競爭，并充分利用我國作為世界第一大機床消費市場的優(yōu)勢，從企業(yè)體制創(chuàng)新、產(chǎn)品優(yōu)化、品牌再塑造入手，逐步培育出一批國際知名的沖壓機床。
2. 分析技術(shù)上的差距，制定有效措施
( 1) 加速沖壓機床的數(shù)控化和柔性化 我國沖壓機床的數(shù)控化程度較之發(fā)達國家低，而且數(shù)控系統(tǒng)主要依靠進口。因此，若要真正提高機床的數(shù)控化和柔性化，就要大力研發(fā)自己的數(shù)控系統(tǒng)，以滿足國產(chǎn)機床數(shù)控化的需要。
( 2) 依托汽車、電子工業(yè)，促進高技術(shù)沖壓裝備的研發(fā)應(yīng)用 目前，我國汽車工業(yè)如日中天，發(fā)展勢頭強勁，加上新興的電子工業(yè)( 電訊、數(shù)據(jù)處理、自動控制、家電) ，為沖壓機床的發(fā)展提供了廣闊的戰(zhàn)場。高速沖壓裝備( 高速壓力機及配套自動化) 、大型多工位壓力機及產(chǎn)品一次成形的多技術(shù)復合加工單元( 激光切割與數(shù)控沖床及自動上下料的復合；開卷校平與激光切割的復合) 需要加大發(fā)展。
( 3) 專機和配套件的生產(chǎn) 隨著電力、交通和城市建設(shè)的發(fā)展，各類型材加工需求日益凸顯。因此，型材加工專機的研發(fā)( 鋼結(jié)構(gòu)成套加工、空調(diào)通風圓管成套加工等) 將大有前途。
( 4) 大力生產(chǎn)“綠色環(huán)?！?nbsp;沖壓機床 為了人身安全和無污染環(huán)境，研發(fā)沖壓機床時需做到“五綠” ———綠色設(shè)計、綠色材料、綠色工藝、綠色包裝和綠色處理。
三、結(jié)結(jié)
我國沖壓機床的市場極具潛力，應(yīng)用前景看好，但前提是縮短與工業(yè)發(fā)達國家沖壓機床技術(shù)生產(chǎn)水平的差距。也惟有如此，才能擁有國內(nèi)的大部分市場，并爭取相應(yīng)的國際市場。
來源：中國機電企業(yè)網(wǎng)