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我国高速冲床惯性力的作用及精度要求

发布日期:2018-10-15 发布者:鑫汇机械
我国高速冲床的研究起步较晚,但发展速度较快,这主要是从国外引进技术而发展起来的。由于我国高速冲床的设计及制造水平较低,产品性能和国外仍有较大的差距,特别是在噪声及振动、精密化和高速化方面的差距更大。高速冲压的速度每分钟在几百到几千次,其生产效率是普通冲床的十倍甚至几十倍,由于冲压行程次数的提高,运动机构产生的惯性力将急剧增加,如果机构中的回转部件和往复运动部件不能达到良好的动态平衡,其惯性力的作用变得相当明显,就会引起剧烈振动,滑块下死点动态性能急剧恶化,轻者影响冲床的加工精度以及模具的使用寿命,重者使机床无法正常工作。另外,高速冲床振动引起的噪声问题也比较严重,严重超过国际规定要求。因此,必须解决好高速冲床的振动控制技术。
高速冲床在国内的发展相对滞后,振动控制及隔振措施很多都是借鉴普通机床的相关技术,华中理工大学和南昌大学在上世纪90年代对大吨位压力机的振动机理、振动测试分析、振动有限元分析及隔振机构设计等方面做了大量研究,取得了很好效果,其方法可以应用于高速压力机。本文对高速冲床的振动特性进行分析,并对减小冲床惯性力的动平衡技术研究,指导冲床动平衡设计。通过对其进行仿真分析和参数优化,可以用来指导高速冲床的结构设计,进而减少由振动引起的噪声、精度降低等问题,对实际生产有着十分重要的意义和广阔的应用前景。
高速冲床与普通冲床相比,有如下特点:
1)滑块的行程次数高
简单从速度角度来看,高速冲床滑块的行程次数要远大于普通冲床。按照滑块的行程次数,国内外很多公司将高速冲床分为下述三个等级,即行程次数n>1000次/分钟为超高速,n=400~1000次/分钟为高速,n=250-400次/分钟为次高速。
2)刚性好、精度要求高
高速冲床整机刚度以通用闭式冲床的二分之一变形量为较低标准。开式高速冲床一般刚性较差,产生的角变形也大。就刚度而言,闭式双点结构的高速冲床刚度较好。
高速冲床和普通冲床相比,精度要求更高,其精度有静态精度和动态精度。冲床的制造精度决定了静态精度,其一般为普通冲床的1/3~1/5;而动态精度是指滑块相对工作台面的位移。
(3)采取良好的隔声降噪减振措施
由于高速冲床的行程次数很高,如果不能达到较好的动平衡,则会使机床产生振动,影响机床的加工精度。因此,需通过各种措施来减小冲床的振动,如在冲床底座和基础间安装减振垫;为减小冲床的噪声,也可以采用隔声罩、增加隔音板等方式。
(4)配备高精度送料装置
高速冲床的送料装置对高速冲床的工作至关重要。其送料装置可以分为气动式、数控式和机械式。机械式又可以分为夹钳式、蜗杆凸轮式以及超越离合器式。气动式一般只适用于较低的送料速度;数控式和夹钳式易引起冲击和振动,适用于中等送料速度;而蜗杆凸轮式具有输出精度高、误差小、工作平稳、噪声低等优点,在高速冲床中使用较广。
此外,高速冲床运动副间摩擦系数小,具有良好的抗热变形能力和制动性能,而且其检测和控制系统完备。
高速冲床是近年来开发出来的新型冲压设备,已广泛应用于家电、电器、电子、通讯、计算机及汽车等行业。综合国内外高速冲床的现有技术水平和发展状况,高速冲床的发展趋势可以总结为以下几个方面:
1)高速冲床正向数控化和柔性化方向发展。由于应用了数控技术,高速冲床能自动完成一系列加工工序。根据冲压产品生产个性化的发展趋势,为增加高速冲床的应用范围,其性能己表现为向柔性化方向发展的趋势,如行程可调,冲压速度可变等。
2)提高行程次数仍然是高速冲床的发展方向。
3)采用更好更先进的惯性力平衡装置;在滑块上采用更加先进的导向方式,使加工精度更高。
4)向节能和环保的方向发展。
总之,高速冲床的未来发展趋势将是速度和吨位、惯性力平衡、噪声控制等全方位的协调发展。
 
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