文／Aitor Ormaetxea·西班牙法格塞達(dá)公司熱成形事業(yè)部

熱成形伺服機(jī)械壓力機(jī)的優(yōu)勢(shì)

文／Aitor Ormaetxea·西班牙法格塞達(dá)公司熱成形事業(yè)部

熱成形零件一般是由奧氏體化硼鋼板在加熱爐中升溫處理后，再在壓力機(jī)中完成成形和淬火。通常希望得到完全的馬氏體組織，因?yàn)槠渚哂袠O高的拉伸強(qiáng)度，約1500MPa。為了確保金相轉(zhuǎn)變，加熱的板材從加熱爐到模具之間的傳送必須盡可能快地完成，因此高速自動(dòng)化系統(tǒng)和高速壓機(jī)的配合就變得十分重要。液壓機(jī)是當(dāng)前熱成形壓力機(jī)的常用配置，近期，法格塞達(dá)的熱成形伺服機(jī)械壓力機(jī)（圖1）已被證實(shí)是該技術(shù)的一種可替代方案。究其原因，伺服機(jī)械壓力機(jī)有三大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其進(jìn)軍熱成形工藝：提高能源利用效率、改善制造加工周期和提升設(shè)備可靠性。

提高能源利用效率

圖1 熱成形伺服機(jī)械壓力機(jī)

液壓機(jī)在能源效率上存在軟肋。因?yàn)橐簤簷C(jī)無(wú)論是否需要?jiǎng)恿?，其液壓泵電機(jī)多數(shù)時(shí)間都在運(yùn)行。這種連續(xù)的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)需要大量的能量，高出常規(guī)配置裝機(jī)功率的30%。相反，一臺(tái)伺服機(jī)械壓力機(jī)只有當(dāng)滑塊移動(dòng)時(shí)，電機(jī)才會(huì)運(yùn)行和消耗能量，所以它的能耗比液壓機(jī)約小30%。

同液壓機(jī)一樣，伺服機(jī)械壓力機(jī)能夠在下死點(diǎn)停止。而這一點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)無(wú)法做到的，傳統(tǒng)機(jī)械壓力機(jī)具有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，只能在上死點(diǎn)停止。

圖2 伺服機(jī)械壓機(jī)與液壓機(jī)對(duì)比結(jié)果

改善制造加工周期

液壓機(jī)的重復(fù)性是其第二個(gè)軟肋。液壓機(jī)的重復(fù)性取決于一系列的參數(shù)，如油溫、油老化和閥磨損等。高慣性的伺服液壓系統(tǒng)，面對(duì)這些問(wèn)題意味著響應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)。這種變化可能對(duì)零件精度帶來(lái)負(fù)面影響。

閉環(huán)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)確保了機(jī)械壓力機(jī)的精度，雖然伺服液壓機(jī)也是閉環(huán)系統(tǒng)，然而，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，因此，伺服機(jī)械壓力機(jī)精度高于伺服液壓機(jī)。

提升設(shè)備可靠性

液壓機(jī)需要持續(xù)維護(hù)。液壓設(shè)備的泄漏和磨損導(dǎo)致眾多的生產(chǎn)中斷和頻繁的維護(hù)，而頻繁的維護(hù)停機(jī)降低整體的設(shè)備效率。

到目前為止，法格的伺服壓機(jī)技術(shù)已經(jīng)有11年的經(jīng)驗(yàn)。它已通過(guò)大量的應(yīng)用，證實(shí)了其可靠性和性能。在維護(hù)問(wèn)題上，機(jī)械系統(tǒng)本身更具彈性，而液壓泵和液壓缸會(huì)磨損。此外，電機(jī)閉環(huán)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)提升了其精度。

為實(shí)現(xiàn)正確的程序和調(diào)整參數(shù)，對(duì)整機(jī)進(jìn)行測(cè)試非常重要。如果滑塊位置移動(dòng)到下死點(diǎn)后停止，就可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的壓力而伺服電機(jī)無(wú)功耗。因此，當(dāng)伺服機(jī)械壓力機(jī)在模具閉合后，伺服電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，這是相較于液壓機(jī)的一個(gè)最重要的區(qū)別。伺服機(jī)械壓機(jī)與液壓機(jī)對(duì)比結(jié)果，如圖2所示。

值得注意的是，普通的伺服機(jī)械壓力機(jī)并不適用于熱沖壓成形，因?yàn)樵谳d荷條件下重新啟動(dòng)，可能導(dǎo)致傳動(dòng)軸襯套損壞。壓力機(jī)機(jī)械系統(tǒng)必須進(jìn)行針對(duì)性改造。目前，法格正在為歐洲某客戶訂制用于熱成形的有史以來(lái)最大公稱(chēng)壓力1500t的伺服機(jī)械壓力機(jī)，用于熱成形模具測(cè)試和熱沖壓件的生產(chǎn)。整條生產(chǎn)線包括伺服壓力機(jī)，多級(jí)加熱爐和自動(dòng)化系統(tǒng)，設(shè)備預(yù)計(jì)在2016年3月投入使用。

結(jié)束語(yǔ)

伺服壓力機(jī)技術(shù)在熱成形領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)被越來(lái)越多的設(shè)備制造企業(yè)重視，但無(wú)論是伺服機(jī)械驅(qū)動(dòng)或者是液壓驅(qū)動(dòng)，相互匹配的壓力機(jī)和自動(dòng)化系統(tǒng)組合是熱成形技術(shù)的關(guān)鍵。法格賽達(dá)公司可向市場(chǎng)提供完整的滿足交鑰匙工程的熱成形生產(chǎn)線，不僅包括壓力機(jī)和自動(dòng)化設(shè)備，也可以通過(guò)聯(lián)合合作伙伴提供加熱爐和模具。法格賽達(dá)公司是全球知名的沖壓、鈑金和鋼板剪裁設(shè)備的制造商，其生產(chǎn)的白車(chē)身沖壓線、多工位壓力機(jī)、開(kāi)卷落料線、級(jí)進(jìn)模壓力機(jī)、試模壓力機(jī)、研配壓力機(jī)、熱沖壓成形線、高速擺動(dòng)橫切機(jī)組、縱剪機(jī)組、預(yù)應(yīng)力校平線在中國(guó)汽車(chē)制造和鋼板加工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其白色家電殼體成形線和熱真空成形機(jī)組已進(jìn)入中國(guó)家電制造和航空器制造領(lǐng)域。