輕型結(jié)構(gòu)材料的沖壓所面臨的挑戰(zhàn)

輕型鋼材、復(fù)合材料和各類聚合材料被越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車制造工業(yè)或電子工業(yè)上。只是常規(guī)的生產(chǎn)技術(shù)也能適用于對(duì)輕型材料的沖壓加工嗎?“數(shù)十年來(lái)，傳統(tǒng)的輕型鋁材已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于輕型汽車結(jié)構(gòu)的制造，它至少以常規(guī)的合金材料形式接受了傳統(tǒng)技術(shù)的成型和沖壓加工，而高強(qiáng)度的鋼材卻會(huì)對(duì)沖壓和成型提出特別的要求。”Schuler公司客戶服務(wù)中心主管StephanPaul說(shuō)道。對(duì)此，Schuler公司開發(fā)出了相匹配的設(shè)備制造技術(shù)。“借助于Schuler公司開發(fā)的伺服直接技術(shù)和可編程挺桿運(yùn)動(dòng)工藝，可以降低切割沖擊程度。這項(xiàng)技術(shù)被繼續(xù)發(fā)展為雙伺服技術(shù)工藝，這便是我們對(duì)因高強(qiáng)度鋼材特性導(dǎo)致的日益嚴(yán)重的偏心負(fù)荷現(xiàn)象的一個(gè)回應(yīng)。”對(duì)此，他舉例說(shuō)明如何成功地掌控在輕型材料沖壓方面所面臨的挑戰(zhàn)。
 

 

在大眾公司位于Kassel的工廠里，Schuler公司的設(shè)備對(duì)制造E-Golf和E-Upl車型發(fā)動(dòng)機(jī)所需的板材進(jìn)行沖壓和打包
 

沖壓機(jī)和模具須連續(xù)工作而無(wú)大的停機(jī)狀況
 

“在汽車制造廠商和零部件供應(yīng)商看來(lái)，輕型材料的加工越來(lái)越重要，這是因?yàn)槠湓谄嚿纤嫉谋壤絹?lái)越大。他們必須對(duì)此類材料進(jìn)行流程安全、經(jīng)濟(jì)性好和靈活高的沖壓和成型。這就意味著：沖壓機(jī)和模具必須能夠生產(chǎn)盡量多數(shù)量和品種的部件，而且要在一個(gè)很長(zhǎng)的使用壽命期限內(nèi)不出現(xiàn)較大的停機(jī)事故。”Paul例舉了用戶的要求。對(duì)此，必須要通過相應(yīng)的技術(shù)加以保障。因此，該企業(yè)通過其獨(dú)有的技術(shù)解決方案來(lái)促使整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分——從開卷機(jī)、矯直機(jī)和壓力機(jī)直至模具，并達(dá)到最佳的配合程度。此外，Schuler公司服務(wù)中心還在有關(guān)如何通過對(duì)動(dòng)作曲線和模具設(shè)計(jì)的優(yōu)化以及對(duì)偏心力的降低來(lái)使整體系統(tǒng)的配合效果達(dá)到最大化等方面向用戶提供咨詢。
 

“可以達(dá)到的誤差范圍當(dāng)然也取決于各種不同的工藝參數(shù)，如模具尺寸和壓力機(jī)工作臺(tái)規(guī)格等。但可以明確的是，Schuler公司的設(shè)備因其較弱的彈性支承和較小的傾度可以為實(shí)現(xiàn)很高的精度打下良好的基礎(chǔ)。”Paul在談到可實(shí)現(xiàn)的誤差范圍時(shí)解釋說(shuō)。
 

在輕型材料加工方面，伺服技術(shù)也可發(fā)揮出一個(gè)重要的作用。“通過這項(xiàng)技術(shù)，可以把焊接和螺紋成型等工序集成到模具和后續(xù)的工作步驟里去。越來(lái)越多的成型技術(shù)企業(yè)利用這種機(jī)會(huì)，以便進(jìn)一步提高其經(jīng)濟(jì)效益。此外，許多企業(yè)也很重視對(duì)單臺(tái)設(shè)備和整體生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝優(yōu)化。”Paul在談到技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)時(shí)如是說(shuō)。通過與Staufen公司的生產(chǎn)專家們的共同合作，Schuler公司可在從原材料入庫(kù)一直到成品件倉(cāng)儲(chǔ)的各個(gè)環(huán)節(jié)上的上下游生產(chǎn)流程優(yōu)化方面向用戶提供支持。
 

輕型材料沖壓規(guī)范(如柱式?jīng)_壓)也適用于旋轉(zhuǎn)沖壓作業(yè)。“模具的滾切動(dòng)作可以減弱或避免傳統(tǒng)的切割沖擊，這或許也是有好處的。但是，旋轉(zhuǎn)沖壓大多也會(huì)被限制在幾個(gè)毫米的材料厚度之內(nèi)。”Baust公司旋轉(zhuǎn)沖壓技術(shù)主管Martin Plate解釋說(shuō)。
 

 

 “在汽車制造和汽配零部件供應(yīng)廠商看來(lái)，輕型材料的加工越來(lái)越重要。這是因?yàn)檫@種材料在汽車上所占的比例越來(lái)越高。”Schuler公司客戶服務(wù)中心主管Stephan Paul如是說(shuō)。
 

為用戶確保沖壓精度、沖壓能力和靈活性
 

盡管如此，企業(yè)仍然面臨著多種挑戰(zhàn)，必須通過設(shè)備技術(shù)手段來(lái)加以應(yīng)對(duì)。“對(duì)聚合材料或復(fù)合材料中的各種不同成分，例如GFK中的纖維，需要采用各種不同的加載機(jī)理，例如切割和沖壓，且最好是同時(shí)由一個(gè)模具來(lái)加以實(shí)施。對(duì)此，應(yīng)該在實(shí)際工作中去找到一種適合的折中方法。”
 

對(duì)于旋轉(zhuǎn)沖壓技術(shù)來(lái)說(shuō)，汽車制造市場(chǎng)幾乎不具有任何意義，這是因?yàn)檫@里所需的長(zhǎng)度和數(shù)量都相對(duì)很小。因此，對(duì)于旋轉(zhuǎn)沖壓技術(shù)來(lái)說(shuō)，電氣工業(yè)和建筑行業(yè)會(huì)顯得更具吸引力。“在建筑行業(yè)所需的輕質(zhì)型材上，實(shí)現(xiàn)低成本的生產(chǎn)是最為重要的。而在電氣施工和安裝領(lǐng)域，精度、沖壓能力和靈活性則最為關(guān)鍵。”Plate在例舉其用戶要求時(shí)說(shuō)。針對(duì)這兩個(gè)行業(yè)，該企業(yè)開發(fā)出了相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)沖壓技術(shù)方案。
 

“今天，通過采用高端的伺服傳動(dòng)和控制技術(shù)以及精密模具機(jī)理，可變的孔間距的理論精度已經(jīng)可以達(dá)到0.001mm的范圍。”Plate在談到可實(shí)現(xiàn)誤差范圍時(shí)說(shuō)道。在實(shí)際工作中，目前孔間距的精度主要還是要受到帶材引入精度和定位精度的制約。
 

輕型材料沖壓規(guī)范（如柱式?jīng)_壓）也適用于旋轉(zhuǎn)沖壓作業(yè)。模具的滾切動(dòng)作可以減弱或避免傳統(tǒng)的切割沖擊，這或許也是有好處的
 

旋轉(zhuǎn)沖壓與沖鉚工藝相結(jié)合