轻型材料的冲压

作者:Annedore Munde 点击数:612 发布时间:2017-12-15
随着轻型结构应用的日益增多,轻型结构材料的冲压加工也变得越来越重要。设备制造商以其相应的技术装备方案来对客户的要求作出反应。
轻型材料的冲压

轻型钢材、复合材料和各类聚合材料被越来越多地应用于汽车制造工业或电子工业上。只是常规的生产技术也能适用于对轻型材料的冲压加工吗?“数十年来,传统的轻型铝材已经被广泛应用于轻型汽车结构的制造,它至少以常规的合金材料形式接受了传统技术的成型和冲压加工,而高强度的钢材却会对冲压和成型提出特别的要求。”Schuler公司客户服务中心主管Stephan Paul说道。对此,Schuler公司开发出了相匹配的设备制造技术。“借助于Schuler公司开发的伺服直接技术和可编程挺杆运动工艺,可以降低切割冲击程度。这项技术被继续发展为双伺服技术工艺,这便是我们对因高强度钢材特性导致的日益严重的偏心负荷现象的一个回应。”对此,他举例说明如何成功地掌控在轻型材料冲压方面所面临的挑战。

在大众公司位于Kassel的工厂里,Schuler公司的设备对制造E-Golf和E-Upl车型发动机所需的板材进行冲压和打包

在大众公司位于Kassel的工厂里,Schuler公司的设备对制造E-Golf和E-Upl车型发动机所需的板材进行冲压和打包

冲压机和模具须连续工作而无大的停机状况

“在汽车制造厂商和零部件供应商看来,轻型材料的加工越来越重要,这是因为其在汽车上所占的比例越来越大。他们必须对此类材料进行流程安全、经济性好和灵活高的冲压和成型。这就意味着:冲压机和模具必须能够生产尽量多数量和品种的部件,而且要在一个很长的使用寿命期限内不出现较大的停机事故。”Paul例举了用户的要求。对此,必须要通过相应的技术加以保障。因此,该企业通过其独有的技术解决方案来促使整个系统的各个组成部分——从开卷机、矫直机和压力机直至模具,并达到最佳的配合程度。此外,Schuler公司服务中心还在有关如何通过对动作曲线和模具设计的优化以及对偏心力的降低来使整体系统的配合效果达到最大化等方面向用户提供咨询。

“可以达到的误差范围当然也取决于各种不同的工艺参数,如模具尺寸和压力机工作台规格等。但可以明确的是,Schuler公司的设备因其较弱的弹性支承和较小的倾度可以为实现很高的精度打下良好的基础。”Paul在谈到可实现的误差范围时解释说。

在轻型材料加工方面,伺服技术也可发挥出一个重要的作用。“通过这项技术,可以把焊接和螺纹成型等工序集成到模具和后续的工作步骤里去。越来越多的成型技术企业利用这种机会,以便进一步提高其经济效益。此外,许多企业也很重视对单台设备和整体生产系统的工艺优化。”Paul在谈到技术发展趋势时如是说。通过与Staufen公司的生产专家们的共同合作,Schuler公司可在从原材料入库一直到成品件仓储的各个环节上的上下游生产流程优化方面向用户提供支持。

轻型材料冲压规范(如柱式冲压)也适用于旋转冲压作业。“模具的滚切动作可以减弱或避免传统的切割冲击,这或许也是有好处的。但是,旋转冲压大多也会被限制在几个毫米的材料厚度之内。”Baust公司旋转冲压技术主管Martin Plate解释说。

Schuler公司客户服务中心主管Stephan Paul

 “在汽车制造和汽配零部件供应厂商看来,轻型材料的加工越来越重要。这是因为这种材料在汽车上所占的比例越来越高。”Schuler公司客户服务中心主管Stephan Paul如是说

为用户确保冲压精度、冲压能力和灵活性

尽管如此,企业仍然面临着多种挑战,必须通过设备技术手段来加以应对。“对聚合材料或复合材料中的各种不同成分,例如GFK中的纤维,需要采用各种不同的加载机理,例如切割和冲压,且最好是同时由一个模具来加以实施。对此,应该在实际工作中去找到一种适合的折中方法。”

对于旋转冲压技术来说,汽车制造市场几乎不具有任何意义,这是因为这里所需的长度和数量都相对很小。因此,对于旋转冲压技术来说,电气工业和建筑行业会显得更具吸引力。“在建筑行业所需的轻质型材上,实现低成本的生产是最为重要的。而在电气施工和安装领域,精度、冲压能力和灵活性则最为关键。”Plate在例举其用户要求时说。针对这两个行业,该企业开发出了相应的旋转冲压技术方案。

“今天,通过采用高端的伺服传动和控制技术以及精密模具机理,可变的孔间距的理论精度已经可以达到0.001mm的范围。”Plate在谈到可实现误差范围时说道。在实际工作中,目前孔间距的精度主要还是要受到带材引入精度和定位精度的制约。

轻型材料冲压规范(如柱式冲压)也适用于旋转冲压作业。模具的滚切动作可以减弱或避免传统的切割冲击,这或许也是有好处的

旋转冲压与冲铆工艺相结合

可以看出,聚合材料往往需要用到新的连接和接合技术。“这里有几个有意义的研究计划,例如慕尼黑技术大学针对旋转模具冲铆工艺的基础性研究。在试验过程中,采用了针对圆孔、椭圆孔和特殊孔的冲压作业的Baust旋转切割设备。”Plate说道。为了对连续循环板材和型材进行更加快速和更加经济性的冲铆作业,对生产工艺与实施径向安装在辊子上的冲铆模具的贯通作业方法的相互匹配性进行了研究。在一系列的实际试验中,可以对这种方法的实施进行尝试,并得出可以进行一些相应优化的结论。