沖壓工藝capp系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

3先進(jìn)的技術(shù)水平及先進(jìn)性先進(jìn)壓延技術(shù)是指信息技術(shù)、新材料材料壓延、新技術(shù)與傳統(tǒng)壓延形成技術(shù)的結(jié)合。當(dāng)前,金屬成形行業(yè)的技術(shù)水平和先進(jìn)性,主要表現(xiàn)在以CAD/CAE/CAPP/CAM技術(shù)為代表的數(shù)字化、信息化程度,以及企業(yè)中信息集成和管理網(wǎng)絡(luò)化程度。目前,國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)。CAPP和CAE技術(shù)國(guó)外模具制造商已廣泛采用,我國(guó)部分模具企業(yè)也已開始采用。3.1沖壓工藝capp系統(tǒng)現(xiàn)狀我國(guó)在沖壓工藝CAPP系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用上已取得明顯的進(jìn)步,但在實(shí)際應(yīng)用中還普遍存在柔性差、集成性差、智能化程度低、效率不高和具有較大盲目性等問題,研究性和探索性居多,真正實(shí)用的較少。企業(yè)的基本狀況是:(1)不少企業(yè)特別是中小企業(yè)和較偏遠(yuǎn)地區(qū)的企業(yè),沖壓工藝設(shè)計(jì)基本采用手工設(shè)計(jì);(2)部分企業(yè)僅著眼于如何快速生成各種工藝卡片和工藝文件的編制,而這并非真正意義上的沖壓工藝CAPP;(3)一些CAD/CAM應(yīng)用較好的企業(yè),其CAPP卻只是處理概括工藝設(shè)計(jì),而且與模具CAD/CAM間缺乏信息傳遞和溝通;(4)很多企業(yè)在選擇和應(yīng)用CAPP系統(tǒng)時(shí),盲目追求設(shè)計(jì)自動(dòng)化、最優(yōu)化,而不是注重基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的積累、基礎(chǔ)技術(shù)的穩(wěn)固發(fā)展和人員素質(zhì)的提高,本應(yīng)由PDM完成的工作卻由CAPP系統(tǒng)完成,也嚴(yán)重影響了CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用。目前,沖壓工藝CAPP系統(tǒng)的研究,已從工藝設(shè)計(jì)發(fā)展到工藝信息的管理,設(shè)計(jì)方法也從派生式、創(chuàng)成式、混合式3種CAPP系統(tǒng)并舉的局面向智能化的混合式CAPP系統(tǒng)方向發(fā)展。但很多地方仍需設(shè)計(jì)人員的決策與經(jīng)驗(yàn),真正實(shí)用的基于知識(shí)的大型復(fù)雜沖壓件CAPP系統(tǒng)尚未建立。由于沖壓工藝設(shè)計(jì)過程的復(fù)雜性和模糊性,要想全面有效地解決問題,需要一種新型的智能型工程設(shè)計(jì)方法,即基于知識(shí)的工程的KBE技術(shù)。將KBE技術(shù)引入沖壓工藝設(shè)計(jì)已成為塑性成形學(xué)科的重要研究方向。3.2cae技術(shù)的研究現(xiàn)狀目前,在國(guó)外,CAE技術(shù)已廣泛應(yīng)用于沖壓成形過程的分析、優(yōu)化和模具設(shè)計(jì),從而顯著減少了模具設(shè)計(jì)和調(diào)試周期,降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在我國(guó),隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻繁化,模具設(shè)計(jì)與制造工作量急劇加大,對(duì)沖壓成形的分析及模具CAD/CAE/CAM現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段的需求也急劇增加,CAE技術(shù)也必將在我國(guó)得到普遍重視和更廣泛地應(yīng)用。沖壓成形CAE技術(shù)主要以有限元方法為主。國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的板材沖壓成形CAE軟件主要有LSDYNA3D、DYNAFORM、PAM-STAEP、OPTRIS、AUTOFORM等。經(jīng)過十幾年的共同努力,國(guó)內(nèi)在板材成形數(shù)值模擬領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和軟件開發(fā)方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,已有部分高校和公司開發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán),初步達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用水平的模擬軟件。但在應(yīng)用板材成形CAE技術(shù)解決實(shí)際工程問題方面,國(guó)內(nèi)的總體水平還相當(dāng)落后。另一方面,很多購(gòu)買了國(guó)外軟件的汽車集團(tuán)和大型模具公司,其CAE技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值,原因主要來自人員素質(zhì)、管理體制、生產(chǎn)管理模式以及發(fā)展觀念等方面。與國(guó)外相比,當(dāng)前國(guó)內(nèi)企業(yè)投入的資金太少,而且研究過于分散,沒有形成強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)的協(xié)作研究群體,因此,低水平重復(fù)嚴(yán)重。在軟件應(yīng)用方面,要改變現(xiàn)有落后狀況,必須由企業(yè)、學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)共同努力,形成企業(yè)資助,學(xué)校培養(yǎng)人才和提供技術(shù)支持的良性循環(huán)模式。3.3集成管理信息目前,CAD/CAM輔助沖壓件及其模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)已日臻成熟,以有限元模擬為主的數(shù)值模擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)等技術(shù)在國(guó)內(nèi)的各科研、生產(chǎn)單位得到推廣應(yīng)用和發(fā)展,在推動(dòng)行業(yè)的信息化、數(shù)字化建設(shè)方面起到了至關(guān)重要的作用,顯著提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。但是,企業(yè)要從整體上提高效率、改進(jìn)技術(shù)、優(yōu)化管理、降低成本,還必須將這些計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)集成應(yīng)用。此外,以PDM和ERP為代表的企業(yè)管理信息的集成也是建設(shè)企業(yè)信息化的重中之重。目前,各種CAD軟件紛紛推出了與網(wǎng)絡(luò)化尤其是與Internet結(jié)合的功能,使設(shè)計(jì)者能夠充分利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上協(xié)同設(shè)計(jì)、信息傳遞和互動(dòng)。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展和完善的時(shí)代,建立基于Web的CAPP系統(tǒng)是必然趨勢(shì)。綜上所述,我國(guó)沖壓生產(chǎn)的數(shù)字化水平整體來說還比較低。盡管一些大型集團(tuán)和合資企業(yè)的技術(shù)水平相對(duì)高一些,但與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有相當(dāng)大的差距,而且數(shù)字化技術(shù)在整個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用還沒有形成氣候。面向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng),信息化、數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)沖壓技術(shù)相結(jié)合,是實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的必由之路。4金屬雕塑行業(yè)的發(fā)展4.1生產(chǎn)效率高鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。鍛壓生產(chǎn)是一種壓力成形制造,具有制件質(zhì)量好,材料耗廢少,生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。機(jī)械壓力機(jī)在鍛壓生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛,尤其是閉式機(jī)械壓力機(jī),已成為現(xiàn)代沖壓生產(chǎn),特別是汽車沖壓生產(chǎn)的主力設(shè)備,并且隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而不斷完善。4.1.1機(jī)械壓力機(jī)總產(chǎn)量、數(shù)控和總造價(jià)2006年鍛壓機(jī)械總產(chǎn)量為69246臺(tái)(套)、產(chǎn)值為649542萬元,其中機(jī)械壓力機(jī)產(chǎn)量為57185臺(tái)(套)、產(chǎn)值為387968萬元,機(jī)械壓力機(jī)產(chǎn)量占總量的83%、產(chǎn)值占總值的60%。機(jī)械壓力機(jī)中的數(shù)控產(chǎn)量為237臺(tái)(套)、數(shù)控產(chǎn)值為68676萬元,分別占機(jī)械壓力機(jī)產(chǎn)量的0.4%和產(chǎn)值的18%。由此可見,應(yīng)當(dāng)減少小型、低檔機(jī)械壓力機(jī)的比例,提高大中型鍛壓機(jī)械的產(chǎn)量,提高鍛壓機(jī)械的技術(shù)附加值和數(shù)控化率。4.1.2大私家車公司的新特點(diǎn)我國(guó)機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用,總體上是在不斷地向國(guó)外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)模式靠攏。機(jī)械壓力機(jī)作為汽車沖壓生產(chǎn)的主力設(shè)備,尤其是閉式壓力機(jī)組成的汽車覆蓋件沖壓線,其技術(shù)能力與水平具有典型意義:(1)大噸位:廣泛應(yīng)用于各種汽車、轎車行業(yè);(2)大行程:適應(yīng)較廣的加工范圍;(3)大臺(tái)面:適應(yīng)較大的加工范圍;(4)大噸位氣墊:可以滿足大型覆蓋件拉深壓邊的需求;(5)滑塊氣墊:可以滿足多次拉深壓邊、沖裁的需求;(6)機(jī)械手上、下料系統(tǒng):真正實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化;(7)高速度:大噸位壓力機(jī)從過去的13min-1以下到現(xiàn)在15~20min-1,顯著提高了生產(chǎn)效率;(8)高精度:可顯著提高模具壽命和沖壓件質(zhì)量;(9)全自動(dòng)換模技術(shù):將換模時(shí)間縮短為人工換模的1/8,滿足了多車型柔性沖壓生產(chǎn)的需要;(10)觸摸屏技術(shù):控制功能完善,實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)交互工作。4.1.3研制大型多工況機(jī)械壓力機(jī)自動(dòng)線機(jī)械壓力機(jī)目前研發(fā)的重點(diǎn),是用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí),滿足汽車工業(yè)規(guī)?；?、汽車品種個(gè)性化發(fā)展需要。具體有以下幾方面:(1)大力發(fā)展單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化、數(shù)控化技術(shù),如上下料自動(dòng)化技術(shù)、全自動(dòng)換模技術(shù)、信息終端管理技術(shù)等。(2)開發(fā)大型多工位壓力機(jī)自動(dòng)線,包括拆垛裝置、三坐標(biāo)伺服傳送系統(tǒng)、兩滑塊或三滑塊式主機(jī)及碼垛裝置。(3)研發(fā)全伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)械壓力機(jī),根據(jù)市場(chǎng)需求,陸續(xù)推出多系列多品種的伺服壓力機(jī)。(4)開發(fā)高檔的開卷校平、垛料翻轉(zhuǎn)、鋼板清洗涂油等輔助設(shè)備。(5)研發(fā)和應(yīng)用若干關(guān)鍵技術(shù),如數(shù)控液壓拉深墊技術(shù);遠(yuǎn)程診斷技術(shù);智能化控制技術(shù)(生產(chǎn)線的自診斷、自動(dòng)優(yōu)化工藝、程序,自動(dòng)精度補(bǔ)償);網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)(生產(chǎn)線與車間、工段、外界的聯(lián)網(wǎng),數(shù)據(jù)共享,信息化交流等);Profibus總線控制技術(shù);重型機(jī)械環(huán)保材料應(yīng)用技術(shù);重型機(jī)械失效預(yù)分析功能等。(6)貫徹ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)(環(huán)境管理、避免振動(dòng)和噪聲);進(jìn)行國(guó)際化對(duì)接,修訂和制訂新的機(jī)械壓力機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。4.1.4高端機(jī)械產(chǎn)品需求的變化近幾年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈現(xiàn)穩(wěn)中趨升的態(tài)勢(shì),特別是汽車工業(yè)發(fā)展迅猛,對(duì)機(jī)械壓力機(jī)需求呈連續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。改革開放以來,我國(guó)企業(yè)的所有制構(gòu)成、生產(chǎn)規(guī)模與方式呈多元化態(tài)勢(shì),因此,對(duì)機(jī)械壓力機(jī)的需求也分為低、中、高不同檔次。隨著近年來汽車工業(yè)生產(chǎn)模式的發(fā)展變化,沖壓生產(chǎn)所需的沖壓線與傳統(tǒng)的沖壓線相比已有了質(zhì)的變化。由數(shù)控裝備組成的柔性自動(dòng)沖壓線成為高端汽車企業(yè)需求的重點(diǎn),其綜合要求是:(1)柔性好;(2)生產(chǎn)效率高;(3)可靠性好;(4)精度高;(5)環(huán)保要求嚴(yán)格;(6)成套性好。我國(guó)機(jī)械壓力機(jī)生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展,形成了較為完整的技術(shù)體系和較大規(guī)模的生產(chǎn)能力,并且通過技術(shù)引進(jìn)、合作和聯(lián)合生產(chǎn),奠定了有利的技術(shù)基礎(chǔ),技術(shù)水平在眾多領(lǐng)域與國(guó)際水平同步發(fā)展,具備了相當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)實(shí)力。從整體上說,我國(guó)的機(jī)械壓力機(jī)已形成多品種、多系列、多檔次的產(chǎn)品格局,種類、產(chǎn)量已跨入世界行列的第一方陣,供應(yīng)能力已從上世紀(jì)80年代的擋住進(jìn)口躍升為成線、成套出口,實(shí)現(xiàn)了從裝備中國(guó)到裝備世界的歷史性跨越。綜上可見,國(guó)內(nèi)機(jī)械壓力機(jī)行業(yè)供應(yīng)能力充足,設(shè)備技術(shù)水平高、中、低檔次齊全,適應(yīng)大型汽車集團(tuán)、民營(yíng)經(jīng)濟(jì)、家用電器、汽車零部件配套廠的需求。4.1.5國(guó)產(chǎn)機(jī)械壓力機(jī)我國(guó)鍛壓機(jī)械的總量供給能力很強(qiáng),但整個(gè)鍛壓機(jī)械行業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)。就機(jī)械壓力機(jī)而言,存在的主要問題和與國(guó)外的差距主要有以下幾點(diǎn):(1)從機(jī)械壓力機(jī)的品種構(gòu)成來看,國(guó)產(chǎn)小型、低檔機(jī)械壓力機(jī)所占比例較大,大中型機(jī)械壓力機(jī)產(chǎn)量偏少,技術(shù)附加值和數(shù)控化率較低。(2)從機(jī)械壓力機(jī)的制造年代來看,1995年以前的國(guó)產(chǎn)機(jī)械壓力機(jī),存在的主要問題是可靠性低,漏油、漏氣,控制水平和自動(dòng)化程度低,生產(chǎn)效率不高。(3)從機(jī)械壓力機(jī)的技術(shù)水平來看,大部分國(guó)產(chǎn)機(jī)械壓力機(jī)不能全面符合國(guó)際主要安全標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)備的可靠性、整體自動(dòng)化程度、設(shè)備的宜人化、制造的精細(xì)化和設(shè)計(jì)的人性化等方面,與國(guó)外設(shè)備有較大差距。(4)從機(jī)械壓力機(jī)行業(yè)的綜合能力來看,目前的“軟肋”是核心技術(shù)開發(fā)能力不足,設(shè)備性能和服務(wù)及整體解決方案能力方面存在差距,規(guī)?；髽I(yè)較少。面對(duì)技術(shù)含量更高、制造難度更大、配套能力更強(qiáng)的裝備制造要求,我們獨(dú)立制造高精尖設(shè)備的能力不強(qiáng),機(jī)械壓力機(jī)行業(yè)的整體競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),與世界制造業(yè)強(qiáng)國(guó)仍然存在很大差距。4.2壓壓機(jī)及壓裝設(shè)備.液壓機(jī)是鍛壓機(jī)械的一大類,是航天、航空、汽車、造船、能源、輕工、電子、國(guó)防、原材料、化工等工業(yè)部門不可缺少的壓力成形設(shè)備,在機(jī)器制造業(yè)中占有重要地位。液壓機(jī)應(yīng)用非常廣泛,既適于沖壓、拉深、彎曲、校正等金屬板材成形,也適于鍛造、粉末冶金等金屬材料體積成形,管、線、型材擠壓,以及多種非金屬材料塑料、橡膠、膠合板、人造金剛石、耐火磚和碳極等的壓制成形工藝,還是模具研配、零件壓裝等不可缺少的裝備。隨著對(duì)金屬壓制和拉深制品需求量逐年提高,對(duì)制品品種變化的要求也日益增多,同時(shí)制品的生產(chǎn)批量也逐漸縮小。液壓機(jī)是與多品種、中小批量生產(chǎn)相適應(yīng)的理想的壓力成形設(shè)備。4.2.1高技術(shù)創(chuàng)新的液壓機(jī)目前,液壓機(jī)成形工作母機(jī)的使用率在汽車行業(yè)達(dá)80%、航空航天工業(yè)達(dá)85%、通訊器材和電子儀表工業(yè)達(dá)70%、標(biāo)準(zhǔn)件和緊固件工業(yè)達(dá)90%、塑料制品和建材工業(yè)達(dá)100%,特別是高技術(shù)含量的液壓機(jī)在軍工產(chǎn)業(yè)中起到了舉足輕重的作用。4.2.2國(guó)外液壓機(jī)的發(fā)展(1)提高速度和生產(chǎn)率液壓機(jī)曾由于速度慢和生產(chǎn)率低,影響了它的發(fā)展和應(yīng)用。隨著生產(chǎn)的日益發(fā)展,提高生產(chǎn)效率已成為液壓機(jī)發(fā)展的核心問題。目前這一問題已通過下述三條主要途徑得到良好的解決。(1)提高液壓機(jī)的行程速度,特別是空程和回程速度,以縮短循環(huán)時(shí)間,提高行程次數(shù)。(2)提高液壓機(jī)的自動(dòng)化程度。采用上、下料裝置,實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化;發(fā)展多工位液壓機(jī),實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)液壓機(jī)上進(jìn)行多工序加工。(3)縮短輔助操作時(shí)間,提高液壓機(jī)的開動(dòng)率。在現(xiàn)代液壓機(jī)上都配備有快速換模系統(tǒng)和快速夾緊系統(tǒng)。(2)提高剛度和精度現(xiàn)代化生產(chǎn)要求制件的尺寸和精度最大限度地接近成品零件;對(duì)大批量生產(chǎn)的制件,則要求有較高的尺寸穩(wěn)定性等。因此,對(duì)液壓機(jī)的剛度和精度提出了越來越高的要求,以提高制件的精度和模具壽命。(3)大型化和高壓化隨著航空航天工業(yè)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,沖壓件的輪廓和零件重量都有所增加,從而導(dǎo)致所需液壓機(jī)的公稱力日益增大,液壓機(jī)正朝著大型化的方向發(fā)展;同時(shí)隨著等靜壓和內(nèi)高壓等工藝的發(fā)展,高壓化也已是液壓機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。(4)控制系統(tǒng)的數(shù)控化數(shù)控技術(shù)可大大提高液壓機(jī)的自動(dòng)化程度,縮短加工時(shí)間和輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)效率;能適應(yīng)各種不同的生產(chǎn)規(guī)模,具有較大的柔性;可存儲(chǔ)加工用的優(yōu)化程序,供隨時(shí)調(diào)用,以實(shí)現(xiàn)最佳工藝過程。因此,采用PLC控制的液壓機(jī)和計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)的液壓機(jī)取得了很大發(fā)展。(5)液壓系統(tǒng)的集成化液壓系統(tǒng)集成化的共同特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)緊湊,體積小;可大大減少配管數(shù)量,縮短液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝周期;減少系統(tǒng)的振動(dòng)和漏油;元件維修和更換方便;易于更改和適應(yīng)新的工作要求。其中尤以插裝閥集成系統(tǒng)發(fā)展最為迅速。(6)電液比例技術(shù)的應(yīng)用電液比例控制技術(shù)適應(yīng)了液壓機(jī)的發(fā)展要求,其控制精度能夠滿足液壓機(jī)的需要。因此,電液比例控制技術(shù)在液壓機(jī)及其配套設(shè)備工作過程的自動(dòng)化方面獲得廣泛應(yīng)用。(7)液壓機(jī)的宜人化隨著液壓機(jī)的高速化和自動(dòng)化,限制噪聲和振動(dòng)、防止環(huán)境污染、消除人身事故、保證液壓機(jī)安全可靠地進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)就顯得非常重要了。為此,許多國(guó)家都制訂了有關(guān)液壓機(jī)的安全標(biāo)準(zhǔn)與法規(guī)。我國(guó)也制訂有相關(guān)的液壓機(jī)安全技術(shù)條件和液壓機(jī)噪聲限制等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4.2.3葉輪成形液壓機(jī)生產(chǎn)線(1)數(shù)控等溫鍛造液壓機(jī);(2)重型數(shù)控鈦電極制備液壓機(jī);(3)重型數(shù)控砂輪制品液壓機(jī)成套裝備;(4)板材成形液壓機(jī)柔性制造系統(tǒng);(5)船體板材成形數(shù)控液壓機(jī)生產(chǎn)線;(6)半固態(tài)金屬模鍛成套裝備全自動(dòng)生產(chǎn)線(SSM);(7)大型數(shù)控玻璃鋼制品液壓機(jī);(8)大口徑中高壓異型無縫管件成形成套裝備。4.2.4機(jī)體制造能力和技術(shù)水平方面我國(guó)液壓機(jī)產(chǎn)品與世界先進(jìn)水平相比存在差距:一是品種、水平和數(shù)量上還不能完全滿足市場(chǎng)需求;二是整機(jī)功能部件和控制系統(tǒng)的可靠性不足;三是技術(shù)裝備水平、制造能力、綜合管理和服務(wù)等方面不能滿足市場(chǎng)快速發(fā)展的要求。液壓機(jī)企業(yè)在“十一五”期間乃至今后一個(gè)時(shí)期,應(yīng)緊緊抓住品牌戰(zhàn)略發(fā)展,加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,全面提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,挑戰(zhàn)世界著名品牌。4.3數(shù)控化比例數(shù)控沖、剪、折是指數(shù)控沖床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī),是鈑金加工不可缺少的成套設(shè)備。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,產(chǎn)品的個(gè)性化需求越來越突出,因此,加工設(shè)備的數(shù)控化比例越來越高。目前,我國(guó)市場(chǎng)上國(guó)產(chǎn)中低檔數(shù)控沖剪折產(chǎn)品基本取代了進(jìn)口產(chǎn)品,性價(jià)比高,能夠滿足絕大部分用戶的要求,并正以較快的增長(zhǎng)速度進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng);我國(guó)數(shù)控沖剪折設(shè)備技術(shù)進(jìn)步很快,但高端產(chǎn)品很少,和國(guó)外高端產(chǎn)品比差距較大。4.3.1數(shù)控吸附過濾材料國(guó)產(chǎn)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床技術(shù)發(fā)展很快,現(xiàn)在年產(chǎn)量已達(dá)1000多臺(tái),盡管數(shù)量很大但尚屬中低檔產(chǎn)品,性能基本滿足國(guó)內(nèi)需要,具有良好的性價(jià)比。數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床占我國(guó)數(shù)控沖床產(chǎn)量的絕大多數(shù)。根據(jù)國(guó)產(chǎn)數(shù)控沖床的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,我國(guó)在高端產(chǎn)品上獲得突破還需要幾年的時(shí)間。目前,由于國(guó)產(chǎn)配套件的性能有待提高,國(guó)產(chǎn)數(shù)控沖床的數(shù)控系統(tǒng)、精密滾珠絲杠、直線導(dǎo)軌、液壓動(dòng)力頭等關(guān)鍵配套件還主要采用進(jìn)口產(chǎn)品。數(shù)控沖床的發(fā)展表現(xiàn)在高速、多功能、環(huán)保節(jié)能三個(gè)方面。高速是指加工效率的綜合高效性;多功能是指機(jī)床自身功能的完善和多種加工功能;環(huán)保節(jié)能是指機(jī)床的噪聲、污染、電能消耗明顯降低4.3.2液壓折彎?rùn)C(jī)市場(chǎng)份額內(nèi)的應(yīng)用情況我國(guó)折彎?rùn)C(jī)年產(chǎn)量估計(jì)在9000臺(tái)左右,其中數(shù)控折彎?rùn)C(jī)在3000臺(tái)以上。我國(guó)生產(chǎn)的折彎?rùn)C(jī)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,除滿足國(guó)內(nèi)需要外正以較快的增長(zhǎng)速度銷往國(guó)際市場(chǎng)。在數(shù)控液壓折彎?rùn)C(jī)中電液伺服同步折彎?rùn)C(jī)約占一半。高端數(shù)控折彎?rùn)C(jī)指8軸及以上、高速、高精度、配有折彎專家系統(tǒng)的折彎?rùn)C(jī)。我國(guó)可以生產(chǎn)高端折彎?rùn)C(jī),但和國(guó)際領(lǐng)先水平相比尚有一些差距,主要表現(xiàn)在速度和精度上的差距。通過數(shù)控系統(tǒng)輸入折彎件斷面圖形,數(shù)控系統(tǒng)能檢查工件和模具的干涉情況,優(yōu)化折彎順序,自動(dòng)生成折彎程序。數(shù)控折彎?rùn)C(jī)以電液伺服同步淘汰扭軸同步是發(fā)展的必然趨勢(shì),如果電液集成系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化,降低制造成本,這種淘汰的速度會(huì)更快。4.3.3剪板機(jī)和擺式剪板機(jī)現(xiàn)象普遍剪板機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,技術(shù)含量不是很高,數(shù)控化容易。我國(guó)剪板機(jī)年產(chǎn)量在7000臺(tái)左右,液壓剪板機(jī)占80%以上;數(shù)控剪板機(jī)年產(chǎn)量在3000臺(tái)左右;閘式剪板機(jī)和擺式剪板機(jī)的比例約為1∶2,這一比例在持續(xù)提高。國(guó)產(chǎn)剪板機(jī)完全能滿足國(guó)內(nèi)需要,并大量出口。國(guó)產(chǎn)剪板機(jī)可剪切碳鋼板板厚達(dá)30mm;剪切長(zhǎng)度達(dá)12m。數(shù)控閘式剪板機(jī)淘汰數(shù)控?cái)[式剪板機(jī)趨勢(shì)明顯。數(shù)控前送料剪板機(jī)、數(shù)控直角剪板機(jī)的生產(chǎn)量會(huì)越來越大。適應(yīng)板材配送中心要求的以大型直角剪板機(jī)為主機(jī)的剪切中心,是數(shù)控剪板機(jī)發(fā)展的方向之一。4.4力機(jī)驅(qū)動(dòng)的變槳恒頻技術(shù)近些年來,電力電子技術(shù)以及其他高新技術(shù)得到迅速發(fā)展,在大功率交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面出現(xiàn)了重大突破。由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械壓力機(jī)稱之為數(shù)控電動(dòng)伺服壓力機(jī)。它以交流伺服電機(jī)取代普通異步感應(yīng)電機(jī),采用計(jì)算機(jī)控制,不但保持機(jī)械壓力機(jī)的種種優(yōu)點(diǎn),而且克服了其工作特性不可調(diào)的缺點(diǎn),使機(jī)械驅(qū)動(dòng)的成形裝備也具有了柔性化、智能化,工作性能和工藝適應(yīng)性大大提高。此外,還具有簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減少體積、降低能耗等一系列優(yōu)點(diǎn)。短短十多年,其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到折彎?rùn)C(jī)、曲柄壓力機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)、螺旋壓力機(jī)等成形設(shè)備。4.4.1傳動(dòng)節(jié)能技術(shù)(1)實(shí)現(xiàn)壓力機(jī)的柔性化和智能化,工作性能提高;(2)精度高,滑塊的任意位置(包括下死點(diǎn))可以準(zhǔn)確控制;(3)簡(jiǎn)化傳動(dòng)環(huán)節(jié),提高可靠性、縮小體積、節(jié)能;(4)環(huán)保,無油液污染;傳動(dòng)噪聲低,可實(shí)現(xiàn)靜音沖裁,改善了生產(chǎn)環(huán)境;(5)提高模具壽命和生產(chǎn)率及設(shè)備使用壽命。4.4.2電動(dòng)數(shù)控伺服折彎?rùn)C(jī)(1)直線伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)壓力機(jī);(2)電動(dòng)數(shù)控伺服折彎?rùn)C(jī);(3)數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī);(4)伺服曲柄壓力機(jī);(5)螺旋精密壓力機(jī);(6)伺服電動(dòng)螺旋壓力機(jī)。4.4.3伺服壓力機(jī)的設(shè)計(jì)(1)大功率交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)是數(shù)控伺服壓力機(jī)發(fā)展的核心技術(shù),其發(fā)展的基礎(chǔ)在于近些年來大功率交流伺服電機(jī)、電力電子器件以及交流伺服控制技術(shù)三方面的突破。(2)無飛輪壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)伺服壓力機(jī)沒有專門的飛輪,伺服壓力機(jī)的設(shè)計(jì)必須采用新的設(shè)計(jì)理論和方法。(3)調(diào)速能量的回收伺服壓力機(jī)在運(yùn)行時(shí)因?yàn)橐?jīng)常改變速度,減速時(shí)采用電磁制動(dòng),運(yùn)動(dòng)部件減速的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋ＲM(jìn)行能量的回收。(4)重載高效螺旋傳動(dòng)技術(shù)在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的成形裝備中,廣泛采用螺旋副結(jié)構(gòu)。開發(fā)低成本重載高效精密螺旋副成了伺服成形裝備亟待解決的問題之一。(5)基于伺服壓力機(jī)的成形工藝優(yōu)化伺服壓力機(jī)只有與各種成形優(yōu)化工藝結(jié)合,才能發(fā)揮出它的優(yōu)越性。研究各種成形工藝的成形機(jī)理,建立適合該成形工藝的優(yōu)化參數(shù),對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有十分重要的意義。4.4.4轉(zhuǎn)速點(diǎn)的控制(1)靜音沖裁沖裁時(shí)材料斷裂的瞬間,工作負(fù)荷突然消失,因而產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和巨大的噪聲。KOMATSU公司聲稱,采用伺服壓力機(jī)可以消除沖裁噪聲能量99%。這里,變速點(diǎn)的控制是關(guān)鍵。(2)盒形件拉深高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼成形性能差,易裂、起皺,變速拉深可改善成形性能,提高成形極限20%~30%,降低廢品率。這對(duì)汽車覆蓋件加工有重要的意義。(3)鎂合金擠壓成形鎂合金的塑性成形一直是金屬成形加工的一個(gè)難題。KOMATSU公司在其HCP3000伺服壓力機(jī)上成功地完成了鎂合金杯形件的反擠壓成形?；瑝K在一個(gè)循環(huán)內(nèi)經(jīng)歷了4種不同的速度,其中擠壓過程還是恒壓控制。顯然,在普通機(jī)械壓力機(jī)上這一工藝是無法實(shí)現(xiàn)的。4.4.5交流伺服壓力機(jī)單元目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有不少單位開展了伺服壓力機(jī)相關(guān)技術(shù)的研究與開發(fā)工作,但是真正實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)能力并進(jìn)行商品化生產(chǎn)的并不多。原因盡管很多,但其中重要的一點(diǎn)就是:大功率交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制單元的價(jià)格和性能,依賴進(jìn)口相關(guān)技術(shù)和器件,價(jià)格太高,市場(chǎng)難以接受;而采用國(guó)產(chǎn)器件,其性能尚待提高和改進(jìn)。開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型電機(jī),與永磁同步電機(jī)相比,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)已有單位開展了基于開關(guān)磁阻電機(jī)的電動(dòng)螺旋壓力機(jī)和曲柄壓力機(jī)的研究,具有一定特色。開發(fā)適合鍛壓工況(周期短、沖擊大)的廉價(jià)高性能大功率交流伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)是伺服壓力機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵所在。相關(guān)行業(yè)的聯(lián)合攻關(guān)則是該技術(shù)取得突破的有效途徑。5全球金融危機(jī)帶動(dòng)全球制造業(yè)發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)全球化和信息化時(shí)代的深入發(fā)展,中國(guó)日益成為世界性的制造大國(guó)和跨國(guó)企業(yè)的全球采購(gòu)中心。尤其是我國(guó)汽車制造業(yè)的迅猛發(fā)展,對(duì)金屬成形零件、設(shè)備、模具、材料等的需求量急劇增長(zhǎng)。但是,近來的全球金融危機(jī),將導(dǎo)致全球制造業(yè)在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)減緩發(fā)展速度。金屬成形行業(yè)面對(duì)變化多端的市場(chǎng),必須盡快研究應(yīng)對(duì)的措施。以下是幾點(diǎn)不成熟的意見。5.1提升中小企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力樹立以發(fā)展為目標(biāo)的指導(dǎo)思想,不失時(shí)機(jī)地推進(jìn)企業(yè)聯(lián)合、兼并、重組,包括收購(gòu)兼并國(guó)外有特色的中小企業(yè)。加快建立行業(yè)旗艦式企業(yè),增進(jìn)行業(yè)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。走專業(yè)化道路,轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,以產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整引領(lǐng)企業(yè)走出調(diào)整期。通過新產(chǎn)品開發(fā)和新工藝、新材料、新技術(shù)應(yīng)用,推進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。5.2企業(yè)聯(lián)盟,協(xié)會(huì)帶應(yīng)圍繞基礎(chǔ)共性、大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,以高校和科研單位為技術(shù)支持,企業(yè)為應(yīng)用基地,行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭組織,形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合體,形成既能開發(fā)創(chuàng)新,又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。加快建設(shè)以企業(yè)為主體的產(chǎn)學(xué)研用戰(zhàn)略聯(lián)盟,完善行業(yè)的自主創(chuàng)新體系建設(shè)。5.3壓力機(jī)和伺服壓力機(jī)汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線、特別是大型多工位壓力機(jī)和伺服壓力機(jī)技術(shù)方向發(fā)展。結(jié)合具體情況,采取新工藝,提高機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化程度,加速?zèng)_壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造,盡早達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。5.4能化汽車技術(shù)的發(fā)展方向目前,隨著微電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,金屬成形裝備自動(dòng)化、柔性化、智能化有了技術(shù)基礎(chǔ)。要加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)板材成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備,如伺服驅(qū)動(dòng)型鍛壓設(shè)備等。同時(shí)要用新技