交流伺服压力机及其关键技术（下）

　　5.4 重载高效螺旋传动技术

　　在伺服电机驱动的成形装备中，广泛采用螺旋副将旋转运动转换为直线运动。鉴于伺服传动的要求，目前多采用滚珠丝杠。但滚珠丝杆承载能力毕竟有限，而且价格昂贵，开发低成本重载高效精密螺旋副成了伺服成形装备亟待解决的问题之一。出路之一是开发重载滚动丝杠，例如日本NSK公司生产了直径达140 mm的重载滚动杠系列产品；其次是开发新型高效重载精密滑动螺旋副。日本AMIN0公司在大吨位伺服压力机中对滑动螺旋副的材料、热处理、润滑等方面进行了改进，整机的机械传动效率达到了75％，采用双螺杆，压力机输出压力据称可达50000 kN。

　　新型滑动螺旋传动副的开发有3个方面的关键技术：一是开发新的耐磨减摩材料和制备技术，除金属材料外，还可考虑非金属材料、复合材料等；二是改进螺母结构，使载荷分布更加均匀；三是改善润滑条件，采用特殊制造工艺，在螺旋副中形成高效润滑流道。

　　5.5 基于伺服压力机的成形工艺优化

　　由于普通曲柄压力机运动特性固定不变，工艺参数的优化难以实现。而伺服压力机能实现任意的滑块运动特性曲线，为各种成形工艺的优化提供了可能。研究各种成形工艺的成形机理建立适合该成形工艺的优化参数，对于提高产品质量和生产效率、降低生产成本具有十分重要的意义。不同的成形工艺可以按照不同的优化目标对参数进行优化，例如：减少振动和噪音，提高制件精度，提高生产效率等等。

6 基于伺服压力机的成形工艺举例

　　6.1 静音冲裁

　　在压力机上进行冲裁工作时，材料断裂的瞬间，工作负荷突然消失，积聚在机身和传动机构中的弹性变形能会在很短的时间里释放，因而产生剧烈的振动和巨大的噪音，不但损坏设备和模具，而且恶化生产环境、危害工人健康。如果能有效地控制滑块运动，使所储存的弹性变形能在材料完全断裂之前就基本释放完毕，有可能大大减少冲裁振动，降低噪音。这种“静音冲裁”可以在伺服压力机实现。KOMATSU公司声称，采用伺服压力机可以消除99％的冲裁噪音，如图4所示。这里，变速点的精确控制是关键。

图4静音冲裁

　　6.2 精密冲裁

　　精密冲裁时，冲裁速度与工件质量和模具寿命有密切关系。日本KOMATSU公司在普通机械压力机和HAF伺服压力机上进行了精密冲裁对比试验，工件为空调机凸轮，尺寸40 mm×13 mnl，负荷80 t，材料SPC。冲裁速度越低，冲裁断面剪切带厚度就越大，断面质量越好。普通压力机在2000～3000件后表面出现裂纹，但伺服压力机在3000件后断面仍保持完好。见图5。

图5精密冲裁

　　6.3 盒形件拉深

　　KOMATSU公司曾进行了不锈钢和软碳钢盒形件浅拉深的对比试验，见图6。工件高度为50 m，两种材料的极限拉深速度分别为220和400 mm/S，对应的机械压力机工作频率分别为15和30 SPM。在机械压力机上拉深两种材料均出现裂纹；伺服压力机工作频率为36 SPM，拉深时在行程48和25 mm时两次减速，两种材料均获得完好的工件。高强度钢成形性能差，容易裂纹、起皱，采用变速拉深可以改善成形性能，提高成形极限20％--30％，降低废品率。这对汽车覆盖件加工有重要的意义。

　　6.4轴承垫块压制成形

　　图7所示轴承垫块，原在机械压力机上压制成形，压力110 t，工件公差为0.02 mm，由于滑块下死点位置漂移，常常周期性地超差；采用伺服压力机后，由于可以严格控制滑块下死点位置，工件实际偏差可以控制在0.01 mm以内，而载荷反而可以减少一半，仅为48 t。

图7轴承垫块压制