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高速精密パンチのガイド技術

發布日期:2023/2/12 16:17:00

 當前,面對全球制造產業日益精細化、自動化以及高效量產化的變革需求,例如,國家支持的材料領域的超寬超薄板、汽車用鋁板材料、航空航天材料、高精密核心沖壓件等方面。高速精密沖床的動態精度及靜態精度的長期穩定性也隨之面臨考驗。
          要想沖床在實際生產中能夠穩定、可靠的達到客戶需求目標,給沖床設置一種高保持性、高精度、長壽命的沖床滑塊導向裝置至關重要。因此在這方面,歐利錦引進了日本LEM公司百年沖床技術,結合自身多年國內精加工實踐經驗,確定沖床的導向裝置為——〖兩中心靜壓柱塞導柱〗和〖四輔助滾動導柱〗的結構。
          該結構雙管齊下,確保了沖床的高剛性及下死點穩定持壓,結合歐利錦特有的散熱油路設計,可持久、高效地控制加工精度。即可向滑塊提供高抗偏心負荷載力,又能防止熱變形產生的卡死現象,完美地滿足了客戶生產需求。該結構如下圖1所示。突破性的設計,獲得了國家發明專利《抗偏心負載支撐機構》,專利號ZL.2013 1 0718726.3 。

圖1 歐利錦高速精密沖床導向結構方案(及發明專利證書)

          同時,歐利錦高速精密沖床在研發時,分析了各種類型的導向結構的優缺點,最終在上述導向結構中,采用了現在行業內最理想的直線軸承結構式導柱及靜壓軸承式柱塞(如圖2、3所示)

圖2 直線軸承結構式導柱                     圖3 靜壓軸承式柱塞結構

  目前,生產高速精密沖床的廠家很多,各個生產廠家的高速沖床的導向結構基本不同,目前市場上廣泛應用導向方式有:
  圓柱導向(如下圖):根據接觸表面的狀態又可細分為滑動導向、滾動導向、靜壓導向等。

平面導向(如下圖所示):主要為八平面導向,導向類型同樣有滑動和滾動之分。

從高精度、高保持性、長壽命的層面上對各類型導向技術優缺點分析如下:
1.平面滑動導向裝置
  平面滑動導向裝置在滑塊水平面內各個方向的位移均受到導軌的約束,導軌精度提高,滑塊產生的側向力會直接由導軌傳遞給機身,因此,導向系統應具有高的剛度。但隨著產品要求的提高和連續模的使用,平面滑動導軌達到的機床精度愈加難以滿足實際生產的需要。現在,滾動導軌已基本取代滑動導軌,其主要目的就是把滑塊在承受偏載負荷時精度變化控制在最小的范圍內,為精密模具的使用和提高壽命創造有力條件。
2.滾動導向裝置
  滾動導向裝置可分為平面滾動導向、柱式滾動導向兩類。也有個別廠家采用平面滾動導向和柱式滾動導向并用的結構。柱式滾動導向又有兩柱、三柱和四柱三種結構,使用最為普遍的是四柱式導向結構。
  平面滾動導軌的主要缺點是由于各種非正常因素導致滑塊運行精度有所下降或導軌面磨損時,需要定期對導向精度進行調整以保證精密沖壓所需的機床精度。這種結構主要應用于大噸位的壓力機或較低速度的壓力機。
  高速精密沖床的另一種最主要的導向方式就是柱式滾動導向裝置。這種結構主要應用于一般的高速壓力機和超高速壓力機上。柱式導向裝置中的滾動體一般采用直線運動球軸承,滑塊上下運行時,這些滾珠一邊滾動,一邊隨保持架移動,因此,柱式滾動導向為純滾動摩擦,阻力很小。
  柱式滾動導向裝置之所以能得到廣泛應用,是因為圓柱面的加工易于達到較高的精度,導軌面間隙或過盈量的大小是靠加工和導向元件本身的精度來保證的,安裝、調試和維修都很容易,不需要調整,結構也較平面滾動導軌簡單。圓柱導軌的圓柱面可經過精加工達到鏡面精度,以提高潤滑油膜的接觸剛性。同時因為柱式導向結構對滑塊在水平面內任一方向上都有約束,因而滑塊及機身上的導柱孔在加工中允差較嚴。缺點是在當溫度發生變化時,壓力機床身和滑塊之間會產生溫差,發生熱漲現象,從而使導柱和導向軸承之間發生靜態位移,產生附加載荷和不均衡接觸,導致導柱和導套之間的異常磨損,甚至會出現卡死現象。
3.靜壓導軌導向裝置
  靜壓導軌導向裝置是一種特殊的滑動式導向結構。在導柱和靜壓軸承之間沒有直接接觸,靠靜壓油膜導向,精度高、剛性好,是一種新型的導向結構。它的特點有:
a.沖裁時,由于沖擊負荷作用而產生的導軌橫向間隙(滑塊橫向位移)將會引起有關靜壓油腔油壓上升,需增強該導軌處的剛性,阻止滑塊的橫向移動。
b.在靜止狀態,靜壓油腔中的油壓從兩側作用于導柱上,使導軌處于理想的“零隙”狀態,靜壓導軌的剛度比一般柱式滾動導軌要高得多。
c.靜壓導軌中無金屬直接摩擦,壽命長,精度保待性好。
d.在導柱和靜壓軸承之間有壓力油循環,對微振動有阻尼效果。由于靜壓軸承的承載力是由靜壓油腔產生并作用于導柱上的,因此,在靜壓油腔所產生推力的作用下,迫使滑塊處于最理想的位置。
  綜上所述,就導向裝置剛性而言,靜壓導軌是理想的結構形式,而且解決了在八面直角及柱式導向裝置上無法避免的熱變形產生的附加應力問題。靜壓導軌在超高速沖壓機上的應用越來越普遍。


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