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04届机械制造专业毕业设计（论文） 毕业设计（论文）文献综述题 目 高速压力机设计 专 业 机械设计制造及其自动化班 级 机制043 学 生 李 呈 指导教师 郗 向 儒 2 0 0 8 年 文献综述一、高速压力机的背景及其意义锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备，1842年，英国工程师史密斯创制第一台蒸汽锤，开始了蒸汽动力锻压机械的时代。1795年，英国的布拉默发明水压机，但直到19世纪中叶，由于大锻件的需要才应用于锻造。随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械压力机和空气锤，并获得迅速发展。二十世纪初，锻压机械改变了从19世纪开始的向重型和大型方向发展的趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。于是出现了每分种行程2000次的高速压力机。所谓高速压力机一般是指每分钟的行程次数为普通压力机的510倍的压力机。高速压力机是带有自动送料装置，可完成板料高效率、精密加工的机械压力机，具有自动、高速、精密三个基本要素。自60年代以来，高速压力机已有较大的发展，其每分钟行程次数已从几百次发展到3千次左右，其吨位已从十吨发展到上百吨。目前高速压力机主要用在电子、仪器仪表、轻工、汽车等行业中进行特大批量的冲压生产。近年来，随着模具技术和冲压技术的发展，高速压力机的应用范围在不断地扩大，数量在不断地增加。预计不久的将来，高速压力机在冲压用压力机中的比例将会愈来愈大。二、国内外高速压力机的发展概况1. 国外高速压力机的发展概况高速压力机从诞生到现在已有近100年的历史。美国亨利拉特公司1910年首先制造的四柱底传动高速压力机（当时称为Dieing Machine），宣告了高速压力机的诞生，直到1955年该机仍为高速压力机的代表机型，采用了下传动的传动方式。最初下传动方式处于主导地位，主要是由于下传动具有重心低、稳定性好、传动系统水平分力也较小并且容易操作。但是当采用此种方式时，由于往复运动部分的质量大，在滑块行程次数较高时由于惯性力引起的问题也越来越严重，为此1953年德国舒勒公司生产出首台1250KN闭式双点上传动高速压力机，该压力机的公称力为1250KN，行程20mm；紧接着瑞士布鲁德勒（BRUDERER）公司也研制出了BSTA系列柱式导向的上传动高速压力机；后来美国明斯特（MINSTER）公司推出的Pulsar系列超高速压力机以及日本会田公司引进瑞士布鲁德勒公司技术生产的AIDA-BRUDERER系列BSTA型高速压力机和PDAL系列高速压力机也均采用了上传动方式，不但提高了动态精度，也在一定程度上减少了噪声危害。这两种传动装置布置方式各有利弊，如滑块行程次数不高的场合，在考虑上传动方式的同时，也应考虑下传动的方式。随着电子、通讯、计算机、家电及汽车工业的迅猛发展，对冲压零件的需求量迅猛增长，这也就促进了高速压力机的飞速发展。80年代中期，出现了超高速超精密压力机，如日本票本铁工所引进瑞士ESSA公司技术制造的600KN高速精密压力机，最高行程次数为1500次/min，用于加工集成电路引线框、电子计算机插件和其他精密零件，这些零件的尺寸误差要求控制在1020m以内，这说明高速压力机已经发展到了高精密阶段。同时高速压力机的速度也在不断的刷新。如日本电产京利的MACH-100型超高速精密压力机在100KN、8mm冲程条件下，速度已达到4000次/min。由此也就说明了高速压力机的发展已经步入了超高速压力机的时代。与普通压力机相比，高速压力机的精度更高。高速压力机的精度分为静态精度和动态精度两部分。静态精度是由制造精度决定的，动态精度是指冲压过程中，滑块相对于工作台面在纵向、横向和垂直方向的位移。上世纪70年代，高速压力机是速度的竞争，而在进入80年代后，各高速压力机生产厂家则把主要目标集中在提高压力机的下死点动态精度上。例如德国舒勒公司SA系列高速压力机由于采用了反对称副滑块平衡惯性力机构，使得SA-80型800KN高速压力机行程次数为800次/min时，竖立在工作台上的硬币都不会倾倒。现代高速压力机都配备高速高精度的送料装置。实际生产中，要求高速压力机送料精度至少应为0.030.05mm。上世纪60年代前，一般辊式送料装置或超越离合器式送料装置的送料精度可达0.2mm。上世纪60年代，美国研制成功了名为福格森（Fergunson）凸轮分度机构，并用于辊式送料装置之中，取得了很大成功，使辊式送料精度及速度大幅度提高。上世纪70年代中期，舒勒（Schuler）公司生产的WL9-180型辊式送料装置用在SA-80型800KN、500次/min的高速压力机上，进行电机定转子的级进冲压加工时，送料精度可达0.04mm。1986年会田公司高速压力机安装的辊式送料装置在送料速度为60m/min时，送料精度达到了0.01mm。目前，高速压力机的送料速度可达120m/min以上，送料精度达m级。同时也实现了自动快速换模。2. 国内高速压力机的发展概况国内高速压力机是上世纪80年代开始从国外引进技术而发展起来的。目前，生产高速压力机的主要厂家有上海第二锻压机床厂、厦门锻压机床有限公司、诸城锻压机床股份有限公司和宁波机床厂等。我国第一台高速压力机是在1982年由济南铸锻机械研究所和北京低压电器厂共同研制的。该压力机公称力为600KN，最高的速度可达到400次/min。随后又成功研制了公称力300KN，最高速度600次/min的高速精密压力机。上世纪80年代中期，齐齐哈尔第二机床厂借助从德国舒勒公司引进的SA系列中800KN、1250KN及2000KN三个规格的高速压力机的设计及制造技术，成功制造了SA系列上传动高速压力机。该系列中，公称力为800KN压力机的行程次数为90900次/min，1250KN的为70700次/min，2000KN的为60560次/min。上海第二锻压机床厂从德国豪立克罗斯（HAULICK-ROOS）公司引进的RVD32-540和RVD63-80两个品种的设计制造技术目前已经进行小量生产。RVD系列高速压力机采用整体框架式预应力床身和柱式导向装置。上死点停车采用光电控制，可在任意位置停车。采用风、油并用的热平衡系统，整机刚度和刚性都比较高。总体而言，我国的高速压力机产品，其结构形式有开式和闭式两种，公称力为1602000KN，行程次数为120800次/min。目前，我国高速压力机的发展水平同国际先进水平相比，还存在不少差距，主要表现在主机可靠性和自动化程度有待于进一步提高，在国际市场上缺乏竞争力；先进的工艺和装备所占比例小，产品品种和规格较为单一，产品性能差距比较大，生产规模小，监测和试验手段落后，缺乏自己的数控系统；很多技术从国外引进，技术创新能力有待进一步增强等。三、高速压力机的应用随着电子工业的发展，小型电子零件的需求日趋高涨，促进了高精度、高效率的高速压力机的发展。目前日本已成为高速压力机技术的领军，在100kN压力、8mm冲程下，滑块速度可达4000次/min。我国金丰、江苏扬锻、高将精机、江苏扬力、徐锻和西安通力等公司都有高速压力机产品。2004年已开发出了速度达1200次/min的SH系列SH25开式高速精密压力机。其他还有VH开式、JF75G闭式系列高速压力机。这些压力机广泛应用于电子和微电子行业，全面提高了行业技术装备水平，替代了大量的进口机床。四、目前仍存在的问题和发展趋势进入21世纪以来，中国锻压机床行业经过技术引进、合作生产及合资等多种方式的运作，快速地提升了我国冲压设备整体水平。近年设计制造的许多产品，其技术性能指标已经接近或达到世界先进水平，在宜人性方面也取得了长足进步。但由于大家都在进步，所以国内产品与国外名牌产品的差距并无明显缩短。因此，我国冲压设备行业和企业需以战略的思路和有效的措施应对当前的机遇和挑战。综合国内外高速压力机的现有技术水平及发展状况，可以看出高速压力机的发展趋势如下：（1）高速压力机正向数控化和柔性自动化的方向发展。由于CNC技术在高速压力机上的应用,冲压过程能自动完成上料、冲压、成品计数、自动更换成品箱、自动停机、自动更换另一种产品模具并进行重新生产。（2）高速压力机按照其滑块行程次数高低可分为四类：低速压力机（行程次数小于200次/min）、中速压力机（行程次数在200次/min到800次/min之间）、高速压力机（行程次数在800次/min到1300次/min之间）、超高速压力机（行程次数大于1300次/min）。未来滑块行程次数将朝着200400次/min的准高速和1300次/min以上的超高速方向发展。（3）在滑块上采用更先进的导向方式，加工精度更高。使用柔性更好的惯性力平衡机构，以提高压力机下死点精度，从而使高速压力机具备更好的低速锻冲性能。采用先进的具备良好动平衡的偶点上传动方式，此种方式刚性好，精度高。（4）使用高速压力机进行生产涉及到环境、能源、材料等各个领域，因此在产品设计、外观制造、材料选用、制造工艺和包装设计等各个环节均要考虑节约能源、节约材料、环境保护等方面，同时还要提高设备的宜人性。未来高速压力机的发展将综合考虑上述因素，减小噪声和振动，减小环境污染，增强监测、调试、控制方式的灵活可靠及宜人化。五、结束语为了提高生产效率，压力机在不断向高速发展。目前，国内自行设计，生产的高速压力机较少，主要还是以进口设备为主。所以我国高速压力机的市场极具潜力，应用前景看好，但前提是不段创新，缩短与工业发达国家冲压机床技术生产水平的差距。因此，我国冲压设备行业和企业需以战略的思路和有效的措施应对当前的机遇和挑战。也惟有如此，才能拥有国内的大部分市场，并争取相应的国际市场。六、参考文献1 . 赵升吨，张学来，高长宇，杨辉.高速压力机的现状及发展趋势J.锻压装备及制造技术,2005,39(1)：17-24.2 . 陈正中，高速精密压力机特点及其发展趋势J.锻压机械，1998，32(5)：8-9.3 . 姚艳 ，高速压力机弹性动力学研究及仿真 导师：郗向儒 西安理工大学 2007年硕士论文4 . 张策.机械动力学M.北京：高等教育出版社，20005 . 孙桓，陈作模.机械原理（第六版）M.北京：高等教育出版社，2001：6 . 徐以光，高速压力机的发展过程 CMET.锻压装备与制造技术 1985年 第05期7 . 200吨高速自动压力机 CMET.锻压装备与制造技术 1974年 第Z1期8 . 郭涪泽，高速精密压力机概述 CMET.锻压装备与制造技术 1988年 第06期9 . 李建平，王恩福，符起贤，董秋武，麦志辉.高速压力机振动分析与控制J.机电工程技术，2006，35(6)：56-58. 10
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