冲压设备发展史

. . 冲裁机床的发展 1、 国内外研究现状及发展趋势 1.1、冲压设备的历史背景 冲压技术是一种具有悠久历史的加工方法和生产制造技术。根据文献记载和考古文物证明我国古代的冲压加工技术走在世界之前，对人类早期文明社会的进步发挥了重要的作用，作出重要贡献。 利用冲压机械和冲压模具进行的现代冲压加工技术已近有二百年的发展历史。1839年英国成立了Schubler公司，这是早期颇具规模的、现今也是世界上最先进的冲压公司之一。 从学科角度上看，到本世纪10年代，冲压加工技术已经从一种从属于机械加工或压力加工工艺的地位，发展成为了一门具有自己理论基础的应用技术科学。俄罗斯（从前苏联时期开始）就有各类冲压技术学校。日本也有冲压工学之说。中国也有冲压工艺学、薄板成形理论方面的教材及专著。可以认为这一学科现已形成了比较完整的知识结构系统。 到目前为止，各种不同的关于“未来冲压厂”的话题正逐步趋于一致，这主要是出于资金费用的考虑，希望有比目前性能更好的高性能的冲压生产设备。这种冲压生产线，今天已经不仅用于汽车生产企业，而且在一些汽车部件供应商的企业中也可见到。其中，更换冲压设备生产的产品、增加产品品种已经成为衡量冲压设备的设计和集成能力是否出众的重要因素。今天，对现有设备按照产品进行技术改造并快速投入生产的要求比以往任何时候都更加紧迫。在这些技术工作过程中，一定范围内的“专用特种部件”是非常有好处的。在这些所谓的专用特殊部件中，冲压模具仍然是冲压设备最重要的部件并且仍将决定着冲压生产过程。 1.2、国内研究发展现状 日新月异的高新技术，带动新材料、新设计、新工艺不断推陈出新，作为现代化机械中的冲孔机，也以不断创新的先进技术和全新的面貌出现在用户面前。目前两大品类（有孔、无孔）的冲孔机中，都采用了现代电子技术，如票据自动冲孔机采用的票据打孔设备是采用PLC控制伺服系统进行票据自动定位，具有定位精度高、生产效率高的特点。 目前，我国冲孔机市场也在向国际市场接轨，世界知名的办公及工厂设备厂商如法国宝、彪马、亚大力、美连、意必高、利宝等公司产品相继进入我国市场，欧美的、日本的及我国大陆、香港特别行政区、澳门特别行政区、台湾省产的冲孔机，各式各样品种不断推陈出新并展示于中国市场，使广大用户大开眼界，领略各种新潮风格的产品。 . . 我国天锻压力机有限公司开发的“YT71S-25000千牛玻璃钢制品数控液压机成套装备”，是2013年国家新产品计划战略性创新产品32项中惟一机床产品；“AT型导轨液压机数控生产线”，曾荣获2013年中国机械工业科学技术奖；“钛电极制备数控液压机生产线”，更是以国内首创而成为中国液压机创新设计的代表之作。这些成线成套装备所适用的成形工艺，或可为中国锻压装备产业转型升级带来如下启示： 第一，向“非金属成形工艺”行业提供锻压装备。现代化大批量生产行业，不仅需要先进的金属成形工艺锻压装备，也需要非金属成形工艺锻压装备。天锻研制的“YT71S-25000千牛玻璃钢制品数控液压机成套装备”，在玻璃钢复合材料模压成形领域的广泛应用，已充分说明这一点。可是，我国锻压装备制造领域的部分企业，至今还把为“金属成形工艺”行业服务作为惟一选项，不关注“非金属成形工艺”行业所需锻压装备的开发。 第二，向“上游成形工艺”行业提供锻压装备。多年来，我国锻压装备制造业，已习惯于为形成金属后的“金属成形工艺”行业服务，很少关注“上游成形工艺”行业所需锻压装备的开发。其实，作为现代大批量生产的材料工业、冶金工业，在金属等材料形成的过程中，同样需要先进的材料成形工艺锻压装备。在这方面，天锻已有了成功的案例。他们研制的“钛电极制备数控液压机生产线”，因能成功地将海绵钛颗粒压制成海绵块，进而炼成钛锭，迅速走红“上游成形工艺”行业。 第三，向先进成形工艺提供完整工序的成套装备。天锻为高铁道岔十几个工序连续成形而研制的“AT型导轨液压机数控生产线”，成功地破解了高铁道岔成形难题，为我国高铁技术达到国际先进水平做出重要贡献。仅此一个事例足以说明，新兴技术产业同样需要先进的成形工艺，而先进成形工艺更需要先进的成套锻压装备。 随着计算机技术的发展和普及，冲压模具也基本实现了计算机化，其中有代表性的是计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)和计算机辅助工程(CAE)。在计算机辅助设计方面。如今的国内冲压模具企业大部分甩掉了传统的绘图板，摒弃了落后的手工绘图方式。使用最多的是由美国Autodesk公司出品的AutoCAD软件，有些企业还在AutoCAD平台上进行了二次开发(加深圳某台资公司在AutoCAD R13基础上进行专项开发，形成了由十二块模板组成的系列冲压模具)，形成了具有自己特色的、针对性非常强的冲压模CAD软件；也有许多企业使用国产的AutoCAD产品(如开目CAD、CAXA等等)。在实际中，充分运用计算机技术发展模具设计、制造将会给企业带来莫大益处。用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。 . . 1.3、国外研究发展现状 全自动打孔冲孔机中的自动调整、打孔、成型、灯光指示、自动报警、自动排屑等，构成了手动、半自动、自动化产品系统[3]；为了服务于不同用户的需要，小到个人用的经济型订书机，大至机关、企事业单位用的全自动专业冲孔机，都配套完备；面对不同用途，金属、铁圈、胶圈、螺旋圈（金属、塑料），或圆钮、打孔、无孔热熔等各种冲孔机应有尽有[4]；对不同行业、不同业务、不同场合乃至不同零件及其厚度的需要，有专门设计的轻巧型的、办公室用的、专业用的、票据用的、工厂用的产品等，各种冲孔机种类齐全[5]；对于刻意追求形象美观、色泽鲜艳、设计独具个性的用户，现代冲孔机也一改过去的老面孔[6]，出现了各种颜色、多种造型、创意新颖、功能“二合一”、材料多样的装饰型冲孔机[7]。总之，适应时代潮流，适应市场需要，适应用户“上帝”的意愿，国外冲孔机正向着产品多样化、系列化、功能化、操作简单化、自动化、价位多元化方向发展。 德国、日本、法国等工业发达国家制造的液压机产品，代表了当代液压机国际先进技术水平。这些工业发达国家的液压机制造企业大都具有以下三个显著特征： 第一是锁定目标市场，服务专业成形工艺领域。德国液压机制造企业以汽车、机械通用件和家用电器等现代批量制造业为目标市场。如德国道尔斯特（DORST）技术有限公司专事粉末冶金制品液压机开发，德国迪芬巴赫（Dieffenbacher）公司专攻玻璃钢制品液压机，而德国舒勒集团SMG公司则以生产汽车制造业所需板材面积成形和金属体积成形的液压机为主。上世纪90年代初期，天锻、中信和德国SMG公司在天津开发区合资成立的“天津南德压力机有限公司”，生产的就是该类产品。 日本液压机制造企业同样以汽车等批量制造业为目标市场，服务于各种成形工艺领域。如日本啊米诺（Amino）株式会社，就以生产用于汽车覆盖件模具制造的研配液压机和汽车充液成形制件的液压机为主。上世纪90年代中期，天锻就曾与啊米诺株式会社合作，生产了四台研配液压机和一台试模液压机，用于天津汽车制造厂模具中心项目。 第二是提供完整工序成形工艺成套装备。工业发达国家液压机制造企业注重向成形工艺市场，提供多道次工序的装备，并通过各工序之间的自动衔接，为多工序成形工艺提供完整服务。如德国SMG公司在上世纪80年代成功开发的冰箱压缩机壳体生产线，覆盖了开卷—校平—输送—冲裁—拉伸—钻孔—堆料等所有工序，每分钟制造13个壳体或15个盖体。 . . 第三是注重产品成形工艺研究和工艺验证。德国液压机制造企业十分注重产品使用工艺研究，具有成形工艺的话语权。如德国迪芬巴赫公司既是生产玻璃钢制品液压机的厂家，又是使用玻璃钢制品液压机生产玻璃钢制品的厂家，从而有了充分的使用工艺验证，进而能极大地满足用户的使用工艺要求。 另外在模具方面，国外，特别是欧美和日韩等发达地区的模具工业起步较早，拥有比较先进的生产管理技术及经验，值得我们国内模具行业学习和借鉴。在欧美，许多模具企业将高新技术应用于模具的设计和制造，主要体现在：（1）充分发挥了信息技术带动和提升模具工业的优越性；（2）高速切削、五轴高速加工技术基本普及，大大缩减制模周期，提高企业的市场竞争力；（3）快速成形技术和快速制模技术得到普遍应用； （4）从事模具行业的人员精简，一专多能，一人多职，精益生产； （5）模具产品专业化，市场定位准确；（6）采用先进的管理信息系统，实现集成化管理；（7）工艺管理先进、标准化程度高。日本模具加工的未来发展方向主要表现为无人手修模、无放电加工、加工时间缩短、 五轴加工等方面。 中国虽然在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形成产业。由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产的手段被视为生产后方。因此一直发展缓慢[7]。1984年成立了中国模具工业协会，1987年模具首次被列入机电产品目录，当时全国共有生产模具的厂点约6 000家。总产值约30亿元。随着中国改革开放的日益深入，市场经济进程的加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业大量出现，模具产业得到快速发展。在市场竞争中，企业的模具生产技术提高很快，规模不断发展，提高很快。20世纪90年代以来，中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD／CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范点，由华中理工大学作为技术依托单位，开发了汽车车身与覆盖件模具CAD／CAM软件系统，在模具和设计制造中得到了实际应用，取得显著效益。现在，吉林大学和湖南大学也成功地开发出了汽车覆盖件模具的CAD／CAE系统，并达到了较高水平，在生产中得到应用，收到了良好的效果。