冲压加工面临的挑战

介绍了冲压领域中影响生产效率、生产过程安全性的问题以及低成本生产方法。欧洲、美国和新加坡的冲压行业也面临着同样的问题。生产成本远高于中国等所谓低成本生产的国家。那么，我们所面临的所有压力的最终答案是因为低成本吗？绝对不行！还有许多其他因素，如缺乏训练有素的员工、生产技术和现代组织。况且这个问题不是针对一些简单的冲压产品，而是针对更复杂的冲压产品。冲压产品的生产量越大，生命周期越长，对制造商越有利。在他们面前，有许多高效生产的可能性，例如，他们可以采用更高程度的自动化生产、综合生产技术和新的工具技术等。这里仅举几个例子来说明。说到自动化程度高，生产技术全面，我们知道激光焊接工艺可以在冲压模具中组装焊接汽车连接器中的弹簧。冲压后，客户可以完成连接器的成品。这样可以大大降低生产成本，更重要的是可以大大提高零件的质量。在汽车行业，1PPM的零件废品率可以说是绝对的最高要求，这也为加工生产提供了极大的挑战。布鲁德雷的高速冲压技术完全可以达到这个质量水平。还有一台在线激光打标机，每分钟可以刻印1400个连接器。根据汽车制造商的要求，每个零件都要进行标记，以便跟踪零件整个生产过程的质量。激光设备可用于标记和雕刻所有来料零件，并对零件进行定制编码。这里仅举两个例子来说明如何通过提高生产效率和自动化水平来降低生产成本。如今，为了保证冲压过程的安全性和准确性，对日益复杂的冲压模具进行监控是非常重要的。这不仅有利于保证高质量产品的稳定性，而且可以防止模具和冲头损坏，减少停机时间，避免造成巨大的经济损失。毫无疑问，制造商的目标是提高产量，降低生产成本。此外，除了正常的模具保护装置之外，布鲁德雷公司还为滑块的定位控制提供了另一种非常有效的保护系统，从而实现上述所有保护目标。系统的模拟传感器在冲压模具中的一个或多个位置测量滑块的下止点(BDC)的位置，换句话说，它尽可能接近冲压过程的实际位置。传感器的定位方式是首先测量上模脱料板的距离，然后与输入极限值进行比较。如果脱模机的测量值超过设定的极限值，冲头将在几毫秒内自动停止运行。一般来说，当运行速度为1000SPM时，BRUDERER提供的冲头可以在一转内停止。这样有利于机床的保护，尤其是冲压模具的保护，避免芯片跳动造成的损失，甚至可能出现更糟糕的情况，比如发错货造成的堆积问题。到目前为止，这种方法一直在独立配置中使用，但现在用户可以将这种下死点测量系统应用到冲床的控制系统中。由于高精度、高灵敏度的传感器在高性能冲床中的应用由来已久，因此公差大小可以保持在一个很窄的范围内。总之公差尺寸保持在0.01mm以下是完全没有问题的电涡流传感器速度不限，其应用速度范围可达2000spm。控制系统的编程和使用非常简单，对用户来说一目了然。脱模机和下止点之间的距离可以根据“导入”方法设置。也就是说，当操作者在冲床中运行几个冲程时，控制系统会将冲程的最终平均值设定为下止点的最佳距离。在连续冲压模式的状态下，参考值与实际值进行比较，也可以显示在屏幕上，以便操作者了解确切的工艺条件。

配备B控制系统的机床上最多可使用8个传感器。在旧机床上，B控制系统也可以用来重新配置下止点位置控制系统。在冲压过程中监控和调整滑块的位置，调整滑块的高度是布鲁德雷公司发明的BSTA冲床的独特性能。这种性能使操作员在任何情况下都能将下止点位置保持在0.01毫米的狭窄公差范围内。无论机床以什么样的速度和温度运行，零件的质量总是保持稳定。每当生产速度确定时，温度的变化对零件质量的影响最大。因为在生产过程中，不仅机床的温度会逐渐升高，冲压模具的温度也会逐渐升高。当采用电涡流传感器系统测量下止点位置时，机床会在加热过程中自动调整自身和模具的位置变化。下止点控制系统和滑块在操作期间的调节功能的结合使用户有机会在任何时候将下止点位置保持在小的公差范围内。冲压力的监测另一项技术安全措施是监测冲床的冲压力。BRUDERER公司提供了两个或四个通道的冲压力测量方案。该方法可用于过载保护和过程控制。第一种情况，机床会因过载而停止运转，其主要作用是降低机床和模具损坏的风险。当警报被触发时停止机床的极限值可以被编程并存储在芯片数据存储器中。第二个好处是可以查看冲头和下模的状态，可以主动出击，而不是被动应对。所谓被动应对，就是冲压件出现可见的质量问题，冲压件即将报废。主动是在问题发生之前就把机床停下来，以免造成生产损失。这次停工可以按计划进行。配有B控制系统的机床具有记录冲裁力的功能。内存中存储了冲床最后一次冲压的数据，可以根据需要调用和使用。这组数据有助于分析和评估缺陷的原因。由最后一拳显示

正如所看到的，冲床的冲裁力监控已成为质量控制的一个部分。如果冲床因过载而停机，操作人员就可以检查模具，从而可确保在收料盘上不会出现任何损坏的零件。

工艺数据的汇集和管理

如果有人向生产经理问到在哪些地方需要优先改进冲压工艺的有关问题，那么可能会得到不同的答案。有的人会说，缺少人手是一个最大的问题，另外一个人会说缺少材料是一个瓶颈问题，而第三个人觉得找到合适的冲压模具是最大的问题。那么究竟谁说的正确呢？最好问问你自己，你的答案是什么？你知道答案吗？

随着冲床的输出信号被输入到各个数据采集系统中，操作人员或生产经理就有机会找到上述问题的答案了。根据停机时的有关信息和统计资料，用户就会有改善冲压生产工艺的可能性。根据我们的经验，如果常年使用这个系统的话，提高5%的生产率是绝对没有问题的。

提高生产率可以采取各种方法和措施。上述所有的优秀特性都被集中到B-Essential控制系统之中，这个系统是专为BSTA 200-60BE型冲床而设计的。这个控制系统与高性能冲床结合在一起，有利于帮助用户保持有利的竞争地位，并且提高冲压制程的精度。

BSTA 200-60BE Essential型冲床是专为生产小型高精密冲件厂商设计和制造的。

市场的需求已经发生了相当大的变化，BSTA 200-60BE型冲床正是迎合了这种多变的需求。在经过彻底和精确的市场调研以及与全世界多家客户商谈以后，用户的要求不仅在机床的本身，而且在机床的新控制系统和送料装置的设计方面也得到了提升和实现。

在过去5年中，在那些必须采用冲压加工的大量高精密微型冲件生产领域，例如电子、手表制造和汽车行业，所有事情都发生了巨大的变化。需要冲压加工的材料越来越薄、送料长度越来越短、所要求的精度越来越高、市场价格的压力越来越大。

此外，随着冲压工艺发展而出现的新工艺，例如元件的组装或冲压件嵌入注塑成型，都要求其达到从未有过的高精度，首先是要求达到的是最高的重复精度。

自动冲床

针对以上冲压领域，所需的冲栽力并不是一个关键性的问题。大部分应用领域中所需的冲栽力只有几吨。因此，布鲁德尔(BRUDERER)新冲床设计的冲栽力保持在200kN范围内。这就意味着新型冲床可以在上面提到的20t冲栽力范围内连续操作，不会影响精度以及机床和模具的使用寿命。

另一个特点是冲栽力为20t的冲床驱动系统采用了双连杆传动机构。这大大提高了冲压工艺的稳定性和加工精度。此外，在BSTA 200-60BE型冲床中实现了独特的滑块调节功能，这种调节装置能够在冲压过程中，自动地补偿下死点区域所产生的任何偏差。

因此，不管速度和温度如何变化，滑块的下死点始终能够保持在最小的公差范围内。这种特点变得越来越重要，因为像嵌入注塑成型或组装等二次工艺对冲压件提出了更高的精度要求。为了保证生产线的顺利生产，冲压件的尺寸是不允许有任何变化的，只有采用下死点的偏移值补偿装置才能得到保证。显然，没有其他的任何一个特点像这个功能一样，对零件的质量具有更直接的影响。

众所周知，滑块导向元件的设计和位置对模具使用寿命起着决定性的影响。模具的使用寿命是影响成本费用的最重要因素，它直接影响到产量、服务、成本和生产效益。目前有很多不同的解决方案用于分析各生产厂家的设计。

布鲁德尔(BRUDERER)冲床的导向系统与条料在同一个水平面上，对冲床系统热膨胀没有灵敏的反应，导向系统间隙极小。 BSTA 200-60BE型冲床的导向元件安装在冲床立柱的里面。他们的设计方式能够保证滑块倾斜点（滑块系统的旋转点）与材料送料处于同一平面上。一个由液压动力润滑系统提供的液压静力可使传动幅间隙降低到接近零点的水平，其特殊的设计布局可补偿任何热膨胀系数，延长导轨的使用寿命。

另一方面，普通导向系统的典型布置显示，滑块的倾斜中心远在送料系统之上，在偏心负荷的情况下这将会导致冲头中心偏移位置。而且，对温度的补偿几乎没有可能，间隙将总是比较大，因而滑块只能通过模具导柱进行导向。

现代的高精度冲模带有由碳化钨合金制成的冲裁元件和接近于零的切削间隙，公平的说，如果没有精确的滑块导向系统，那么这种冲模的使用将永远是不可能的。

由于送料长度缩短,冲压工部增多，冲模越来越长, 决定了BSTA 200-60BE型冲床的模具台面长度为600mm。另外，BSTA 200还提供模具台面长度为700mm的自动冲床。标准型自动冲床的设计采用固定式冲程。这主要是为了满足亚洲市场的需要，因为那里的冲床主要用于电子元件的生产。它也提供可调式冲程为可选项，以满足其他市场的需要。冲床最小的固定冲程为8mm，该机床的工作速度可达2 000spm。

送料装置

BBV 180型滚筒式送料装置通过驱动轴机械驱动。对用户有很多益处，送料装置的设计和其几何形状使材料厚度没有必要进行调节。不管工艺需要什么样的条料，其厚度已经确定。这种加工方法有利于降低因错误设置而造成的风险，而且也有利于在模具更换的时候减少调试设定的时间。它允许快速、简洁地更换滚筒，从而提高了冲床的工作灵活性和生产效率。

由于越来越多的客户开始使用灵敏的和0.1mm以下的薄材料，因此条料的导向往往成了一个很大的问题。这个问题常常使工作速度下降，并导致更多模具和误送的问题。送料装置离模具的距离越远，其产生的问题越大。

由于这个原因，布鲁德尔(BRUDERER)公司与日本三共（Sankyo）公司合作开发了一款专门为此设计的夹式送料装置。这种VGB 20MH型专用夹式送料装置安装于导向支架之间，也就是说，其安装位置更加接近冲模。然后再结合使用表面阻力较小的专用带料导向工作台，能够减少，甚至解决带料导向所存在的问题，这种问题往往是在使用很薄的敏感材料时发生的。

另一个优点是，以机械传动代替了皮带传动。其驱动轴具有很高的抗磨损特性，而且完全没有间隙，这种特性可以使机床以较高的速度起动。而且，新型送料装置与机床公用同一个润滑系统，提高了设备整体的使用寿命，并减少了维修服务所需的停机时间。

B-Essential系统满足了现代控制技术所需的全部要求，而且易于操作。操作员可以通过12″的触摸屏迅速地，并以完美的结构形式输入所有相关的信息，或者在冲压生产过程中更新和优化这些数据。

引导式的操作系统更主要的是集中在操作人员的能力上，其次才是机床的自动化。像动态下死点控制或自动上死点停止控制等的所有特性由控制系统内部执行。为满足动态滑块高度补偿的特性需要，开发了一种新型动态下死点控制系统。根据模具的个别参数，这种动态下死点纠正装置可允许在冲压过程中来设置滑块的补偿值。

用户也可将大量的模具设定值储存到模具数据存储器内，这样可以简化模具的重新设置，使错误设置的风险降低到最低，而且也可以使模具重新设置所耗费的时间减少到最低。因此，有利于提高产量，并且可以更大程度地提高冲压生产线的利用率。控制系统的硬件是以这样方式配置的：系统内取消了一切旋转元件，例如像通风机和硬盘。这有利于使硬件的故障风险减少到最低，从而更好地提高机床的性能和可靠性。