淺談小型機械壓力機設計制造的發展趨勢

來建中 龔柏軍

[摘? ? 要]小型機械壓力機廣泛應用于電子元器件、五金、儀器儀表、線束等各個工業領域。市場對壓力機的精度、速度及自動化連線提出更高的要求，原有的機型、設計理念已滿足不了發展的需要。本文針對小型機械壓力機的設計與制造朝著高性能、高精度、高速、自動化方向發展作一闡述并提出相應有效的實施方案，為促進行業發展作出貢獻。

[關鍵詞]小型機械壓力機：設計制造：發展趨勢

[中圖分類號]TD632 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）10–00–02

Talking about the Development Trend of the Design

and Manufacture of Small Mechanical Presses

Lai Jian-zhong，Gong Bai-jun

[Abstract]Small mechanical presses are widely used in various industrial fields such as electronic components， hardware， instrumentation， and wiring harnesses. The market puts forward higher requirements for the precision， speed and automatic connection of the press. The original models and design concepts can no longer meet the needs of development. This article elaborates on the development of the design and manufacture of small mechanical presses towards high performance， high precision， high speed， and automation， and proposes corresponding effective implementation schemes， which will contribute to the promotion of the development of the industry.

[Keywords]small mechanical press： design and manufacture： development trend

1 小型機械壓力機設計制造的發展趨勢

小型機械壓力機廣泛應用于電子、輕工等領域，量大面廣，可對條料、卷料、線束、端子、五金等進行剪切、精密沖裁、鉚接、淺拉伸、成型等。傳統的壓力機采用曲柄、連桿、滑塊等構成的機械傳動的一種鍛壓機械，通過傳動系統把電動機的運動和動力轉換給工作機構，從而使材料獲得確定的變形，制成所需的工件。這種傳統的小型機械壓力機精度低，速度慢，自動化程度低，效率不高，安全性差，噪聲污染大。隨著工業經濟的迅猛發展，人們對壓力機提出了越來越多的要求，最為突出的趨勢要求是，性能可靠，沖壓速度要快，沖裁精度要高。根據適合的工序要求，連線把壓力機組合起來，完成工件的多工位自動沖壓需求，或者用沖壓機械手來實現工件的抓取與安放。結合當今發展迅速的微電子技術，運用計算機輔助設計與制造，新材料新技術的應用，使傳統的機械壓力機在性能、智能控制、安全性等方面有了質的飛躍，在提升勞動生產率，降低職工的勞動強度，實現安全生產方面有著重要意義。

2 小型機械壓力機發展的實施方案

（1）離合器、制動器升級換代，朝著高性能壓力機方向發展。傳統小型機械壓力機一直以來都是使用剛性離合器（圖1）和帶式制動器，但只適合低速運轉。雖然結構簡單維修方便，但是由于不能緊急停車，只能360°回轉一圈才能停車，安全隱患大，不能適應市場的需求。選用氣動摩擦離合器（圖2）來替代剛性離合器與制動器，用安全雙聯閥來控制氣動摩擦離合器的離合，壓力機在高速運行時平穩，無發熱情況。停車十分可靠，緊急情況時可以實現任意位置停車，與光電保護裝置配合，安全性能更好。而且調模方便，可以實現滑塊寸動進給。

（2）用三圓導柱滑塊結構代替滑塊三角筋結構。用精密滾動軸承代替銅軸承，朝著高速高精度方向發展（圖3、圖4）。

傳統的小型機械壓力機均采用曲軸一連桿一滑塊驅動結構，曲軸與連桿均使用銅軸承易磨損，間隙大。一旦高速旋轉，銅軸承極易發熱膨脹咬死曲軸與連桿，且滑塊的三角筋導向也無法承受高速運行。因此，設計采用三圓導柱結構代替滑塊三角筋結構，用精密滾動軸承來支撐曲軸連桿代替銅軸承。采用全封閉稀油強制潤滑的方式來解決高速運行時的摩擦發熱與磨損問題。

由于整個曲軸支撐點均采用了精密的滾動軸承，間隙大幅減少，精度明顯提升。且由于整個摩擦副都處于強制稀油潤滑，單建油壓工作站，循環過濾供油。機身發熱量大大降低，膨脹量明顯減小，精度提高。

（3）釆用自動送料裝置與壓力機組合。即運用沖壓機械手與壓力機組合等朝著沖壓自動化方向發展。目前市場上的自動送料裝置分為兩大類：①釆用伺服電機驅動的伺服送料裝置;②機械式輥式送料裝置。釆用沖壓機械手與壓力機組合，實現沖壓自動化沖壓。

釆用壓力機自動線組合。沖壓自動化是沖壓人一直以來都在追求的事情。其不僅可以獲得很高的生產率，降低操作人員的勞動強度;而且在安全生產方面起到了明顯的作用。

（4）將信息化、智能化運用到壓力機的設計制造中。運用微電子技術，伺服電機、變頻電機等對傳統的機械壓力機進行信息化、智能化改造已經成為一個發展的趨勢，也為壓力機連線自動化操作創造條件。在壓力機的電氣設計中，采用PLC、觸摸屏、編碼器、安全繼電器、光電保護等功能部件，機器動作安全可靠，人機界面操作更為人性化、合理。伺服電機、變頻器、控制系統的快速發展為在壓力機上的應用創造了條件。小型伺服壓力機在精密鉚接、精密壓裝、自動沖壓上得到了大量的應用。不僅大提高了沖壓的精度，還有效提高了沖壓的安全性。

（5）壓力機的開發設計制造要注重節能環保和生態保護。以往的傳統設計制造更加側重于機械本身，注重精度。以現在形勢看，其對環境污染，勞動者的保護，噪聲的降低已經十分迫切。現在壓力機的設計制造，把很多新的功能部件用在壓力機上，如氣動摩擦離合器、安全雙聯閥、光電保護、微電子技術等應用，壓力機不僅更為環保，而且沖壓噪聲低，安全防護好，有力地推動了小型壓力機的技術進步。

3 結束語

小型機械壓力機朝著高性能、高速、高精、自動化方向發展的趨勢十分明顯，所帶來的經濟效益和社會效益也是非常突出。相關人員要以積極的態度去面對這個趨勢，綜合運用信息技術、智能化方法與傳統的壓力機設計相融合，開發出更加高效的、更加完美的高性能壓力機。以此提高沖壓生產的效率與質量，促進整個行業更加長期健康發展。

參考文獻

[1] 許紅軍.提高機械設計制造及其自動化的有效途徑[J].湖北農機化，2020（17）：141-142.

[2] 機械壓力機安全技術要求：GB 27607—2011[S].