[科普中國]-高速壓力機下死點

簡介

由于EI零件、精密電子、通訊器材、電機等產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，用戶對高速壓力機的需求日益增長，不但要求高的運轉(zhuǎn)速度還要求下死點的高動態(tài)精度。下死點動態(tài)精度是高速壓力機關(guān)鍵的性能指標(biāo)，國家標(biāo)準(zhǔn)中沒有相應(yīng)條款，但在設(shè)備使用過程中卻是十分關(guān)鍵的技術(shù)數(shù)據(jù)。它關(guān)系到加工件的精度和模具壽命，是評定產(chǎn)品技術(shù)水平、制造水平的一項重要指標(biāo)。由于零件的加工工藝、設(shè)備的使用情況不同，對下死點的要求是不同的：如果僅僅是沖裁，則不需要太高的下死點精度；如果所生產(chǎn)的零件存在折彎、疊片等工序則需要較高的下死點精度。一般而言，零件成形的精度越高，對下死點精度的要求也就越高，其數(shù)值可以通過儀器記錄下來。影響下死點精度的因素很多，如機床的剛性、各運動部位的間隙、模具結(jié)構(gòu)、動平衡程度、是否使用減振裝置、零件材質(zhì)以及所處的環(huán)境等，具體影響的方式以及程度需要進(jìn)一步探討1。

測試方法通常，測試采用的設(shè)備是由日本理研生產(chǎn)的Rm-72型下死點檢測儀，單通道測量，測試機床為某進(jìn)口3000kN高速沖床，以沖壓電機定子和轉(zhuǎn)子零件為例。通過自制工裝將一檢測探頭安裝在滑塊上，傳感器固定在工作臺板的自制工裝上，通過機床在工作過程中(帶模具、正常生產(chǎn))上下運動檢測探頭和傳感器之間的位置變化來反映下死點變化。在測試中，采用了絕對值測量和波形圖測量。絕對值測量可以通過對幾個沖次下死點位置取平均值( 也可以取最大值或者最小值)作為基準(zhǔn)，依次記錄下以后每個沖次相對基準(zhǔn)的變化。波形圖反映的是實時的位置數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析絕對值數(shù)據(jù)打開所測得的數(shù)據(jù)，所得的數(shù)據(jù)的最大和最小近似數(shù)值，具體值可以在EXCEL數(shù)據(jù)表格中找出來?？梢越梃b頻數(shù)直方圖的處理方法：首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，找出數(shù)據(jù)中的最大值和最小值計算極差。然后根據(jù)數(shù)據(jù)的個數(shù)選擇分組數(shù)以及組距。在分組時要避免同一數(shù)據(jù)出現(xiàn)在兩個組內(nèi)。計算在各個組內(nèi)數(shù)據(jù)的數(shù)量作為縱坐標(biāo)，以該組數(shù)據(jù)的平均值為橫坐標(biāo)。對于能夠正常工作( 下死點穩(wěn)定性好) 的高速壓力機而言，下死點出現(xiàn)極大誤差的頻率不大，在中間區(qū)域出現(xiàn)的頻率很大，近似呈雙峰分布。在實際生產(chǎn)過程中，由于高速沖壓所引起的振動、材料的不均勻性、機床的彈性變形、沖壓速度的微小波動以及由溫度引起的熱變形，下死點的位置呈現(xiàn)出時高時低的波動，因此，將下死點的波動控制在一定范圍內(nèi)是可正常使用的。通過已有的測試數(shù)據(jù)可以看出，在機床達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，恒速下下死點基本穩(wěn)定在±0.05mm(去除了最大和最小偏差) 以內(nèi)，速度發(fā)生變化時不應(yīng)超過0.15mm(隨著速度的提高，下死點一般向下偏移) 。測試中發(fā)現(xiàn)速度發(fā)生變化時下死點并非一直向下偏移，而是先向上偏移了一點，然后向下偏移。速度變化越大下死點偏移越大。

波形圖數(shù)據(jù)波形圖所采集的數(shù)據(jù)量更多些，可將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成折線圖。孤立地看這張圖意義不大，可以將幾個不同速度下的波形圖放在一起進(jìn)行對比，就可大致看出速度發(fā)生變化時波形圖的走勢。

隨著速度的提高，下死點附近存在的若干波谷數(shù)量逐漸減少，并有逐漸向上偏移的趨勢。下死點附近存在的波峰波谷可能是由于在沖壓過程中產(chǎn)生的微小振動產(chǎn)生的。下死點位置在170min-1～190min-1 變化不大，當(dāng)速度提升到250min-1 時下死點向下偏移了約0.20mm。

同一結(jié)構(gòu)不同噸位的高速壓力機在波形圖上存在一定的相似性，即：下死點附近存在的若干波谷數(shù)量隨速度提高逐漸減少，并有逐漸向上偏移的趨勢，下死點有向下偏移的趨勢；作為高速壓力機制造商，壓力機性能參數(shù)相同時內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式可能差異很大，各具特色，同時零件的加工制造水平也不盡相同，可能影響到下死點波形圖的形狀。

在下死點附近只存在一個波谷，但是在中部存在若干小波谷，隨著沖次的變化，小波谷數(shù)量逐漸減少，有上移的趨勢。下死點先向上偏移，隨后向下偏移。

波形圖數(shù)據(jù)的另一個作用就是真實的計算出下死點的實際位置。雖然采集的數(shù)據(jù)很多，但是每個沖次的采集數(shù)量基本一致，可以通過程序進(jìn)行計算出每個沖次的最低點位置(下死點) 。

對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均得出某一速度下的下死點位置，這樣就可以得出速度發(fā)生變化時下死點位置的變化大小，進(jìn)行定量的分析。由于波形圖數(shù)據(jù)和絕對值數(shù)據(jù)不可能同時測得，可以計算出下死點數(shù)據(jù)與平均值的差值，來近似檢驗所測的絕對值數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確2。

總結(jié)通過對高速壓力機下死點絕對值數(shù)據(jù)和波形圖數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)其中蘊涵的規(guī)律，其數(shù)值可以作為評判壓力機下死點動態(tài)精度的參考。同時可以進(jìn)一步分析下死點附近的波形圖，找出產(chǎn)生這樣或那樣波形的原因，為產(chǎn)品開發(fā)和改進(jìn)提供依據(jù)3。