[科普中國(guó)]-高速壓力機(jī)下死點(diǎn)

簡(jiǎn)介

由于EI零件、精密電子、通訊器材、電機(jī)等產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，用戶對(duì)高速壓力機(jī)的需求日益增長(zhǎng)，不但要求高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度還要求下死點(diǎn)的高動(dòng)態(tài)精度。下死點(diǎn)動(dòng)態(tài)精度是高速壓力機(jī)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有相應(yīng)條款，但在設(shè)備使用過(guò)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(píng)定產(chǎn)品技術(shù)水平、制造水平的一項(xiàng)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(duì)下死點(diǎn)的要求是不同的：如果僅僅是沖裁，則不需要太高的下死點(diǎn)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(diǎn)精度。一般而言，零件成形的精度越高，對(duì)下死點(diǎn)精度的要求也就越高，其數(shù)值可以通過(guò)儀器記錄下來(lái)。影響下死點(diǎn)精度的因素很多，如機(jī)床的剛性、各運(yùn)動(dòng)部位的間隙、模具結(jié)構(gòu)、動(dòng)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(cè)試方法通常，測(cè)試采用的設(shè)備是由日本理研生產(chǎn)的Rm-72型下死點(diǎn)檢測(cè)儀，單通道測(cè)量，測(cè)試機(jī)床為某進(jìn)口3000kN高速?zèng)_床，以沖壓電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子零件為例。通過(guò)自制工裝將一檢測(cè)探頭安裝在滑塊上，傳感器固定在工作臺(tái)板的自制工裝上，通過(guò)機(jī)床在工作過(guò)程中(帶模具、正常生產(chǎn))上下運(yùn)動(dòng)檢測(cè)探頭和傳感器之間的位置變化來(lái)反映下死點(diǎn)變化。在測(cè)試中，采用了絕對(duì)值測(cè)量和波形圖測(cè)量。絕對(duì)值測(cè)量可以通過(guò)對(duì)幾個(gè)沖次下死點(diǎn)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(gè)沖次相對(duì)基準(zhǔn)的變化。波形圖反映的是實(shí)時(shí)的位置數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析絕對(duì)值數(shù)據(jù)打開(kāi)所測(cè)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(lái)。可以借鑒頻數(shù)直方圖的處理方法：首先對(duì)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(jì)算極差。然后根據(jù)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)選擇分組數(shù)以及組距。在分組時(shí)要避免同一數(shù)據(jù)出現(xiàn)在兩個(gè)組內(nèi)。計(jì)算在各個(gè)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(duì)于能夠正常工作( 下死點(diǎn)穩(wěn)定性好) 的高速壓力機(jī)而言，下死點(diǎn)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于高速?zèng)_壓所引起的振動(dòng)、材料的不均勻性、機(jī)床的彈性變形、沖壓速度的微小波動(dòng)以及由溫度引起的熱變形，下死點(diǎn)的位置呈現(xiàn)出時(shí)高時(shí)低的波動(dòng)，因此，將下死點(diǎn)的波動(dòng)控制在一定范圍內(nèi)是可正常使用的。通過(guò)已有的測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，在機(jī)床達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，恒速下下死點(diǎn)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(shí)不應(yīng)超過(guò)0.15mm(隨著速度的提高，下死點(diǎn)一般向下偏移) 。測(cè)試中發(fā)現(xiàn)速度發(fā)生變化時(shí)下死點(diǎn)并非一直向下偏移，而是先向上偏移了一點(diǎn)，然后向下偏移。速度變化越大下死點(diǎn)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(gè)不同速度下的波形圖放在一起進(jìn)行對(duì)比，就可大致看出速度發(fā)生變化時(shí)波形圖的走勢(shì)。

隨著速度的提高，下死點(diǎn)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(shì)。下死點(diǎn)附近存在的波峰波谷可能是由于在沖壓過(guò)程中產(chǎn)生的微小振動(dòng)產(chǎn)生的。下死點(diǎn)位置在170min-1～190min-1 變化不大，當(dāng)速度提升到250min-1 時(shí)下死點(diǎn)向下偏移了約0.20mm。

同一結(jié)構(gòu)不同噸位的高速壓力機(jī)在波形圖上存在一定的相似性，即：下死點(diǎn)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(shì)，下死點(diǎn)有向下偏移的趨勢(shì)；作為高速壓力機(jī)制造商，壓力機(jī)性能參數(shù)相同時(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)形式可能差異很大，各具特色，同時(shí)零件的加工制造水平也不盡相同，可能影響到下死點(diǎn)波形圖的形狀。

在下死點(diǎn)附近只存在一個(gè)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(shì)。下死點(diǎn)先向上偏移，隨后向下偏移。

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

對(duì)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(diǎn)位置，這樣就可以得出速度發(fā)生變化時(shí)下死點(diǎn)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(duì)值數(shù)據(jù)不可能同時(shí)測(cè)得，可以計(jì)算出下死點(diǎn)數(shù)據(jù)與平均值的差值，來(lái)近似檢驗(yàn)所測(cè)的絕對(duì)值數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確2。

總結(jié)通過(guò)對(duì)高速壓力機(jī)下死點(diǎn)絕對(duì)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(yùn)涵的規(guī)律，其數(shù)值可以作為評(píng)判壓力機(jī)下死點(diǎn)動(dòng)態(tài)精度的參考。同時(shí)可以進(jìn)一步分析下死點(diǎn)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(kāi)發(fā)和改進(jìn)提供依據(jù)3。