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伺服压力机的生产应用

压力机与坯料的关系

压力机工作速度在宏观上表现为板料的拉延速度，在微观上表现为板料的应变速率。根据塑性成形理论，应变速率增大会引起材料硬化，但当变形速度进一步加大时，塑性变形过程中产生的热量又会使得硬化效应有所下降（图3）。根据板料的塑性随应变速率变化的一般趋势显示，当应变速率不是很大时（ab段），由应变速率增大引起的塑性下降大于温度效应引起的塑性增加，即板料的塑性随应变速率增大而减小；当应变速率较大时（cd段），由于温度效应显著，由温度效应引起的塑性增加与应变速率引起的塑性下降相当。即此时板料塑性下降并不显著；而当应变速率增加到一定程度时（de段），板料塑性急剧下降，板料接近开裂边缘。

从上述分析得出，随着压力机工作速度的增加，由于板料变形区域的变形抗拉力增大而导致塑性下降，使拉延件传力区的应力增大，将导致该处开裂的可能性增大；为此针对不同板材允许的很大拉延速度，拉延成形时必须校核拉延过程中的压力机速度，以保证压力机的工作速度在板料允许的很大拉延速度内。

机械压力机模锻成形工艺与锻模设计特点

根据机械压力机的工作特点，其模锻工艺和模具设计具有下列特点：

（1）行程速度慢，但一次行程中金属变形量大，且有利于坯料心部变形渗透，金属沿水平方向流动剧烈。向高度方向流动较缓慢，充填模膛较困难，通常需要采用预锻工步。

（2）由于机械压力机行程固定，不便于进行拔长、滚压等制坯工步。对于截面积变化较大（＞10％～15％）的锻件，需配备其他设备（如辊锻机、平锻机、电镦机等）进行制坯。

（3）由于机械压力机具有顶出装置，某些长轴类锻件可以立起来进行模锻或挤压，可采用较小的模锻斜度以提高锻件精度。

（4）由于机械压力机行程一定且变形力由机架本身承受，为防止设备闷车，上、下模不能压靠，其间必需留有间隙，一般为飞边桥部高度。

电气传动与交流伺服驱动

以电动机为基础的电气传动技术诞生于十九世纪初，迄今已有近200年的历史，它已经成为包括锻压机床在内的各种机械装备的主要传动方式。

电气传动分直流和交流两大类。由于直流传动具有优越的调速性能，直到上世纪上半叶，可调传动均采用直流电动机，而占电气传动总量80%以上的一般传动则采用交流电动机，不能调速，绝大部分锻压机械都属于这一类。“直流调速，交流不调速”形成了一种普遍的格局。尽管直流调速有许多优越性，但由于采用机械换向，存在有换向器寿命低、换向火花、造价高等问题，电机容量和速度以及应用场合均收到一定限制，例如，其极限容量-速度积仅为106kW.RPM。

伺服压力机传动方式及典型产品

（1）伺服电机直接驱动 电机直接与执行机构连接，推动滑块工作，具有非常短的传动链，因而结构简单、传动、精度高，很有发展前景。目前这种压力机有两种形式。

1）直线伺服电机直接驱动压力机 直线电机可以直接将电能转变为直线运动，推动滑块工作，实现 “零传动”。它已经成功地应用于机床的进给、磁悬浮列车等。浙江大学在上世纪90年代就曾研制过5-50KN的此类压力机，与普通机械压力机相比，节能40%，体积减少60%，重量减少40%。日本AIDA 公司已推出L-SF-300S的系列产品，大规格10KN，行程100MM，高工作频率为200SPM。山田DOBBY公司开发的同类压力机，具有示教功能，大压力为24kN，滑块精度0.5μm.