在鍛壓機(jī)械的八大類中，機(jī)械壓力機(jī)、剪切機(jī)、折彎機(jī)等金屬板材加工機(jī)床按年生產(chǎn)量( 臺數(shù)) 計(jì)約占90%以上，按價值量計(jì)約占80% 以上。從應(yīng)用角度講，轎車零件中按件計(jì)金屬板材沖壓件占40% 以上，電器、儀表結(jié)構(gòu)件中金屬板材沖壓件占80% 以上。

　　由此可見，金屬板材加工機(jī)床在制造領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域的重要地位。本文以大型機(jī)械壓力機(jī)及大型沖壓生產(chǎn)線、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床、數(shù)控板料剪切機(jī)和數(shù)控板料折彎壓力機(jī)為例，談?wù)劷饘侔宀募庸�機(jī)床的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展。

　　一、大型機(jī)械壓力機(jī)及大型沖壓生產(chǎn)線已跨出國門

　　1. 大型機(jī)械壓力機(jī)

　　機(jī)械壓力機(jī)是金屬板材加工機(jī)床最為重要的門類。

　　( 1) 年生產(chǎn)量大，占鍛壓機(jī)械的80% 以上。
　　( 2) 應(yīng)用范圍廣，幾乎滲透到所有金屬板材加工領(lǐng)域。
　　( 3) 不可替代性，其經(jīng)濟(jì)技術(shù)的合理性是其他機(jī)床很難替代的。

　　機(jī)械壓力機(jī)品種繁多，能代表其技術(shù)水平和技術(shù)進(jìn)步的，當(dāng)首推大型機(jī)械壓力機(jī)及其組成的大型沖壓生產(chǎn)線。大型沖壓生產(chǎn)線通常以大型雙動拉深壓力機(jī)、大型多工位壓力機(jī)和大型單動壓力機(jī)為主機(jī)，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司和齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)有限公司是國內(nèi)的主要生產(chǎn)企業(yè)。“八五” 以來，這些企業(yè)通過技術(shù)攻關(guān)、自行設(shè)計(jì)，以及引進(jìn)德國舒勒、美國維爾森、日本小松等著名公司的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，或采取與國外廠商合作生產(chǎn)的方式，將國內(nèi)大型機(jī)械壓力機(jī)的技術(shù)水平提升到了國際先進(jìn)水平。

　　濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司開發(fā)的閉式四點(diǎn)單動壓力機(jī)、閉式四點(diǎn)雙動壓力機(jī)、閉式四點(diǎn)多連桿壓力機(jī)等，普遍采用了自動換模控制技術(shù)、裝模高度和氣墊行程檢測技術(shù)、多功能PLC 控制技術(shù)、隔膜式離合器制動器及滑塊調(diào)整預(yù)加載裝置等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，成為大型機(jī)械壓力機(jī)技術(shù)進(jìn)步的代表。

　　2. 大型沖壓生產(chǎn)線

　　在突破單機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，成功開發(fā)生產(chǎn)了數(shù)十條大型沖壓生產(chǎn)線，裝備了國內(nèi)近10 家汽車制造企業(yè)。典型的大型沖壓生產(chǎn)線，由一臺雙動壓力機(jī)與數(shù)臺單動壓力機(jī)串聯(lián)布置。雙動壓力機(jī)之前是上料裝置，由上料車、液壓頂升器、磁力分層器、真空吸盤提升器、雙料檢測器、磁力輥道、雙料排除器、清洗涂油裝置和送料裝置組成；雙動壓力機(jī)與單動壓力機(jī)之間的上下料裝置由下料器、翻轉(zhuǎn)裝置、傳送裝置和上料器組成；單動壓力機(jī)之間的上下料裝置與之相同，只是無翻轉(zhuǎn)裝置；最后一臺單動壓力機(jī)之后是碼垛裝置，由下料器、傳送裝置和碼垛車組成。此外，大型沖壓生產(chǎn)線還配備自動快速換模系統(tǒng)、自動快速調(diào)整系統(tǒng)、故障檢測系統(tǒng)以及廢料排除與運(yùn)輸系統(tǒng)。

　　隨著大型多工位壓力機(jī)的技術(shù)成熟和實(shí)用化，大型多工位壓力機(jī)開始替代單動壓力機(jī)進(jìn)入自動沖壓生產(chǎn)線，代表了先進(jìn)的組合方式。大型多工位壓力機(jī)自動沖壓生產(chǎn)線，經(jīng)歷了三個階段的完善與發(fā)展。較原始的組合是，一臺雙動拉深壓力機(jī)與一臺單動大型多工位壓力機(jī)為主機(jī)，二者之間配備一套翻轉(zhuǎn)裝置和同步裝置，提高了生產(chǎn)節(jié)拍，減少了占地面積。此后，帶雙動拉深工位的多工位壓力機(jī)問世，催生了第二代自動沖壓生產(chǎn)線。第二代生產(chǎn)線僅以一臺帶雙動拉深工位的多工位壓力機(jī)為主機(jī)，在其前后分別配備拆垛裝置和碼垛裝置，便組成了一條自動沖壓生產(chǎn)線，配置大為簡化。此類多工位壓力機(jī)多為四柱三滑塊結(jié)構(gòu)，第一工位是雙動拉深工位，其余工位為單動沖壓工位。由于拉深工位采取了反向拉深的方式，從而避免了工件的翻轉(zhuǎn)，因此不需要翻轉(zhuǎn)裝置，使生產(chǎn)率進(jìn)一步提高，占地面積進(jìn)一步減小。第三階段，出現(xiàn)了帶數(shù)控液壓氣墊的大型多工位壓力機(jī)，拋棄了傳統(tǒng)的雙動拉深工藝?yán)砟睿�真正將拉深與其他沖壓工藝組合到一臺壓力機(jī)上完成。自動沖壓生產(chǎn)線的主機(jī)是帶數(shù)控液壓氣墊的多工位壓力機(jī)，主機(jī)前后配備拆垛裝置和碼垛裝置。數(shù)控液壓氣墊是該類生產(chǎn)線的技術(shù)核心，氣墊通過四角控制，可調(diào)節(jié)拉深工件的壓邊力，從而實(shí)現(xiàn)單動深拉深。由于采用數(shù)控液壓氣墊使單動壓力機(jī)代替了傳統(tǒng)的雙動壓力機(jī)，簡化了壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)，取消了生產(chǎn)線中的翻轉(zhuǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)了壓邊力的優(yōu)化控制，提高了拉深件的質(zhì)量，降低了工件的廢品率。從技術(shù)角度上講，帶數(shù)控液壓氣墊的大型多工位壓力機(jī)自動沖壓生產(chǎn)線，代表了自動沖壓生產(chǎn)線的最高水平。但是，由于造價、技術(shù)及應(yīng)用等諸多方面的因素，大型沖壓生產(chǎn)線多樣化組合的局面還將長期存在。

　　“十五” 期間，濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司在轎車制造企業(yè)的國際招標(biāo)中多次中標(biāo)，在裝備我國汽車行業(yè)數(shù)十條沖壓生產(chǎn)線的同時，還向國外著名汽車制造企業(yè)提供了數(shù)條大型沖壓生產(chǎn)線，標(biāo)志著我國大型機(jī)械壓力機(jī)及大型沖壓生產(chǎn)線已跨出國門。
二、數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床達(dá)到國際先進(jìn)水平

　　1. 數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　最早出現(xiàn)的數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床是機(jī)械傳動的，人們將其歸為機(jī)械壓力機(jī)類。由于其沖壓模具安裝在回轉(zhuǎn)圓盤上，故稱為數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)。隨后出現(xiàn)了液壓驅(qū)動的新機(jī)型，且很快占據(jù)了主導(dǎo)地位，國外稱之?dāng)?shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，并被國內(nèi)同行所接受。從此，數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床成為一個獨(dú)立機(jī)種，不再隸屬于機(jī)械壓力機(jī)。當(dāng)前，我國數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的結(jié)構(gòu)性能已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　在我國，數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床問世以來，經(jīng)歷了緩慢起步、趨于成熟、快速發(fā)展和日臻完善4個階段。在不同階段，數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為幾代產(chǎn)品：“八五” 期間開發(fā)的第一代產(chǎn)品，機(jī)械驅(qū)動，三軸控制，模位數(shù)通常在30個以下，無自轉(zhuǎn)模位，輔助功能較少；“九五” 期間形成的第二代產(chǎn)品，模位數(shù)大為增加并帶兩個自轉(zhuǎn)模位，四軸控制，輔助功能增多，開始出現(xiàn)液壓驅(qū)動的轉(zhuǎn)塔沖床：“十五” 期間，數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床得到快速健康發(fā)展，液壓驅(qū)動的4軸、5軸控制的第三代產(chǎn)品成為數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的主體，輔助功能更加完善；此后，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和伺服電動機(jī)直接驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用，標(biāo)志著第四代產(chǎn)品的出現(xiàn)，但尚不是主流產(chǎn)品。

　　作為國內(nèi)主流產(chǎn)品的第三代數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，普遍采用了國外著名公司的數(shù)控系統(tǒng)和伺服單元，以及高性能伺服液壓驅(qū)動的專用液壓系統(tǒng)；沖壓穩(wěn)定性和步?jīng)_次數(shù)大為提高，當(dāng)步距為0.5mm 時，步?jīng)_頻率可達(dá)600～1000次/min 以上；采用智能型夾鉗機(jī)構(gòu)，最大限度地減小了沖裁死區(qū)，基本達(dá)到無死區(qū)；工作臺移動速度普遍提高，軸向速度達(dá)80m/ min，合成速度達(dá)120m min以上；采用毛刷型工作臺，在保證對板料有效支撐的同時，可保護(hù)板料在快速運(yùn)動時表面不被劃傷；自動分度工位2～4個可選，并將大直徑模位設(shè)置于此；普遍采用開放型數(shù)控系統(tǒng)，用戶界面友好，可擴(kuò)展性強(qiáng)，并配備高效自動編程軟件。

　　2. 數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的生產(chǎn)

　　伴隨著數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的技術(shù)成熟與需求增長，許多企業(yè)通過自主開發(fā)、引進(jìn)技術(shù)或與國外公司合作生產(chǎn)等方式，迅速占領(lǐng)了國內(nèi)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床制造、銷售和技術(shù)服務(wù)的陣地。

　　經(jīng)過大約10 年的競爭與發(fā)展，形成了濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所、江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司、湖北三環(huán)鍛壓機(jī)床有限公司、江蘇揚(yáng)力集團(tuán)有限公司和江蘇亞威機(jī)床有限公司等組成的企業(yè)方陣。

　　江蘇亞威機(jī)床有限公司生產(chǎn)的HIQ-3048 型300kN數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，其液壓系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和轉(zhuǎn)盤等主要部件均來自日本NISSHINBO 公司。其液壓系統(tǒng)可對行程、速度和壓力進(jìn)行編程控制，沖頭下死點(diǎn)位置精度達(dá)0.01mm，并可實(shí)現(xiàn)下死點(diǎn)保壓；6軸控制( X、Y、Z、T1 、T2 、C) ，上下轉(zhuǎn)盤分別驅(qū)動；三只夾鉗位置均可編程設(shè)定、自動調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同板料的需要；脫模自動檢測裝置對故障自動檢測并中斷加工程序，以免機(jī)構(gòu)損壞和出現(xiàn)廢品；56個工位，帶兩個自動分度工位；板料的最大移動速度為100m/min ；最高沖程次數(shù)為1500次/min，最高沖孔頻率可達(dá)350次/min(步距25.4mm)和750次/min(步距1mm) 。

　　湖北三環(huán)鍛壓機(jī)床有限公司生產(chǎn)的STRIPPI T—HD1500H/30型300kN數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，是該公司引進(jìn)美國STRIPPI T 公司技術(shù)生產(chǎn)的最新產(chǎn)品。該機(jī)采用德國哈雷(H+L)公司的液壓驅(qū)動系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、沖壓穩(wěn)定的特點(diǎn)；該機(jī)28個工位，有4個工位的最大沖孔直徑為 88.9mm，其中可提供3個自動分度工位；采用西門子(SIEMENS) 公司數(shù)控系統(tǒng)和伺服單元，具有直接編程和自診斷功能；該機(jī)全行程重復(fù)精度為0.05mm，最大沖孔速度為400次/min，板料最大移動速度達(dá) 90m/min。

　　濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所開發(fā)的無離合器數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床和江蘇揚(yáng)力集團(tuán)有限公司開發(fā)的伺服電動機(jī)直接驅(qū)動數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床，屬于技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品。目前雖不是主流產(chǎn)品，卻代表了產(chǎn)品發(fā)展的某種動向或潮流。第三代產(chǎn)品的規(guī)模化生產(chǎn)和第四代產(chǎn)品的出現(xiàn)，說明我國數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的整體水平已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

　　三、數(shù)控液壓板料剪切機(jī)發(fā)展迅速

　　板料剪切機(jī)又稱剪板機(jī)，主要用于剪切金屬板材，是重要的金屬板材加工機(jī)床。板料剪切機(jī)不僅用于機(jī)械制造業(yè)，還是金屬板材配送中心必不可少的裝備，應(yīng)用范圍特別廣泛。剪板機(jī)按結(jié)構(gòu)分，有閘式剪板機(jī)和擺式剪板機(jī)兩類；按傳動方式分，有機(jī)械傳動剪板機(jī)和液壓傳動剪板機(jī)兩類。安全性和剪切角度不可調(diào)整是機(jī)械剪板機(jī)的致命缺點(diǎn)，故除小規(guī)格剪板機(jī)外，液壓剪板機(jī)獨(dú)領(lǐng)天下的格局已成不爭的事實(shí)。基于液壓傳動在控制方面的優(yōu)勢，數(shù)控剪板機(jī)主要采用液壓傳動形式。數(shù)控液壓剪板機(jī)除速度、行程可調(diào)外，剪切角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片間隙自動調(diào)整機(jī)構(gòu)的開發(fā)與實(shí)用化，使其具備了進(jìn)入板材加工中心和板材加工FMS 的條件。數(shù)控液壓剪板機(jī)的早期產(chǎn)品，在結(jié)構(gòu)與配置方面差異較大。經(jīng)歷了近10年的發(fā)展，各企業(yè)生產(chǎn)的數(shù)控液壓剪板機(jī)，都在逐步向國際主流方向靠攏。當(dāng)前，數(shù)控液壓剪板機(jī)普遍采用整體焊接結(jié)構(gòu)，經(jīng)時效處理的機(jī)架，具有良好的強(qiáng)度、剛度和精度保持性；采用集成式液壓系統(tǒng)伺服驅(qū)動，提高了機(jī)床運(yùn)行的可靠性；剪切角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片間