冲压—折弯技术是更好的加工方案吗？

HEATS · 发表于 2010-9-12 18:09:35

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成本压力：法国一家生产汽车涡轮增压器密封件的配件厂，通过加工工艺的转换，工件从过去的冲压件改变为现在的焊接窄带件，使材料费用降低了140%。

内容提要：配套件工业正面临着企业合并的激流。在这种合并的过程中，企业要有良好的心理准备，以发挥其技术才能，更好地创造出新的价值。在这方面，冲压—折弯零件的中规模生产厂家通常面临的问题是，应该把哪一些技术放在优先的位置：是很快要进行的后续连接工艺还是柔性冲压—折弯技术。许多企业是有着它自己的技术优势，不过有些企业则敢于冒着风险进行工艺转换—由此取得成就。
        来自汽车制造业的实例。制造厂家已意识到在面对着市场的饱和状态，并打算首先通过扩大车型的品种来赢得客户。此外，在最近10年里，汽车结构系列的产品寿命周期几乎缩短了一半，以致促使进一步扩大汽车款式和生产装备的变型品种。因此，生产必须柔性化，这样，生产厂家愈来愈努力把它的加工单元模块化。较多的开发任务和复杂构件的加工愈来愈多地转到配套件生产厂，这就引发配套件供应系统的深刻重组。因此，在今后，配套件生产厂在批量生产设备开发、在生产和装配中拥有更多自己的职权。谁想在这个行业里生存下去，那么就必须持续地进行投入：在企业职员的业务水平上。但是，还要在工艺创新上进行投入。

        配套件生产厂当前遇到的形势，也反映在驻地在Halblech的Bihler机床制造厂（www.bihler.de）50多年的企业发展历史上。企业是通过生产简单的弹簧和冲压—折弯件而发展变大的。随着时间的推移，由于逐年积累的经验，在Bihler公司的自动机上以极高的质量、极高的生产效率和很低的单件费用来制造可进行直接装配的高度复杂的构件，这已成为一种规范。

        已不再能接受较多的材料消耗
        在不久之前，法国一家汽车配件生产厂决定结束同不断上涨的材料费用的斗争。作为一家涡轮增压器密封件的生产厂，在过去，他们生产这种构件只是采用了压力机。从宽带钢板上冲裁零件，接着通过其他的工序加工成最终产品。这样的加工工艺随之造成可观的材料消耗。这种材料消耗，经证实不能获利。除了不断增加的单件费用外，冲裁工艺还影响到密封件的质量，因为板材料的纹理会被断开，降低了密封件的强度。基于这样的实际情况，配套件生产厂向Bihler公司提出请求，要开发一种加工工艺，以通过这种工艺，一来大大降低材料消耗，其次是明显地提高构件的质量。
        这两个目标驱使设计人员以极大的热情投入工作。提出了一个简单而又经过验证的可靠解决方案，替代迄今由宽的钢带冲裁而成密封件。目前是将一个窄的金属带成形成一个圆环，再冲裁，采用激光进行焊接并接着打上标记。这些听起来似乎是那样简单，然而这需要切切实实的诀窍和仔细认真的准备工作，特别是关于焊接工艺。在这方面首先是没有经验数据，因此必须要进行试验，以便掌握技术。就这样制造出了产品样品并对该样品进行测试，以便确定所有必要的参数。其中还确定了对焊缝质量会产生影响的力以及确定了要由焊缝来承受的动态负荷。

综合加工：按口号即插即用的概念，在这机器上可以通过数控系统经伺服驱动装置来实现所有的加工工序。

        在一台自动机上集成了六种不同的功能
        在激光器应用上，可使用总部位于Ditzingen的工艺技术伙伴Trumpf公司(www.trumpf.com) 的两种激光器，该公司承诺为加工密封件提供很经济的解决方案。激光器的优点在于它具有出色的可聚焦性，由此产生较小的热影响区。因此，在这个加工实例中就可以省掉费时和费用较多的后续加工。由于激光焊接可采用较高的焊接速度，它与传统的焊接工艺相比能进一步提高生产效率和提高焊接过程的安全性。

应用高技术：Trumpf公司的Nd-YAG激光器和打标记激光器在多功能机床上得到应用，省掉了后续加工。

将包括各单个工步如供料、滚圆、切断、冲压、焊接和打标记在内的创新的加工工艺转化为名称为Bimerie的全数控机床系统。如果对于高效加工过程来说，NC技术恰恰是高端技术，而对于多功能自动机来说，它早就是普通的技术。按照即插即用的概念，在这样的机床系统上可以通过NC系统经伺服驱动装置来柔性地实现所有的加工工序。因此，如Bimerie这样的机床既适用于小批量高效加工，又适合于大批量高效加工。在法国的配件厂里对于密封件这种工件，机床系统通过更换用于滚圆、切断、冲压和焊接的经预先调整好的功能模块，就可实现不同规格的三种密封件加工。由于各单个加工工序在空间位置是隔开的，所以各单个工具可以看得较清楚并可以接近工具，这对于操作人员来说就特别便于进行维护和修理工作，操作人员就不再提供连续组合模具。
今天，对于法国这家企业来说，通过加工工艺从纯粹的冲压，转换为创新的综合加工工艺使经济效益得到很大的增值。第一是节省了大量材料，同Bihler公司的工艺相比，生产厂家原先要多消耗2.5倍的材料。而在材料价格方面，目前每吨材料价格在五位数范围内变动。这就很容易计算出，在消耗材料方面有着多大的节省潜力。其次是在改善产品质量方面是很明显的。因为用窄钢带进行滚圆，就不会折断材料的纹理，由此就提高了材料强度和材料的稳定性。对于在高温范围内使用密封件来说，这是两个特别重要的准则。

多品种生产：在多功能机床上综合加工的不同品种的插接端子。

来自连接技术领域的创新加工工艺应该说是第二个实例。在这个工业领域里，配件生产厂对于它的顾客肯定要求以愈来愈高的预付款。而在这里，只有能提供高质量的产品并比竞争对手更经济的生产厂家才能生存下来。需用多道工序来加工复杂构件时，这对于竞争能力来说特别重要。
在这里，谁要是把各个工序分散到多台机床上进行，那就得再三考虑去克服那些重要缺点。一个制造插接端子的德国厂家就有这样的一种经历。这个工厂其插接端子加工所采用的诸如预冲压、电镀、折弯和装配等各道工序过去是分散在不同的机床和压力机上进行的，采用这样的加工方式就会增加工件搬运和操作的费用，较多的时间损失以及质量损失。

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确保质量：利用装有两个摄像机的检测工位最终检测插接端子的插入深度和端子间的距离。

始终值得重新考虑加工工艺
即使在这种情况下，技术变换对于客户来说是很值得的，首先是关系到赢得时间和提高质量，但是也关系到柔性，因为设备可以简单和快速地转换为不同规格插接端子的生产。最后应回到冲压—折弯技术是更好的加工方案吗这个问题上？必须诚实地说，高效冲压工艺也有它的长处。但是，所介绍的两个应用实例应该是说得很清楚了，在冲压—折弯技术方面存在着的那些潜力，它应引起重新仔细考虑和试验独特的加工工艺，以有效地应付对常规生产工艺增加的压力。在这方面，综合加工技术提供了决定性的加工能力。通过材料、时间和成本的节省以及生产效率的提高，这种加工技术最终明显地增加了产值，不能否定这对于简单的构件和极高的冲压吨位的情况来说，综合加工技术是比不上采用高效冲压工艺的。可是，对于在文章开头所提及的配套件生产厂家的未来形势，以及由两个应用实例所清楚表明的情况，综合加工技术是一种经济的解决方案。-【MechNet】

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