我国冲压设备的发展概况及发展趋势

李广娟

摘 要：经过一二十年的快速发展，我国的冲压设备产业已初见规模，当前在政策导向和市场拉动的联合作用下，产品规格和档次开始进入转型升级时期。中国制造冲压设备与国际冲压的发展趋势日趋接轨。目前，国内外整个冲压设备企业发展都很迅猛，对冲压设备的需求量也是剧增，国内外市场容量很大。尤其是2000年以来，随着生活水平的提高，居民对汽车的需求量激增，整个汽车工业发展迅速，带动着国内外冲压设备制造企业市场需求旺盛。

关键词：冲压设备；概况；发展趋势

一、引言

现在，国内中低档冲压设备产品的市场，基本由国内厂家占领。但是，伴随着国内家电（微型电机定转子铁芯、微型变压器EI铁芯等）、微电子行业（各种形式的引线框架、精密接插件等）的快速发展，加上国内模具制造水平的日益提高，对精密冲压设备的需求日益旺盛，大大促进了国内精密冲床相关厂家的快速发展。国内在研发技术上普遍采取跟随策略，与国外先进企业的差距在逐步缩小，极大程度的满足了国内中低端市场需求，但与国外高端机型相比，仍有较大的差距。

二、冲压设备的发展概况

在人类社会的发展历程中，通过冲压的方式进行生产活动有着悠久的历史。冲压作为塑性零件加工的最基本方法，广泛的应用于板料零件的加工。冲压加工不仅可以加工金属类的材料，也可以加工非金属材料。冲压加工时，通过模具的作用，使材料在受压的过程中，在内部产生较大的应力，由于材料内部应力的增大而促使材料发生塑性变形进而获得零件一定的形状、性能和尺寸。冲压的生产过程主要靠模具与冲压机床来完成，操作简单、生产率高、便于实现自动化生产，可以获得其他加工方法无法制造且形状复杂的零件。在冲压加工过程中，大部分情况下不需要对材料进行加热，也不需要切削掉大量的材料，所以其同时具有节能、节约材料的特点。因此，冲压生产以产品质量好、制造成本低、生产效率高等特点，广泛应用在家电、汽车、航空航天、日常生活用品等几乎所有的制造行业。

到了21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。作为衡量一个国家工业水平的标志之一的汽车工业，更是被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了冲压技术及装备的发展，冲压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。激烈的市场竞争促使汽车更新换代的速度明显加快，产品的市场寿命周期进一步缩短；与此同时，汽车变型品种日益增多，现代汽车工业生产日益呈现生产规模化、车型个性化，车型批量小、车型变化快、多车型共线生产、车身覆盖件大型化一体化的特征。传统的加工单一品种的刚性生产线显然已不适应这种特征和市场形势发展的要求，其升级换代产品具有高柔性和高效率的自动化锻压设备，成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流。而且，经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了生产制造厂商之间的竞争，更是提出了快速反应市场的要求，冲压设备制造业对柔性自动化技术及装备的要求迫切而强烈，冲压工业的柔性自动化发展需要不断加快。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。

三、冲压设备的发展趋势

美国、德国、日本的汽车工业如此发达，得益于其冲压技术及装备的领先地位。当前的世界冲压技术及装备即压力机向以下几个方面发展：

（一）冲压设备自动化

1.单机联线自动化

配置为5-6台压力机，配备拆垛、上下料机械手，穿梭翻转装备和码垛装置，全线总长约60米，安全性高，冲压质量好。由于工件传送距离长，工件的上下料换向和双动拉伸必须用工件翻转装备。这种单机联线自动化冲压技术的生产节拍最高为6-9次/分，设备维修工件量大。

2.大型多工位压力机

到八十年代中期，国外冲压技术发展到大型三坐标多工位压力机自动化连续冲压，由拆垛机，大型压力机，三坐标工件传送系统和码垛工位组成，生产节拍可达16-25次/分。其主要特点是：生产效率高，是手工送料流水线的4-5倍，是单机联线自动生产线的2-3倍；全自动化、智能化，整个多工位压力机系统只需2-3人进行监控，当模具更换时，只需输入要换模具的编号，其余工作自动完成，整个换模时间只需5分钟，换模的同时对多工位压力机运行特征作智能化调整；特别是配有电子三坐标送料多工位的压力机，可以根据模具随意调节运动路径和时间，不仅能冲压大型覆盖件，而且能冲压小型零件。当冲压小型零件时，送料距减短，节拍提高，通过合理的模具布置，可一次冲压2-3零件，具有充分的自由度，柔性极强。电子多工位送料压力机的优点是生产率高，工件处理最优化，工件转换迅速，维修量低，诊断性能好，成本低，与现有压力机的适应性强，售后服务远程通讯好。美国的多工位压力机基本都采用了电子伺服三坐标送料。

八十年代中期以后，美国通用汽车公司牵头，大规模地用多工位压力机改造原有的单机冲压线。据美国精密锻压协会统计，美国三大汽车公司680多条冲压线中，有70%为多工位压力机；日本在美国的35条冲压线中，有24台多工位压力机，占69%；日本国内的250条冲压线中，有80多台多工位压力机，占32%；而且，美国已经出现了一些只用多工位压力机的汽车冲压厂，一些新投资改造的汽车厂和新建汽车厂的这种发展趋势更为明显。

大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体，全自动，智能化，操作安全，冲压件综合成本低，劳动生产率高，制件质量高，满足了汽车工业大批量生产的需要。并且，压力机自身的技术和性能，在近十多年的实践中得到不断完善和发展，如：拉伸工位采用变速多连杆机構，数控液压拉伸垫代替双动压机、现场总线控制技术等。

以一台多工位压力机系统代替一条由5-6台压机组成的冲压线，按同规模冲压生产量比较，设备投资可减少20%-40%，能量消耗减少50%-70%，冲压件综合成本可节约40-50%，而且节省了大量生产面积和设备投资，降低了工人数量。endprint

可进行柔性冲压生产的大型多工位压力机，代表了当今国际锻压技术的最高水平，是目前世界上大型覆盖件冲压设备的最高级发展阶段，也是车身覆盖件冲压成型生产的发展方向。

（二）高速化复合化相结合，提高加工效率

提高生产率是永恒的追求目标，能够实现冲压加工的冲压设备理所当然成为各国实力的重要砝码，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，高速度、高刚度和高精度是高速压力机的最重要的三大特性，必须共同考虑，缺一不可。在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。

将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。

（三）冲压设备控制系统的发展趋势

冲压产品面临的重要挑战之一，是如何更具柔性，以适应“及时生产”的要求。冲压设备用户要求设备的所有控制功能集成化，从而实现全套模具的菜单化管理，主要包括滑块行程调整、平衡器气压的调整、气垫行程调整，以及自动化控制系统等各个环节的参数设定。

冲压设备控制系统的集成化，可通过单一操作接口实现所有压力机和模具的各项控制功能，包括故障诊断、模具菜单配置、可编程限位开关和模具监控的调整等，并使设备的维修保养更加方便，而且明显增加压力机的有效工作时间。

具有现场通信网络、现场设备互联、互动操作性、分散功能模块、开放式互联网络的现场总线技术，是冲床控制技术的发展方向，对实现自动化具有明显也推动作用。

（四）注重环境保护是当今世界性的潮流

许多国外冲压设备愈来愈重视环保问题，如在数控转塔压力机上，工作台普遍采用柔性的尼龙刷支撑代替传统的滚珠支撑，以减少噪声污染；变速压机实现快速下降，慢速冲裁工件，快速回程，使振动和噪声大大降低。特别是欧洲市场，已基本贯彻ISO14000系列标准，冲压设备必须通过CE认证。

四、结束语

目前，与国际一流冲压设备生产制造企业相比，我国冲机生产企业的设计制造能力还存在一定的差距。我国冲压设备的发展，在国家政策导向和市场需求拉动的联合作用下，目前正处于一个转型期。转型成功后的国内冲压设备行业，依据具有自主知识产权的核心技术和产品的性价比优势，将具备一定的国际市场竞争力，界时中国制造冲床产业的发展将突破一个新的高度！

参考文献：

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