沖壓-折彎技術(shù)是更好的加工方案嗎？

 內(nèi)容提要：配套件工業(yè)正面臨著企業(yè)合并的激流。在這種合并的過程中，企業(yè)要有良好的心理準(zhǔn)備，以發(fā)揮其技術(shù)才能，更好地創(chuàng)造出新的價(jià)值。在這方面，沖壓—折彎零件的中規(guī)模生產(chǎn)廠家通常面臨的問題是，應(yīng)該把哪一些技術(shù)放在優(yōu)先的位置：是很快要進(jìn)行的后續(xù)連接工藝還是柔性沖壓—折彎技術(shù)。許多企業(yè)是有著它自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不過有些企業(yè)則敢于冒著風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行工藝轉(zhuǎn)換—由此取得成就。
    來自汽車制造業(yè)的實(shí)例。制造廠家已意識(shí)到在面對(duì)著市場(chǎng)的飽和狀態(tài)，并打算首先通過擴(kuò)大車型的品種來贏得客戶。此外，在最近10年里，汽車結(jié)構(gòu)系列的產(chǎn)品壽命周期幾乎縮短了一半，以致促使進(jìn)一步擴(kuò)大汽車款式和生產(chǎn)裝備的變型品種。因此，生產(chǎn)必須柔性化，這樣，生產(chǎn)廠家愈來愈努力把它的加工單元模塊化。較多的開發(fā)任務(wù)和復(fù)雜構(gòu)件的加工愈來愈多地轉(zhuǎn)到配套件生產(chǎn)廠，這就引發(fā)配套件供應(yīng)系統(tǒng)的深刻重組。因此，在今后，配套件生產(chǎn)廠在批量生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)、在生產(chǎn)和裝配中擁有更多自己的職權(quán)。誰(shuí)想在這個(gè)行業(yè)里生存下去，那么就必須持續(xù)地進(jìn)行投入：在企業(yè)職員的業(yè)務(wù)水平上。但是，還要在工藝創(chuàng)新上進(jìn)行投入。
    配套件生產(chǎn)廠當(dāng)前遇到的形勢(shì)，也反映在駐地在Halblech的Bihler機(jī)床制造廠（www.bihler.de）50多年的企業(yè)發(fā)展歷史上。企業(yè)是通過生產(chǎn)簡(jiǎn)單的彈簧和沖壓—折彎件而發(fā)展變大的。隨著時(shí)間的推移，由于逐年積累的經(jīng)驗(yàn)，在Bihler公司的自動(dòng)機(jī)上以極高的質(zhì)量、極高的生產(chǎn)效率和很低的單件費(fèi)用來制造可進(jìn)行直接裝配的高度復(fù)雜的構(gòu)件，這已成為一種規(guī)范。
已不再能接受較多的材料消耗
    在不久之前，法國(guó)一家汽車配件生產(chǎn)廠決定結(jié)束同不斷上漲的材料費(fèi)用的斗爭(zhēng)。作為一家渦輪增壓器密封件的生產(chǎn)廠，在過去，他們生產(chǎn)這種構(gòu)件只是采用了壓力機(jī)。從寬帶鋼板上沖裁零件，接著通過其他的工序加工成最終產(chǎn)品。這樣的加工工藝隨之造成可觀的材料消耗。這種材料消耗，經(jīng)證實(shí)不能獲利。除了不斷增加的單件費(fèi)用外，沖裁工藝還影響到密封件的質(zhì)量，因?yàn)榘宀牧系募y理會(huì)被斷開，降低了密封件的強(qiáng)度�；�于這樣的實(shí)際情況，配套件生產(chǎn)廠向Bihler公司提出請(qǐng)求，要開發(fā)一種加工工藝，以通過這種工藝，一來大大降低材料消耗，其次是明顯地提高構(gòu)件的質(zhì)量。

成本壓力：法國(guó)一家生產(chǎn)汽車渦輪增壓器密封件的配件廠，通過加工工藝的轉(zhuǎn)換，
工件從過去的沖壓件改變?yōu)楝F(xiàn)在的焊接窄帶件，使材料費(fèi)用降低了140%。

    這兩個(gè)目標(biāo)驅(qū)使設(shè)計(jì)人員以極大的熱情投入工作。提出了一個(gè)簡(jiǎn)單而又經(jīng)過驗(yàn)證的可靠解決方案，替代迄今由寬的鋼帶沖裁而成密封件。目前是將一個(gè)窄的金屬帶成形成一個(gè)圓環(huán)，再?zèng)_裁，采用激光進(jìn)行焊接并接著打上標(biāo)記。這些聽起來似乎是那樣簡(jiǎn)單，然而這需要切切實(shí)實(shí)的訣竅和仔細(xì)認(rèn)真的準(zhǔn)備工作，特別是關(guān)于焊接工藝。在這方面首先是沒有經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此必須要進(jìn)行試驗(yàn)，以便掌握技術(shù)。就這樣制造出了產(chǎn)品樣品并對(duì)該樣品進(jìn)行測(cè)試，以便確定所有必要的參數(shù)。其中還確定了對(duì)焊縫質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生影響的力以及確定了要由焊縫來承受的動(dòng)態(tài)負(fù)荷。
在一臺(tái)自動(dòng)機(jī)上集成了六種不同的功能
    在激光器應(yīng)用上，可使用總部位于Ditzingen的工藝技術(shù)伙伴Trumpf公司(www.trumpf.com)的兩種激光器，該公司承諾為加工密封件提供很經(jīng)濟(jì)的解決方案。激光器的優(yōu)點(diǎn)在于它具有出色的可聚焦性，由此產(chǎn)生較小的熱影響區(qū)。因此，在這個(gè)加工實(shí)例中就可以省掉費(fèi)時(shí)和費(fèi)用較多的后續(xù)加工。由于激光焊接可采用較高的焊接速度，它與傳統(tǒng)的焊接工藝相比能進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和提高焊接過程的安全性。

綜合加工：按口號(hào)即插即用的概念，在這機(jī)器上可以通過數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)
伺服驅(qū)動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)所有的加工工序。

    將包括各單個(gè)工步如供料、滾圓、切斷、沖壓、焊接和打標(biāo)記在內(nèi)的創(chuàng)新的加工工藝轉(zhuǎn)化為名稱為Bimerie的全數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)。如果對(duì)于高效加工過程來說，NC技術(shù)恰恰是高端技術(shù)，而對(duì)于多功能自動(dòng)機(jī)來說，它早就是普通的技術(shù)。按照即插即用的概念，在這樣的機(jī)床系統(tǒng)上可以通過NC系統(tǒng)經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置來柔性地實(shí)現(xiàn)所有的加工工序。因此，如Bimerie這樣的機(jī)床既適用于小批量高效加工，又適合于大批量高效加工。在法國(guó)的配件廠里對(duì)于密封件這種工件，機(jī)床系統(tǒng)通過更換用于滾圓、切斷、沖壓和焊接的經(jīng)預(yù)先調(diào)整好的功能模塊，就可實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格的三 種密封件加工。由于各單個(gè)加工工序在空間位置是隔開的，所以各單個(gè)工具可以看得較清楚并可以接近工具，這對(duì)于操作人員來說就特別便于進(jìn)行維護(hù)和修理工作，操作人員就不再提供連續(xù)組合模具。
    今天，對(duì)于法國(guó)這家企業(yè)來說，通過加工工藝從純粹的沖壓，轉(zhuǎn)換為創(chuàng)新的綜合加工工藝使經(jīng)濟(jì)效益得到很大的增值。第一是節(jié)省了大量材料，同Bihler公司的工藝相比，生產(chǎn)廠家原先要多消耗2.5倍的材料。而在材料價(jià)格方面，目前每噸材料價(jià)格在五位數(shù)范圍內(nèi)變動(dòng)。這就很容易計(jì)算出，在消耗材料方面有著多大的節(jié)省潛力。其次是在改善產(chǎn)品質(zhì)量方面是很明顯的。因?yàn)橛谜�鋼帶進(jìn)行滾圓，就不會(huì)折斷材料的紋理，由此就提高了材料強(qiáng)度和材料的穩(wěn)定性。對(duì)于在高溫范圍內(nèi)使用密封件來說，這是兩個(gè)特別重要的準(zhǔn)則。

應(yīng)用高技術(shù)： Trumpf公司的Nd-YAG激光器和打標(biāo)記激光器在多功能機(jī)床上得到應(yīng)用，
省掉了后續(xù)加工。

    來自連接技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新加工工藝應(yīng)該說是第二個(gè)實(shí)例。在這個(gè)工業(yè)領(lǐng)域里，配件生產(chǎn)廠對(duì)于它的顧客肯定要求以愈來愈高的預(yù)付款。而在這里，只有能提供高質(zhì)量的產(chǎn)品并比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)廠家才能生存下來。需用多道工序來加工復(fù)雜構(gòu)件時(shí)，這對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)能力來說特別重要。
    在這里，誰(shuí)要是把各個(gè)工序分散到多臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行，那就得再三考慮去克服那些重要缺點(diǎn)。一個(gè)制造插接端子的德國(guó)廠家就有這樣的一種經(jīng)歷。這個(gè)工廠其插接端子加工所采用的諸如預(yù)沖壓、電鍍、折彎和裝配等各道工序過去是分散在不同的機(jī)床和壓力機(jī)上進(jìn)行的，采用這樣的加工方式就會(huì)增加工件搬運(yùn)和操作的費(fèi)用，較多的時(shí)間損失以及質(zhì)量損失。

多品種生產(chǎn)： 在多功能機(jī)床上綜合加工的
不同品種的插接端子。

確保質(zhì)量：利用裝有兩個(gè)攝像機(jī)的檢測(cè)工位
最終檢測(cè)插接端子的插入深度和端子間的距離。

始終值得重新考慮加工工藝
    即使在這種情況下，技術(shù)變換對(duì)于客戶來說是很值得的，首先是關(guān)系到贏得時(shí)間和提高質(zhì)量，但是也關(guān)系到柔性，因?yàn)樵O(shè)備可以簡(jiǎn)單和快速地轉(zhuǎn)換為不同規(guī)格插接端子的生產(chǎn)。最后應(yīng)回到?jīng)_壓—折彎技術(shù)是更好的加工方案嗎這個(gè)問題上？必須誠(chéng)實(shí)地說，高效沖壓工藝也有它的長(zhǎng)處。但是，所介紹的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)該是說得很清楚了，在沖壓—折彎技術(shù)方面存在著的那些潛力，它應(yīng)引起重新仔細(xì)考慮和試驗(yàn)獨(dú)特的加工工藝，以有效地應(yīng)付對(duì)常規(guī)生產(chǎn)工藝增加的壓力。在這方面，綜合加工技術(shù)提供了決定性的加工能力。通過材料、時(shí)間和成本的節(jié)省以及生產(chǎn)效率的提高，這種加工技術(shù)最終明顯地增加了產(chǎn)值，不能否定這對(duì)于簡(jiǎn)單的構(gòu)件和極高的沖壓噸位的情況來說，綜合加工技術(shù)是比不上采用高效沖壓工藝的�？墒�，對(duì)于在文章開頭所提及的配套件生產(chǎn)廠家的未來形勢(shì)，以及由兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例所清楚表明的情況，綜合加工技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)的解決方案。