轨道机车车辆冲压件制造技术：板材冲压设备

板材冲压设备主要有：机械压力机、液压机、数控步冲压力机、数控转塔冲床、板料折弯机、卷板机、拉弯机、冷弯成形机、震锤成形机等。

1.机械压力机

机械压力机主要用于分离和成形工艺，在冲压生产中应用最为广泛。曲柄压力机是机械压力机的主要形式。

曲柄压力机按曲柄形式可分为曲拐轴式、曲轴式和偏心齿轮式。

1）曲拐轴式压力机又称偏心压力机，其主轴为偏心轴，通过调整偏心套，可使压力机的滑块行程在一定范围内变化。此类压力机适用于中小型零件的冲裁和浅拉深，生产率较高。

2）曲轴式压力机其主轴为曲轴，滑块行程不可调。此类压力机曲轴支承在机身两侧，机身承受的负荷均匀，公称力和滑块行程较大。

3）偏心齿轮式压力机采用偏心齿轮代替曲轴，受力、刚性好于曲轴结构，适用于大、中型压力机。

压力机按机身结构形式，可分为开式压力机和闭式压力机。

1）开式压力机机身结构呈C形，一般吨位较小（25～4000kN），台面尺寸较小，可三面接近工作台，使用方便，但结构刚性弱，工作时产生角变形。

2）闭式压力机机身结构为框架形，结构刚性好，台面尺寸较大，吨位一般为1600～25000kN。

压力机按滑块上的曲柄施力点数，分有单点、双点和四点压力机。双点压力机台面宽，四点压力机台面左右宽前后也大，抗偏载能力也强。

压力机按对冲压材料的作用方式，分为单动压力机和双动压力机。双动压力机更适合拉深成形。

机械压力机的主要技术参数有：公称力、滑块行程、滑块行程次数、最大封闭高度、滑块底面尺寸、工作台垫板尺寸等。

2.液压机

液压机主要用于成形工艺，如拉深成形、起伏成形、弯曲、翻边、整形等工序。

液压机按结构特点，分为单柱、四柱和框架式液压机。

单柱液压机为C形机身结构，一般吨位较小，台面较小，可三面接近工作台，使用方便，但结构刚性弱，工作时产生角变形。

四柱液压机是常见结构形式，能满足常规使用，造价较低，由于是立柱与螺母组合结构，其抗偏载能力、精度及精度保持性相对较弱。

框架液压机有整体框架、预应力组合框架、框板组合框架三种形式。框架液压机精度较高，抗偏载能力强。整体框架结构台面通常较小，组合框架结构台面可以较大。

四柱液压机、框架液压机的吨位范围很宽，可从数十吨到数千吨，甚至高达上万吨。

液压机有单缸、双缸、多缸，立式、卧式，上传动、下传动等多种构成方式，灵活多样，可以适应不同工艺需要。

液压机与压力机相比，主要有以下特点：

1）由于是液压传动，液压机可以实现更高的吨位规格，可以实现更多样的工作曲线方式，液压机的压力、速度和行程可以随机调节，因此，液压机较之机械压力机，具有更宽的工艺适应性。

2）由于是液压传动，流体的密封、传动的刚性、液压能的过渡过程转换，以及工作过程的稳定性和耐久性等，都存在一定的不足之处，与机械压力机相比，在滑块行程次数、使用可靠性方面，有一定差距。

3）一般而言，液压机更适合成形，尤其是深拉深和厚板成形，机械压力机则更适合分离和浅成形，以及要求生产率较高的使用场合。

3.数控步冲压力机

数控步冲机是利用数控技术对板料进行步冲的压力机。被冲板料固定在工作台上，按规定程序移动和定位，冲孔模具安装在压力机模座内，采用单次或步冲冲裁工作方式，适合多品种、小批量生产。(www.zuozong.com)

数控步冲压力机有以下特点：①采用高精度滚珠丝杠和滚动导轨，具有较高的运动精度和可靠性；②压力机采用了数控系统，能自动完成冲压工作；③定位精度一般在±0.15mm，最高可达±（0.05～0.07）mm；④与普通冲孔相比，可提高生产率4～10倍；⑤生产准备周期短，工人劳动强度低，节省生产占地面积。

4.数控转塔冲床

数控转塔冲床是一种高效、精密的板材冲压设备。在转塔冲床的滑块和工作台之间，有一对可储存多套模具的转盘。被加工板料由夹钳夹持，在上、下转盘之间按输入指令沿X、Y轴方向移动。冲床的冲压动作、模具选择、板料移动等均由数控装置进行控制。可以完成冲孔、压窝、翻边、冲百叶窗等工序。具有公称力小、效率高、精度高、柔性化、安全可靠等特点，适合多品种、小批量、复杂件的生产。

转塔冲床与步冲机的主要差别是模具存储方式。步冲机的滑块与工作台之间在垂直方向上只能容纳一套（或几套）模具，而在转塔冲床的转盘中可容纳数十套模具，且能快速自动更换。

5.板料折弯机

板料折弯机是用简单的通用模具对板料进行各种角度的直线弯曲，是使用最广泛的一种弯曲设备。板料折弯机操作简单，模具成本低，更换方便，机器本身只作上下往复直线运动。常用折弯机有机械式、液压式和数控液压式。

（1）机械板料折弯机 机械板料折弯机的结构特征及工作原理与机械压力机相同，也是采用曲柄连杆机构将电动机的旋转运动变为滑块的往复运动。

机械折弯机的优点是滑块与工作台的平行精度高，能承受偏载。但是随着液压折弯机的发展，这些优点已不明显。

机械折弯机的缺点是：①行程和速度不能调整；②滑块在大部分行程里达不到公称力；③运行前要对机器的封闭高度进行仔细调整；④难以实现数控化和自动化操作。

由于机械折弯机的滑块速度不能调节，折弯速度高会给操作者带来危险，容易造成人身事故。折弯大的薄板时，板料会产生弯曲回弹，从而影响零件的形状和精度。随着液压技术和液压折弯机的迅速发展，液压折弯机已成为板料折弯设备的主流，机械折弯机已退出折弯机械领域。

（2）液压板料折弯机 液压板料折弯机是采用液压直接驱动，液压系统能在整个行程中对板料施加全压力，过载能自动保护，且易实现自动控制。与机械折弯机相比，液压折弯机具有明显的优点：①具有过载保护，不会损坏模具和机器；②容易实现数控，调节行程、压力、速度简单方便；③在行程的任何一点都可产生最大压力；④可实现快速趋近、慢速折弯，可任意调整行程转换点。

（3）数控板料折弯机 从20世纪80年代中期以来，折弯机向着数控方向迅速发展。板料折弯机采用数控后可节省调整时间20%～70%、操作时间20%～50%、检查时间30%～45%，减少劳动力20%～30%，并且提高了弯曲质量，降低了废品率。

数控折弯机有以下优点：①可以实现折弯挠度补偿及折弯数控编程，折弯精度高且整批零件的精度一致；②多道折弯工序可在一台设备上完成，减少了半成品的生产；③折弯数据便于修正和存储，缩短了生产准备时间，操作简便，降低了对操作人员的技能要求。

6.卷板机

卷板机是将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备，分为三辊及四辊卷板机。三辊卷板机可以实现板材预弯功能，根据预弯功能调整方式的不同分为上辊万能调整及下辊水平移动两种；四辊卷板机可以实现板材预弯及全数控自动操作功能，相对三辊卷板机具有较高的卷制效率和精度。

卷板机在轨道机车车辆的冲压件生产中有较多应用。

7.拉弯机

拉弯成形是一定形状的挤压型材或板弯型材，在专用设备和模具上弯曲成形，同时在毛坯料上施加轴向拉力和弯矩的成形方法。在轨道客车上使用了多种类型的拉弯成形件。

轨道客车用拉弯成形设备为张臂式拉弯机，分卧式、立式两类，均为液压传动。立式拉弯机机型较老，其液压传动为普通开关型控制。卧式数控拉弯机采用现代电液比例控制技术，拉弯过程可实现力学模式和位移模式控制。

8.冷弯成形机

辊式冷弯成形是以金属带卷为原料，通过多架型辊机组对坯料逐步弯曲成形，从而得到一定截面形状的长条形零件的塑性成形方法。辊式冷弯成形的优点是构件重量轻、生产效率高、节省材料和能源。可利用卷料进行连续生产，特别适合长形大件的制造。

在轨道车辆中大量使用的型材，就是以辊式冷弯成形为主要方式生产的。

冷弯成形设备通常是由开卷机、校平机、成形机组、校正装置、切断装置和出料台组成的生产线。

9.震锤成形机

震锤成形是利用震锤机的特殊模具和高频锤击，通过人工操作，可对板材或型材进行挤压、拉伸、拱顶、压平、整形，或使之展平、伸直等，逐步地得到预期的零件形状。震锤成形不产生切削和热量，成形稳定，无需专用模具，制造成本低，使用方便灵活，尤其适合多品种、小批量、人工化的冲压生产，在轨道客车冲压件制造中有所应用。