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冷镦成形装备加工生产效率高,近年我国在高端设备方面有所突破

发布时间:2022-05-20  来源:立鼎产业研究网  点击量: 2081 

——冷镦加工也叫做冷镦成形工艺、冷成形工艺,指的是在常温状态下,对金属进行镦锻完成塑性变形,使金属在预定的模具内成形并达到规定的几何形状、尺寸及质量要求,是一种少切削或无切削的工艺方法。塑性变形指的是金属在外力作用下,产生永久变形但金属本身的完整性又不会被破坏的变形。金属通过加热到600-800℃借助模具进行镦锻的加工方法称为温锻加工、温镦加工,金属通过加热到1000-1200℃借助模具进行镦锻的加工方法称为热锻加工、热镦技工。冷镦工艺常用于紧固件行业,紧固件主要包括螺栓、螺柱、螺钉、螺母、木螺钉、自攻螺钉、垫圈、铆钉、销、挡圈、紧固件组合件及连接副、其他(焊钉、异形钉)等十二大类。冷镦工艺也可以用于异形件的加工,异形件指的是非单一标准规格、形状与结构各异的零件统称。

冷成形工艺通过多个工位级进模具依次冷挤压实现零件的一次成形


资料来源:公开资料

五工位塑性变成过程


资料来源:公开资料

冷镦加工生产效率高,适合一定尺寸金属零件的大批量自动化生产。相对于传统加工方式,冷镦工艺最大的优势在于生产效率高,成形效率比切削加工高几十倍以上,可以达到每分钟上百个零件产量,但是冷镦成形装备比传统机加工设备更加昂贵,在大批量生产的情况下,冷镦生产方式成本优势更加明显,适合具有一定规模的金属零件制造企业。冷镦工艺适用于自动化生产,对操作工人的数量要求大幅降低,随着我国劳动力成本上升,在国产高端冷镦成形装备高性价比的驱动下,部分传统机加工逐渐向自动化程度更高、成本更低的冷镦加工方式切换。

冷镦是紧固件加工过程中经济效益非常高和普遍采用的方法。冷镦加工紧固件、异形件是一种综合经济效益相当高的加工方法,采用切削加工方法,钢材利用率仅在25%-35%,而用冷镦方法,钢材利用率可高达85%-95%,仅是料头、料尾及切六角头边的一些工艺消耗。与通用的切削加工相比,冷镦成形效率高几十倍以上,冷镦工艺主要用于直径和长度较小的金属零件产品的大批量生产。

冷镦工艺的优势


资料来源:公开资料

冷镦成形装备作为用于冷镦加工的设备,是目前可应用于高端制造的金属成形机床之一。冷镦成形装备主要由主箱体、曲轴滑台机构、送料、切料及顶料机构、电气控制模块、润滑冷却模块等部件组成。主要功能的动作实现原理是:(1)冷镦动作,主电机通过皮带轮带动惯性储能飞轮,将动力矩传递到曲轴,通过连杆大飞轮带动滑台做往复运动,滑台上的1凸模组挤压材料成形从而实现冷镦过程。(2)切料动作,曲轴带动滑台运动的同时,固定在曲轴轴端的偏心轮带动切料连杆,连杆带动切料、移料凸轮做水平运动,凸轮推动切料刀做上下运动实现材料的切断。(3)送料动作,曲轴轴端送料凸轮带动送料连杆组,从而带动送料棘轮及送料滚轮做间歇单向旋转运动,实现送料动作。(4)顶料动作,曲轴端顶料轮带动顶料连杆,固定在连杆上的顶料装置随之运动,实现将高工位模具中的零件从凹模顶出的动作。(5)机械手移料:多工位之间通过共轭凸轮与传送摇臂组,带动固定在凹模座上的夹持臂左右关节实现各工位之间的移料,并可通过移料齿轮组实现各工位之间的90度及180度翻转。(6)控制系统,冷镦动作的启动、停止及冷镦的频率都由控制柜通过对主电机的启停、转速的控制来实现的。(7)润滑冷却系统,冷镦成形装备工作时,油泵启动,通过润滑冷却油路润滑滑台与箱体导轨及冷却模具。根据中国机床工具工业协会的统计分类标准,机床分为金属切削机床、金属成形机床、铸造机械、木工机械等4个主机行业,以及机床附件、工具及量具量仪、磨料磨具和其他金属加工机械等4个辅机行业或配套部件行业。冷镦成形装备属于金属成形机床,金属成形机床种类丰富,除了冷镦成形装备,还包括锻造机、冲压机、弯曲、折叠、矫直及矫平机、液压机、机械压力机、剪切机床等。

——我国近年在高工位冷镦成形装备等高端设备生产方面有所突破。冷镦技术起源于国外,冷镦成形装备生产国家主要有美国、日本、德国、意大利、英国等工业较为发达的国家。我国冷镦成形装备行业起步较晚,2005 年以前,国内冷镦成形装备几乎全部依赖进口,经过多年发展,国内生产的机型已经从最早的 34 工位发展到目前的67 工位,部分企业已拥有 8 工位产品的生产能力。尽管与国际知名企业相比,我国冷镦成形装备生产企业在自动化程度、加工精度、生产效率及在线检测等方面尚存在明显的差距,但是近几年我国全面推进实施制造强国的发展战略,传统工业逐渐向智能化、高端化升级,冷镦成形装备是高端设备制造的重要组成部分,在政策的推动下,行业得到快速发展。

领先厂商思进智能公司冷镦成形装备产品目前最大工位为8工位,正在研发8工位系列化产品,新产品具有更高的利润水平。随着冷镦成形装备行业技术的不断进步和下游行业对生产设备要求的不断提高,公司产品也在不断进行更新换代。公司由最早的63S(直径6mm3工位)冷镦成形装备发展到目前的306L(直径30mm6工位)冷镦成形装备,以及108S(直径10mm8工位)冷镦成形装备等高附加值新产品,近年来多工位高速冷镦成形装备的销售收入增长较快。在直径方面,韩国孝东冷镦成形装备可生产最大直径为50mm、最大重量约为6.94kg的零件,公司目前制造的冷镦成形装备可生产最大直径为30mm、最大重量为2.33kg的零件,目前正在研发最大加工直径为38mm的冷镦成形装备。在2.33kg-6.94kg之间,有着大量的零件种类,这些零部件公司冷镦成形装备尚不能生产,随着公司大直径冷镦成形装备的开发成功,公司冷镦成形装备制造的零件范围将大幅度扩大。

思进智能公司高工位产品具有更高的毛利率水平


资料来源:思进智能公司


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