高速精密压力机概况

高速精密压力机主要用于高速冲压精密零件，要求具有较高的精度和刚度。关于高速精密压力机的定义，目前没有统一的标准，其速度与多个因素有关，主要有滑块行程、公称力、冲压零件尺寸以及冲床结构等，因而很难用一个简单的数字作为划分标准。本文所提及的高速精密压力机是指滑块行程50mm 以内，用于冲压精密小型零件的机械压力机。

高速精密压力机分类

⑴按速度。表1 为某些公司对公称力600kN 以下的小型高速压力机做的划分，划分时未考虑滑块行程。

⑵按传动系统布置形式分为上传动和下/底传动结构。

⑶按机身型式分为开式、闭式和四柱式机身。

⑷按施力点数分为单点、双点、三点和四点。

⑸按驱动机构形式分为正弦、曲柄滑块、多连杆和双球头结构。

⑹按驱动系统数目。普通高速压力机传动系统中一般有一套驱动系统，随着高速压力机向超大吨位和宽台面发展，一套驱动系统不能满足要求。日本会田MSP 系列压力机(图1)采用了两套驱动系统，布置在曲轴的两端，消除了启动瞬间曲轴偏转角造成的同步误差。

⑺按驱动电机形式分为常规电机驱动和伺服电机驱动。

⑻按冲压件分为冲压变压器/微电机/工业电机铁芯、冲压引线框架、冲压易拉盖、冲压空调翅片、冲压链条、冲压接插件高速压力机，以及其他冲压金属及非金属小型零件冲床等。

高速精密压力机的发展

国内高速精密压力机的发展概况

⑴闭式高速精密压力机。

1)我国的闭式高速精密压力机始于济南铸锻所“六五”期间承担的原机械部“60 吨闭式高速精密冲床研制”项目，1982 年由济南铸锻所和北京低压电器厂共同研制我国第一台高速精密压力机J75G-60(公称力600kN，冲次为400 次/分钟)，随后研制出了公称力300kN，冲次为600 次/分钟的高速精密压力机。

2)20 世纪80 年代中期，齐齐哈尔第二机床厂从德国舒勒公司引进SA 系列中800kN、1 250kN 及2000kN 三个规格的高速精密压力机的设计及制造技术；上海第二锻压机床厂从德国豪立克-罗斯公司引进RVD32-540 和RVD63-800 两个规格的高速精密压力机，并在此基础上开发了1000kN、1250kN 和2000kN 三个产品。

3)同期，徐锻集团自主研发了JF75G-100 闭式双点高速压力机，在滑块行程30mm 时，最高行程次数达到300 次/分钟；通过对JF75G 闭式双点高速精密压力机进行技术改造，2006 年完成了国内首台3000kN 闭式双点高速压力机的研发；2012 年～2014年对现有JF75G 系列压力机进行系统性升级改造，在JF75G-200C 机型上实现了500 次/分钟的空载冲压速度以及420 次/分钟的冲压速度。此外，在2012年徐锻成功进行了JL75G-60 型600kN 多连杆高速超精密压力机的研制。

4)扬锻集团起步稍晚，目前已经研发了J76 系列压力机(800kN ～7500kN)，其中800kN ～3000kN为六圆导柱结构，其余为四角八面导轨结构；5500kN(公称力行程1.6mm)闭式双点高速精密压力机，在滑块行程40mm 时，最高行程次数为230 次/分钟，为国内首台。

5)宁波精达的技术类似美国OAK，采用正弦机构。开发了用于冲压空调翅片的GC 系列机型和用于冲压电机定转子铁芯的GD 系列机型，其中3000kN闭式双点高速精密宽台面压力机在滑块行程30mm时，最高行程次数达400 次/分钟。

6)宁波米斯克和浙江帅锋先后开发了小型闭式高速精密压力机(多连杆式)，宁波米斯克的Super-30 型300kN 高速压力机，在滑块行程25mm 时，最高行程次数为1050 次/分钟。

7)“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项实施管理办公室先后在2009 年3 月、2010 年2 月、2011 年4 月及2012 年4 月出台科技重大专项，用于扶持高速精密压力机的研发，为微电机、新能源汽车、一体式压缩机等产品提供支持。同时，颁布了GB/T 29548-2013《闭式高速精密压力机精度》标准，更好地促进高速精密压力机的健康发展。

⑵开式高速精密压力机。

开式高速精密压力机在导向结构上呈现两种形式，第一种为三圆导柱结构，主要用于精密微电子类零件的高速冲压，除徐锻集团外，其他公司普遍采用辅助导柱固定的三圆导柱结构。扬力集团的SHC-25型250kN 开式超高速压力机，在滑块行程20mm 时达到了1000 次/分钟的高速度。

第二种为传统V型导向或矩形导向，承载刚度大，但速度稍低，多用于小型微电机定转子、E/I 铁芯等零件的高速冲压，也可用于部分空调翅片的冲压，滑块行程稍长，速度更低。如扬锻股份JL21 系列空调翅片用开式高速压力机，其450kN 压力机在滑块行程40mm 时，最高行程次数为250 次/分钟，800kN 压力机则为120 次/分钟。

国外高速精密压力机的发展概况

⑴高速压力机从诞生到现在已有100 多年的历史。美国亨利拉特公司于1910 年制造了世界上最早的四柱底传动高速压力机，曲轴装在工作台下，通过四根导柱驱动滑块运动，冲压速度一般为200 ～300次/分钟。

⑵日本的能率、新澙和会田也分别在1947、1949 和1950 年研制成功底传动高速压力机。该类机型往复运动部分的重量大，在滑块行程次数较高(一般不超过400 次/分钟)时由惯性力引起的问题也越来越严重。

⑶20 世纪50 年代，联邦德国、美国、瑞士的几家锻压机床制造厂为适应大批量的矽钢片和薄板零件的生产，发展了早期的上传动高速压力机，卷料自动送进，应用简单的级进模按顺序冲压，通过减少滑块行程而提高行程次数。1953 年德国舒勒公司生产出首台1250kN 闭式双点上传动高速压力机，行程20mm 时，速度为150 次/分钟。

⑷20 世纪60 ～70 年代，瑞士布鲁德尔公司研制的BSTA 系列柱式导向上传动开式高速压力机，行程30mm 时，最高速度达到400 次/分钟，在60 年代末和70 年代提高到了600 次/分钟和800 次/分钟，70 年代初开发的BSTA41 型400kN 高速压力机达到了1200 次/分钟的超高速。随后各压力机制造商展开了高速压力机行程次数的竞争。

⑸1974 年美国明斯特公司推出“蜂鸟”系列HB2-60 型550kN 闭式双点超高速压力机，速度达到1600 次/分钟，1975 年开发的HB2-30 型270kN 闭式双点超高速压力机，速度进一步提高到2000 次/分钟。随后日本、德国也相继研制出自己的超高速压力机，步入了超高速压力机时代。

⑹20 世纪80 年代后，半导体和电子工业的迅速发展对大规模集成电路和电器元件、微电机、芯片等产品出现了大量需求，从而有力地推动了高速压力机向超精密方向发展。日本栗本铁工所引进瑞士ESSA技术制造的600kN 高速压力机，最高速度为1500 次/分钟，用于加工集成电路引线框架、精密接插件和其他精密零件(尺寸误差要求控制在10 ～20μm)；日本能率制作所开发的小型高速压力机行程次数达到了3000 次/分钟，在满负载条件下达到了JIS 标准中的特级精度要求，标志着高速压力机发展到超高速和超精密阶段。如今，日本电产京利的MACH-100型高速压力机在100kN、8mm 行程时，已达到4000次/分钟。

⑺20 世纪末，全球家电、汽车行业高速发展，迫使高速精密压力机进一步提高冲压精度与效率。日本会田公司推出了双边驱动的MSP 系列压力机，采用单排四点结构，双边驱动，精度更高。日本山田多比的EPS-220 机型为单排四点结构，在公称力2200kN、滑块行程30mm时，最高速度为420次/分钟，工作台尺寸达到2700mm×1000mm。此外，日本株式会社ISIS 于2004 年开发出了单排三点结构高速压力机PLENOX80-16，最高速度为500 次/分钟，工作台面达到1600mm×800mm。

高速精密压力机的技术分析

高速精密压力机经历了百余年的发展，经历了从下传动为主到上传动为主、从精密到超精密的发展阶段，整机自动化水平不断提高。新技术不断涌现和发展，现仅就部分有代表性的技术进行分析。

⑴瑞士BRUDERER 技术。

图2 为瑞士BRUDERER 的BSTA 型压力机传动系统，实质为杠杆机构，滑块位移曲线类似曲柄滑块机构。该机构的优点在于两侧铰接点仅承受20%冲压负荷，为下死点精度的动态调整提供了条件。

⑵美国MINSTER、德国SCHULER 和意大利BALCONI技术。

此三家企业都是以传统的曲柄滑块机构为工作机构(图3)，其共同特征为曲轴支撑和连杆部位均为滑动轴承。采用滑动轴承最大的特点是在一定油压下实现不接触，依靠油膜刚度传递冲压力，磨损极小甚至不磨损，机器的可靠性及精密性很高。

 

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