摘要：該文以汽車、航空與航天領域（yù）對輕量（liàng）化提出苛刻（kè）的要求為背（bèi）景（jǐng），係統介紹超強（qiáng）鋼板熱壓成形工藝及裝備，熱衝（chōng）壓（yā）成形鍛壓設備朝著高效、節能、高可靠、高精度（dù）、智能（néng）化方向發展。

     0 、引言

     隨著汽車工（gōng）業的快速發展（zhǎn），航空與航天領域對輕（qīng）量化也提出苛（kē）刻的要求。選用像鎂鋁等輕合金（jīn）、高強度鋼板是最直接的。采用超高強度鋼板（bǎn）來製造車身零件是同時實現車體輕量化和提高碰撞安全性的最好（hǎo）途徑。

     尤其是（shì）超高強度汽（qì）車板在常溫下的變形範（fàn）圍很窄，采用（yòng）此法（fǎ）衝壓高強度汽車板時，衝壓過（guò）程中需（xū）要的衝壓力大且容易開裂，產生過量回彈。自從瑞典的（de）Plannja公司提出“熱衝（chōng）壓（Hot stamping）”這項技術並申請專利（lì）後，熱衝壓技術可以解決這兩個問題，同時可以使衝壓後的（de）成品抗拉強度得（dé）到大（dà）幅度提高（gāo），該技術在汽車製造（zào）業逐漸得（dé）到（dào）廣泛的應用。液壓機是一（yī）種重要的成型加工機床，它以液體作為工作介質傳遞（dì）能量來實現各種壓力加工工藝，廣泛應（yīng）用（yòng）於航空航（háng）天、竣工、造船、核電和汽車等製造領域。液壓機（jī）在一定程度
上能反映出一個國家機械製造的水平，在國民（mín）經濟中起著重要作（zuò）用。

     單一車型大批量持續生產正（zhèng）被車型多樣化、中小批量生產所取代，鑒（jiàn）於以上（shàng）原因，高（gāo）強度板熱衝壓成（chéng）形液壓機及生產線具有廣泛的市場前景。

     1 、板材熱成形的技術原理及現狀

     圖1 熱成形工藝圖

     目前我國對於（yú）高強鋼板的成（chéng）形，主要（yào）依靠引進國外的熱衝壓生產線。國（guó）際上熱衝壓生產線主要供應商有：德國SCHULER、瑞典AP&T、德國NEFF-Cartec、西班牙公司、英國諾芝公司等。

     為了應對（duì）汽車製（zhì）造商及其供應商對衝壓硬化零件的強勁需求，舒勒公司開發出了“ 壓（yā）力控製淬火”（PCH）技術，通過顯著增加接觸壓力並優化模具，舒勒（lè）公（gōng）司（sī）已成（chéng）功大幅度減少（shǎo）循環時間。

     圖2 昌飛的英（yīng）國諾芝250 噸熱（rè）成形壓力機

     金泰集團（tuán）研製了（le）中國（guó）首條自動化熱衝壓成（chéng）形生產線，該設備突破（pò）了熱成型（xíng）設備研製的諸多關鍵技術，填補了國內該類設備整機研製的空白。

     應用尚處於起步階段（duàn），無錫藍力（lì）、天津鍛壓、合肥鍛壓（yā）等先後在國內推出了各（gè）自研發的熱壓成形機，由於其精密、高效節能等獨特的優勢，很快得到推（tuī）廣應用（yòng），但與先進國家（jiā）相比差距都很大。

      2、 板材熱（rè）成形裝備主要研（yán）究內容及研發的（de）裝備

      1）主要研究內（nèi）容

     （1）設備合（hé）理傳動方案（àn）的確定（dìng）。

     通過實驗（yàn）得出的材料熱物理性能和有限元分析技術，可通過計算（suàn）仿真模擬獲（huò）得熱成型機的穩態/瞬態溫（wēn）場的溫（wēn）場分布及（jí）其變（biàn）化情況，滿足其承受熱負荷的要求。考慮到（dào）熱成型機用壓力（lì）機（jī）與常規壓力機相比，其工作台麵大，合（hé）理布局其（qí）液壓（yā）缸或連杆數量與位（wèi）置，使其滑塊具備良好的均勻變形、剛度及（jí）強度。

    （2）高（gāo）速液壓機柔性切換技術。

    （3）熱成型設備（bèi）實時溫場自動控製技術。鑒於高強度（dù）鋼（gāng）板及（jí）鈦合金等熱成形時，對變形速度、壓力和位移精度控製要（yào）求高（gāo），因此必須是計算機智能控製技（jì）術應用於其中（zhōng），並建立（lì）典型材料與不同形狀的工件的板材熱成形的工藝控製數據。無錫市藍力機床（chuáng）有限公（gōng）司在國內推出了研發的熱壓成形（xíng）機，由於其（qí）精（jīng）密、高效節能等獨特的優勢，得到用戶的一致好評，見圖3。
 
     2）研發裝備
 
   （1）液壓（yā）係統主要配置：
 
    ①五缸三級結構（gòu）；
    ②伺（sì）服電機直（zhí）驅內齧合齒輪泵；
    ③雙差動驅動加蓄勢器驅動；
    ④單獨的液（yè）壓墊控製（zhì）係統、提高效率；
    ⑤軟起效應：伺服驅動器控製可以減少開模振（zhèn）動，係統發熱量減少，油溫穩定，延（yán）長（zhǎng）模（mó）具和液壓係統的使用壽命，可為客戶（hù）節（jiē）省了（le）維護的費（fèi）用。

     圖3 無錫（xī）藍力8000kN 板材熱衝壓成形壓力機

    （2）電液係統：

    ①上位機觸摸屏加伺服電機直接驅動（dòng）油泵實現對壓力、速度的半（bàn）閉（bì）環控製，實現對滑塊（kuài）的（de）驅動，速度轉換平穩，無振動及衝擊；
    ②通（tōng）過（guò）壓（yā）力檢（jiǎn）測傳感器與伺服電機形（xíng）成閉環控製回路，線（xiàn）性度高（gāo），精度小於0.1MPa，提高了壓力精度；
    ③壓力通過觸摸屏設定，通過PLC程序（xù）控製，自動化（huà）程度高（gāo）；
    ④滑塊和液壓墊采用直線位移傳感器進（jìn）行檢測和（hé）控製；
    ⑤模具參數存取及模具自動識別係統。

     （3）設備主要性能（néng）特點：
 
    ①滑塊快降速度：400～700mm/s，采用伺服柔性切（qiē）換技術，減少衝擊，實現快降；
    ②工作速度：伺服泵控（kòng）係統，提高速度，減少裝機功率；小噸位時可采用壓力（lì）分級，通過壓（yā）力分（fèn）級工作速度可達100mm/s，提高效率；
    ③滑塊回程速度：300～600mm/s；
    ④差動控製方（fāng）式，實現低裝（zhuāng）機（jī）功率條件下（xià）的高⑤換模移動（dòng）台、模具夾緊器（qì）、模（mó）具（jù）參數存取、模具識別等功能減少換模時間。

     3 、結論

    依據製造業的發展（zhǎn）趨勢，熱衝壓成形鍛壓（yā）設備朝著高效、節能、高可靠、高精度、智能化方向發展。為新材料（liào）、航空（kōng）航天、機（jī）器人、低碳新能源等高新技術領域（yù）裝備及汽車、鐵路（lù）及電力裝備的設計製造提供綠色智能裝備。