世界上最早制造的高速壓力機(jī)是美國HENRY＆WRIGHT公司于1910年制造，當(dāng)時(shí)稱為dieing machine。為下傳動(dòng)高速壓力機(jī)，具有重心低、穩(wěn)定性好、傳動(dòng)系統(tǒng)水平分力較小及容易操作的優(yōu)點(diǎn)，直到1955年該機(jī)仍為高速壓力機(jī)的代表機(jī)型。但是由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量大，在滑塊行程次數(shù)較高（不超過400SPM）時(shí)由于慣性力引起的振動(dòng)問題嚴(yán)重。1953年德國舒勒公司生產(chǎn)出首臺(tái)1250kN閉式雙點(diǎn)上傳動(dòng)高速壓力機(jī)，該壓力機(jī)的行程為20mm，行程次數(shù)為150SPM，為上傳動(dòng)高速壓力機(jī)的代表結(jié)構(gòu)形式。在此期間，瑞士布魯?shù)吕展狙兄瞥隽?/SPAN>BSTA系列柱式導(dǎo)向的上傳動(dòng)高速壓力機(jī)，開式結(jié)構(gòu)機(jī)身，70年代初開發(fā)的BSTA41型400kN高速壓力機(jī)達(dá)到了1200spm的超高速。1974年美國明斯特公司推出的“蜂鳥”式HB2-60型550kN閉式雙點(diǎn)超高速壓力機(jī)，行程次數(shù)達(dá)到1600SPM，1975年開發(fā)的HB2-30型270kN閉式雙點(diǎn)超高速壓力機(jī)，行程次數(shù)進(jìn)一步提高到2000SPM。如今，日本京利的MACH-100型超精密高速壓力機(jī)在100kN、8mm沖程條件下，速度已達(dá)到4000SPM。
上述精密高速壓力機(jī)在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上多采用曲柄滑塊及多連桿機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在國外高速壓力機(jī)的發(fā)展過程中出現(xiàn)了球頭連桿式高速壓力機(jī)，為Wanzke公司研制，工作速度可達(dá)2000spm，行程可調(diào)，應(yīng)用較少。
高速壓力機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域除了傳統(tǒng)的微電機(jī)鐵芯、變壓器鐵芯和微電子行業(yè)外，還應(yīng)用到了飲料行業(yè)，如易拉蓋，全球99%以上的易拉蓋沖壓設(shè)備均由美國明斯特提供。還應(yīng)用到了空調(diào)翅片沖領(lǐng)域，使用較多的為美國OAK公司的無連桿式精密高速壓力機(jī)。
我國（不含臺(tái)灣地區(qū)）精密高速壓力機(jī)起步較晚，1982年由濟(jì)南鑄鍛機(jī)械研究所和北京低壓電器廠共同研制我國第一臺(tái)高速壓力機(jī)J75G-60（公稱力600kN、沖次為400SPM），而后齊齊哈爾第二機(jī)床廠、上海第二鍛壓機(jī)床廠先后從德國舒勒公司、豪立克-羅斯公司引進(jìn)了多個(gè)品種的高速壓力機(jī)技術(shù)，但因?yàn)槟＞吲涮准笆袌鲈驔]有批量投放市場。同期，徐鍛集團(tuán)生產(chǎn)了JF75G-100和JF75G-200閉式雙點(diǎn)精密高速壓力機(jī)、J21G系列開式精密高速壓力機(jī)，逐步小批量投放市場。
2000年后，得益于家電行業(yè)的迅猛發(fā)展、模具制造水平的提高，精密高速壓力機(jī)的市場需求量迅速增加，徐鍛集團(tuán)推出了VH系列開式精密高速壓力機(jī)（公稱力160～650kN、沖壓次數(shù)150～600SPM）并批量投放市場，并對(duì)原有JF75G閉式雙點(diǎn)精密高速壓力機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，形成了公稱力從800～3000kN、沖壓次數(shù)150～450spm的閉式雙點(diǎn)精密高速壓力機(jī)的制造能力，主要服務(wù)于微電機(jī)定轉(zhuǎn)子行業(yè)，很大程度上滿足了市場需求。隨后揚(yáng)鍛集團(tuán)、揚(yáng)力集團(tuán)、沃得集團(tuán)等陸續(xù)跟進(jìn)。目前，國內(nèi)市場微電機(jī)鐵芯、變壓器鐵芯的制造能夠完全滿足，但是引線框架及高精度接插件行業(yè)所需的高檔精密高速壓力機(jī)仍需進(jìn)口。
研究進(jìn)展
高速度、高精度是精密高速壓力機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，為了實(shí)現(xiàn)高速度下的高精度，國外精密高速壓力機(jī)制造廠家在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、下死點(diǎn)控制等領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，形成了眾多專利。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
隨著微電機(jī)及微電子行業(yè)所需小型復(fù)雜零件精度的不斷提升，促使精密高速壓力機(jī)向高精度和高速度的方向發(fā)展，原有使用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)的精密高速壓力機(jī)已不能滿足使用要求（主要是下死點(diǎn)精度），采用多連桿機(jī)構(gòu)成為一種趨勢(shì)。國際上在精密高速壓力機(jī)上采用多連桿機(jī)構(gòu)主要有：瑞士布魯?shù)吕�、日本多比、日本京利�?/SPAN>
瑞士布魯?shù)吕盏亩噙B桿機(jī)構(gòu)，類似杠桿機(jī)構(gòu)，滑塊位移、速度及加速度曲線類似曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，由于調(diào)整部位受力較�。▎蝹�(cè)承受20%的沖壓力）可以實(shí)現(xiàn)沖裁過程中下死點(diǎn)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，在曲柄處設(shè)置行程調(diào)整裝置，可實(shí)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品10個(gè)行程的調(diào)整，拓展了使用范圍。
日本多比公司則在其NXT系列產(chǎn)品采用可調(diào)行程的“雙連桿機(jī)構(gòu)”，最多達(dá)6個(gè)行程。在隨后的專利中該公司將該機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，如將滑塊行程調(diào)整部分設(shè)置在肘桿部位，將中部的連桿機(jī)構(gòu)改為無連桿機(jī)構(gòu)等。在其MXM系列產(chǎn)品中則采用了行程不可調(diào)的兩側(cè)連接擺桿及拉桿的對(duì)稱肘桿機(jī)構(gòu)，中部的連桿對(duì)稱布置，后又在其中部的拉桿部分增加具備調(diào)整功能的連桿系統(tǒng)。
日本京利的雙肘桿精密高速壓力機(jī)，中間部分為左右對(duì)稱的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，兩側(cè)滑塊分別限制在機(jī)身滑道內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每個(gè)滑塊在垂直方向與兩肘桿相鉸接，兩肘桿分別連接滑塊及副滑塊，分別與滑塊連接的兩肘桿同時(shí)與一連桿鉸接，消除了運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的側(cè)向力，結(jié)構(gòu)緊湊。
我國臺(tái)灣地區(qū)在多連桿精密高速壓力機(jī)上起步稍早并已形成一定的市場占有率，在性能上略低于日本企業(yè)產(chǎn)品，瑛瑜公司的雙肘節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于將曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中滑塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)上部做平面運(yùn)動(dòng)的L形連桿傳遞到肘板、柱塞及滑塊，L形板兼起動(dòng)平衡的作用。高將精機(jī)設(shè)計(jì)了最大噸位的多連桿精密高速壓力機(jī)GL-360，傳動(dòng)原理類似日本京利，主要用于微電機(jī)鐵芯的精密高效沖壓，同時(shí)配備了滑塊液壓提升功能。
國內(nèi)對(duì)多連桿精密高速壓力機(jī)關(guān)注較少，只有個(gè)別企業(yè)在技術(shù)上模仿日本企業(yè)產(chǎn)品。目前，主要有部分企業(yè)和院校申請(qǐng)了相關(guān)的專利，如南京理工大學(xué)申報(bào)的精密高速壓力機(jī)，其特征為在對(duì)稱肘桿機(jī)構(gòu)中增加連桿數(shù)量以提高剛度。
下死點(diǎn)控制
精密高速壓力機(jī)自身的精度不但可以影響沖壓件的精度，而且還決定著模具的使用壽命。衡量精密高速壓力機(jī)的重要指標(biāo)不僅是靜態(tài)的各項(xiàng)精度指標(biāo)，更重要的是其動(dòng)態(tài)精度，下死點(diǎn)精度是精密高速壓力機(jī)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是評(píng)定產(chǎn)品技術(shù)水平、制造水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。國際上沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
國外對(duì)精密高速壓力機(jī)下死點(diǎn)精度控制的研究比較深入。山本史郎認(rèn)為影響下死點(diǎn)的主要因素為溫度位移和速度位移，Dennis Boerger將影響下死點(diǎn)精度的因素進(jìn)一步總結(jié)為：溫度、速度、起動(dòng)時(shí)間、滑塊水平位移、滑塊抗偏載能力、機(jī)床零件變形和振動(dòng)。所采取的措施主要有以下幾個(gè)方面。
⑴控制熱變形。Dennis Boerger提出了使用加熱和制冷系統(tǒng)來控制下死點(diǎn)精度，在開機(jī)前先進(jìn)行一段時(shí)間的預(yù)熱，起動(dòng)后則采取制冷措施控制油溫在一恒定范圍。日本KYORI則針對(duì)具體機(jī)型給出了不同的加熱和制冷系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置方法，日本ISIS則采用低線性膨脹系數(shù)材料Nobinate CD-5（僅為鋼材的1/4～1/3），當(dāng)壓力機(jī)溫度發(fā)生變化時(shí)，下死點(diǎn)精度變化極小。
⑵采取形式多樣的多連桿機(jī)構(gòu)降低沖壓時(shí)的滑塊加速度，或者利用多連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開展下死點(diǎn)補(bǔ)償。
⑶采用特殊設(shè)計(jì)離合器，具備加速一周至最高速，一周內(nèi)停止，從而最大限度削弱起動(dòng)和停止瞬間造成的下死點(diǎn)精度的巨大波動(dòng)，減少廢品。
⑷滑塊導(dǎo)向方式。在中小型壓力機(jī)中經(jīng)歷了由滑動(dòng)導(dǎo)向向形式多樣的滾動(dòng)導(dǎo)向的轉(zhuǎn)變，可限制滑塊在水平方向的位移。
⑸滑塊的抗偏載能力和壓力機(jī)的“點(diǎn)數(shù)”，日本DOBBY的α系列精密高速壓力機(jī)采用的三導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，日本AIDA的MSP系列精密高速壓力機(jī)采用的四導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)。均在一定程度上提高了滑塊的剛度，同時(shí)可以適應(yīng)精密高速壓力機(jī)向大噸位、寬臺(tái)面的方向發(fā)展。
⑹機(jī)床零件的變形與機(jī)床的剛性有關(guān)。
⑺減少振動(dòng)通常采用主動(dòng)減振和被動(dòng)減振兩種方式。
國內(nèi)對(duì)下死點(diǎn)精度的研究較少，主要有：江西工業(yè)大學(xué)的歐陽志鴻等提出了壓力機(jī)動(dòng)剛度的概念，認(rèn)為壓力機(jī)的垂直動(dòng)剛度對(duì)動(dòng)精度(下死點(diǎn)等)影響顯著，角動(dòng)剛度對(duì)水平精度影響顯著，動(dòng)精度在多方面反映了壓力機(jī)的固有特性，可作為衡量壓力機(jī)的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)。內(nèi)蒙古民族大學(xué)的李長河分析了J75G-60精密高速壓力機(jī)滑塊下死點(diǎn)精度差的原因，提出了將滑塊由鑄鐵材質(zhì)改為輕合金鑄鋁、改進(jìn)動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)、提高滑塊導(dǎo)向裝置的精度以及提高離合器的結(jié)合速度的解決措施。
南京理工大學(xué)的李樂超對(duì)某型精密高速壓力機(jī)進(jìn)行了下死點(diǎn)測試（空載）,結(jié)果表明在低速時(shí)下死點(diǎn)精度好，在速度逐漸增大的過程中存在下死點(diǎn)精度突然變差的情況。徐鍛集團(tuán)技術(shù)人員使用Rm-7201下死點(diǎn)測量儀測試了沖壓過程中的下死點(diǎn)波形圖（國內(nèi)機(jī)床及國外機(jī)床），測試結(jié)果表明隨著測試速度的提高下死點(diǎn)附近的波形逐漸減少，國內(nèi)外機(jī)床在下死點(diǎn)波形上存在差異。
東莞華中科技大學(xué)制造工程研究院提出了在壓力機(jī)滑塊中設(shè)置偏心軸（銷軸），用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)經(jīng)蝸輪蝸桿連接的偏心軸（偏心量小于2mm）實(shí)現(xiàn)下死點(diǎn)精度的補(bǔ)償。徐鍛集團(tuán)申請(qǐng)了一種多連桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)并給出了下死點(diǎn)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，其補(bǔ)償方法是通過盤式電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心套實(shí)現(xiàn)多連桿機(jī)構(gòu)支點(diǎn)位置的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)下死點(diǎn)的補(bǔ)償。
