锻压设备

锻压设备2第一章锻压设备§1.1锻锤§1.2曲柄压力机§1.3液压机3概述锻锤种类锻锤工作特性§1.1锻锤4第一节概述5利用工作部分(落下部分或是活动部分)在工作行程中所积蓄的动能对锻件进行打击，使锻件获得塑性变形的锻压设备。结构简单、操作方便、适应性强、投资少，但伴有很大的振动和噪音锻制带有薄筋板、形状复杂的而且有重量公差要求的锻件。特别适合多品种、小批量生产第一节概述6按驱动动力：单作用锤和双作用锤按工艺用途：自由锻锤和模锻锤按打击特性：有砧座锤和对击锤按驱动原理、结构特点和工艺用途：机械锤、空气锤、蒸汽-空气锤、液压锤、高速锤、螺旋压力机第二节锻锤的分类7使用空气作为工作介质，通过减速机构和曲轴带动压缩活塞做上下往复运动，在压缩缸内产生压缩空气，压缩空气通过配气旋阀进入工作缸的上腔或下腔，驱动工作活塞和锤头进行打击或回程做上下往复运动。主要应用于自由锻件的锻造和胎膜锻。空气锤第二节锻锤的分类81一踏杆；2一砧座；3一砧垫；4一下砧；5一上砧；6一锤杆；7一工作缸；8一下旋阀；9一上旋阀；10一压缩缸；11一手柄；12一锤身；13一减速器；14一电动机；15一工作活塞；16一压缩活塞；17一连杆；18一曲柄空气锤工作原理第二节锻锤的分类电动机－减速机构－曲柄轴－连杆－压缩活塞－压缩空气－工作缸－工作活塞－锤头运动锤头动作是由压缩活塞往复运动导致气缸气压变化引起9第二节锻锤的分类空气锤的结构落下部分砧座工作部分配气操纵部分传动部分电动机减速机构曲柄机构压缩活塞空气分配阀操纵机构机身部分工作气缸压缩气缸立柱底座10工作部分：包括落下部分（工作活塞、锤杆、上砧块）和砧座部分（下砧块、砧垫、砧座）。动力传动部分：由电动机、皮带轮、减速机构、曲柄连杆机构和压缩活塞等组成配气操纵部分：由空气分配阀（上、下旋阀和中间旋阀）、操纵手柄和杠杆系统组成。控制压缩气体的流向，使锤头产生不同的工作循环。机身部分：由立柱（工作缸、压缩缸与机身立柱铸成一体）和底座组成，立柱和底座用套环热装连成一体空气锤的构成第二节锻锤的分类11空气锤的工作循环过程空行程悬空打击压紧第二节锻锤的分类12锤头打击频率和曲轴每分钟转数一致安装费用低，使用维护方便，操作灵活可靠，特别适用于中、小型锻造车间。每一个工作循环中都要由外界补气和向外排气，噪声较大；空气在气缸内反复压缩，缸壁和机身发热，因此使工作环境恶化，且吨位越大越严重第二节锻锤的分类空气锤特点13蒸汽或压缩空气通过滑阀配汽机构在工作汽缸内进行各种热力过程，将热力能转换成锻锤落下部分的动能，从而完成锻件变形。根据用途和打击原理分为：蒸汽-空气自由锻锤、蒸汽-空气模锻锤和蒸汽-空气对击锤。蒸汽-空气锤第二节锻锤的分类14蒸汽-空气锤工作原理图第二节锻锤的分类1—进气管2—节气阀3—滑阀4—上气道5—下气道6—气缸7—活塞8—锤杆9—锤头10—上砧11—坯料12—下砧13—砧垫14—砧座15—排气管15单柱式捶身只有一个立柱，可以从三个方面操作，操作空间大。锤身刚性较差，不适宜于大吨位，落下部分质量一般在1t以下蒸汽－空气锤分类第二节锻锤的分类蒸汽-空气锤的结构形式可分为三种：单柱式、双柱式和桥式。16双柱拱式两个立柱组成拱门形状，上端通过螺柱、气缸垫板与气缸连在一起，下端固定在基础底板上形成框架锤身刚性好，落下部分质量在1～5t之间，是应用最为广泛的一种锻锤。第二节锻锤的分类17双柱桥式两个立柱和横梁连接成桥形框架，锤身下面操作空间较大，适合于锻造轮廓尺寸较大的大型锻件。锤身结构尺寸大，刚性较差，落下部分质量在3～5t之间第二节锻锤的分类18由落下部分、气缸部分、锤身（机架）部分、砧座基础部分和滑阀配气机构等组成。落下部分包括锤头、锤杆、活塞和上砧块。气缸由缓冲缸、气体缸、阀体和蒸汽通道等组成。为了便于修复，缸内壁镶有铸铁缸套。砧座部分包括下砧块、砧垫和砧座，包括下砧块、砧垫和砧座，隔振基础。蒸汽-空气自由锻锤的主要构成第二节锻锤的分类19打击：压下手柄，滑阀拉杆上升，锤头下降压紧：手柄在最低位置，锤头最低，滑阀最高，气缸上腔进气，下腔排气提锤：手柄抬至最高，滑阀下降，下腔进气，上腔排气，活塞带动锤头上升悬锤：通过滑阀的通气槽K使进气与气缸下腔相通，上腔与排气相通，所以锤头在最高位置可保持悬空状态工作循环第二节锻锤的分类20单打循环：上行程中下腔气体是进气-膨胀过程，上腔气体是排气-压缩过程；下行程中上腔气体是进气-节流过程，下腔气体是排气过程。自动连打：上行程时下腔气体为进气-膨胀-排气，上腔气体为排气-压缩-提前进气；下行程时上腔气体为进气-膨胀-排气，下腔气体为排气-压缩-提前进气。第二节锻锤的分类21蒸汽-空气模锻锤第二节锻锤的分类22摆动循环工作循环第二节锻锤的分类模锻锤有摆动循环、重打和轻打三种工作循环方式，通过操纵系统控制配气阀的进排气方向和气量大小来体现。进气管滑阀打开，蒸汽进入气缸的下腔，使锤头上升。当锤头提升一个全行程H时，在刀形杆的作用下，滑阀相应上升。这时气缸的上腔进气，下腔排气，锤头立即下落。由于刀形杆的作用，滑阀下移一定距离，改变了配气关系而变成下腔进气和上用排气，因此锤头又立即向上死点运动，随着锤头上升，滑阀上升。这样往复运动，使锤头在上方0.7H范围内实现摆动循环。23第二节锻锤的分类工作循环单次打击踩下锤头打击，松开，向上行程连续打击锤头接近行程高点时，再次踩下脚踏板摆动循环锤头的位置变化轻打，锤头摆到低位时踩下踏板重打，锤头摆到高位时踩下踏板24单次打击：当锤头向下运动一个行程后，滑阀也下降一个行程，松开脚踏板，则滑阀下降，气缸下腔进气，上腔排气，锤头提升，完成一个循环连续打击：则连续踩下脚踏板即可实现。模锻锤的打击能量和打击适度可通过控制锤头提升高度和脚踏板的压下量来实现。第二节锻锤的分类25结构上的特点：1）模锻锤的立柱直接安装在砧座上。2）立柱与砧座之间采用凸台与楔铁定位。3）模锻锤砧座质量比自由锻锤大，为锻锤落下部分质量的20倍到30倍。4）模锻锤采用较长而坚固的导轨，且导轨与锤头之间的间隙可通过调节楔来调节。导轨与锤头之间的间隙比自由锻锤小。蒸汽-空气模锻锤特点第二节锻锤的分类26操作上的特点：1）模锻锤的司锤与工艺操作应由一个人同时进行。除10t以上的模锻锤外均采用脚踏板操纵。2）脚踏板同时带动滑阀和节气阀，即可同时实现进气压力和进气量的调节。3）在工作循环中以摆动循环代替悬锤。当锤头摆动到不同高度时踩下脚踏板，可获得不同的打击能量，并可保证打击的快速性。第二节锻锤的分类27用活动的下锤头代替固定的砧座。工作时，气缸中的蒸汽（或压缩空气）驱动上锤头向下打击的同时，联动机构（或下气缸单独驱动）驱动下锤头向上做加速运动，以大致相等的速度和行程与上锤头实现对击。第二节锻锤的分类蒸汽-空气对击锤28下锤头的动量略大于上锤头的动量；活动的下锤头代替了砧座，一般是相同吨位有砧座锤质量的1/2~1/3；减轻了对地基的冲击和振动，并减少了基础的造价；对击锤的下锤头不会出现打击时产生退让的现象，打击效率比有砧座锤高5~10%对击锤结构设计和使用特点第二节锻锤的分类29蒸汽-空气模锻锤与自由锻锤不同之处？习题30电动机驱动，靠机械传动提升锤头的锻锤，统称为机械锤，机械传动部分由弹性、刚性和挠性连接所组成主要依靠重力位能实现锻件变形的单作用落锤分为夹板锤（或夹杆锤）、弹簧锤和钢丝绳锤（或链条锤）第二节锻锤的分类机械锤31机械锤简图夹板锤弹簧锤钢丝锤第二节锻锤的分类32液压锤以液压油为工作介质，利用液压传动来带动锤头作上下运动，完成锻压工艺。分纯液压式和气液式两种。气液驱动原理：借助于下腔压力的改变，对定量的封闭气体进行反复的压缩和膨胀作功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。纯液压式模锻锤的特点是：液压缸下腔通常压；上腔进油，锤头快速下降并进行锻击，上腔排油，锤头提升。第二节锻锤的分类33液压锤工作原理图a－纯液压式；b－气液式第二节锻锤的分类缺点操作灵活性和工艺万能性不如传统锻锤制造精度、密封程度要求较严，易出现漏油现象使用维护比传统锻锤复杂34工作原理：气缸中一次性充入高压氮气，回程时靠来自于液压系统的高压液体驱动锤头回程，使气缸中的气体得到进一步压缩；打击时，液体快速排出，气体膨胀，驱动锤头快速下落，与此同时，气缸中气体反作用力驱动锤身向上运动，与锤头实现对击。特点：打击速度高(一般在20m/s左右)，能力大高速锤第二节锻锤的分类35高速锤示意图第二节锻锤的分类36打击速度高，成形工艺性好；行程次数高，空气锤打击次数在100～250次/min之间，蒸汽－空气锤全行程打击次数也在70次/min，打击效率高；操作方便，灵活性强，无需配备预锻设备，适用性强；结构简单，制造容易，安装方便，维护费用低；设备投资少；缺点是有砧座锤振动，噪声大，能量利用率低。锻锤的主要特点第二节锻锤的分类37锻锤的打击特性锻锤的打击过程和打击效率锻锤的打击力第三节锻锤的工作特性38有砧座锤，打击能量：221mEh2222112121mmEh对击锤，打击能量：单作用锤mghEEMPMh双作用锤）pdVmghEWEMPeMh()(锻锤的打击特性第三节锻锤的工作特性39第三节锻锤的工作特性锻锤的打击过程加载阶段：锻件、砧座．模具弹性变形恢复锤头和砧座彼此分离，直至锤头离开锻件打击力越来越小锤头和砧座彼此接近，锤头动能释放，打击力越来越大锻件产生弹性、塑性变形，砧座、模具弹性变形锤头能量释放完毕，锻件、砧座，模具获最大变形锤头，砧座不再接近，全系统的重心速度达到一致卸载阶段：40)1(2212Kmmm1）砧座锻锤的打击效率第三节锻锤的工作特性结论：砧座锻锤的打击效率与恢复系数K、砧座质量m2、锤头质量m1有关。恢复系数K与锻件温度有关。恢复系数K为定值时，打击效率和砧座与锤头的质量比m2/m1有关。41砧座与锤头质量比对打击效率的影响第三节锻锤的工作特性422）对击式锻锤打击效率21KEEhd对击式锻锤与有砧座锻锤哪种打击效率高？第三节锻锤的工作特性43打击力以及由此引起的运动部件的惯性力是锻锤受力分析和主要零部件强度校核的依据。同一能量锻锤的打击力，与锻件大小、形状和变形温度有关，即使是每一次打击过程中打击力也是变化的。第三节锻锤的工作特性三、锻锤的打击力44曲柄压力机工作原理及结构组成曲柄压力机类型及技术参数曲柄滑块机构的工作特性专用曲柄压力机§1.2曲柄压力机45第一节曲柄压力机工作原理及结构组成实质——利用曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复运动可用于多种成形工艺，如冲压、挤压、模锻、精压、粉末冶金、剪切等46第一节曲柄压力机工作原理及结构组成47能源系统——为设备运行提供能量（电动机、飞轮）传动系统——传递能量至工作机构（传动轴、皮带轮、齿轮等）工作机构——将曲轴的旋转变为滑块的往复运动（曲柄、连杆、滑块等）操纵与控制系统——控制设备的运行（离合器-制动器、电子监测装置等）支承部件——将机器各部分连为一个整体并承受工作负荷（机身、导轨等）辅助机构——如安全生产、润滑、气垫等第一节曲柄压力机工作原理及结构组成结构组成48刚性传动，滑块运动具有强制性质a.上下死点、运动速度、闭合高度等固定——便于实现机械化和自动化b.定行程设备——自我保护能力差工作时形成封闭力系a.不会造成强烈冲击和振动b.不允许超负荷使用一个工作循环中负荷作用时间短，大部分为无负荷的空程。曲柄压力机的特点第一节曲柄压力机工作原理及结构组成49板料冲压压力机通用压力机拉深压力机板料高速自动机板冲多工位压力机体积模锻压力机热模锻压力机挤压机精压机平锻机冷墩自动机精锻机剪切机板料剪切机棒料剪切机按工艺用途分类第二节曲柄压力机类型及技术