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材料成型设备材料成型设备第二章曲柄压力机材料成型设备材料成型设备2.1概述压力机是用来对放置于模具中的材料进行压力加工的机械。压力机按照工作原理分类：液压机：使用液体传动，气动压力机：使用气体传递压力，电磁压力机：利用电磁力工作，机械传动类压力机：机械机构传递压力。机械传动类压力机分为：曲柄压力机，螺旋压力机材料成型设备材料成型设备曲柄压力机分类曲柄压力机是冲压及锻压生产中广泛使用的一种压力加工设备。按照工艺分为：通用压力机，专用压力机。通用压力机用于多种工艺用途，如冲裁、弯曲、成形、浅拉深等。专用压力机用途较单一，如拉深压力机、板料弯折机、剪切机、挤压机等。材料成型设备材料成型设备曲柄压力机分类（续1）按照外形分为：开式压力机，闭式压力机。开式压力机的机身形状类似英文字母C，特点：机身刚度差，在工作负荷下会产生角变形，主要用于小吨位场合。闭式压力机的机身左右两侧是封闭的。特点：机身形状对称，刚度高，精度好，大、中型压力机几乎都采用此结构。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备曲柄压力机分类（续2）按照运动滑块个数分类：单动压力机双动压力机，三动压力机目前使用昀多的是单动压力机，双动和三动压力机主要用于拉深工艺。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备曲柄压力机分类（续3）按照曲柄连杆数单点压力机，双点压力机。四点压力机（用于大吨位压力机）。按照机构传动的位置上传动式压力机，底传动式压力机。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备2.2曲柄压力机的工作原理和结构2.2.1工作原理图2-1JB23—63开式曲柄压力机工作原理1-电动机2一小带轮3一大带轮4一小齿轮5一大齿轮6一离合器7一曲柄8一制动器10一滑块11一上模12—下模13垫板14一工作台15一导轨16一机身材料成型设备材料成型设备1、传动系统：由带传动、齿轮传动机构将电动机的运动传递给工作机构。2、工作机构：由曲柄滑块机构将传动系统的旋转运动变为滑块的往复运动。3、操纵系统：由离合器、制动器等控制系统，保证压力机安全、准确地运转。4、能源系统：电动机＋飞轮。5、支承部件：机身、工作台和紧固件等。6、辅助系统：过载保护装置、打料装置、润滑系统等。2.2.2结构组成材料成型设备材料成型设备2.2.3主要技术参数1、标称压力及标称压力行程2、滑块行程3、滑块行程次数4、昀大装模高度及装模高度调节量5、工作台尺寸（平面尺寸和漏孔尺寸）6、模柄孔尺寸材料成型设备材料成型设备2.2.4曲柄压力机的型号（略）根据JB／T9965—1999的规定，曲柄压力机型号由汉语拼音、英文字母和数字表示，表示方法如下：J(口)口口一口(口)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)如：J31—315材料成型设备材料成型设备2.3曲柄滑块机构2.3.1曲柄滑块的运动规律材料成型设备材料成型设备2.3.2曲柄滑块的驱动形式1、（纯）曲轴驱动式曲柄半径R较大，适用于滑块行程较大的压力机。2、偏心轴驱动式曲柄颈短而粗，支座间距小，结构紧凑，刚性好。缺点是偏心直径大，摩擦损耗多，制造困难，适用于行程小的压力机。3、曲拐驱动式曲拐颈在轴的一端，形成悬臂，刚性较差。适用于开式单柱压力机。4、偏心齿轮驱动式应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负荷分配合理，加工制造也方便，但偏心轴直径大，有一定磨损功耗。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备曲轴驱动式组成：曲轴，连杆、滑块特点：Í1、可设计成较大的曲柄半径，但曲柄半径一般是固定，即行程不可调。Í2、曲轴在工作中既受弯矩，又受扭矩，且所受力不断变化，故对曲轴的加工要求较高。Í3、大型曲轴的锻造困难，故曲轴式的曲柄滑块机构在大型压力机上受到限制。材料成型设备材料成型设备曲拐轴驱动式组成：曲拐轴、偏心套、调节螺杆、连杆体、滑块特点：Í1、通过改变偏心套在曲拐轴颈上的相对位置，改变曲柄半径的大小，从而调节行程。Í2、曲拐轴式曲柄滑块机构便于调节行程，结构简单，但由于曲柄旋伸，受力情况较差，主要在中、小型压力机上应用。材料成型设备材料成型设备偏心齿轮驱动式组成：偏心齿轮、轴芯、连杆体、调节螺杆、滑块特点：Í1、偏心齿轮的偏心颈相对于芯轴有偏心距，相当于曲柄半径。Í2、偏心齿轮在工作时只传递扭矩，弯矩由芯轴承受，因此偏心齿轮和芯轴的受力情况比曲轴好，且芯轴刚度较大，偏心齿轮的锻造比曲轴锻造容易，故偏心齿轮驱动的方式常用于大、中型压力机。材料成型设备材料成型设备2.4连杆机构1、球头式连杆2、柱销式连杆Í一般柱销式连杆Í柱面式连杆3、柱塞导向连杆材料成型设备材料成型设备球头式连杆材料成型设备材料成型设备一般柱销式连杆材料成型设备材料成型设备柱面式连杆材料成型设备材料成型设备柱塞导向连杆材料成型设备材料成型设备2.5装模高度调节机构调节连杆长度（图2-10、图2-11）调节滑块高度（图2-12）调节工作台高度材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备2.6滑块与导轨结构滑块外形：Í压力机滑块是箱形结构，上部与连杆连接，下部有T型槽或模柄孔，用于安装模具的上模。（图）滑块作用：Í在曲柄连杆驱动下，沿机身导轨z做上、下往复运动，并直接承受上模传递的工作负荷。滑块要求：Í有足够的强度，导向面与导轨之间的间隙要合适。材料成型设备材料成型设备导轨形式：双对称布置的90度V型导轨Í（多数开式压力机使用）矩形导轨Í（导向精度高，磨损小，间隙调整比v型困难）四面斜导轨Í（是个推拉螺钉调整，滑块运动精度高，调节困难）八面平导轨Í（精度高，调节方便）材料成型设备材料成型设备2.7离合器与制动器离合器与制动器Í是控制曲柄滑块机构运动和停止的关键部件。离合器：Í实现工作机构与传动机构的接合与分离。制动器：Í在离合器断开运动时使滑块迅速停止在所需要的位置。材料成型设备材料成型设备分类刚性离合器：Í依靠接合零件把主动部分和从动部分刚性连接起来。摩擦离合－制动器：Í摩擦离合器依靠摩擦力使主动部分与从动部分接合起来，摩擦制动器依靠摩擦传递扭矩并吸收动能。带式制动器：Í安装在曲轴一端，通常和刚性离合器配合使用。材料成型设备材料成型设备转键式离合器结构和工作原理材料成型设备材料成型设备转键式离合器的操作机构材料成型设备材料成型设备转键式离合器的特点：Í结构简单，易于制造，Í运行条件简单，加工、运行、维护成本低，Í但由于它是刚性结合，有较大冲击，Í且起动后一定要运行一个周期而停在上死点，不能紧急刹车，安全性不高，Í同时无法寸动，对模具的安装调整也带来不方便，Í它一般用在1000KN以下的压力机。材料成型设备材料成型设备带式制动器作用：Í吸收从动部分的动能，让滑块及时停止在相应的位置上。（1）偏心带式制动器Í结构简单，制动可靠，Í但增加了压力机的能耗，Í摩擦材料的磨损很严重。Í通常在小型压力机上Í与刚性离合器配套。材料成型设备材料成型设备（2）凸轮带式制动器（3）气动带式制动器材料成型设备材料成型设备摩擦离合器-制动器材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备摩擦离合器的特点：1、动作协调，能耗降低，能在任意时刻进行离合操作，实现制动，加大了操作的安全系数；2、实现寸动；3、结合平稳无冲击，工作噪声小；4、结构复杂，加工和运行维护成本较高，需要压缩空气做动力源。材料成型设备材料成型设备离合器与制动器的安装位置单级传动压力机的离合器和制动器Í只能安装在曲轴上。刚性离合器Í不适合在高速下工作，一般安装在曲轴上，Í此时制动器也随之安装在曲轴上。摩擦离合器Í通常与飞轮安装在同一传动轴上。Í行程较高的小型压力机也有安装在曲轴上的。材料成型设备材料成型设备2.7辅助装置为了使压力机正常运转，提高生产率，扩大工艺范围，确保压力机安全，在压力机中常附加各种辅助装置。1、过载保护装置2、拉深垫3、滑块平衡装置4、推料装置5、气动系统材料成型设备材料成型设备2.7.1过载保护装置过载保护装置Í防止压力机发生过载.分类：Í破坏式（剪板式、压塌块式）Í非破坏式（液压式、机械式、电动式）。1、压塌块式过载保护装置2、液压式过载保护装置材料成型设备材料成型设备2.7.1.1压塌块式过载保护装置分为单剪切面和多剪切面两种。（图2-10、2-11）小型压力机一般采用单剪切面压塌块保护装置。中型压力机多采用双剪切面压塌块保护装置。通常安装在滑块部件中，作用在滑块上的压力全部通过压塌块传递给连杆。当压力机过载时，压塌块被剪断，此时连杆可继续运动而滑块停止运动，从而保证零件不过载。铸铁材料制造，装置简单，紧凑，制造方便，价格低廉。缺点：不能准确限制过载力。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备2.7.1.2液压式过载保护装置用液压垫代替压塌块作为过载保护装置。当压力机出现过载时，液压压力升高自动打开卸荷阀释放压力。一般用在大中型压力机上。优点：非破坏性的，通过调节压力可以获得准确的保护负荷，动作灵敏可靠缺点：制造费用较高，并且溢流阀经常开启，容易损坏。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备2.7.2拉深垫拉深垫是大、中型压力机上采用的压料装置，踏在拉深时压住坯料的边缘防止起皱。配用拉深垫可使压力机的工艺范围扩大。单动压力机配装拉深垫具有双动压力机的效果，双动压力机配装拉深垫可作三动压力机使用有气垫和液压气垫两种，安装在压力机底部。材料成型设备材料成型设备拉深垫应用简图材料成型设备材料成型设备气垫1、单层活塞式气垫优点：使用一个活塞，结构简单，活塞较长，能承受一定的偏心载荷，工作可靠。同时空气容量大，不需要储气罐。价格便宜。缺点：受到压力机下方安装空间的限制，工作压力有限。材料成型设备材料成型设备气垫(续)2、多层活塞式气垫优点：空间需求较小，压紧力为相同界面尺寸的单层气垫的近3倍。缺点：气垫行程和工作容积较小，需要另外配备储气罐以降低压强波动。材料成型设备材料成型设备液压气垫大型单点压力机或多工位压力机等，由于工作台台孔尺寸的限制，使用三层活塞气垫也不能满足要求，则采用液压气垫。优点：结构紧凑，能以较小体积获得较大的压料力。缺点：结构复杂，制造工作量大，压边力的波动比纯气垫大。材料成型设备材料成型设备2.7.3滑块平衡装置缘由：由于传动系统各连接点都存在间隙，在滑块重力的作用下偏向一侧，在有工作负荷时，工作负荷于滑块重力方向相反，间隙被推向相反的一侧，造成撞击和噪声，并且加快设备的损坏。为消除这种现象，所以设置滑块平衡装置。在大中型压力机和高速压力机，平衡装置尤为重要。材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备2.7.4推料装置冲压后工件或废料可能留在上模内，为了使之及时脱离模具，保证下一次冲压的顺利进行，在滑块中设置推料装置。分为刚性推料装置和气动推料装置。刚性推料装置结构简单，动作可靠，应用广泛。缺点是推料力及推料位置不能任意调节。气动推料装置推料力和推料行程容易调节，便于自动化操作。缺点是结构复杂，且受气缸尺寸和气压大小的限制，在有些冲压工艺中可能会出现推料力不够的现象。材料成型设备材料成型设备2.7.5气动系统材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备2.8压力机的选择1、类型选择2、规格选择标称压力、滑块行程、行程次数、工作台面尺寸、模柄尺寸或滑块下底面尺寸、封闭高度或装模高度、压力机的功率材料成型设备材料成型设备2.8专用曲柄压力机拉深压力机对复杂形状的大型薄板成形件，特别是汽车覆盖件，宜在专用的拉深压力机上进行。（1）双动拉深压力机的工艺特点a.稳定可靠的压边力b.运行平稳无冲击c.易于机械化操作d.合适的拉深速度材料成型设备材料成型设备（2）双动拉深压力机的结构材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备材料成型设备冷挤压机用