冲压与塑料成型其他冲压设备.ppt

2020 4 18 冲压与塑料成型 全国高职高专数控模具规划教材 2020 4 18 第三章其他冲压设备 3 1拉深压力机 学习拉深压力机的类型和型号识别学习双动拉深压力机结构 工作原理和基本参数 2020 4 18 3 1 1拉深压力机的用途及特点 用途 将板料拉深成各种筒形件 盒形件以及像汽车覆盖件那样的复杂空心件 或用于进一步改变制件形状的成形 2020 4 18 特点 拉深压力机带有压边装置 拉深压力机滑块在拉深时保持较低而均匀的合适的工作速度 拉深压力机有较大的工作能量 2020 4 18 3 1 2拉深压力机的类型和主要技术参数 拉深压力机 机械式拉深压力机 液压式拉深压力机 按驱动方式 按主要用途 通用拉深压力机 专用拉深压力机 单动拉深压力机 双动拉深压力机 三动拉深压力机 上传动拉深压力机 下传动拉深压力机 按传动方式 单点拉深压力机 双点拉深压力机 按滑块连杆数 闭式拉深压力机 开式拉深压力机 按机身结构 四点拉深压力机 2020 4 18 单动拉深压力机 结构简单 造价较低 性能良好 双动拉深压力机 用于拉深复杂零件 它有内滑块和外滑块两个滑块 外滑块用于压边 又称为压边滑块 内滑块用于拉深 又称为拉深滑块 外滑块在机身导轨内作往复运动 内滑块在外滑块的导轨内作往复运动 三动拉深压力机 有3个滑块 压力机上部有一个拉深滑块和一个压边滑块 它们共用一个驱动系统 结构与双动拉深压力机相同 压力机下部有一个下拉深滑块 由另一个驱动系统控制 若不用这个滑块 将它脱开就成为双动拉深压力机 2020 4 18 表3 1拉深压力机的分类及组型代号 2020 4 18 3 1 3双动拉深压力机结构简介 1 J44 80型下传动双动拉深压力机 结构组成及装配关系 电动机通过带轮 齿轮驱动大齿轮1转动 拉深滑块12上的中央螺杆10安装凸模 压边滑块9上装有压边圈 工作台6上装有凹模 中央螺杆和压边滑块上都装有装模高度调节装置 由另外的电动机通过蜗杆蜗轮带动4个侧螺杆11 促使压边滑块9及中央螺杆上下移动 调节压边滑块的装模高度 2020 4 18 工作过程 大齿轮1转动时 主轴3带动凸轮2转动 凸轮2通过滚轮4带动工作台6上行 使压边滑块9上的压边圈与工作台6上的凹模接触 当模具压边圈与凹模接触时工作台停止运动 大齿轮1的转动通过轴销5 拉杆7便带动拉深滑块12上的凸模下行进行拉深成形 拉深完毕时 大齿轮转动使拉深滑块回升 然后工作台回落 通过顶件装置将拉深件顶出 2020 4 18 图3 1J44 80型下传动双动拉深压力机 图3 2J44 80型下传动双动拉深压力机结构图1 大齿轮2 凸轮3 主轴4 滚轮5 轴销6 工作台7 拉杆8 机身9 压边滑块10 中央螺杆11 侧螺杆12 拉深滑块13 平衡缸 2020 4 18 滑块运动速度曲线近似于正弦曲线 曲柄转角在90 附近时滑块运动速度最快 而对于高拉深件的成形 其工作角也接近90 为使拉深变形速度不致太快 要限制压力机的滑块行程次数 故生产率较低 适用于中小件的拉深成形 图3 3曲柄滑块机构驱动滑块的工作循环图1 内滑块行程曲线2 外滑块行程曲线 2020 4 18 2 J44 80型双点双动拉深压力机 工作原理 外滑块行程小于内滑块行程 在内滑块开始拉深之前 外滑块提前10度 15度压紧坯料 然后内滑块进行拉深成形 在内滑块拉深过程中外滑块始终以不变的恒定压力使坯料处于压紧状态 拉深完毕内滑块回程 外滑块大约滞后10度 15度回程以使拉深件不致卡在凸模上 工作部分 内滑块 外滑块 凸模 板料 凹模 托板 压边圈 2020 4 18 图3 4JB46 315型双点双动拉深压力机 图3 5双动拉深压力机工作部分结构简图1 内滑块2 外滑块3 凸模4 板料5 凹模6 托板7 压边圈 2020 4 18 图3 6多连杆机构驱动滑块的工作循环图1 内滑块行程曲线2 外滑块行程曲线V 内滑块速度曲线 外滑块压边处于极限位置时的运动速度接近零 对材料冲击小 压边平稳 而内滑块与凸轮或一般曲柄滑块机构驱动的情况相比 其运动速度较低 能较好地满足拉深速度的需要 而回程又有较高的速度 2020 4 18 3 双动拉深压力机基本参数的关系 最大拉深件的高度约为0 475 s为内滑块行程 外滑块公称压力与内滑块公称压力之比为0 55 1 0 下限适用于单点双动拉深压力机 上限适用于双点或四点双动拉深压力机 外滑块行程为内滑块行程的60 70 2020 4 18 3 2板料多工位压力机 学习板料多工位压力机的用途 特点 类型和主要技术参数 学习板料多工位压力机的结构 2020 4 18 3 2 1板料多工位压力机的用途及特点 用途 多工位冲压工艺 工作原理 将一个零件的各道加工工序按冲压顺序布置在压力机的各个工位上 在滑块的一次行程内完成全部工序的加工 各工位坯料用送料机构传送 在连续行程时 滑块每分钟的行程次数就是每分钟生产的零件数 2020 4 18 图3 7多工位压力机相互动作关系图 2020 4 18 特点 板料多工位压力机滑块上有许多小滑块 每个小滑块按冲压工艺要求安装上模 工作台上安装相应的下模 每个小滑块可单独调节装模高度 各工位模具都有各自可靠的顶料机构 各工位的冲压件依靠夹板上的夹钳或定位装置定位 板料多工位压力机上 自动送料机构 工位间传递机构及主滑块与主轴采用机械连接 三者之间的运动可以保持同步 协调 2020 4 18 特点 压力机采用摩擦离合器与制动器 使压力机工作平稳 动作可靠 为了防止坯料落料时引起的滑块振动 影响其他工序的冲压精度 大型多工位压力机常在其他压力机上落料 或在多工位压力机左侧的侧滑块上落料 将坯料送至第一工位 然后由夹钳送到第二工位去冲压 在这种情况 第一工位是空工位 或称为接料工位 2020 4 18 对模具设计的要求 各个模具的下模高度必须一致 为了在各工位间传送制件 各个模具的下模工作面必须一致 形成送料平面 以便于工位间传递制件 为了各工位间的传递 模具的导柱安装在上模 随上模运动 导套装在下模上 中间工序的冲孔废料要从模具中排除 下模设有排除废料装置 2020 4 18 3 2 2板料多工位压力机的类型和主要技术参数 类型 按工序间制件的传递方向分为 直线传递式纵横传递式回转传递式 2020 4 18 主要技术参数 公称压力工位数工位距滑块行程每分钟行程次数 图3 8多工位压力机J72 30T 2020 4 18 板料多工位压力机的主参数与型号 板料多工位压力机的主参数为公称压力 对于多工位压力机的型号 以Z81 125为例说明 Z81 125125 公称压力为1250kN的板料多工位压力机 2020 4 18 选择压力机技术参数时的注意事项 滑块行程S要考虑冲压件的高度A和夹钳的送料过程 此时滑块仍在回程 一般取S 3h 每个工位的最大冲压力不允许超过压力机公称压力的1 3 应根据冲压坯料的最大直径D和模具强度来确定工位距 对圆形件一般取工位A 1 2D 对矩形件一般取A 1 5D 并可在不影响压力机生产效率的情况下 适当增加冲压工序 以简化模具结构 提高模具寿命 确定工位数时应注意留有余地 可适当增加空工位 送料线高度一般取零件高度的3 4倍 2020 4 18 3 2 3多工位压力机结构简介 图3 9多工位压力机 结构组成 传动系统机身滑块及打料装置材料的传动送进装置夹板机构气垫 2020 4 18 图3 10Z81 125主体结构图 图3 11多工位压力机传动示意图1 电动机2 离合器3 制动器4 轴5 双曲轴6 凸轮7 拉杆8 主滑块9 斜楔板10 摇臂11 拖板12 送料机构13 轴14 滚轮15 夹板16 锥齿轮17 带轮 2020 4 18 1 传动机构工作过程 多工位压力机的主传动机构与一般机械压力机基本相同 工作机构大部分采用曲柄滑块机构 少数采用多连杆变速机构 通过带轮 齿轮两级减速 将运动传递给双曲轴 由于多工位压力机左右尺寸较大 所以曲轴一般采用双边传动 和滑块 双曲的左端通过锥齿轮16 轴13将运动传递给送料机构12 使其送料与曲轴运动协调 双曲轴的右端通过凸轮6 拉杆7 摇臂10 拖板11控制夹板的进退动作 2020 4 18 矩形滑块两侧各装有斜楔板以控制夹板的张合运动 其进 退与张 合过程如图3 12所示 图3 12夹板机构动作示意图1 坯料2 夹板3 夹钳4 工件 2020 4 18 2 机身 多工位压力机一般采用焊接组合闭式机身 闭式机身又分双柱式 三柱式和四柱式 也有少量小吨位压力机采用开式机身的 3 材料的传动送进装置 多工位压力机用的冲压材料常用卷料和平片 落料件 两种 尤以卷料多见 卷料送进一般采用辊式送料装置 这种装置对平片的厚度有一定的要求 故在使用上有一定的限制 2020 4 18 4 滑块及打料装置滑块 一般均为箱体结构 滑块根据需要设置了多个工位 各工位上又单独设置了小滑块 小滑块通过螺钉装于滑块箱体中 大型多工位压力机的主滑块均装有液压超载保护装置 某些多工位压力机各小滑块有单独的液压超载保护装置 小滑块上一般装有气动式或机械式打料装置 装模高度的调节 装模高度的调节视压力机的类型不同而有所区别 对大型多工位压力机 一般设置主滑块调节装置 粗调 和小滑块调节装置 微调 对中 小型多工位压力机 一般只在小滑块上设置装模高度调节装置 中小型压力机所用的滑块的装模高度可通过调节螺杆3来实现 并由锁紧螺钉2锁紧 调节时需使用专用扳手 2020 4 18 图3 13滑块及打料装置1 主滑块箱体2 锁紧螺钉3 调节螺杆4 摆杆 5 凸轮板6 螺钉7 滑块 机械式打料装置工作原理 摆杆4逆时针转动 由固定在机身上的凸轮板5驱动 凸轮板的位置可通过螺钉6进行上下调节 在冲压过程中为了不使冲压制件冲完后被上模带走 一般在上模与下模脱离前 便开始打料 以保证各工位上的制件能正确处在各工位的送料平面上 便于夹板夹持送进 2020 4 18 6 夹板机构 夹板 多工位压力机上各工位间的工件传递可通过夹板的张合 进退完成 夹板可以完成夹紧 送进 松开 退回4个动作 可将各工位上的工件顺序向右传递 进行冲压加工 5 气垫 为了适应多工位压力机各工位的压边力和顶料力不同的要求 在压力机各工位上一般配置有结构相同但层数不同的多层式气垫 由于工位距的限制 这种气垫的尺寸一般不大 2020 4 18 夹板的张合机构 横向夹紧机构 滑块两侧装有斜楔板1 当滑块下行时 斜楔板将夹板3撑开 使固定在夹板上的夹钳2脱离制件 滑块回程时 在弹簧4的作用下 夹板向中心合拢 夹紧制件 完成张合运动 通过螺钉5可调节夹紧力的大小 该机构还设置了夹板的临时张开机构 可随时利用手柄控制的杠杆系统6将夹板松开 以适应试冲 模具调整 故障排除等情况的需要 图3 14夹板张合机构1 斜楔板2 夹钳3 夹板4 弹簧5 螺钉6 手柄控制杠杆系统 2020 4 18 3 3螺旋压力机 学习摩擦式 电动式 液压式和离合器式螺旋压力机的结构和工作原理 学习螺旋压力机的工艺特性 2020 4 18 3 3 1螺旋压力机的工作原理和分类 螺旋压力机是用螺杆 螺母作为传动机构 并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械 图3 15螺旋压力机 2020 4 18 工作原理 工作时 电动机使飞轮加速旋转以储蓄能量 同时通过螺杆 螺母推动滑块向下运动 滑块接触工件时 飞轮被迫减速至完全停止 储存的旋转动能转变为冲击能 通过滑块打击工件 使之变形 打击结束后 电动机使飞轮反转 带动滑块上升 回到原始位置 图3 163000kN双盘摩擦压力机结构图1 机身2 滑块3 螺杆4 斜压板5 缓冲圈6 拉紧螺栓7 飞轮8 传动带9 11 摩擦盘10 传动轴12 锁紧螺母13 轴承14 支臂15 上横梁16 制动装置17 卡板18 操纵装置19 拉杆20 顶料器座 2020 4 18 图3 17螺旋压力机的传动类型1 机架2 滑块3 电动机4 螺杆5 螺母6 带7 摩擦盘8 飞轮9 操纵气缸10 大齿轮 飞轮 11 小齿轮12 液压马达13 液压缸14 电动机定子15 电动机转子 飞轮 16 回程缸17 离合器 特点 万能性强 可用于模锻 冲裁 拉深等各种工艺 结构简单 制造容易 应用广泛 生产率和机械效率低 2020 4 18 设备工作特征 无固定下死点 对较大的模锻件可多次打击成形 可进行单打 连打和寸动 打击力与工件的变形量有关 变形大时打击力小 变形小 如冷击 时打击力大 与锻锤相似 它的滑块速度低 约0 5米 秒 仅为锻锤的1 10 打击力通过机架封闭 故工作平稳 振动比锻锤小得多 不需要很大的基础 装有打滑保险机构 将最大打击力限制在公称压力的2倍以内 以保护设备安全 2020 4 18 分类 按传动机构的类型可以分为 摩擦式 电动式 液压式 离合器式 按螺旋副的工作方式分为螺杆直线运动式 螺杆旋转运动式和螺杆螺旋运动式三大类 按螺杆数量分为单螺杆 双螺杆和多螺杆式 按工艺用途分为粉末制品压力机 万能压力机 冲压用压力机 锻压用压力机等 按结构形式分为有砧座式和无砧座式等 2020 4 18 图3 18螺旋副的工作方式 2020 4 18 3 3 2摩擦压力机 工作原理 电动机通过摩擦盘带动飞轮轮缘而使飞轮旋转 双盘式摩擦压力机应用最广 特点 动作较快 可使滑块停在行程内的任意位置 一旦超负荷时 只引起飞轮与摩擦盘之间的滑动 而不致损坏机件 图3 19摩擦压力机操纵系统原理图1 分配阀液压缸2 分配阀3 液压缸4 活塞5 操纵手柄6 拨叉7 曲杆8 操纵杆9 控制杆10 上碰块11 上行程限位板12 下行程限位板13 下碰块14 弹簧15 压力计16 溢流阀17 液压泵18 电动机19 油箱 2020 4 18 图3 20J53 2500T双盘螺旋摩擦压力机 图3 21FPRN系列摩擦螺旋压力机 2020 4 18 工作过程 1 冲压 压下操纵手柄5 分配阀2被上提 压力油进入液压缸的上腔 在油压作用下活塞4拉下操纵杆8 通过曲杆7和拨叉6使传动轴右移 左摩擦盘压紧飞轮驱动飞轮旋转 使滑块向下运动 在将接触工件时 滑块上的下行程限位板12和控制杆9的下碰块13相碰 使手柄和分配阀回到中间位置 这时液压缸上 下腔均与油箱19相通 操纵杆在弹簧力作用下也处于中间位置 于是两个摩擦盘均与飞轮脱开而保持一定的间隙 此时运动部分便以所积蓄的能量来进行冲压 2020 4 18 2 冲压结束 滑块回程冲压完后 将操纵手柄提起 分配阀被压到下面位置 压力油通人液压缸下腔 推动活塞向上运动将操纵杆顶起 拨叉便将传动轴向左推动 右摩擦盘压紧飞轮 驱动飞轮反转 使滑块回程向上 当滑块回程接近行程上止点时 固定在滑块上的上行程限位板11与控制杆9上的上碰块10相碰 迫使操纵手柄和分配阀回到中间位置 于是两个摩擦盘便与飞轮脱开 运动部分靠惯性继续上升 随即由制动装置进行制动 使滑块停止在预设的上止点 2020 4 18 3 采用气动操纵系统的摩擦压力机的工作循环 两个气缸2 6分别固定在左右两个支撑座上 当向下行程开始时 右边气缸6进气 活塞经4根小推杆使摩擦盘压紧飞轮 搓动飞轮旋转 滑块加速下行 在冲压工件前的瞬间 气缸排气 靠横轴两端的弹簧复位 使摩擦盘与飞轮脱离接触 滑块靠积蓄的动能打击工件 冲压完成后 开始回程 此时左边的气缸2进气 推动左边的摩擦盘压紧飞轮 搓动飞轮反向旋转 滑块迅速提升 至某一位置后 气缸排气 摩擦盘靠弹簧与飞轮脱离接触 滑块继续自由向上滑动 至制动行程处 制动器动作 滑块减速 直至停止 即完成了一次工作循环 2020 4 18 图3 22采用气动操纵系统的摩擦压力机1 7 手轮2 6 气缸3 摩擦盆4 横轴5 挡板8 飞轮9 主螺杆10 主螺母11 滑块12 机身 图3 23制动器结构图1 气缸2 活塞3 弹簧4 制动块 2020 4 18 制动器工作原理 制动器安装于滑块的上部 当气缸1下腔进气时 活塞2的推力和弹簧3的预压力一起推动制动块4 制动飞轮下端面 若上腔进气 下腔排气 活塞克服压缩弹簧的力 将制动块拉下 与飞轮下端面脱离 该制动装置的优点是在停机停气时 弹簧能保持制动块压紧飞轮 而使滑块不能自由下落 滑块为U形结构 其导向比箱形结构长 承受偏心载荷的能力强 2020 4 18 飞轮工作原理 飞轮为打滑飞轮 外圈6由拉紧螺栓4和碟簧7夹紧在内圈2上 当冲压载荷超过某一预定值时 外圈打滑 消耗能量 降低最大冲压力 达到保护压力机的目的 图3 24打滑飞轮结构图1 主螺杆2 内圈3 摩擦片4 拉紧螺栓5 摩擦材料6 外圈7 碟簧8 压圈 2020 4 18 工作前认真检查操纵系统是否正常 刹车机构 上下限位挡铁等安全装置是否完整可靠 润滑系统是否正常 装卸模具要停车进行 调整模具时 开车需使滑块缓慢升降 模具要固定牢靠 严格控制行程 禁止水平摩擦盘顶与主轴相撞 采用带有顶杆装置的模具时 必须调整好上下限位挡铁 缓慢试压 以防顶坏模具 在进行压印和校正等刚性冲击时 其行程不宜超过最大行程的65 工作完毕后 切断电源 整理现场 做好交接班 摩擦压力机的安全操作 2020 4 18 3 3 3液压螺旋压力机 特点 工作速度较高 生产率较高 便于采用能量预选和工作过程的数控 操作方便 容易实现压力机以最佳的能耗工作 成本较高 一般液压螺旋压力机都为较大型设备 2020 4 18 液压螺旋压力机 液压缸传动式压力机 液压马达传动式压力机 螺旋运动液压缸式压力机 直线运动液压缸式压力机 分类 2020 4 18 1 液压马达 齿轮式液压螺旋压力机 它的飞轮是一个大齿轮5 由若干个带小齿轮6的液压马达7驱动 使之正转或反转 从而带动主螺杆3滑块2上 下运动 完成工作循环 大齿轮的厚度等于小齿轮的厚度加上滑块行程 因此 飞轮的结构尺寸很大 若干个液压马达均匀分布在飞轮的圆周上 并固定在压力机的机身上 高压油由液压泵蓄能器供给 工作原理 2020 4 18 2 螺旋液压缸式液压螺旋压力机 飞轮7的上方与主螺杆8同轴串联着副螺旋副 其导程和旋向与主螺旋副相同 副螺母4在支座上固定不动 副螺杆2 即为活塞杆 下端与飞轮7连接 上端为活塞1 高压油进入液压缸3上腔作用在活塞上时 活塞与副螺杆便相对副螺母下行并作螺旋运动 带动飞轮与主螺杆同步运动 同时飞轮加速积蓄能量 当液压缸上腔排油 下腔进油时 推动主 副螺杆反向做螺旋运动 于是滑块被提升回程 2020 4 18 图3 25副螺杆式液压螺旋压力机传动部件结构图1 活塞2 副螺杆3 液压缸4 副螺母5 支座6 尼龙十字形联轴节7 飞轮8 主螺杆 图3 24液压马达 齿轮式液压螺旋压力机示意图1 拉杆2 滑块3 主螺杆4 主螺母5 大齿轮6 小齿轮7 液压马达 2020 4 18 3 直动式液压缸式液压螺旋压力机 机身两侧装有两个液压缸3 其活塞杆与滑块铰接 当高压油进入液压缸上腔 作用在活塞上时 便推动滑块向下运动 带动主螺旋副运动 使飞轮旋转并积蓄能量 当高压油进入液压缸下腔 而上腔排油时 滑块便被提升回程 直动液压缸式螺旋压力机结构简单 制造容易 动作可靠 但主螺旋副在工作中磨损较严重 设备的传动效率也较低 图3 26直动液压缸式液压螺旋压力机1 飞轮2 主螺杆3 液压缸4 活塞5 滑块 2020 4 18 3 3 4电动螺旋压力机 图3 27电动螺旋压力机1 主螺杆2 导套3 制动器4 转子5 电动机定子6 风机 工作原理 压力机的工作是靠转子和定子之间的磁场产生的力矩 驱动转子 飞轮 正 反转 通过主螺旋副的螺旋运动 使滑块完成工作循环 2020 4 18 图3 28J58系列电动螺旋压力机 J58系列电动螺旋压力机是一种工艺适用性极强的锻压设备 它既能用于热锻 又能用于精锻 精整 既能适用于不锈钢复底锅压力焊接工艺 又能适用于钛合金叶片及其他叶片的精密锻造 具有结构简单 体积小 传动链短 操作便捷 运行安全 维修工作量小的特点 该机打击能量可准确设置 打击力有显示 可根据成型精度调节能量 打击力 以减少模具的机械应力和热接触时间 延长模具寿命 2020 4 18 结构组成 电动机定子5 安装在机身上 而电动机的转子4 即为飞轮 与主螺杆上端相连 二者均为圆筒形 转子高度为滑块行程加定子高度 由低碳铸钢制成 结构简单 加工容易 可靠性好 压力机的工作是靠转子和定子之间的磁场产生的力矩 驱动转子 飞轮 正 反转 通过主螺旋副的螺旋运动 使滑块完成工作循环 特点 传动环节少 容易制造 操作方便 冲压能量稳定 与同吨位摩擦压力机相比 每分钟行程次数提高了2 3倍 不必经常更换磨损件 近年来增长很快 并向大型化发展 2020 4 18 数控电动螺旋机 打击能量可精确设置 成形精度高 制件公差小 适合于精密锻造 模具载荷减轻 比摩擦压力机模具寿命明显提高 电耗降低 结构简单 故障率低 易于维护 无液压驱动单元 使用维护费用明显减少 可进行程序锻造 主机能自动按预先设置的每工步打击能量运行 打击后 滑块还可在下死点停顿 停顿时间能预先设置 以适应某些工艺的要求 由于采用了变频驱动 不会对工厂电网产生冲击和影响其它设备运行 行程高度方便调整 回程位置准确安装了自主研发的吨位指示器 精确控制打击力 保护主机不致超载 图3 29数控电动螺旋机 2020 4 18 3 3 5螺旋压力机的工艺特性 螺旋压力机的工作特性与锻锤相同 工作时依靠冲击动能使工件变形 工作行程结束时滑块速度减小为零 螺旋压力机的工艺适应性好 可用于模锻及各类冲压工序 螺旋压力机的滑块行程不固定 下止点可改变 工作时压力机模具系统沿滑块运动方向的弹性变形 可由螺杆的附加转角得到自动补偿 实际上影响不到制件的精度 适用于精锻 精整 精压 压印 校正及粉末冶金压制等工序 2020 4 18 优点 螺旋压力机无沉重而庞大的砧座 也不需蒸汽锅炉和大型空气压缩机等辅助设备 设备投资少维修方便 工作时的振动和噪声低 操作简便 劳动条件好 缺点 滑块行程次数低 生产率不高 承受偏心负荷的能力较差 一般只适用于单槽模锻 使用滑块连续行程工作时操纵系统必须换向 螺旋压力机还存在多余能量问题 易加剧机器的磨损和缩短受力零件的寿命 2020 4 18 3 3 6离合器式螺旋压力机 优点 打击能量高闷模时间短 模具使用寿命长抗偏载能力强生产效率高 节省能源 缺点 机器结构十分复杂 既有机械离合器传动 又有用于滑块回程的液压传动 在锻击和回程时 主螺杆和螺母的螺牙为同一受力面 润滑液不易补充 导致螺母螺牙容易磨损 2020 4 18 图3 29NPS系列压力机结构简图1 顶杆2 机身3 滑块4 螺杆5 螺母6 回程缸7 推力轴承8 飞轮9 摩擦盘10 离合器活塞11 离合器液压缸 工作原理 电动机通过V形胶带驱动飞轮朝一个方向连续旋转 当工作循环开始时 离合器结合 螺杆在很短的时间内达到飞轮转速 滑块匀速下行进行锻造使工件变形 当变形完成后离合器迅速脱开 滑块在回程缸带动下快速回到上止点 该压力机可在操作面板上预置锻压力 当实际锻压力达到预定值时 机械惯性机构迅速打开离合器的卸荷阀 使离合器液压缸快速排油 弹簧便将离合器脱开 2020 4 18 图3 30J55系列离合器式螺旋压力机 2020 4 18 3 4精冲压力机 学习精冲压力机的结构和工作原理 学习精冲压力机辅助装置的结构和特点 2020 4 18 精冲压力机的概念 精冲压力机是为完成精冲工艺的专用压力机 它能同时提供冲裁力 压边力和反压力 滑块有很高的导向精度和刚度 滑块行程速度的变化满足快速闭合 慢速冲裁和快速回程的要求 冲裁速度可以调节 有可靠的模具保护装置及其他自动检测和安全装置 实现单机自动生产 2020 4 18 3 4 1精冲工艺对压力机的要求 精密冲裁 简称精冲 是一种先进的冲裁工艺 采用这种工艺可以直接获得剪切面粗糙度Ra为3 2 0 8 m和尺寸公差达到IT8级的零件 大大提高了生产效率 图3 31齿圈压板精冲简图1 凸模2 齿圈压板3 被冲板料4 反压顶杆5 凹模6 下模座F冲 冲裁力F齿 齿圈压力F反 反向顶压力F卸 卸料力F顶 顶件力 2020 4 18 精冲实现的条件 精冲模具 精冲模按功能可分为简单模 复合模和连续模 简单模只冲外形不冲扎 复合模同时冲出外形和内形 连续模有若干个工位 用于精冲复合工艺或采用复合模结构凸凹模的强度太弱时精冲材料 除铅黄铜外 多数非铁金属和合金均可以作为精冲材料 精冲润滑剂 改善材料与模具间的润滑条件 减少摩擦 散发热量 从而达到提高模具寿命改善剪切面质量的目的 精冲设备 精冲压力机 2020 4 18 精冲过程 首先由齿圈压板 凹模 凸模和反压顶杆压紧材料 接着凸模施加冲裁力进行冲裁 此时压料力和反压力应保持不变 继续夹紧板材料 冲裁结束滑块回程时 压力机不同步地提供卸料力和顶件力 实现卸料和顶件 2020 4 18 表3 2普冲和精冲二种不同工艺方法的特点 2020 4 18 续表3 2普冲和精冲二种不同工艺方法的特点 2020 4 18 精冲工艺对压力机的要求 如图3 31所示 精冲是依靠V型齿圈压板2 反压顶杆4和冲裁凸模1 凹模5使板料3处于三向压应力状态下进行的 而且精冲模具的冲裁间隙比普通冲裁模具间隙要小 精冲剪切速度低且稳定 因此 提高了金属材料的塑性 保证在冲裁过程中 沿剪切断面无撕裂现象 从而提高剪切表面的质量和尺寸精度 由此可见 精冲的实现需要通过设备和模具的作用 使被冲材料剪切区达到塑性剪切变形的条件 2020 4 18 精冲压力机的特点 能实现精冲的三动要求 提供五方面作用力冲裁速度低且可调滑块有很高的导向精度滑块的终点位置准确电动机功率比通用压力机大床身刚性好有可靠的模具保护装置及其他辅助装置 2020 4 18 图3 32精冲压力机全套设备示意图1 精冲件和废料光电检测器2 取件 或气吹 装置3 精冲压力机4 废料切刀5 光电安全栅6 垫板7 模具保护装置8 模具9 送料装置 10 带料末端检测器11 机械或光学的带料检测器12 带料校直设备13 电器设备14 液压设备 2020 4 18 3 4 2精冲压力机的类型和结构示例 一 机械式精冲压力机 图3 33GKP F25 40精冲压力机外形图 主传动系统及其原理 包括电动机1 变速箱14 带机构13 飞轮12 离合器11 蜗杆8 蜗轮7 双边传动齿轮10 曲轴9和双肘杆机构2 电动机的转速经变速箱 带传动 蜗杆蜗轮传动和双边斜齿轮传动进行减速 变速箱为无级变速 2020 4 18 图3 34GKP F25 40传动结构简图1 电动机2 双肘杆机构3 连杆4 反向顶杆5 主滑块6 上滑块7 蜗轮8 蜗杆9 曲轴10 双边传动齿轮11 离合器12 飞轮13 带机构年14 变速箱 精冲工艺要求的滑块行程曲线 快速合模慢速冲裁快速回程 图2 35双肘杆传动滑块行程曲线 2020 4 18 优点 维修方便 行程次数较高 行程固定 重复精度高 且由于有飞轮 故电动机功率较小 缺点 压力机工作时连杆作用于滑块的力有水平分力 影响导向精度 行程曲线不可能按工艺要求任意改变 同时传动机构环节较多 累积误差较大 为控制累积误差 需采用无间隙的滚针轴承 从而提高了制造精度和制造成本 2020 4 18 二 液压式精冲压力机 图3 36液压式精冲压力机 2020 4 18 结构及工作原理 冲裁动作 齿圈压板的压边动作 反压顶杆的动作分别由冲裁活塞4 压边活塞12实现和反压活塞6完成 下工作台9直接装在冲裁活塞上 组成压力机的主滑块 利用主缸本身作为导轨 冲裁活塞快速闭模是靠液压系统中的快速回路来实现的 为防止主缸因径向变形而破坏静压导轨正常间隙 在主缸外侧增加一平衡压力缸5 图3 37Y26 630精冲液压机结构简图1 调节蜗轮2 挡块3 回程缸4 冲裁活塞5 平衡压力缸6 反压活塞7 上静压导轨8 下保护装置9 下工作台10 传感活塞11 上保护装置12 压边活塞13 上工作台14 机架15 下静压导轨16 防转臂 2020 4 18 优点 冲裁过程中冲裁速度保持不变 在工作行程任何位置都可承受标称压力 液压活塞的作用力方向为轴线方向 不产生水平分力 有利于保证导向精度 滑块行程可任意调节 可适应不同板厚零件的要求 不会发生超载现象 缺点 液压马达功率较大 液压系统维修较麻烦 对小型机而言行程次数偏低 2020 4 18 3 4 3精冲压力机的辅助装置 1 模具保护装置 通过控制滑块距工作台面的行程来保护模具 利用载荷控制压力来保护模具 图3 38模具保护装置工作原理1 反压活塞2 滑块3 浮动反压活塞4 被冲板料5 齿圈压板6 浮动压边活塞7 压边活塞 2020 4 18 2 自动送料和废料切断装置 自动送料装置 辊轴式 夹钳式 驱动方式 气动 摆动液压缸 液压马达 电 液步进电动机 废料切断装置 装在拉料辊的右侧 用来剪断冲裁后仍然保持长条状的废料 便于废料收集和现场管理 废料切断装置用气压或液压驱动 剪切长度可以预先调定 根据需要可选定压力行程若干次后切断一次 废料运送辊子用于将料尾抛出 2020 4 18 3 工件排出装置 精冲完成后 工件和废料都被顶出到上 下模的工作空间 必须迅速排出 小工件或小余料用压缩空气吹料喷嘴吹出 吹料喷嘴的位置 方向以及喷吹的时间都可以调节 压力机工作台前方左右两侧都有压缩空气接头座 供同时快速装接几个吹料喷嘴 对大工件一般用机械手取出 它由压缩空气驱动 动作迅速 机械手装在压力机的后侧 滑块回程时 它迅速进入模具工作空间 工件顶出后 即被机械手从压力机后侧取出 2020 4 18 3 5高速压力机 学习高速压力机的用途 特点 类型 结构和传动原理 2020 4 18 3 5 1高速自动压力机的用途及特点 概念 高速自动压力机是指滑块每分钟行程次数为相同公称压力通用压力机的5 9倍 并借助各种自动送料机构对板料进行冲压的特殊曲柄压力机 简称为高速自动压力机 2020 4 18 特点 1 滑块行程次数高 这是高速压力机的一个重要特性 它直接反映压力机的生产效率 2 滑块的惯性大 容易产生惯性振动 影响设备的性能 3 设有紧急制动装置 4 送料精度高 5 机床刚度和滑块导向精度高 6 辅助装置较齐 2020 4 18 图3 39高速压力机 2020 4 18 发展及应用 目前高速压力机的行程次数已从每分钟几百次发展到每分钟一千多次 吨位也从几百kN发展到上千kN 主要用于电子 仪器仪表 轻工 汽车等行业中的特大批量冲压件的生产 近年来 高速压力机的应用范围在不断扩大 数量也在不断增加 预计不久的将来 高速压力机在冲压压力机中的比例将会明显增大 2020 4 18 3 5 2高速自动压力机结构简介 图3 39高速自动压力机及辅助装置1 开卷机2 校平机构3 供料缓冲装置4 送料机构5 高速自动压力机6 弹性支承 2020 4 18 1 机身结构 高速压力机的机身结构是保证高速冲压的关键部件 除小吨位高速压力机采用开式结构外 大部分高速压力机采用闭式结构以提高机身的刚度 常见的有铸铁整体封闭架结构和钢板框架式焊接结构 为提高滑块的导向精度和抗偏载能力 部分压力机常将机身导轨导滑面延长到模具工作面以下 2020 4 18 2 传动原理 图3 40下传动高速压力机传动原理图1 电动机 无级调节 2 飞轮3 离合器4 制动器5 拉杆6 辊式送料装置7 滑块8 封闭高度调节机构9 剪断机构10 辊式送料的传动机构11 凸轮12 曲轴13 平衡器 2020 4 18 3 送料装置 高速压力机的送料装置以蜗杆凸轮式传动箱 又称柱包络蜗杆传动箱或福克森机构 带动的辊式送料装置为主 机构本身加工精度高 又由于蜗杆凸轮螺旋面的特殊形状 使得加工比较困难 另外它不能进行无级调速 当要改变送料长度时 必须更换送料辊和交换齿轮 它在大批量连续冲压中得到广泛应用 图3 41蜗杆凸轮传动箱 2020 4 18 4 其他 弹性减振装置 吸收振动 降低噪声 隔音防护装置 设置在大吨位或行程次数较高的压力机上 以改善工人劳动条件 装模高度调节机构 为了安装调节模具方便 装在高速压力机的滑块内 装模高度调节机构 为了减小滑块重量 某些压力机采用轻质合金滑块 并且将装模高度调节机构放在工作台下部 依靠工作台的升降来调节装模高度 2020 4 18 3 6数控步冲压力机 学习数控步冲压力机的特点 类型 技术参数 构造和工作原理 2020 4 18 3 6 1数控步冲压力机的用途及特点 工作原理 数控步冲压力机是利用数控技术对板料冲孔和步冲的压力机 被冲制的板料固定在工作台上 按规定的程序作左右和前后移动和定位 模具安装在压力机转塔内自动调换或安装在模具配接器中手工快速调换 采用单次冲裁方式或步冲冲裁方式冲出不同形状和尺寸的孔及零件 图3 42数控步冲压力机 2020 4 18 用途 它特别适用于单件小批量生产 图3 43J95K 30数控步冲压力机 2020 4 18 特点 1 采用高精度的滚珠丝杠和滚动导轨结构 具有较高的运动精度和可靠性 2 上下转盘中装有多副模具 以供加工时自行选用 3 采用了数控系统 使冲压工作能自动完成 4 冲压方式与普通压力机的冲压方式有较大的差异 5 冲压件精度高 6 生产率高 适合多品种 中 小批量或单件的生产 7 生产准备周期短 且可减少模具设计与制造费用 8 工人劳动强度低 除去装卸料以外 所有孔均可自动冲出 同时可节省生产的占地面积 2020 4 18 工作方式 在数控压力机上冲孔 只要装夹一次板料 就能把其上的孔全部冲出 其冲压方式是 当一种孔冲好后需要换模时 压力机把装于上下转盘中的另一副模具转至滑块下 移动工作台带动板料移到所冲位置即可冲孔 右图孔1 另外还可利用组合冲裁法冲出较复杂的孔 右图孔2 3 或利用分步冲裁法冲出冲孔力大于压力机标称压力的孔 图3 44数控步冲压力机的冲压方式 2020 4 18 3 6 2数控步冲压力机的类型及主要技术参数 数控步冲压力机 机械式数控步冲压力机 液压式数控步冲压力机 按主传动驱动方式 按模具调换方式 转塔自动换模式数控步冲压力机 手工快速换模式数控步冲压力机 开式数控步冲压力机 闭式数控步冲压力机 按机身形式 内置式数控步冲压力机 外置式数控步冲压力机 按移动工作台布置方式 直线移动换模式数控步冲压力机 侧置式数控步冲压力机 2020 4 18 主要技术参数 标称压力 在接近下死点时的压力机压力最大加工板料尺寸 最大加工板料尺寸是可安装在移动工作台上板料的最大尺寸最大板料厚度最大模具尺寸 最大模具尺寸取决于压力机转塔或模具配接器的有关尺寸工位数步冲每分钟行程次数 2020 4 18 表3 3数控步冲压力机主要技术参数 2020 4 18 结构组成 数字控制系统液压系统气动系统机械系统 3 6 2数控步冲压力机的结构 2020 4 18 一 转塔自动换模式数控步冲压力机 图3 45JK92 30数控步冲压力机外形图1 转塔2 移动工作台3 夹钳 1 工作原理 主电动机通过传动机构使滑块作上下往复直线运动进行冲压 转塔支承和悬挂在机身上 上下转盘同步回转以选择模具 液动定位销使转盘最终定位以保证上下模同心 被加工板料放置在移动工作台上 工作台纵横向送进以选择工件冲孔坐标 2020 4 18 图3 46JK92 30数控步冲压力机传动图1 滚珠丝杠2 移动工作台3 滑块4 肘杆5 连杆6 液动定位销7 蜗轮8 联轴节9 电磁离合器10 主电动机11 14 电液脉冲马达 12 转塔13 夹钳 2020 4 18 2 转塔 上 下转塔通过中心轴悬挂和支承在机身的上部和下部 转塔可在中心轴上旋转 在上转塔的上平面和下转塔的下平面各有20个上 下定位孔以使转塔最终定位 20副上 下模通过上 下模座分别安装在上 下转塔上 通过吊环调整上模的高低位置 在上转塔的圆周上有从0 19依次排列的数字 表示模具的编号 下转塔的圆周表面上有20个依次排列的发信头 分别代表某一副模具的编号 借助电器部分读出装置的配合 可自动选择模具 2020 4 18 图3 47转塔结构图1 上转塔2 上模座3 上中心轴4 吊环5 上定位孔6 下定位孔7 下中心轴8 下模座9 下转塔 2020 4 18 二 快速换模式数控步冲压力机 主电动机14通过传动系统带动曲轴5转动 再通过连杆带动滑块6上下运动 凸模配接器7及凸模装在滑块下面 凹模配接器8及凹模装在机身13的固定工作台上面 移动工作台1和移动支架3固接在一起 由Y向导轨16导向 Y向导轨固接在机身上 当固接在机身上的Y向伺服电动机10转动时 通过减速箱9和齿轮齿条使移动支架和移动工作台一起作Y向 前后 运动 移动支架上装有X向伺服电动机11 通过相应的减速箱及齿轮齿条驱动 使X向导轨2作X向 左右 运动 在X向导轨上装有夹钳12夹固板料 通过夹钳使板料在X向运动 更换模具大多数采用快速换模装置 2020 4 18 图3 48快速换模式数控步冲压力机结构简图1 移动工作台2 X向导轨3 移动支架4 离合器5 曲轴6 滑块7 凸模配接器8 凹模配接器9 减速箱10 Y向伺服电动机11 X向伺服电动机12 夹钳13 机身14 主电动机15 传动系统16 Y向导轨17 废料箱 2020 4 18 3 7数控液压折弯机 学习数控液压折弯机的滑块的运动和后档料机构的移动 2020 4 18 折弯是使金属板料沿直线进行弯曲 甚至折叠 以获得具有一定夹角 或圆弧 的工件 折弯工艺对折弯机的要求 压机的滑块带动上模相对下