第2章曲柄压力机

1、第二章 曲柄压力机第一节 曲柄压力机的工作原理与型号分类第二节 曲柄滑块机构的运动与受力特点第三节 通用曲柄压力机主要零部件结构第四节 曲柄压力机主要技术参数与选用第五节 伺服压力机第六节 专用曲柄压力机第七节 冲压生产附属设备一、工作原理 通过将电动机的旋转运动转化为滑块的往复直线运动。曲柄压力机原理图1、 传动过程 电动机1大带轮3、小齿轮4大齿轮5、曲柄7连杆9滑块10、上模11 皮带传动：平带（易打滑）；V 形带（三角带，不易打滑，可传递较大的动力）2、 多级减速的目的 降低滑块每分钟的； 增加滑块可承受的工作载荷。3、飞轮、离合器、制动器的作用 飞轮：储存和释放能量 离合：飞轮和曲轴

2、之间的离合 制动：使曲轴、连杆、滑块停止运动二、曲柄压力机的组成 工作机构 传动系统 操作机构 能源部分 支承部分 辅助部分1、 工作机构（设备的工作执行机构） 由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转化为往复直线运动。2、 传动系统 由带传动和齿轮传动组成，将能量传到工作机构。传动过程中，转速逐渐降低，转矩逐渐增加。3、 操作机构 由离合器、制动器及相应的电气器件组成。控制工作机构的运行状态，实现间歇或连续工作。4、 能源部分 由电动机和飞轮组成，开机后电动机对飞轮进行加速。压力机短时工作能量由飞轮提供（飞轮起作储存和释放能量的作用）。是否每台压力机都必须有飞轮？5、 支承部分 由机身、工作台和

3、紧固件组成，把压力机所有零部件连成一个整体。6、 辅助部分 气路系统、润滑系统、过载保护系统、气垫、快换模、打料装置、监控装置等，起到提高压力机的安全性和操作方便性的作用。三、曲柄压力机的分类1、 按机身结构来分 开式压力机 机身不封闭，呈C形，操作方便，刚性差。适用于小型压力机。 闭式压力机 机身为封闭框架，左右封闭，前后敞开，刚性好。适用于中大型压力机。2、 按滑块数量来分 单动压力机：仅一个滑块 双动压力机：有内外两个滑块，适合于大 型制件的拉深成形。能够实现： （曲柄压力机）；（液压机）。3、 按连杆数量来分 单点压力机（1个连杆） 双点压力机（2个连杆） 四点压力机（4个连杆）4、

4、按传动系统所在位置来分 上传动压力机 下传动压力机（设备重心低，运行稳定）注意： 图中有几根曲轴 曲轴旋转的方向为什么？5、 按工艺用途来分 通用曲柄压力机 拉深压力机 热模锻压力机 冷挤压机四、曲柄压力机型号表示 根据JB/T9965-1999的规定，曲柄压力机型号由表示： J () () 例如：JA23-63A（若是标准型号，则第2、7位无内容）第1位：类代号（J：机械压力机；Y：液压机）第2位：变形设计代号（表示次要参数在基本型号上所 作的改进，以A、B、C表示）第3位：压力机组别（2：开式曲柄压力机；3：闭式曲 柄压力机）第4位：压力机型别（1：固定台式曲柄压力机；2：活 动台式曲柄压

5、力机）第5位：分隔符“-”第6位：公称压力（X10KN）第7位：改进设计代号（对设备的结构和性能所作的改 进，以A、B、C表示）可倾式曲柄压力机工作台类型： O 固定台 O 可倾台 O 升降台 O 可移动台 O 回转台一、曲柄滑块机构的运动分析 滑块位移与曲柄转角的关系 滑块速度与曲柄转角的关系 滑块加速度与曲柄转角的关系t)cosLcosR()LR(s1、 滑块位移与曲柄转角的 关系 设曲柄半径为 R，连杆长度为 L，滑块速度 v向下为正，s 为 B点距下死点的距离(滑块位移2R-s)，有：令： 则有：采用幂级数展开，并取近似得：22sin111)cos1 (RsLR2cos14)cos1

6、(Rs2、 滑块速度与曲柄转角的关系 滑块速度：2sin2sinRdds.dtd.ddsdtdsdt) sR2(dv3、 滑块加速度与曲柄转角的关系 加速度（向下为正）：2coscosR2sin2sinRdd.ddv.dtd.ddvdtdva2 注意：1） 上、下死点在曲线何处？2） 滑块从何处开始运动？又停于何处？3） 曲柄旋转一周，位移、v、a有何特点？4） a、v、位移之间的积分关系是否满足？5） 各条曲线的走向问题。其实，这个图应该这样看 扭别太，图看向方个这从 还是改改角度(从180变到-180)最好采用以下设置： 坐标原点取在下死点(设此处=0)，则曲柄旋转过程中 ，滑块位移为 s

7、，位移、速度、加速度均向上为正！t .此时滑块位移及速度分别为：该式与原公式相同，但原公式用2R-S表示位移。2cos14)cos1 (Rs2sin2sinRdds.dtd.ddsdtdsv滑块加速度为： 该式与原公式差一个负号。按照上述三个公式，加速度、速度、位移三条曲线该怎么改变？2coscosR2sin2sinRdd.ddv.dtd.ddvdtdva2二、曲柄滑块机构受力分析1、 理想状态下 (忽略摩擦)tan.cosFQFFAB导轨受力：连杆受力：1） 连杆和导轨的受力 设工件变形力为 F并近似认为滑块处于静力平衡状态，则：2） 曲轴受转矩 设工件变形力为F,并近似认为滑块处于静力平衡

8、状态，则：)sin.coscos.(sin.)sin(.RFRFODFMABABABL由于：则：)2sin2(sin.)sin(.RFRFODFMABABLsin.sin1cosFFAB上述分析表明： 变形力F 一定时，角越大，则曲轴所受 的扭矩 越大，压力机易闷车。 当 一定时，机构能够承受的变形力随 角的减小而增加。即在=0时机构能够 承受的变形力最大。 看看 EXCEL图形LMLM 显然，机构能够承受的变形力与曲柄转角角有关，那这个设备的吨位究竟算多少呢？ 公称压力角 、公称压力 、 公称压力行程。思考：如何确定剪板机和拉深压力机的公称压 力和公称压力角？ggF公称压力角处：由于设备能够

9、承受的扭矩是恒定的，以 为计算依据，则设备允许的最大受力：)2sin2(sin.ggggLRFMgLM)2sin2(singggLRMF3） 压力机许用负荷图注意： 在公称压力行程以外，压力机能够承受的 力小于公称压力； 在公称压力行程以内，模具工艺力也不能 大于公称压力； 把许用负荷图作为选择设备的依据。若缺 乏许用负荷图，应使设备在公称压力及公 称压力行程范围内工作。2、 实际情形下曲柄滑块机构的受力与许用负 荷图（考虑摩擦） o 曲轴支承颈和轴承之间 o 曲柄颈和连杆轴承之间 o 连杆销和滑块之间 o 滑块和导轨之间一、曲柄滑块机构 提供模具工作所需的成形力和位移，同时提供一些辅助功能（

10、如：装模高度调节、过载保护、顶件等）。1、 几种典型的曲柄滑块机构 曲轴式 偏心齿轮式 偏心轴式 曲拐轴式 曲轴、连杆1） 曲轴式 偏心距固定不变，压力机行程不能调节，适用于行程较大的中小压力机。2） 偏心轴式 偏心距及行程可调节（加偏心套）。3） 曲拐轴式 偏心距及行程可调节（加偏心套）。注意： 以上三种结构，曲轴同时受弯矩和扭矩作 用！ 当扭矩仅从曲轴一端传入时，曲轴各段的 受力情况如何？4） 偏心齿轮式 偏心齿轮由谁来驱动？有何作用？芯轴是 否转动？ 芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负 荷分配合理，制造方便； 芯轴直径较大，有一定的磨损。适用于中 大型压力机和冷挤压机。 此处重点分析偏

11、心齿轮工作时的受力情况 然后，看看这些设备采用了何种曲柄滑块 机构生产5号电池壳的，速度很快（160次/分）曲轴式注意：轴瓦压塌块模具安装调节螺杆打料横杆 模具安装图图2-372-37注意：1） 此类连杆与滑块铰接处为何用球头？2） 连杆长度的调节（装模高度的调节） 手动调节（小型压力机，滑块较轻时） 机动调节3） 如何打料？4） 设备过载保护装置 对压塌块剪切后产生的高度差有何要求？ 前面讲过：把许用负荷 图作为选择设备的依据。 若缺乏许用负荷图，应 使设备在公称压力及公 称压力行程范围内工作。 则要求：H1H2 公称压力行程！偏心齿轮式注意：飞轮呢？连杆长度如何调？又用轴瓦？轴瓦怎么制造的

12、？ 曲拐轴式 注意： 上面那个红 色的零件 轴瓦的位置2、 滑块行程的调节（加偏心套）注意： 连杆装在哪里？ 曲拐轴回转中心在哪里？滑块行程=？3、 装模高度的调节方式 调节连杆长度 调节滑块高度 调节工作台高度 调节行程（偏心距）两个概念（见下页图）： 最大装模高度 装模高度调节量图图2-372-37调节滑块高度注意： 调节连杆长度就能调节装模高度，为什么还要用调节滑块高度呢？4、 过载保护装置 压塌块式过载保护装置 液压式过载保护装置注意：哪个面被剪切？双面剪切为何不等厚？图图2-142-14注意：阀的结构油路虚线？读懂图！图图2-152-15溢流阀 注意油管孔径！三位四通电磁阀5、 模具

13、的装夹和打料机构1） 模具的装夹上模： 模柄孔 小型模具 模柄孔、压板 中小型模具 压板、螺钉紧固 中大型模具 气压快速夹持器 快换模设备下模： 压板、螺钉紧固图图2-372-372） 打料机构：刚性打料、气动顶料图图2-162-16二、机身1、 开式机身图图2-172-172、闭式机身注意：为什么要预紧？预紧力多大为好？图图2-202-20三、 离合器与制动器想想：(机械零件)离合器和联轴器有何区别？1、 离合器（刚性离合器、摩擦离合器） 思考： 为什么要离合？ 实现间歇工作； 考虑安全； 节能； 便于给飞轮补充能量。 最好在何处离合？ 传动到飞轮后即离合。 为何不在靠近电机处离合？ （和汽

14、车离合器的位置进行比较） 没有飞轮的压力机呢？ 离合器“离”后设备的运动？ 怎么离合？汽车离合器的位置：靠近动力源汽车离合器的位置：1） 刚性离合器 依靠刚性结合零件使主动、从动部件产生连接或分离。 转键式（单转键、双转键）：最常见 滑销式 牙嵌式 滚柱式(1) 转键式离合器的结构和工作原理 工作原理 依靠转键的转动来实现飞轮和曲轴的分离和接合。 转键的结构图2-21 离合过程注意： 关闭器、弹簧及尾板的动作。 曲轴旋转一周有几个位置可以离合？ 工作机构何时动能最大？最小？ 最好在滑块行程中的何处离合？ 上死点处(便于装模，动能小易制动) 双转键离合器主键和副键的作用 双 转 键：一个主键、一

15、个副键 主键的作用：传递工作载荷和能量 副键的作用：主要是避免“超前运动”副键的作用：主要是避免“超前运动” 从动件运动速度比主动件还快！ 想一下汽车的“反拖”副键的作用： 在滑块下行时，防止因曲柄滑块机构 自重，造成曲柄转动超前于大齿轮而 造成工作键与大齿轮冲击； 可防止滑块回程时，由于拉深垫或弹 性压边圈的回弹力而引起超前； 调整模具时，能使曲柄反转。 离合器的灵敏度 注意：图中的四个槽 两个槽时：最长需要等飞轮转过一周，曲 轴和飞轮才能接合。 四个槽时：最长需要等飞轮转过 1/4周， 曲轴和飞轮就能接合。图2-21(2)转键式离合器的操作机构图图2-222-22(3) 转键式离合器的特点

16、 结构简单，易于制造 刚性结合，冲击较大 不能寸动 不能紧急停车，只能停在上死点，安全性 不高。 该种离合器多用于小型压力机。目前已较少使用，不够安全。2） 摩擦离合器(1) 分类 按照摩擦面的形状分： 圆盘式 浮动镶块式 圆锥式浮动镶块式摩擦离合器 按照工作环境分： 干式：摩擦单元露在空气中 湿式：摩擦单元浸在油里(2) 工作原理 通过摩擦盘使主动部分（飞轮）和从动部分（曲轴）分离或接合。注意：o 区分主动、从动、静止三个部分o 主动部件和从动部件的的离、合 离合器o 主动部件和始终静止部件的离、合制动器o 常态下：离合器处于离的状态（曲轴不转）离合、制动动作如何协调？同时进气同时排气图图2

17、-252-25离合、制动的动作 如果不协调？ 想想：同时踩下汽车（前驱、后驱）的油门和 制动（手刹、脚刹）会有什么效果？ 如：前驱 + 脚刹 - 前驱 + 手刹 - 如果同时将方向盘打死又怎么样？(3) 摩擦离合器的特点优点： 结合平稳，无冲击，噪声小 能在任意时刻进行离合，较为安全 可寸动（与制动器配合可随时进行 紧急刹车）缺点： 结构复杂，成本高 需要压缩空气作动力源接合时的冲击平稳 大结构复杂简单接合面相对滑动有无摩擦离合器与刚性离合器的比较2、 制动器 圆盘式制动器（如：摩擦制动器） 闸瓦式制动器 带式制动器（偏心式、凸轮式、气动式）1） 摩擦制动器图图2-252-252） 带式制动器

18、 偏心带式制动器 凸轮带式制动器 气动带式制动器图图2-232-23偏心带式制动器 制动力特点:o 整个行程中始终存在着制动作用o 滑块下行时制动力逐渐减小o 滑块上行时制动力逐渐加大图图2-242-24 气动带式制动器：进气时弹簧受压缩，制动带松开，排气时弹簧拉紧制动带，产生制动作用。 气动带式制动器和摩擦离合器配合使用，可在任意角度制动曲轴，这与经常有制动作用的制动器相比，可降低能耗和摩擦材料的磨损。思考：凸轮带式制动器的工作原理凸轮带式制动器 制动力特点:o 整个行程中始终存在着制动作用o 滑块下行时制动力较小且恒定o 滑块上行时制动力较大且恒定气动带式制动器 制动力特点:o 整个行程中

19、始终存在着制动作用o 平时制动力较小且恒定o 制动工程中(气缸排气)制动力较大且恒定总结：1） 整个行程中带式制动器始终存在着制动作 用，这会增加设备的能耗，加速摩擦材料 的磨损。因此该种制动器常与刚性离合器 配合用于小型压力机。2） 带式制动器的制动力是由弹簧提供的，有 弹簧的制动器比仅用气缸制动的制动器工 作更可靠。3） 带式制动器结构简单，散热条件好，但制 动力矩较小，只适用于小型压力机。压力机负荷属短期负荷；压力机负荷属短期负荷；根据压力机负荷特性加装飞轮可大大降低电动机根据压力机负荷特性加装飞轮可大大降低电动机功率；功率；材料变形瞬间的功率一般是周期平均功率的材料变形瞬间的功率一般是

20、周期平均功率的10倍倍以上。以上。例：用例：用J31-315冲冲10023的的Q235板，需变形力板，需变形力3150kN，变形功变形功22800J，0.2s，按效率，按效率25%计，所需功率为：计，所需功率为： N=A/(t)=456kW 而实际电机功率为而实际电机功率为30KW四、动力和传动系统1）飞轮速差导致的能量输出：）飞轮速差导致的能量输出：2）飞轮轴上的扭矩变化：）飞轮轴上的扭矩变化： 飞轮的转动惯量是指所有转动部件等效到飞轮轴上的等飞轮的转动惯量是指所有转动部件等效到飞轮轴上的等效值，不光是飞轮本身的转动惯量。效值，不光是飞轮本身的转动惯量。)(21212122210220210

21、 JJJE2、飞轮的作用7654321AAAAAAAA ）为为行行程程次次数数利利用用系系数数（为为行行程程次次数数，为为电电动动机机实实际际工工作作周周期期为为电电动动机机功功率率系系数数，取取其其中中：电电动动机机功功率率：行行程程的的平平均均能能量量来来计计算算设设计计压压力力机机时时，按按一一次次10.4CnnC1TT1.61.2KK/KAP TA1-工件变形功；工件变形功；A2-工作行程时，消耗于压边所需的功；工作行程时，消耗于压边所需的功；A3-工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦功；工作行程时，曲柄滑块机构的摩擦功；A4-工作时，压力机受力系统的弹性变形能；工作时，压力机受力系统的弹性

22、变形能；A5-压力机空程向下和向上所消耗的能量；压力机空程向下和向上所消耗的能量；A6-单次行程时，滑块停顿飞轮空转所消耗的能量；单次行程时，滑块停顿飞轮空转所消耗的能量；A7-单次行程时，离合器接合所消耗的能量。单次行程时，离合器接合所消耗的能量。)(21222104321 JAAAA冲压工作主要靠飞轮储存的能量，若忽略电动机的在这瞬冲压工作主要靠飞轮储存的能量，若忽略电动机的在这瞬间的功率，则：间的功率，则：其中其中为飞轮转速不均匀系数，一般为飞轮转速不均匀系数，一般=0.150.3，该值太，该值太大会导致电机发热；大会导致电机发热； m为飞轮平均转速。为飞轮平均转速。mmvAAAAA 2

23、1214321)(21 令令 2020mvmvAJJA 或或则则（1）A1的分配的分配 通用曲柄压力机设计时是针对冲裁工艺的，故对应某主参通用曲柄压力机设计时是针对冲裁工艺的，故对应某主参数（冲裁力）的压力机，以能冲裁一厚板为依据。数（冲裁力）的压力机，以能冲裁一厚板为依据。 一般认为冲头进入一般认为冲头进入0.45h0时板料则分离，所以做功行程为时板料则分离，所以做功行程为h=0.45h0。考虑到实际曲线形状，。考虑到实际曲线形状，A1的公式为：的公式为： A1=0.7Fgh=0.315Fgh0 这是设计压力机时对工件变形功的分配，也就是压力机的做这是设计压力机时对工件变形功的分配，也就是压

24、力机的做功能力，设计冲裁工艺时应不超过。功能力，设计冲裁工艺时应不超过。（2）板厚的确定）板厚的确定快速压力机快速压力机 h0=0.2sqrt（Fg）慢速压力机慢速压力机 h0=0.4sqrt（Fg） 力单位：力单位：kN 厚度单位：厚度单位：mm（1）传动系统的布置方式）传动系统的布置方式a上传动或下传动上传动或下传动b平行安放或垂直安放平行安放或垂直安放c大齿轮安装位置大齿轮安装位置 （图（图1、图、图2 、图、图3）密闭大齿轮密闭大齿轮 影响因素：电动机转速、滑块行程次数影响因素：电动机转速、滑块行程次数1 1、传动级数、传动级数（1 1）一级传动：）一级传动：7070次次/ /分分（2

25、 2）二级传动：）二级传动：30307070次次/ /分分（3 3）三级传动：）三级传动：10103030次次/ /分分2 2、速比分配、速比分配（1 1）第一级：带传动，）第一级：带传动，6 68 8（2 2）第二级：齿轮传动，）第二级：齿轮传动，7 79 93 3、飞轮的位置、飞轮的位置 设置在设置在300300400rpm400rpm的轴上。的轴上。1、单级传动压力机的离合器和制动器只能置于曲轴上。、单级传动压力机的离合器和制动器只能置于曲轴上。由于刚性离合器不宜在高速下工作，所以刚性离合器和制由于刚性离合器不宜在高速下工作，所以刚性离合器和制动器也必然置于曲轴上。动器也必然置于曲轴上。

26、2、采用摩擦离合器时，对于多级传动的压力机，离合器可、采用摩擦离合器时，对于多级传动的压力机，离合器可置于低速轴上，也可以置于高速轴上。置于低速轴上，也可以置于高速轴上。在低速轴上的优点：位于末端则加速和制动的功耗小；缺在低速轴上的优点：位于末端则加速和制动的功耗小；缺点是加速和制动的力矩大，导致离合器点是加速和制动的力矩大，导致离合器-制动器尺寸较大。制动器尺寸较大。3、一般地，冲次高的，离、一般地，冲次高的，离-制器多安装在曲柄轴上；而低制器多安装在曲柄轴上；而低冲次（中大型机）则将离冲次（中大型机）则将离-制器与飞轮同轴。制器与飞轮同轴。曲柄压力机的辅助装置包括以下装置：曲柄压力机的辅助

27、装置包括以下装置：拉深垫拉深垫滑块平衡装置滑块平衡装置快速换模装置快速换模装置移动工作台移动工作台气动系统气动系统润滑系统润滑系统拉深加工时压住坯料边沿防止起皱；拉深加工时压住坯料边沿防止起皱；扩大压力机的工艺范围扩大压力机的工艺范围顶料或工件底部局部成形。顶料或工件底部局部成形。1、作用、作用2、拉深垫的类型、拉深垫的类型 气垫气垫 液压气垫液压气垫（1）单活塞气垫）单活塞气垫气垫工作方式：气垫工作方式： 下行工作：冲裁压边、拉深压边，所需力较大下行工作：冲裁压边、拉深压边，所需力较大 上行工作：顶件、推料等，所需力很小上行工作：顶件、推料等，所需力很小单活塞式体积很大。单活塞式体积很大。（

28、2）多层气缸式气垫）多层气缸式气垫压紧力顶出力压紧力顶出力 压缩空气的压力压缩空气的压力活塞有效面积活塞有效面积（1）气垫的局限性）气垫的局限性 气压正常工作高限为气压正常工作高限为0.50.7MPa（2）液压气垫工作原理）液压气垫工作原理 结构结构 顶出动作顶出动作 压边动作压边动作 增压比增压比d12/d02 压力震荡、缓冲器压力震荡、缓冲器（3）其它调节功能）其它调节功能 行程调节行程调节 回程滞后回程滞后 增锁紧液压缸增锁紧液压缸 液压气垫能以较小的几何尺寸获得较大的压力，压液压气垫能以较小的几何尺寸获得较大的压力，压边力和顶出力的改变可分别通过调整控制缸中压缩空气边力和顶出力的改变可

29、分别通过调整控制缸中压缩空气的压力和液气罐中压缩空气的压力来实现。的压力和液气罐中压缩空气的压力来实现。 结构较复杂，制造精度要求高。结构较复杂，制造精度要求高。 密封橡胶填料使用寿命较短；工作缸内的油压不够密封橡胶填料使用寿命较短；工作缸内的油压不够稳定；有冲击振动、噪声、漏油。稳定；有冲击振动、噪声、漏油。1、滑块平衡装置的作用、滑块平衡装置的作用消隐滑块质量，改善曲柄滑块机构运动特性；消隐滑块质量，改善曲柄滑块机构运动特性；消除因间隙引起的冲击和噪声，使压力机运转平稳；消除因间隙引起的冲击和噪声，使压力机运转平稳；使装模高度的调节灵活轻便；使装模高度的调节灵活轻便；提高制动器灵敏度和可靠

30、性，防止因制动器失灵或连杆折断提高制动器灵敏度和可靠性，防止因制动器失灵或连杆折断时，滑块坠落而发生事故。时，滑块坠落而发生事故。2、气缸式平衡装置、气缸式平衡装置平衡缸的参数平衡缸的参数缸径：应使平衡缸产生的力大于滑块加上模具的重力之和；缸径：应使平衡缸产生的力大于滑块加上模具的重力之和；缸内腔有效长度：缸内腔有效长度：L=1.15s+H 3、弹簧式平衡装置、弹簧式平衡装置滑块滑块双头螺柱双头螺柱床身床身锁紧螺母锁紧螺母摆杆摆杆E4S-800压力机部分气动系统图压力机部分气动系统图标称压力标称压力F Fg g、标称压力行程、标称压力行程S Sg g及及标称压力角标称压力角g g 滑块行程滑块

31、行程S S2R 2R 反映了压力机工作范围反映了压力机工作范围 滑块行程次数滑块行程次数n 反映生产率反映生产率 高速冲床一般有高速冲床一般有2种模式，即调种模式，即调试模式和运行模式试模式和运行模式在设计模具时，模具在设计模具时，模具的闭合高度压力机的最的闭合高度压力机的最大装模高度。大装模高度。 工作台板及滑块底面尺寸工作台板及滑块底面尺寸 立柱间距立柱间距A和喉深和喉深C 工作台孔尺寸工作台孔尺寸 模柄孔尺寸模柄孔尺寸 封闭高度封闭高度HH最大装模高度最大装模高度H封闭高度封闭高度装模高度调节量装模高度调节量Hcab（扭曲强度限制）（扭曲强度限制）（弯扭联合限制）（弯扭联合限制）冲裁冲裁

32、压印压印弯曲弯曲冷挤压冷挤压拉深拉深冷镦冷镦 通用压力机有较大的工艺适应范围，适用于产量小、冲压性通用压力机有较大的工艺适应范围，适用于产量小、冲压性质多变的加工；产量大、冲压工艺性质稳定时，可考虑使用专质多变的加工；产量大、冲压工艺性质稳定时，可考虑使用专用压力机。用压力机。 对于精度要求不太高的中小型冲压件，尽量选用开式压力机。对于精度要求不太高的中小型冲压件，尽量选用开式压力机。对大中型和精度要求较高的冲压件生产一般应选用闭式压力机。对大中型和精度要求较高的冲压件生产一般应选用闭式压力机。若所选压力机类型与所进行的冲压工艺相对应，则可不校若所选压力机类型与所进行的冲压工艺相对应，则可不校

33、核；否则应进行设备做功校核。核；否则应进行设备做功校核。所选用压力机的最大装模高度应大于冲模的闭合高所选用压力机的最大装模高度应大于冲模的闭合高度，一般至少要大于度，一般至少要大于5mm5mm。滑块行程决定了加工件的最大高度。拉深、弯曲工序滑块行程决定了加工件的最大高度。拉深、弯曲工序一般需要较大的行程，在拉深中为了便于安放毛坯和一般需要较大的行程，在拉深中为了便于安放毛坯和取出工件，所选用压力机行程应为拉深件高度的取出工件，所选用压力机行程应为拉深件高度的2 2倍以倍以上。对于冲栽、精压等工序所需行程较小，一般不用上。对于冲栽、精压等工序所需行程较小，一般不用考虑该问题。考虑该问题。一、 伺

34、服压力机技术特点（1）滑块运动可控（2）制品精度高（3）提高生产率（4）噪声低，模具寿命长（5）简化传动环节，减少维修和节省能量二、 伺服压力机工作原理 根据伺服电动机驱动方式，伺服压力机主传动系统可分为伺服电动机直接驱动执行机构和伺服电动机通过减速驱动执行机构两种类型。1.电动机减速曲柄连杆驱动伺服压力机2.电动机减速曲柄肘杆传动伺服压力机3.电动机减速螺旋肘杆传动伺服压力机三、 伺服压力机成形工艺举例1.冲裁加工（1）静音冲裁（2）精密冲裁2.拉伸3.变行程冲压4.下死点补偿四、 伺服压力机的不足（1）设备成本高（2）对电网冲击严重一、 拉深压力机单动压力机拉深双动压力机拉深（一）拉深过程

35、1、 压边圈压紧板料 弹性压边：压边和拉深一般同时进行，单 动压力机； 固定间隙压边：先压边再拉深，双动压力 机； 恒力压边（氮气弹簧，也叫氮气缸）。2、 拉深 弹性压边：弹簧进一步压缩，压边力逐渐 上升（对成形不利）。3、 模具回程 弹性压边：弹簧压缩量逐渐减小，压边力 逐渐减小。 固定间隙压边：双动压力机压边圈动作滞 后于凸模。（二）拉深变形过程的力、能特点1、 变形力 变形力变化不大或略有增加，拉深后期变形力下降；2、 变形能 拉深成形一般工件深度较大，因此要求压力机工作行程长，每次成形所需能量较多。（三）拉深压力机的类型1、 按驱动方式分 机械式、液压式2、 按主要用途分 通用压力机：

36、简单浅拉深（压边用弹簧、 橡胶、气垫） 专用压力机：单动、双动、三动3、 按传动方式分 上传动 下传动4、 按内滑块连杆数目分 单点、双点、四点5、 按机身结构分 闭式、开式（四）双动拉深压力机的用途及特点1、 用途 用于筒形件、盒形件及复杂空心件等的成形，尤其是大型薄板件（如汽车覆盖件）的成形。2、 特点 1）有内、外两个滑块，分别实现压边和拉深，压边稳定可靠； 压紧角 拉深角 导前、导前行程 气垫应具有回程滞后装置！思考：导前行程过大有何问题？双动压力机拉深注意：内外滑块行程不相等！ 2）外滑块在下死点处压边，对工件的冲击小； 3）拉深模具正装，易于机械化操作； 4）内滑块拉深行程时速度较

37、低，更加适合拉深工艺的要求。（五）拉深压力机的主要技术参数1、 单动拉深压力机 同前述通用曲柄压力机2、 双动拉深压力机1） 公称压力 内滑块公称压力 外滑块公称压力2） 行程 外滑块行程 内滑块行程 内滑块公称压力行程3） 最大装模高度 内滑块 外滑块4） 装模高度调节量 外滑块 内滑块5） 最大拉深深度（六）双动拉深压力 机结构简介1、 JB46-315型双 点双动拉深压 力机1） 特点 采用多杆机构，使得内滑块上行速度快， 下行速度慢而稳定； 内滑块有两个连杆，而外滑块用四个连杆 和多杆机构相连； 内、外滑块均有平衡缸； 有两个工作台，可实现快速换模。2） 多杆机构 滑块下行速度慢而稳定

38、，上行速度快； 内滑块拉深时外滑块一直处于下死点，实 现稳定压边。原理3） 滑块的液压补偿机构 (补偿压边力的变化，实现恒力压边) 压边间隙 的 调整：调节装模高度； 初始压边力的产生：设备及板料的弹性变 形； 压边力 的 变化：拉深力的作用、板厚 的变化； 恒定压边力的实现：液压补偿机构。注意：增压缸的工作原理4） 低速传动装置：用于模具调试 （此时状态：离合器：离；制动器：制动）2、 J44-80型下传动 双动拉深压力机（七）双动拉深压力机基本参数的关系1） 最大拉深件高度约为0.47S，S为内滑块行 程；2） 内滑块公称压力为外滑块公称压力的1.4- 1.7倍（单点压力机），或1倍（双点

39、及以 上压力机）；3） 外滑块行程为内滑块的0.6-0.7倍。（八）双动拉深压力机的选用 该种设备一般仅用作拉深，根据变形力进行选用（同前）即可。在双动压力机上，压边圈可兼作拉深筋。二、 冷挤压机AIDA：日本会田冷挤压件冷挤压模具冷挤压模具（一）冷挤压机的用途及特点1、 冷挤压机的用途 室温下对钢及有色金属进行挤压、压印等体积成形。2、 冷挤压工艺的特点 零件尺寸精度高，表面光洁； 零件强度高，硬度高； 节省材料，生产率高； 可成形较复杂的零件，以及其它方法 难以成形的零件。3、 对冷挤压机的要求1） 具有足够的刚度； 曲柄采用偏心轴或偏心齿轮结构，连杆长 度一般不可调。2） 具有足够的打击

40、能量； 电机和飞轮大于相同吨位的通用曲柄压力 机。3） 具有良好的导向精度； 加大滑块导滑长度与宽度的比值。4） 具有可靠的过载保护装置；5） 具有可靠的顶料装置；6） 具有合理的挤压速度（0.15-0.4mm/S）。 对设备速度的要求： 挤 压 过 程 中：保持速度一致 空程向下及回程：要求速度较高 上模接触坯料前：应降低速度，减少冲击 在滑块内设置液气缓冲装置（二）冷挤压机的类型及主要技术参数1、 冷挤压机的分类1） 按驱动方式分 机械式：挤压力和挤压行程较小，适 于中、小零件的成形 液压式：挤压力和挤压行程较大，适 于较大零件的成形2） 机械式冷挤压机的分类(1) 按工作机构分 偏心式（

41、曲柄式） 压力肘杆式 拉力肘杆式偏心式 压力肘杆式 拉力肘杆式注意【偏心式】： 上下死点如何确定？ 行程有何变化？ 滑块上行、下行平均速度哪个更快？ 向哪边（左、右）偏置为好？ 工作时连杆受力情况？(2) 按传动部分的位置分 上传动 下传动(3) 按凸模运动方向分 立式 卧式2、 机械式冷挤压机的特点1） 偏心式 滑块速度不均匀性大：在挤压相同长 度的坯料时，偏心式的加压时间最短 (压力肘杆较长，拉力肘杆最长)。偏 心式工作压力上升最慢（压力肘杆上 升较快，拉力肘上升杆最快）； 行程较长，适合挤压较长的工件。2） 压力肘杆式 滑块在开始挤入时的速度较小，冲击 小，工作行程中滑块速度的变化较为

42、平缓； 受机构尺寸的限制，其行程小，挤压 时的压力行程也较小。不适于大件挤 压。3） 拉力肘杆式 具有肘杆式冷挤压机的特点，且其滑 块速度更加均匀。（三）机械式冷挤压机结构简介1、 J87-400 型偏心式下传动冷挤压机2、 J88-100 型拉力肘杆式冷挤压力机1、 J87-400 型偏心式下传动冷挤压机1） 结构特点 采用偏心的曲柄连杆机构，减小了挤 压过程中连杆与滑块运动方向之间的 夹角，降低了滑块对导轨的侧压力。 提高了导向精度，减少了模具磨损； 采用下传动机构，设备重心低，稳定 性好。但设备安装、维护不便； 有顶料装置（凸轮机构）。注意： 挤压时滑块的运动方向； 连杆的受力； 连杆轴

43、线与滑块运动方向之间的夹角。2） J87-400 型冷挤压机主传动过程3） J87-400 型冷挤压机的封闭高度调节机构 涡轮蜗杆调节滑块高度。为何不采用调节连杆长度的方法？4） J87-400 型冷挤压机的缓冲与过载保护 液气缓冲工作原理 过载保护工作原理 开机、压下、回程、漏油及过载消除 后油路的动作2、 J88-100 型拉力肘杆式冷挤压力机1） 传动原理与滑块结构2） 下顶料 装置和 过载保 护装置（四）冷挤压机参数与选用1、 机械式冷挤压机的型号 J 为组别：组别8为挤压机； 为型别：型别7为曲轴式，8为肘杆式， 9为其余类型机械式挤压机； 为公称压力。2、 液压式冷挤压机的型号 Y

44、 为组别：组别6为挤压机； 为型别：型别1为通用挤压机，2为管材 棒材挤压机，3为型材挤压机； 为公称压力。3、 冷挤压机的主要技术参数 公称压力、公称压力行程 机械式挤压机同曲柄压力机 液压式挤压机没有公称压力行程 滑块行程 最大装模高度、装模高度调节量 （机械式挤压机同曲柄压力机） 顶出力 工作台尺寸三、 热模锻压力机（一）热模锻工艺的特点及其对设备的要求1、 热模锻工艺的特点 锻件精度高，加工余量少，材料利用 率高； 成形温度高； 冲击较大； 通常需要多模膛成形。2、 热模锻工艺对设备的要求1） 刚度高，运动精度高；2） 滑块抗倾斜能力强；3） 滑块行程次数高。以便缩短锻件接触模具 的时

45、间，延长模具寿命；4） 具有上下顶料装置，以适应小拔模斜度锻 件的需要；5） 具有解脱“闷车”的装置。（二）热模锻压力机的用途及分类1、 用途：适用于批量大，精度要求高的模锻 件生产。2、 按工作机构分类 连杆式（MP型压力机） 楔式（KP型压力机） 双滑块式 双动式（三）热模锻压力机的工作原理及结构1、 连杆式（MP型压力机） 采用与通用曲柄压力机相似的曲柄滑块机 构，在热模锻压力机中应用最广； 采用两级传动（一级带传动、一级齿轮传 动）； 气动连锁离合器制动器； 采用有附加导向的象鼻式滑块或长滑块结 构，提高了抗倾斜能力； 采用双楔式工作台调节装模高度； 有上下顶件装置。2、 楔式(KP型

46、压力机) 滑块由楔块驱动； 楔块30倾角； 设备尺寸小； 工件变形力部分 传到曲轴连杆。注意：连杆大端有偏心蜗轮2，120范围内有 齿，转动8即可锁紧。注意前页的图： 楔块及滑块的受力； 偏心涡轮蜗杆的作用； 设备装模高度的调整； 连杆长度可否调整？注意：曲柄连杆机构的行程如何调整？优点： 1） 滑块承受偏载的能力强，倾斜度小，有利多膛模锻，导轨受力及磨损小； 滑块可承受设备公称压力的面积大（约为24%），是双点的 3倍； 可承受60%公称压力的面积达80%，为双点 的 3.5倍。 2） 机身有预紧（注意图中的拉杆），设备刚度大，设备垂直变形小（约为单点的60%，双点的75%）。锻件精度高；

47、3） 采用偏心套（偏心蜗轮）调节装模高度，方便可靠； 4） 结构复杂，造价高，多用于大吨位设备（63000 KN以上）。（四）装模高度调节机构 上调节式：采用偏心销、偏心蜗轮、偏心 轴承等结构，改变滑块下死点 的位置。 下调节式：通过楔形工作台调节工作台的 高度。注意：因调节困难，热模锻压力机装模高度调 节范围小（10- 30mm）。通用曲柄压力 机如何调节装模高度？1、 楔形工作台式装模高度调节机构 （下调节式）1） 调节机构 单楔式 双楔式（应用广泛）2） 调节方式 手动 机动注意：楔形工作台水平分力如何平衡？3） 调节过程（见图）4） 需要注意的问题 主楔水平分力的平衡 角和角的协调：大

48、则主楔所受 到的水平分力大，此时应减小角。5） 楔形工作台的优缺点 缺点：工作台位于模具下方，易被氧 化皮、油泥等污染和堵塞。 优点：刚度大，可用“撞杆”的方法解 决闷车问题 不得将工作台调至最低位置，要求距离最低位置5mm以上，以解脱闷车。2、 偏心蜗轮式装模高度调节机构 （上调节式）1） 调节过程 压缩空气通入1、2上腔，推动3下行； 使4、5脱离，并松开6； 电机带动伞齿轮完成调节（偏心压轴 与连杆销不同心）； 1、2上腔排气下腔进气，压紧6即可。 注意： 连杆短而粗注意：连杆大端有偏心蜗轮2，120范围内有 齿，转动8即可锁紧。（五）顶件机构要求： 足够的顶出力和顶出行程； 滑块开始上

49、行上顶件机构即工作， 以缩短锻件触模时间； 下顶件机构的顶出动作要滞后于滑 块的回程。分类：根据顶件机构安装位置的不同，分为上 顶件机构、下顶件机构。1、 上顶件机构（注意：顶出行程很小）图中 a）为象鼻式滑块常用的上顶出机构，其工作过程： 滑块回程，连杆摆动； 凸块 8推6、5、4，完成顶料； 弹簧7使4、5、6复位。调节楔块 2可改变杠杆的初始位置，达到调节顶件行程的目的。图中 b）为楔式压力机常用的上顶出机构，其工作过程： 左平衡器活塞杆8 拉摆杆2 压3 ，滑 块接近下死点； 杠杆3 被装在机身两侧的弹簧缓冲器 4 抬起，5 未被压下； 滑块上行，立即顶料。2、 下顶件机构（注意：顶出

50、行程很小）1） 分类 机械式（应用最广） 液压式 气动式2） 要求 在顶出料后，要停留一段时间，以便夹持锻件。液压式体积小，气动式体积大。3） 顶料过程 曲轴上凸轮驱动，顶件轴11另一端有 一个宽度足够的摆架10，可并排布置 多根下顶件杆； 螺母 6调节顶件起始位置； 气缸12控制顶件杆在最高位置的停留 时间。（六）压力机过载（闷车）原因及其解除1、 造成闷车的原因 设备选用不当； 模具调整不当； 锻件温度过低； 模具上留有硬性异物，等。 闷车造成滑块不能通过下死点、离合器摩擦材料损坏，严重影响设备寿命。2、 解脱方法1） 加大气压打反车。 使电动机反转，待飞轮反转达到额定 转速后关闭电动机；

51、 用专用空气压缩机将离合器的进气压 力提高一倍左右（1-1.2MPa），离合 器强力接合，利用飞轮惯性将滑块退 出。2） 锤击楔形工作台，或用强力调节装置，移 动调节楔块，使工作台下降。3） 采用液压螺母预紧机身的压力机，通过液 压螺母使机身卸载。4） 某些压力机的装模高度调节机构兼有预防 过载和解脱闷车的作用，起动此种机构即 可。5） 现有办法不能解脱闷车切割模具！第七节 冲压生产附属设备 冲压生产自动化是提高生产率，保证安全生产的冲压生产自动化是提高生产率，保证安全生产的根本途径。根本途径。主主机机 通用压力机采用自动送料装置可提高生产率通用压力机采用自动送料装置可提高生产率23倍，大批量

52、生产、高速冲压等，自动化生产是必须的。倍，大批量生产、高速冲压等，自动化生产是必须的。 冲压生产自动化主要由主机和附属设备组成。冲压生产自动化主要由主机和附属设备组成。精冲压力机等精冲压力机等高速压力机高速压力机专用曲柄压力机专用曲柄压力机通用曲柄压力机通用曲柄压力机辅辅助助设设备备自动送料、取件、理自动送料、取件、理料装置等料装置等自动检测控制设备自动检测控制设备板料清洁、上油设备板料清洁、上油设备板料开卷、校平设备板料开卷、校平设备一、自动送料装置一、自动送料装置 自动送料装置是冲压生产自动化最主要的辅助装置。自动送料装置是冲压生产自动化最主要的辅助装置。 送料装置形式：送料装置形式：带料

53、带料条料条料板料板料夹钳式送料装置夹钳式送料装置辊轴式送料装置辊轴式送料装置钩式送料装置钩式送料装置半半成成品品闸门式送料装置闸门式送料装置摆杆式送料装置摆杆式送料装置转盘式送料装置转盘式送料装置夹持式送料装置夹持式送料装置 自动送料装置分类：自动送料装置分类： 1）卷料、条料和板料的自动送料装置；）卷料、条料和板料的自动送料装置； 2）半成品送料装置。）半成品送料装置。 斜楔驱动活动滑块送斜楔驱动活动滑块送料；料； 冲裁阶段：条料及送冲裁阶段：条料及送料装置保持不动；料装置保持不动； 上模回程时弹簧使活上模回程时弹簧使活动滑块复位。动滑块复位。（1）钩式送料装置）钩式送料装置 形式：推式、拉

54、式及推形式：推式、拉式及推拉式辊轴送料装置拉式辊轴送料装置（2）辊轴式送料装置）辊轴式送料装置 驱动方式：偏心盘驱动方式：偏心盘-连杆连杆机构、齿轮齿条传动机构、机构、齿轮齿条传动机构、气动或液压驱动等气动或液压驱动等 应用：板厚应用：板厚0.32mm的的带、条料自动送料，送进带、条料自动送料，送进步距不宜太小，步距精度步距不宜太小，步距精度0.05mm左右。左右。图图2-63 主要用于片状或块状半主要用于片状或块状半成品成品（或毛坯）的送料。（或毛坯）的送料。（3）闸门式送料装置）闸门式送料装置 上模连杆驱动的闸式送料装置 要求：片材厚度大于要求：片材厚度大于0.5mm；料闸出料口高度约料闸

55、出料口高度约1.5倍料厚。倍料厚。图图2-65（4）夹钳式送料装置）夹钳式送料装置分类：分类：机械夹钳式和气动夹钳式送料装置两类机械夹钳式和气动夹钳式送料装置两类机械夹钳式送料装置：机械夹钳式送料装置：主要用于半成品送料。主要用于半成品送料。 （5）转盘式送料装置）转盘式送料装置传动形式：传动形式：摩擦式、棘轮式、槽轮式、蜗轮式和圆柱凸轮式等。摩擦式、棘轮式、槽轮式、蜗轮式和圆柱凸轮式等。离心式转盘机构提水车式转盘机构 （6）半成品送料装置）半成品送料装置分类：分类：按定向性能可分为定向料斗和非定向料斗。按定向性能可分为定向料斗和非定向料斗。离心式定向料斗机构顶杆式料斗机构形式：形式：顶出式、水车式、转盘式、自重下排式、输送带式和顶出式、水车式、转盘式、自重下排式、输送带式和振动式等。振动式等。图图2-66图图2-67半成品分送装置半成品转向装置两机床的生产速度可以不同 （7）出件装置）出件装置应用：与上刚性打件装置配合使用。出件机构分为：气动式和机械式两类。出件机构分为：气动式和机械式两类。多工位级进模：多工位级进模：压缩空气将制品或压缩空气将制品或废料吹出。废料吹出。大型覆盖件：机大型覆盖件：机构（机械手）构（机械手）+真真空吸盘取件。空吸盘取件。一般冲压件：气一般冲压件：气缸缸+夹