材料成形装备及自动化 第3版 课件 第三章 3 螺旋压力机、伺服压力机

华中科技大学材料学院材料成形及控制工程专业核心课程华中科技大学精品课及责任教授课程材料成形装备及自动化

EquipmentandAutomationofMaterialsProcess2024-2025学年第二学期EAMP

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2目录第一章

绪

论（2学时）

第二章金属液态成形装备及自动化（10学时）

第三章

金属塑性成形装备及自动化（10学时）第四章

金属连接成形装备及自动化（10学时）

第五章

高分子材料成形设备及自动化（2学时）

第六章

快速成形装备及控制（6学时）第七章

其它材料成形装备（4学时）第八章热处理工业炉及其控制（2学时）第九章材料加工中的环境保护装备（2学时）EAMP

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3第三章

金属塑性成形装备及自动化3.1概述3.2曲柄压力机3.3液压机3.4螺旋压力机3.5伺服压力机3.6其它塑性成形装备3.7塑性加工柔性系统及其数字化工厂

3.4.1螺旋压力机工作原理通过螺杆滑块机构将旋转运动变为直线运动，将运动部分的动能变为成形能，因此称为螺旋压力机。广泛应用于汽车、拖拉机、航空、五金、工具、餐具、医疗器械、建材及耐火材料等许多行业，尤其适用于精密模锻工艺。螺旋压力机兼有锻锤和压力机双重工作特性。EAMP

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3.4.2力能特性在飞轮惯量、螺杆导程和滑块质量等设备参数设计确定后，通过实时检测滑块在打击工件前的瞬时速度，就能较准确地确定设备的实际打击能量。EAMP

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5螺旋压力机运动部分蓄积的能量在锻打过程中全部消耗完毕，主要转化为锻件的变形能Ad、机器的弹性变形能At和摩擦损耗能Am等。EAMP

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3.4.2力能特性性能特点（1）打击能量可控。螺旋压力机属于定能量的设备，对同一品种加工件，可以控制每次的打击能量，同时也控制了打击力的大小（2）打击速度适中。螺旋压力机的打击速度介于机械压力机和锻锤之间，一般在0.6~0.8m/s范围内（3）闷模时间较短。（4）工作行程不固定。螺旋压力机没有固定的下死点，锻件精度不受设备自身弹性变形的影响，锻件的尺寸精度靠模具打靠和导轨导向来保证（5）振动冲击较小。螺旋压力机机身采用封闭式框架结构，打击力在框架内产生，地面基础工程简单处理即可，基础投资比锻锤要省（6）工艺适用性好。螺旋压力机对变形量大的工艺可提供较大的能量，对变形量小的工艺可提供较大的力量，故螺旋压力机可以完成模锻、切边、弯曲、精压、校正、板料冲压和挤压等多种工艺；同时又由于它的行程可变，下止点不固定，调模和操作十分方便

3.4.2力能特性EAMP

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3.4.3基本参数与特点基本参数（1）公称力螺旋压力机属定能量机器，似应以能量为主参数，但螺旋压力机又具有压力机的特性，我国沿用力为主参数。螺旋压力机的打击力是不固定的，其大小与模具中有无毛坯的打击状态有关，还与飞轮有无打滑装置有关。模具中不放毛坯打击称为冷击。飞轮无打滑装置、全能量冷击时的冷击力最大，称最大冷击力。公称力约为最大冷击力的1/3。螺旋压力机的允许力为压力机连续打击时所允许的最大载荷，为公称力的1.6倍。（2）运动部分能量运动部分总能量包括飞轮、螺杆和滑块的动能。（3）滑块行程滑块行程指滑块由设计规定的上止点至下止点之间的运动距离，由于螺旋压力机向下行程是储蓄能量的过程，因此该参数不仅与锻件生产所需的工艺空间有关，而且与压力机的运动参数与结构参数有关。EAMP

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3.4.4摩擦螺旋压力机EAMP

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3.4.5液压螺旋压力机液压马达式液压缸推式EAMP

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3.4.6离合器式螺旋压力机特点：1.高的打击能量2.任意位置均可发挥最大打击能量3.闷模时间短4.节能EAMP

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3.4.7电动螺旋压力机电机直接传动方式电机机械传动方式EAMP

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3.5.1伺服压力机工作原理EAMP

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133.5.2伺服压力机传动结构1.电机—减速—曲柄连杆驱动伺服压力机EAMP

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142.电机—减速—螺旋传动伺服压力机EAMP

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153.5.2伺服压力机传动结构3.电机—减速—曲柄—肘杆传动伺服压力机EAMP

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163.5.2伺服压力机传动结构4.电机—减速—螺旋—肘杆传动伺服压力机EAMP

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173.5.2伺服压力机传动结构4.电机—减速—螺旋—肘杆传动伺服压力机EAMP

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183.5.2伺服压力机传动结构（1）高生产率保留了曲柄压力机的优点，生产率远高于液压机。伺服压力机可根据工件的不同，调整滑块行程，在一个工作循环中，曲柄无须完成360°旋转，而仅进行一定角度的摆动来完成冲压工件，最大限度地减少了空行程，缩短了循环时间，提高了生产率。3.5.3伺服压力机特点EAMP

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19（2）高精度通过位移检测传感器的闭环反馈控制，始终能够保证下死点的精度在微米级变化，从而保证了压力机的闭合高度在生产过程中的精确稳定，减小了毛刺出现的机会，提高了产品合格率；采用特定的冲裁工艺曲线实现无毛刺冲裁。EAMP

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203.5.3伺服压力机特点（3）低噪音可以设计出特殊的工作特性曲线，控制冲裁时冲头的速度，从而减少冲裁的振动和噪音，提高模具使用寿命。EAMP

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213.5.3伺服压力机特点（4）高柔性可以根据工艺要求进行优化设计任意滑块曲线。可以在控制器中预存适于冲裁、拉深、压印、弯曲等工艺以及不同材料的特性曲线，使用时，不同工艺、不同材料调用不同曲线。大大提高了压力机的加工性能，扩大了加工范围。其加工性能完全可以与液压机媲美。时间行程EAMP

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223.5.3伺服压力机特点EAMP

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23时间行程时间行程3.5.3伺服压力机特点EAMP

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24时间行程3.5.3伺服压力机特点（5）节能伺服压力机没有离合器，驱动部分部件少，润滑油的消耗量也极少，所以运行成本大幅减小，是一种环保节能型压力机。伺服压力机较常规压力机节能30%以上。时间EAMP

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