冲压与塑料成型曲柄压力机肆.ppt

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1、成型设备概论 -全国高等学校模具规划教材 2022/11/252022/11/25第四章第四章 液压机液压机 4.1 概述概述 了解液压机的工作原理、特点及各种分类方法。了解液压机的工作原理、特点及各种分类方法。学习液压机的编号规定。学习液压机的编号规定。2022/11/254.1.1 液压机工作原理液压机工作原理F 液压机的基本工作原理是帕斯卡原理。它利用液体的压力能，依靠静压作用使工件变形，或使物料被压制成型。图图4-1 YQ324-1 YQ32系列液压机系列液压机2022/11/25按工作介质分类：按工作介质分类：F液压机的工作介质为液体，主要有两种，采用乳化液的一般称为水压机，采用油的

2、称为油压机。水压机乳化液价格便宜，不燃烧，不易污染工作场地，故耗油量大的以及热加工用的液压机多为水压机。油压机在防腐蚀、防锈和润滑性能方面，油优于乳化液。但油的成本高，也易污染工作场地。2022/11/25图图4-2 4-2 液压机工作原理液压机工作原理1、小柱塞 2、大柱塞 如图，两个充满工作液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道连接，当小柱塞上作用的力为F1时，在大柱塞上将产生向上的作用力F2，迫使制件变形，且：F2=F1A2/A1A1、A2 分别为小柱塞和大柱塞的工作面积。2022/11/25图图4-3 4-3 液压机工作过程液压机工作过程2022/11/254.1.2 液压机的特点与应用液压

3、机的特点与应用优点：优点：容易获得最大压力。容易获得大的工作行程，并能在行程的任意位置发挥全压，适合要求工作行程大的场合。容易获得大的工作空间。压力与速度可以在大范围内方便地进行无级调节，而且可按工艺要求在某一行程作长时间的保压。另外，还便于调速和防止过载。设计、制造、操作和维修方便，便于实现遥控与自动化。2022/11/25缺点：缺点：对液压元件精度要求较高，结构较复杂，机器的调整和维修比较困难。高压液体易泄露，不但污染工作环境，浪费压力油，对于热加工场所还有火灾的危险。效率较低，且运动速度慢，降低了生产率，对于快速小型的液压机，不如曲柄压力机简单灵活。2022/11/25液压机主要应用领域

4、：液压机主要应用领域：金属薄板件的冲压拉深成形工艺。主要用在汽车、家电行业中金属覆盖件的成形加工。金属机械零件的压力成形。主要包括模压成形、金属型材的挤压成形、冷热模锻、自由锻造等加工工艺。粉末制品行业。如磁性材料、粉末冶金等。非金属材料的压制成形，如SMC成型、汽车内饰件的热压成型、橡胶制品等。木制品的热压成型。比如植物纤维板材、型材的热压加工。其他应用。如压装、校正、塑封、压印等工艺。2022/11/254.1.3 液压机的分类液压机的分类一、按用途分类一、按用途分类(1)手动液压机：一般为小型液压机，用于压制、压装等工艺。(2)(2)锻造液压机：用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模

5、锻。(3)冲压液压机：用于各种板材冲压。(4)校正压装液压机：用于零件校形及装配。2022/11/25一、按用途分类一、按用途分类(5)层压液压机：用于胶合板、刨花板、纤维板及绝缘材料板等的压制。行程大，层数多，层间距离大，可压制的板数较多。(6)挤压液压机：用于挤压各种有色金属和黑色金属的线材、管材、棒材及型材。(7)压制液压机：用于粉末冶金及塑料制品压制成型等。(8)打包、压块液压机：用于将金属切屑等压成块及打包等。2022/11/25图图4-4 YS4-4 YS系列手动液压机系列手动液压机图图4-5 YDZ 1000 4-5 YDZ 1000 柱式自由锻造液压机柱式自由锻造液压机 202

6、2/11/25图图4-6 YQ274-6 YQ27系列单动冲压液压机系列单动冲压液压机2022/11/25图图4-8 YJ614-8 YJ61系列金属挤压液压机系列金属挤压液压机图图4-7 YHL414-7 YHL41系列单柱系列单柱校正压装液压机校正压装液压机 2022/11/25二、按动作方式分类二、按动作方式分类(1)上压式液压机：该类液压机的工作缸安装在机身上部，操作方便，容易实现快速下行，应用最广。(2)下压式液压机：该类液压机的工作缸装在机身下部，重心位置较低，稳定性好，制品可避免漏油污染。(3)双动液压机：上活动横梁分为内、外滑块，分别由不同的液压缸驱动，压力为内外滑块压力的总和

7、。工作方式灵活，适合金属板料的拉深成形，在汽车制造业应用广泛。(4)特种液压机：如角式液压机、卧式液压机等。2022/11/25图图4-10 Y344-10 Y34系列下压式油压机系列下压式油压机图图4-9 4-9 下压式液压机工作原理下压式液压机工作原理2022/11/25图图4-11 Y714-11 Y71系列上压式四柱型液压机系列上压式四柱型液压机图图4-12 4-12 双动液压机双动液压机2022/11/25图图4-13 4-13 卧式金属挤压成型液压机卧式金属挤压成型液压机2022/11/25三、按机身结构分类三、按机身结构分类(1)柱式液压机：液压机的上横梁与下横梁（工作台）的连接

8、采用立柱，由锁紧螺母锁紧。压力较大的液压机多为四立柱结构，机器稳定性好，采光也较好。(2)整体框架式液压机：机身由铸造或型钢焊接而成，一般为空心箱形结构，抗弯性能较好，立柱部分做成矩形截面，便于安装平面可调导向装置。活动横梁运动精度较高，在塑料制品和粉末冶金、薄板冲压液压机中获得广泛应用。2022/11/25四、按传动形式分类四、按传动形式分类(1)泵直接传动液压机：每台液压机单独配备高压泵，中小型液压机多为这种传动形式。(2)泵蓄能器传动液压机：高压液体采用集中供应的办法，可节省资金，提高液压设备的利用率，但需要高压蓄能器和一套中央供压系统，以平衡低负荷和负荷高峰时对高压液体的需要。在使用多

9、台液压机（尤其多台大中型液压机）的情况下较为可行。2022/11/25五、按操纵方式分类五、按操纵方式分类 手动液压机 半自动液压机 全自动液压机图图4-14 YT-5T4-14 YT-5T二柱半自动液压机二柱半自动液压机2022/11/25F 目前使用较多的是上压式泵直接传动半自动和手动柱式或框架式液压机。对层压机一般采用下压式液压机。2022/11/254.1.4 液压机的液压机的技术参数及型号技术参数及型号 液压机最大总压力(吨位)是表示液压机压制能力Fp的主要参数，一般用它来表示液压机的规格。压制能力Fp与最大总压力F的关系：一、一、最大总压力最大总压力2022/11/25二、工作液压

10、力二、工作液压力 工作液压力不宜过低，否则不能满足液压机最大总压力的需要。反之，工作液压过高，液压机密封难以保证，甚至损坏液压密封元件。目前国内塑料液压机所用的工作液压力在16MPa50MPa之间，最常用为32MPa左右的工作液压力。2022/11/25三、最大回程力三、最大回程力 液压机活动横梁在回程时要克服各种阻力和运动部件的重力。液压机最大回程力约为最大总压力的20%50%。2022/11/25 升压时间指压力上升到工作所需要的值所需时间。目前，最大总压力5000kN以下的塑料液压机，其升压时间均要求在10s以内。四、升压时间四、升压时间2022/11/25项目、型号单位YC32-315

11、公称力KN3150顶出力KN630回程力KN600工作液体最大压力MPa25滑块距工作台最大开口(A)mm1250滑块最大行程(B)mm800顶出器最大行程(G)mm300滑块行程速度下行mm/s120工作mm/s612回程mm/s60顶出器行程速度顶出mm/s55回程mm/s100工作台有效面积(ED)mm12001260立柱中心距左右mm1400前后mm900工作台面距地面高(I)mm650电动机功率KW22.6机器外形尺寸前后（F）mm200左右（G）mm2360地面以上高（H）mm4175机器重量t16表表4-1 YC324-1 YC32型四柱通用液压机主要技术参数型四柱通用液压机主要

12、技术参数 2022/11/251主压油缸型号YG300/220-1850数量1只公称推力2000KN行程1850mm2门盖油缸型号YG160/105-1160数量1只公称推力530KN行程1160mm3小门油缸型号YG110/70-300数量2只公称推力250KN行程300mm4液压系统工作压力25MPa5压缩室尺寸1400700600mm6包块截面尺寸(200300)700280mm表表4-2 Y81Q-20004-2 Y81Q-2000金属打包液压机主要技术参数金属打包液压机主要技术参数 2022/11/257单次循环时间约65秒8电动机型号Y225M-6额定功率30KW额定转速980rp

13、m数量1台型号Y160L-4额定功率15KW额定转速1440rpm数量1台9液压泵型号160YCY14-1B额定压力31.5MPa公称排量160ml/r数量1台型号63YCY14-1B额定压力31.5MPa公称排量63ml/r数量1台10设备总重103kg8.2续表续表4-2 Y81Q-20004-2 Y81Q-2000金属打包液压机主要技术参数金属打包液压机主要技术参数 2022/11/25液压机型号表示方法：液压机型号表示方法：例如：Y32A315表示最大总压力为3150kN，经过一次变型的四柱立式万能液压机，其中32表示四柱式万能液压机的组型代号。液压机型号表示的主要原则如下图。图图4-

14、15 4-15 液压机型号表示方法液压机型号表示方法2022/11/25锻压机械的组、型（系列）代号及主参数：锻压机械的组、型（系列）代号及主参数：（JB/T 99651999）1、每类锻压机械分为10组，每组分为10个型（系列），用两位数字组成，位于类代号或结构变化代号之后。2、主参数采用实际数值或实际数值的十分之一（仅限于公称力kN 和能量kJ）表示，位于组、型（系列）或特性代号之后，并用短横线“”隔开。3、组、型（系列）的划分及型号中主参数的表示方法应符合要求。2022/11/25组型锻压机械名称主参数名称单位手动液压机04手动液压机公称力kN冲压拉伸液压机20单柱单动拉伸液压机公称力k

15、N21单柱冲压液压机公称力kN26精密冲裁液压机总力kN27单动薄板冲压液压机公称力kN28双动薄板拉伸液压机公称拉伸力/总力kN/kN一般用途液压机30单柱液压机公称力kN31双柱液压机公称力kN32四柱液压机公称力kN33四柱上移式液压机公称力kN34框架液压机公称力kN36切边液压机公称力kN38单柱冲孔液压机公称力kN表表4-3 4-3 液压机组、型（系列）的划分（液压机组、型（系列）的划分（JB/T 99651999）2022/11/25校正、压装液压机40单柱校直液压机公称力kN41单柱校正压装液压机公称力kN42双柱校直液压机公称力kN43四柱校直液压机公称力kN45龙门移动式液

16、压机公称力/工作台长宽kN/mmmm47单柱压装液压机公称力kN层压液压机51胶合板热压机公称力/热板尺寸kN/mm52刨花板热压机公称力/热板尺寸kN/mm53纤维板热压机公称力/热板尺寸kN/mm55塑料贴面板热压机公称力/热板尺寸kN/mm挤压液压机61金属挤压液压机公称力kN65碳极挤压液压机公称力kN68模腔挤压液压机公称力kN续表续表4-3 4-3 液压机组、型（系列）的划分（液压机组、型（系列）的划分（JB/T 99651999）2022/11/25压制液压机70侧压式粉末制品液压机公称力kN71塑料制品液压机公称力kN72磁性材料液压机公称力kN74陶瓷砖压制液压机公称力kN7

17、5超硬材料压制液压机公称力kN76耐火砖液压机公称力kN78磨料制品液压机公称力kN79粉末制品液压机公称力kN打包、压块液压机81金属打包液压机公称力kN82非金属打包液压机公称力kN83金属屑压块液压机公称力kN其它液压机90金属压印液压机公称力kN92轮轴压装液压机公称力kN93等静压液压机公称力kN98模具研配液压机公称力kN续表续表4-3 4-3 液压机组、型（系列）的划分（液压机组、型（系列）的划分（JB/T 99651999）2022/11/25 4.2 液压机的结构液压机的结构 Y32300Y32300液压机的结构液压机的结构 Y32300Y32300液压机的操纵部分和动力部分

18、液压机的操纵部分和动力部分2022/11/25F 液压机的基本结构组成一般分为：本体部分 动力部分 操纵部分2022/11/25图图4-16 Y324-16 Y32300300液压机液压机图图4-17 Y324-17 Y32300300液压机机身外形图液压机机身外形图1、紧固螺母 2、调节螺栓 3、框架 4、导轨 5、固定螺栓2022/11/25公称压力/kN3000滑块行程/mm800顶出力/kN300工作台尺寸(前后左右距地面高)11401210700工作行程速度(mm/s)4.3活动横梁至工作台最大距离/mm1240液体工作压力/MPa2000表表4-4 Y32-3004-4 Y32-3

19、00四柱万能液压机主要参数四柱万能液压机主要参数 2022/11/254.2.1 本体部分本体部分设备的本体部分包括：机身 工作缸与工作活塞 充液油箱 活动横梁 下横梁 顶出装置2022/11/25一、机身一、机身 Y32300型液压机机身属于四立柱机身。四立柱机身在液压机上用的最广，由上横梁、下横梁和四根立柱组成，每根立柱都有3个螺母分别与上下横梁紧固连接在一起，组成一个坚固的受力框架。图图4-18 Y324-18 Y32300300液压机机身结构液压机机身结构1.3.7、螺母 2、上横梁 4、立柱 5、限位套 6、下横梁2022/11/25 机身应具有足够的刚度、强度和制造精度。液压机的各

20、个部件都安装在机身上，装配情况如下：上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶出缸。上、下横梁结构相似，采用铸造方法铸成箱体结构。下横梁(工作台)的台面上开有T形槽，供安装模具用。活动横梁靠4个角上的孔套装在四立柱上，上方与工作缸的活塞相连接，由其带动活动横梁上下运动。在四根立柱上各装一个限位套，限制活动横梁下行的最低位置，防止活动横梁过度降落导致工作活塞撞击工作缸的密封装置。2022/11/25二、工作缸二、工作缸图图4-19 4-19 活塞式双作用液压缸活塞式双作用液压缸 Y32300型液压机采用一个活塞式双作用液压缸，对于大型且要求压力分级的液压机可采用多个工作缸。液压机的工作缸在液

21、压机工作时承受很高的压力，因此必须具有足够的强度和韧性，同时还要求组织致密，避免高压油液的渗漏。2022/11/25 活塞式双作用缸的结构如图所示。工作缸靠缸口凸肩与螺母紧固在上横梁内。在工作缸上部装有充液阀和充液油箱。活塞上设有双向密封装置，将工作缸分成上下腔，在下部缸端盖装有导向套和密封装置，并借法兰压紧，以保证下腔的密封。活塞杆下端与活动横梁用螺栓刚性连接。图图4-20 4-20 活塞式双作用液压缸结构活塞式双作用液压缸结构1、充液阀接口 2、工作缸缸筒 3、活塞杆 4、螺母 5、上横梁 6、导向套 7、凸肩 8、活动横梁2022/11/25 液压机工作中需要满足慢慢速速压压制制和和快快

22、速速回回程程 的工艺要求，在此期间工作缸工作过程如下：当压力油从缸上腔进入时，缸下腔的油液排至油箱；活塞带动活动横梁向下运动，其速度较慢，压力较大；当压力油从油缸下腔进入时，缸上腔的油液便排入油箱，活塞向上运动，其运动速度较快，压力较小。2022/11/25三、活动横梁三、活动横梁 活动横梁是立柱式液压机的运动部件，位于液压机本体的中间。采用HT200铸成箱形结构，中间的圆柱孔与上面的工作活塞杆连接，四角的圆柱孔内装有导向套，在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动。在活动横梁的底面同样开有T形槽，用来安装模具。图图4-21 4-21 活动横梁活动横梁2022/11/25 顶出缸设在机身下部，

23、通过顶杆将成形后的工件顶出。顶出缸结构与工作缸相似，也是活塞式液压缸，安装在工作台底部的中间位置，同样采用缸的凸肩及螺母与工作台紧固连接。四、顶出缸四、顶出缸图图4-22 4-22 顶出缸顶出缸1、活塞杆 2、顶出缸筒 3、螺母 4、活塞 5、缸盖2022/11/254.2.2 动力动力部分部分 组成高压泵 作用将机械能转变为液压能，向液压机的工作缸与顶出缸提供高压液体。Y32300Y32300型液压机使用的是卧式柱塞泵。型液压机使用的是卧式柱塞泵。2022/11/254.2.3 操纵及液压系统操纵及液压系统(1)泵11BFW型偏心柱塞泵。(2)(2)阀1、2溢流阀，保护液压系统，限制液压系统

24、最高压力的作用。(3)阀3、5分别为顶出缸和工作缸的手动换向阀，两阀互锁，保证工作缸工作与顶出缸顶出不同时动作。(4)阀4背压阀，保证压力油只能单向流动，且油液单向通过时油压必须等于或大于调定的压力。(5)阀7液控止回阀，防止活动横梁产生超前速度，并使活动横梁稳定地停止在所需位置。一、一、Y32300型液压机的液压系统型液压机的液压系统2022/11/25(6)阀6溢流阀，在系统控制回程时防止工作缸下腔出现超压状态。(7)阀8液控止回阀，工作时起保压作用，回程时起工作缸上腔先卸压后回程的作用。(8)充液阀9和充液油箱10在活塞靠自重下行时，靠负压对工作缸充液，以提高空行程的速度。图图4-23

25、Y324-23 Y32300300型液压机液压系统型液压机液压系统2022/11/25二、二、Y32300型液压机的操纵控制型液压机的操纵控制液压机工作循环动作过程：工作活塞空行程向下运动 工作行程 保压 回程 顶出缸顶出工件2022/11/251、顶出缸回程 在在每每一一工工作作循循环环开开始始之之前前，顶顶出出油油缸缸必必须须处在回程位置。处在回程位置。顶出缸的手动换向阀3转到“回程”位置，压力油通过换向阀3右位进入顶出缸上腔。由于止回阀4的背压作用，油泵输出的压力油首先使顶出缸回程。当顶出缸回程完毕后，泵输出的压力油便推开止回阀4，通过工作缸换向阀5中位排入油箱，这时泵出口保持1012M

26、Pa的压力。2022/11/252、空行程向下 顶出缸回程后，将换向阀5的手柄转到“工作”位置，压力油经阀3右位阀4阀5右位阀8进入工作缸上腔。由于阀7关闭，工作缸下腔的压力油不能回油，使进油路压力升高，推开阀7，工作缸下腔的油液经阀7阀5右位流回油箱。工作缸上腔通入压力油后，使活动横梁向下运动。在此空行程阶段，因活动横梁等的自重作用，其运动速度较快，工作缸上腔形成负压，打开充液阀9，充液油箱10中的油液自动给予补充。2022/11/25充液阀：充液阀：充液阀实际上是液控止回阀。当充液阀的控制油口通以压力油或充液阀的下腔形成真空时，阀门被打开，充液箱中的油液与充液阀下腔连通，否则处于关闭状态。

27、图图4-24 4-24 充液阀充液阀1、控制油口 2、活塞 3、弹簧 4、阀门2022/11/253、工作行程 与空行程向下运动相比，工作行程时施加于活塞上的压力要大，速度要慢。为此换向阀5的手柄仍处于“工作”位置。当空行程向下运动，使活动横梁上的模具接触工件后，工作缸上腔负压消失，充液阀自动关闭。工作缸活塞在压力油作用下继续向下运动，对工件加压，此时油液压力可以达到原先调定的压力（由溢流阀1决定），下压速度由泵流量控制。2022/11/254、保压 时间当工作行程结束后，需要对工件继续施压一段时间时。操作把换向阀5的手柄转到“停止”位置，工作缸上腔的压力油被液控止回阀8封闭，产生保压作用，而

28、泵输出的油液通过换向阀5排入油箱而卸荷。2022/11/255、回程 将换向阀5的手柄转到“回程”位置，则泵输出的压力油通入工作缸下腔，同时经控制油路打开液控止回阀8，使工作缸上腔卸压。工作活塞开始时以较慢速度上升，当打开充液阀9的大阀门以后，使活塞上腔的油液大量排入充液油箱，以实现快速回程。2022/11/256、停止 目的使活动横梁停止在某一位置。操作将换向阀3及5的手柄转到“停止”位置，液压泵通过换向阀3或阀5卸荷，工作活塞下腔的油液被液控止回阀7封闭，则工作活塞（活动横梁）很稳定地停止在某一位置上。2022/11/257、顶出缸顶出工件 当将换向阀3的手柄转到“顶出”位置时，泵输出的压

29、力油通过换向阀3进入顶出缸的下腔，上腔回油，驱动顶出活塞上行，完成顶出工件的动作。顶出工件后，液压机完成一次工作循环。2022/11/25 1、液压机的液压控制系统，必须具有以下特性，即当液压泵启动后，只有操纵滑块启动装置，滑块才能动作。2、液压控制系统中，须有急停按钮。当急停控制的瞬时动作一旦发生，必须使滑块立即停止运动。3、在液压控制系统中，必须设有供选择压力机运转规范的行程选择器。但只有“脱开”和“连续行程”功能的液压机不在此限。行程选择器应有“脱开”、“寸动”、“单次行程”和“连续行程”运转规范，按顺时针方向依次排列。液压机液压控制系统安全要求：液压机液压控制系统安全要求：2022/1

30、1/25 4、当既可用手又可用脚两种操纵方式时，必须设有一个手、脚控制选择器，两者择其一后，另一种操纵方式必须失效。5、在液压控制系统中，必须使单次行程和/或连续行程在一次循环过程中具有下列特性：a.滑块空程快速下降；b.滑块慢速趋近工件；c.滑块负载慢速工作行程；d.滑块空程快速上升。2022/11/25 6、多泵传动的液压机，应有液泵控制机构，保证各泵只能依次进行启动。7、液压控制系统应能保证当滑块以最大速度下降时，“急停”控制能在最短瞬间内实现，其惯性下降值应符合表1的规定。8、液压机必须具有防止柱塞(或滑块)超过工作行程的限位装置，除机械限位装置或机构外，液压控制系统中应有电器或液压或

31、两者兼有的限位保险装置。2022/11/25 液压机的发展方向和趋势：液压机的发展方向和趋势：（1）配有自动上下料装置的液压机或自动生产线将会成为未来液压机发展的方向。（2）多工位液压机的需求将会大幅度增加。（3）快速、高速液压机在批量生产中能成倍地提高效率。（4）依托电液比例技术、传感器、电子、计算机、网络等提升液压机的性能。（5）环保、节能。2022/11/25 国内液压机行业的现状：国内液压机行业的现状：（1）在生产能力及市场方面，国内液压机的产量每年都有很大的增长率。其中2004年国内液压机的销售额大约在10 亿元人民币，2005年达到13亿。到2006年一季度，各液压机生产企业的的全

32、年定单已基本饱和。（2）在产品的技术水平上，国内液压机单机的技术水平达到了国际中等或较先进水平。一些液压机生产企业通过技术引进或与国内外同行业的合作，技术发展很快。但在一些技术含量较高的液压机中某些关键技术，还要通过与国内外的企业或研究单位合作，高档的液压元件和电控元件还主要依靠进口。2022/11/25（3）在质量水平上，和国外产品比较，我国的产品在质量方面还存在以下不足：在可靠性方面，故障率还比较大，主要集中在液压系统方面，多是因为液压和电器元件的可靠性低引起的。漏油问题在国产液压机中较为普遍。关键件的加工质量还需提高。在外观和美学方面和国外公司的产品比较还有一定的差距。总体上讲，国产液压机在质量上和国外一些较知名公司的产品还有一定的差距，但随着国内制造商对质量的不断重视和管理水平的提高，国产液压机的质量会接近和赶上国际水平。2022/11/25国内液压机行业发展中尚需加强的方面：国内液压机行业发展中尚需加强的方面：（1）加强企业的技术研发能力!提升新产品的开发能力。（2）加强企业间的联合，共同开发和承担成套的生产自动线项目，解决相互关联的技术问题。（3）提高产品质量，提供高可靠性的产品。2022/11/25Thank you!2022/11/25