锻压设备概论.pptx

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1、材料成型设备材料成型设备 锻压设备锻压设备 15000吨自由锻造水压机吨自由锻造水压机材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 锻造和冲压简称锻压锻造和冲压简称锻压.n锤击或压制锤击或压制,对坯料施加压力对坯料施加压力,使之塑性变形的加工方法称为使之塑性变形的加工方法称为锻造锻造.Schematic illustration of stages in impression-die forging.Note the formation of flash,or excess material that is subsequently trimmed off.材料成型设备材料成型设备

2、 讲授人：程振邦讲授人：程振邦Stages in forging a connecting rod for an internal bustion engine.Note the amount of flash that is necessary to fill the die cavities properly.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n室温下室温下,用凹模和凸模将薄板成形为具有立体造型和符合用凹模和凸模将薄板成形为具有立体造型和符合 质量要求的制件的加工方法称为质量要求的制件的加工方法称为冲压冲压.汽车覆盖件汽车覆盖件n冲压工序分为：别离和成形两大类冲压工序分

3、为：别离和成形两大类l别离工序：坯料在冲压力作用下，变形局部的应力到达强度极限后，使坯料沿一别离工序：坯料在冲压力作用下，变形局部的应力到达强度极限后，使坯料沿一定轮廓发生断裂而产生别离的压力加工工序定轮廓发生断裂而产生别离的压力加工工序.如剪切、冲裁。如剪切、冲裁。l成形工序：坯料在冲压力作用下，变形局部的应力到达屈服极限未到达强度成形工序：坯料在冲压力作用下，变形局部的应力到达屈服极限未到达强度 极限，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸和精度的压力加工工极限，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸和精度的压力加工工 序序.如弯曲、拉伸、翻边等。如弯曲、拉伸、翻边等。材料成型设备

4、材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦The metal-forming process used to manufacture two-piece beverage cans.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.1 锻压设备分类锻压设备分类按工艺用途分成八大类按工艺用途分成八大类.锻压设备分类锻压设备分类u 加热设备、锻压成形设备、锻压生产辅助设备加热设备、锻压成形设备、锻压生产辅助设备.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦从原理上从原理上,四种类型四种类型:1锻锤锻锤 一般气体为工作介质一般气体为工作介质,将气体分子的内能转换成执行机构的动能将气

5、体分子的内能转换成执行机构的动能,利用碰撞原利用碰撞原理理,产生巨大冲击力产生巨大冲击力.属冲击载荷锻压机属冲击载荷锻压机,如如,空气锤、蒸汽空气锤、蒸汽-空气锻锤、电液锤、高速锤等空气锻锤、电液锤、高速锤等.2曲柄压力机曲柄压力机 利用利用曲柄曲柄曲柄曲柄-连杆机构连杆机构连杆机构连杆机构把传动局部的旋转运动变成滑块的往复运动把传动局部的旋转运动变成滑块的往复运动;靠传动系统传递的扭矩迫使滑块给毛坯施加压力靠传动系统传递的扭矩迫使滑块给毛坯施加压力.运动和载荷具有周期性运动和载荷具有周期性.属压力作用的机器属压力作用的机器.如如,热模锻压力机、拉深压力机、热模锻压力机、拉深压力机、剪切机、精

6、压机、平锻机、冷锻机剪切机、精压机、平锻机、冷锻机.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦3液压机液压机 液体为工作介质液体为工作介质,利用帕斯卡原理利用帕斯卡原理,使执行机构产生巨大静压力的锻压机器使执行机构产生巨大静压力的锻压机器.如如,水压机、油压机水压机、油压机.4旋转式锻压机旋转式锻压机利用碾压原理利用碾压原理,使执行机构对毛坯局部产生持续压力使执行机构对毛坯局部产生持续压力,随着毛坯运动随着毛坯运动,塑性变形塑性变形遍布整个锻件遍布整个锻件.扩孔机、辊锻机、摆碾机等扩孔机、辊锻机、摆碾机等.摆碾机成形原理摆碾机成形原理材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：

7、程振邦2.2 锻锤锻锤l 用蒸汽或液压等传动机构使落下局部用蒸汽或液压等传动机构使落下局部活塞、锤杆、锤头、上砧活塞、锤杆、锤头、上砧模块模块产生运动、并积累动能产生运动、并积累动能,施加到锻件施加到锻件,使锻件获得塑形变形能，完成各种锻压工使锻件获得塑形变形能，完成各种锻压工艺过程的机器。艺过程的机器。l工作原理工作原理l与压力机类设备的区别与压力机类设备的区别2.2.1 锻锤的工作特性锻锤的工作特性2.2.1.1 锻锤的打击能量锻锤的打击能量n 锻锤规格锻锤规格:常以落下局部重量来表示常以落下局部重量来表示.但其确切性能参数是但其确切性能参数是打击能量打击能量打击能量打击能量E E0 0J

8、 J,对有对有砧座锤为：砧座锤为：式中式中,m1为落下局部重量为落下局部重量kg;v1为落下局部接触锻件瞬间的打击速度为落下局部接触锻件瞬间的打击速度m/s.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦对击锤对击锤对击锤对击锤:打击能量打击能量E0J为为,式中式中,m2为下锤头的重量为下锤头的重量kg;v2为下锤头的打击速度为下锤头的打击速度m/s.2.2.1.2 锻锤的打击力锻锤的打击力 锻锤零件的强度校核、模具承压面确实定及正确选用和使用设备的需要锻锤零件的强度校核、模具承压面确实定及正确选用和使用设备的需要.打击力与打击力与锤头动能锤头动能锤头动能锤头动能及锻件大小、形状、温度

9、等有关及锻件大小、形状、温度等有关.每次打击力是不同的每次打击力是不同的;同一次中同一次中同一次中同一次中,打击力也是变化的打击力也是变化的.为简化计算为简化计算,假设假设:打击加载阶段打击力为一常力打击加载阶段打击力为一常力,称为平均打击力称为平均打击力.运用冲量原理可求该平均打击力运用冲量原理可求该平均打击力.u 铭牌上可直接读出打击力铭牌上可直接读出打击力.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦u 锻锤分类锻锤分类锻锤分类锻锤分类 按打击特性按打击特性:对击锤、有砧座锤对击锤、有砧座锤;按工艺用途按工艺用途:自由锻锤、模锻锤、板料冲压锤自由锻锤、模锻锤、板料冲压锤;按向下

10、行程作用在落下局部的力按向下行程作用在落下局部的力:单作用锤、双作用锤单作用锤、双作用锤;单作用锤单作用锤:落下局部为自由落体落下局部为自由落体;双作用锤双作用锤:落下局部还受压缩空气、液压力作用落下局部还受压缩空气、液压力作用.按驱动机构特征按驱动机构特征:蒸汽蒸汽-空气锤、空气锤、机械锤、液压锤空气锤、空气锤、机械锤、液压锤.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.2.2 蒸汽蒸汽-空气锤空气锤n 锻造车间最常用锻造设备之一锻造车间最常用锻造设备之一.n 蒸汽或压缩空气为工作介质蒸汽或压缩空气为工作介质,故称蒸故称蒸汽汽-空气锤空气锤.蒸汽压强为蒸汽压强为0.70.9MP

11、a;压缩空气压强为压缩空气压强为0.60.8MPa.根据工艺用途分为根据工艺用途分为:蒸汽蒸汽-空气自由锻空气自由锻锤、模锻锤锤、模锻锤.空气锤空气锤材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦3T蒸汽锤蒸汽锤材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦100吨级大蒸汽锤吨级大蒸汽锤材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.2.2.1 蒸汽蒸汽-空气锤的工作原理空气锤的工作原理蒸汽蒸汽-空气锤工作原理图空气锤工作原理图1-气缸；气缸；2-活塞；活塞；3-锤杆；锤杆；4-锤头；锤头；5-上砧块；上砧块；6-锻坯；锻坯；7-下砧块；下砧块；8-砧枕；砧枕；9-砧

12、座砧座n n 气缸气缸气缸气缸1 1下腔进气下腔进气下腔进气下腔进气,上腔排气上腔排气上腔排气上腔排气:合力合力Fu向上向上,落下落下局部在局部在Fu作用下作用下向上运动向上运动向上运动向上运动.此时此时,作用力须满足：作用力须满足：式中式中,A为活塞顶部面积为活塞顶部面积m2;A为活塞下环形面积为活塞下环形面积,为系为系数数1;1-A为锤杆截面积为锤杆截面积m2;au为向上加速度为向上加速度m/s2;g为重力加速度为重力加速度m/s2;m为锤落下局部质量为锤落下局部质量kg;T为锤头与导轨、活塞与气缸、活塞杆与密封间摩擦阻为锤头与导轨、活塞与气缸、活塞杆与密封间摩擦阻力力N;p1为气缸进气压

13、力为气缸进气压力Pa;p2为气缸排气压力为气缸排气压力Pa;p0为大气压为大气压Pa.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n n气缸上腔进气气缸上腔进气气缸上腔进气气缸上腔进气,下腔排气下腔排气下腔排气下腔排气:作用在落下局部合力作用在落下局部合力Fd向下向下.式中式中,ad为向下加速度为向下加速度m/s2.u 落下局部储蓄的落下局部储蓄的打击能量打击能量打击能量打击能量大局部转化为锻件的大局部转化为锻件的 塑性变形功塑性变形功塑性变形功塑性变形功.11.2.2.2 蒸汽蒸汽-空气自由锻锤空气自由锻锤u 自由锻造、胎模锻造自由锻造、胎模锻造.生产中小型自由生产中小型自由 锻件

14、的主要设备锻件的主要设备.落下局部质量落下局部质量0.55吨吨.5吨被水压机代替吨被水压机代替.u 单柱式、双柱式、桥式单柱式、双柱式、桥式.蒸汽蒸汽-空气锤工作原理图空气锤工作原理图1-气缸；气缸；2-活塞；活塞；3-锤杆；锤杆；4-锤头；锤头；5-上砧块；上砧块；6-锻坯；锻坯；7-下砧块；下砧块；8-砧枕；砧枕；9-砧座砧座材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦 单柱式单柱式:一个立柱一个立柱,操作空间大操作空间大.落落下局部下局部0.50.51 1吨吨吨吨,锻造小型件锻造小型件.双柱式双柱式:两立柱组成两立柱组成拱门拱门拱门拱门,较稳固较稳固.落下局部质量落下局部质量1

15、5吨吨,锻造中型件锻造中型件,应应用最广用最广.双柱桥式双柱桥式:两立柱和横梁连接成桥两立柱和横梁连接成桥型框架型框架,砧座周围空间大砧座周围空间大,便于操作便于操作.落落下局部质量下局部质量35吨吨.双柱式蒸汽双柱式蒸汽-空气锤空气锤1 1-气缸气缸;2-锤杆锤杆;3-立柱立柱;4-导轨导轨;5-锤头锤头;6-上砧块上砧块;7-砧垫砧垫;8-砧座砧座;9-基础底板基础底板;10-下砧块下砧块;11-旋阀旋阀手柄手柄;12-滑阀手柄滑阀手柄;13-排气口排气口;14-进气口进气口材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦单柱式单柱式双柱式双柱式双柱桥式双柱桥式材料成型设备材料成型设

16、备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 工作循环：工作循环：锤头上悬锤头上悬 下腔气压平衡落下局部重量下腔气压平衡落下局部重量,锤头在上死点位置微动锤头在上死点位置微动.锤头压下锤头压下 下腔蒸汽慢慢排出下腔蒸汽慢慢排出,锤头平稳下落锤头平稳下落;上腔进入蒸汽上腔进入蒸汽,对锤头产生压力对锤头产生压力,压住锻件压住锻件.是完成是完成弯曲和扭转工序所需的弯曲和扭转工序所需的.单次打击单次打击 重击重击.上腔在整个向下行程中都是进气上腔在整个向下行程中都是进气,下腔都是排下腔都是排气气;故故,单次打击能量较大单次打击能量较大.是镦粗工艺所要求的是镦粗工艺所要求的.连续打击连续打击 锤头连续打击工件锤头

17、连续打击工件.是自由锻中延伸是自由锻中延伸拔长拔长工序工序所要求的所要求的.4-锤头锤头材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.2.2.2 蒸汽蒸汽-空气模锻锤空气模锻锤蒸汽蒸汽-空气模锻锤空气模锻锤1-砧座；砧座；2-模座；模座；3-下模；下模；4-立柱；立柱；5-导轨；导轨；6-锤杆；锤杆；7 7-活塞；活塞；8 8-气缸；气缸；9-保险杠；保险杠；10-滑阀；滑阀；11-节气阀；节气阀；12-气缸底板；气缸底板；13-曲杆；曲杆；14-杠杆；杠杆；15-锤头；锤头；16-踏板踏板n 完成模锻工艺的蒸汽完成模锻工艺的蒸汽-空气锤空气锤.气缸固定在立柱上气缸固定在立柱上,两

18、立柱牢固地连两立柱牢固地连接到砧座上接到砧座上.脚踏板操纵配气阀运动脚踏板操纵配气阀运动,实现模锻锤实现模锻锤各种动作各种动作.摆动循环、重打、轻打三种工作循摆动循环、重打、轻打三种工作循环方式环方式,通过控制配气阀进排气方向和通过控制配气阀进排气方向和气量大小实现气量大小实现.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦模锻锤特点模锻锤特点:结构不同结构不同与自由锻相比与自由锻相比 要求上、下模对准要求上、下模对准,故故,立柱必须安装在砧座上立柱必须安装在砧座上.常由几个模膛锻造常由几个模膛锻造,力为偏心载荷力为偏心载荷,尤其终锻工序尤其终锻工序,锻击力很大锻击力很大.为承受偏心打

19、击的侧向分力为承受偏心打击的侧向分力,把立柱、砧座、气缸用带弹簧的螺钉连成把立柱、砧座、气缸用带弹簧的螺钉连成刚性机刚性机刚性机刚性机架架架架,增加刚性增加刚性.自由锻锤立柱与砧座为两体自由锻锤立柱与砧座为两体.操纵机构不同操纵机构不同 采用脚踏板操纵采用脚踏板操纵.模锻工同时司锤和操作锻件模锻工同时司锤和操作锻件.工作循环不同工作循环不同自由锻自由锻:单打、连打、悬空、压下单打、连打、悬空、压下;模锻模锻:摆动、连续重打、轻打摆动、连续重打、轻打.砧座与落下局部质量比例不同砧座与落下局部质量比例不同自由锻砧座一般为落下局部的自由锻砧座一般为落下局部的1015倍倍;模锻锤为模锻锤为2030倍倍

20、.同吨位模锻采用比自由锻更大的砧座同吨位模锻采用比自由锻更大的砧座.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.2.3 空气锤空气锤n自由锻造自由锻造,胎模锻造胎模锻造.n 适于中小锻件适于中小锻件.n 电动机直接驱动电动机直接驱动,安装投资安装投资费用较低费用较低.有工作缸和压缩缸有工作缸和压缩缸,两缸间两缸间由旋阀连通由旋阀连通.工作介质为压缩工作介质为压缩空气空气.工作原理：电动机通过减工作原理：电动机通过减速机构带动速机构带动曲拐轴曲拐轴曲拐轴曲拐轴旋转旋转,驱动驱动压缩活塞上下往复运动压缩活塞上下往复运动,使被使被压缩的空气经旋阀进入工作压缩的空气经旋阀进入工作缸上腔或

21、下腔缸上腔或下腔,驱使落下局部驱使落下局部上下运动进行打击或回程上下运动进行打击或回程.空气锤的结构和工作原理空气锤的结构和工作原理1-踏杆；踏杆；2-砧座；砧座；3-砧垫；砧垫；4-下砧；下砧；5-上砧；上砧；6-锤杆；锤杆；7-工工作缸；作缸；8-下旋阀；下旋阀；9-上旋阀；上旋阀；10-压缩缸；压缩缸；11-手柄；手柄；12-锤锤身；身；13-减速器；减速器；14-电动机；电动机；15-工作活塞；工作活塞；16-压缩活塞；压缩活塞；17-连杆；连杆；18-曲柄曲柄材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.2.4 机械锤机械锤n 由弹性、刚性、挠性连接所由弹性、刚性、挠性连

22、接所组成的各种机械传动锤组成的各种机械传动锤.弹簧锤为用弹簧连接的锤弹簧锤为用弹簧连接的锤;夹板夹板杆杆锤属于刚性连接锤属于刚性连接的锤的锤;用带或链条的锤属于挠性连用带或链条的锤属于挠性连接的锤接的锤.机械锤简图机械锤简图材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.2.5 液压锤液压锤l 液压油为工作介质，利用液压能工作的锤液压油为工作介质，利用液压能工作的锤.l 分分:纯液压、气液两种驱动形式纯液压、气液两种驱动形式.n 气液驱动原理：气液驱动原理：工作前工作前,先向气腔充入定量高压气体先向气腔充入定量高压气体氮气或压氮气或压缩空气缩空气.借助下腔液压力改变借助下腔液压力改变

23、,对定量的封闭气体进行反对定量的封闭气体进行反复压缩蓄能和膨胀做功复压缩蓄能和膨胀做功,使锤头得到提升和快速下使锤头得到提升和快速下降降,进行锻击进行锻击.n 工作特点工作特点:油腔进油油腔进油,锤头提升锤头提升;油腔排油油腔排油,锤头快锤头快速下降并进行锻击速下降并进行锻击.液压锤工作原理液压锤工作原理a-纯液压式；纯液压式；b-气液式气液式德国德国20世纪世纪80年代后期年代后期,出现了快速纯液压模锻锤出现了快速纯液压模锻锤.特点特点:液压缸下腔通常压液压缸下腔通常压;上腔进油上腔进油,锤头下降和进锤头下降和进行锻击行锻击;上腔排油上腔排油,锤头提升锤头提升.材料成型设备材料成型设备 讲授

24、人：程振邦讲授人：程振邦2.3 曲柄压力机曲柄压力机2.3.1曲柄压力机工作原理及结构组成曲柄压力机工作原理及结构组成曲柄压力机运动原理图曲柄压力机运动原理图1-电动机；电动机；2-小带轮；小带轮；3-大带轮；大带轮；4-制动器；制动器；5-离合器；离合器；6,8-小齿小齿轮；轮；7-大齿轮；大齿轮；9-偏心齿轮偏心齿轮偏心齿轮偏心齿轮；10-芯轴；芯轴；11-机身；机身；12-连杆；连杆；13-滑滑块；块；14-上模；上模；15-下模；下模；16-垫板；垫板；17-工作台；工作台；18-气垫气垫l 机械传动机械传动.l 传动系统传动系统,把电动机运动和能量传给工作机构把电动机运动和能量传给工

25、作机构,使坯料发使坯料发生变形生变形.n 由以下几局部组成：由以下几局部组成：工作机构工作机构:曲柄滑块机构曲柄滑块机构.还有肘杆机构、连杆机构等还有肘杆机构、连杆机构等.传动系统传动系统:齿轮传动和带传动等齿轮传动和带传动等.操纵系统操纵系统:如如,离合器和制动器离合器和制动器.控制工作机构的运动和停止控制工作机构的运动和停止 能源系统能源系统:如如,电动机和飞轮电动机和飞轮.为设备运行提供能量为设备运行提供能量 支承部件支承部件:如如,机身机身.将机器各局部连为整体，并受工作负荷将机器各局部连为整体，并受工作负荷 附属装置和辅助系统附属装置和辅助系统.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振

26、邦讲授人：程振邦2.3.2 曲柄压力机类型及技术参数曲柄压力机类型及技术参数2.3.2.1 曲柄压力机类型曲柄压力机类型1板料冲压压力机板料冲压压力机 通用压力机通用压力机:冲裁、落料、弯曲、成形、浅拉深等工艺冲裁、落料、弯曲、成形、浅拉深等工艺.拉深压力机拉深压力机:拉深工艺拉深工艺.板冲高速自动机板冲高速自动机:连续传送板料的自动冲压工艺连续传送板料的自动冲压工艺.板冲多工位自动机板冲多工位自动机:连续传送工件的自动冲压工艺连续传送工件的自动冲压工艺.通用压力机通用压力机拉深压力机拉深压力机板冲高速自动机板冲高速自动机2体积模锻压力机体积模锻压力机 挤压机挤压机:冷挤压工艺冷挤压工艺.热模

27、压力机热模压力机:热模锻工艺热模锻工艺.精压机精压机:平面精压、体积精压、外表压印等工艺平面精压、体积精压、外表压印等工艺.平锻机平锻机:平锻工艺平锻工艺.冷镦自动机冷镦自动机:制造如螺钉、螺母等标准件制造如螺钉、螺母等标准件.精锻机精锻机:精锻轴类工件精锻轴类工件.3剪切机剪切机 板料剪切机板料剪切机:裁剪板料裁剪板料.棒料剪切机棒料剪切机:截裁棒料截裁棒料.精压机精压机平锻机平锻机冷墩机冷墩机精锻机精锻机材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.3.2.2 曲柄压力机技术参数曲柄压力机技术参数l 主要技术参数：主要技术参数：1公称压力公称压力公称压力公称压力P Pg g及公

28、称压力行程及公称压力行程S Sg g 反映曲柄压力机的工作能力反映曲柄压力机的工作能力 P Pg g:滑块离下死点前某一特定距离滑块离下死点前某一特定距离公称压力行程公称压力行程、或曲柄旋转到离下死点前、或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度某一特定角度公称压力角公称压力角时时,滑块所允许承受的最大作用力滑块所允许承受的最大作用力.公称压力已经系列化：公称压力已经系列化：63KN,100KN,160KN，。，。2滑块行程滑块行程S 反映压力机工作范围反映压力机工作范围 滑块从上死点到下死点的距离滑块从上死点到下死点的距离.是曲柄半径的两倍是曲柄半径的两倍,或偏心齿轮、曲拐轴偏心距的两倍或偏心齿轮、

29、曲拐轴偏心距的两倍.3滑块行程次数滑块行程次数n 反映生产效率上下反映生产效率上下 滑块每分钟从上死点到下死点滑块每分钟从上死点到下死点,然后然后,再回到上死点往复的次数再回到上死点往复的次数.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦4最大装模高度最大装模高度H1及装模高度调节量及装模高度调节量H1 反映在高度方向上安装空间的大小反映在高度方向上安装空间的大小 装模高度装模高度:滑块到下死点时滑块到下死点时,滑块下外表到工作台垫板上外表的距离滑块下外表到工作台垫板上外表的距离.HH1 1：装模高度调节装置将滑块调到最上位置时装模高度调节装置将滑块调到最上位置时,装模高度达最大值装

30、模高度达最大值.上下模闭合高度上下模闭合高度应小于应小于应小于应小于压力机的最大装模高度压力机的最大装模高度.HH1 1:装模高度调节装置所能调节的距离装模高度调节装置所能调节的距离.封闭高度封闭高度:滑块在下死点时滑块在下死点时,滑块下外表到工作台上外表的距离滑块下外表到工作台上外表的距离.它和装模高度之差它和装模高度之差,恰是工作台垫板厚度恰是工作台垫板厚度.装模高度的适当性原则：装模高度的适当性原则：装模高度及其调节量必须适当，增大装模高度值虽然能安装闭合高度较大的装模高度及其调节量必须适当，增大装模高度值虽然能安装闭合高度较大的模具，适应性大。但假设装模高度过大在安装高度较小的模具时，

31、需要添加足够模具，适应性大。但假设装模高度过大在安装高度较小的模具时，需要添加足够的附加垫板，给工作带来不便。同时，压力机的高度也相应增加很多。的附加垫板，给工作带来不便。同时，压力机的高度也相应增加很多。材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦6喉深喉深 滑块中心线至机身距离滑块中心线至机身距离.是开式压力机和单柱压力机特有参数是开式压力机和单柱压力机特有参数.7漏料孔尺寸漏料孔尺寸工作台或垫板上的漏料孔尺寸应大于模具下面的漏料孔尺寸工作台或垫板上的漏料孔尺寸应大于模具下面的漏料孔尺寸.弹性顶料装置尺寸应小于漏料孔尺寸弹性顶料装置尺寸应小于漏料孔尺寸.模具下模板外形尺寸应大于漏

32、料孔尺寸模具下模板外形尺寸应大于漏料孔尺寸.否则否则,需增加附加垫板需增加附加垫板.8模柄孔尺寸模柄孔尺寸当模具需用模柄与滑块相连时当模具需用模柄与滑块相连时,滑块内模柄孔的直径和深度应与模具模柄尺寸相滑块内模柄孔的直径和深度应与模具模柄尺寸相协调协调.5 5工作台板及滑块底面尺寸工作台板及滑块底面尺寸 反映模架安装平面尺寸反映模架安装平面尺寸 对于闭式压力机对于闭式压力机,二者尺寸大体相同二者尺寸大体相同;开式压力机则前者大于后者开式压力机则前者大于后者.为了用压板固定模座为了用压板固定模座,两者尺寸比模座尺寸大出必要的加压板空间两者尺寸比模座尺寸大出必要的加压板空间.材料成型设备材料成型设

33、备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦9滑块许用负荷曲线滑块许用负荷曲线滑块许用负荷曲线滑块许用负荷曲线 说明曲轴说明曲轴在不同角度在不同角度在不同角度在不同角度,允允许使用的冲压力许使用的冲压力.横坐标横坐标:曲轴所处曲轴所处角度角度角度角度;纵坐标纵坐标:许用压力许用压力许用压力许用压力数值数值.是根据压力机主要零件是根据压力机主要零件,如如,曲轴、齿轮的许用负荷曲轴、齿轮的许用负荷确定的确定的.压力机滑块许用负荷曲线压力机滑块许用负荷曲线材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.3.3 曲柄滑块机构的工作特性曲柄滑块机构的工作特性2.3.3.1 运动特性运动特性曲柄滑块机构运动

34、分析原理图曲柄滑块机构运动分析原理图a-正置；正置；b-正偏置；正偏置；c-负偏置负偏置l 图中图中R为曲柄半径、为曲柄半径、L为连杆长度、为连杆长度、为曲柄旋转方向和角速度为曲柄旋转方向和角速度.n 偏置机构偏置机构:曲柄的旋转中心曲柄的旋转中心节点偏离滑块直线节点偏离滑块直线运动方向运动方向,偏离距离偏离距离e称为称为偏置距偏置距.向前偏向前偏正偏置正偏置正偏置正偏置机构机构;向后向后负偏置负偏置负偏置负偏置机构机构;e=0,即即,节点在节点在滑块运动方向上滑块运动方向上,正置机构正置机构正置机构正置机构.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 由几何关系由几何关系,可写

35、出可写出滑块行程滑块行程滑块行程滑块行程S S与曲柄转角与曲柄转角与曲柄转角与曲柄转角 间关系式间关系式.为曲柄转角为曲柄转角rad.n 设设 为为连杆系数连杆系数连杆系数连杆系数,为为偏置率偏置率偏置率偏置率,则有则有 n由于由于、通常通常1.取近似值取近似值,将以上两式代入将以上两式代入S表达式表达式.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 上式求导上式求导,并考虑并考虑 ,得得 式中式中,假定假定为常量为常量.J31-315压力机滑块位移速度及加速度曲线压力机滑块位移速度及加速度曲线n 得得:l l S、v、关系式构成了滑块的运关系式构成了滑块的运动学规律动学规律.材料

36、成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.3.3.2 受力特性受力特性曲柄滑块机构受力分析简图曲柄滑块机构受力分析简图n 理想状态下理想状态下不不考虑摩擦考虑摩擦:F为工艺力为工艺力;Fn为大齿轮上的为大齿轮上的切向力切向力;FQ为机身导轨对为机身导轨对滑块的约束反力滑块的约束反力;FAB为连杆对滑为连杆对滑块的作用力块的作用力.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 考虑考虑接点接点接点接点B B平衡平衡 ，.由于由于很小很小,.故故,n 在在FBA作用下作用下,曲轴所受扭矩曲轴所受扭矩 Me为为式中式中,me为力臂为力臂.因未考虑摩擦因未考虑摩擦,故称故称me

37、为理想当量力臂为理想当量力臂,而而Me为曲轴的理为曲轴的理想扭矩想扭矩.FAB=F,材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 取取 ,而而 代入上式代入上式 n 考虑到曲轴的考虑到曲轴的力矩平衡力矩平衡力矩平衡力矩平衡,有有式中式中,Rg为大齿轮节圆半径为大齿轮节圆半径.当当=300、=0.2、Rg/R=5时时,F=8.5Fn.曲柄滑块把大齿轮上的作用力放曲柄滑块把大齿轮上的作用力放大约大约8.5倍倍.故故,在在校核曲轴强度校核曲轴强度校核曲轴强度校核曲轴强度时可略去大齿轮上的力时可略去大齿轮上的力.K为滑块机构的放大比、或机构的力增益为滑块机构的放大比、或机构的力增益.n 从

38、而确定工艺力从而确定工艺力F,材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦n 将摩擦影响引入将摩擦影响引入.曲轴曲轴实际扭矩实际扭矩实际扭矩实际扭矩为理想扭矩和摩擦扭矩的叠加为理想扭矩和摩擦扭矩的叠加,即即 式中式中,Mq为曲轴为曲轴偏心齿轮偏心齿轮的实际扭矩的实际扭矩Nm;M为摩擦扭矩为摩擦扭矩Nm;m为曲为曲轴的摩擦力臂轴的摩擦力臂m;为摩擦系数为摩擦系数;dA为曲柄颈为曲柄颈或偏心颈或偏心颈的直径的直径mm;dB为连杆为连杆销销或球头或球头的直径的直径mm;d01、d02为两端支承颈的直径为两端支承颈的直径mm;FR1、FR2为两端支为两端支承颈的反力承颈的反力.2.3.4 通

39、用压力机通用压力机2.3.4.1 通用压力机的用途、特点及分类通用压力机的用途、特点及分类n 落料、冲裁、弯曲、拉深、翻边等工艺落料、冲裁、弯曲、拉深、翻边等工艺.n 只有一个工作滑块、一组曲柄滑块机构只有一个工作滑块、一组曲柄滑块机构,称为单动单点压力机称为单动单点压力机.l 按机身形式分：按机身形式分：开式压力机，操作方便，刚性差，中小型多为开式开式压力机，操作方便，刚性差，中小型多为开式;闭式压力机，刚度好闭式压力机，刚度好,操作不方便，大中型压力机多为闭式操作不方便，大中型压力机多为闭式.开式压力机结构开式压力机结构J31-315闭式压力机外形图闭式压力机外形图单点压力机左、双点压力机

40、右上、四点压力机右下单点压力机左、双点压力机右上、四点压力机右下l按曲柄滑块机构组数按曲柄滑块机构组数按连杆个数、按连接杆与滑块连接点数按连杆个数、按连接杆与滑块连接点数:单点压力机、双点压力机、四点压力机单点压力机、双点压力机、四点压力机.单动压力机左单动压力机左 双动压力机右双动压力机右l 按运动滑块的数量按运动滑块的数量单动、双动和三动压力机单动、双动和三动压力机l按传动形式按传动形式:上传动压力机、下传动压力机上传动压力机、下传动压力机.曲柄压力机的型号曲柄压力机的型号 按照按照锻压锻压机械型号机械型号编编制方法制方法JB/GQ200384的的规规定，曲柄定，曲柄压压力机的型号用力机的

41、型号用汉语汉语拼音字母、英文字母和数字表示。拼音字母、英文字母和数字表示。2.3.4.2 通用压力机的型号及技术参数通用压力机的型号及技术参数 其型号主参数为滑块公称压力其型号主参数为滑块公称压力.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦FP系列高速精密溫熱鍛造機材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦闭式单点双动拉伸压力机公称力：闭式单点双动拉伸压力机公称力：4000 6300 kN材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦闭式四点双动拉伸压力机公称力：闭式四点双动拉伸压力机公称力：10000 40000 kN材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲

42、授人：程振邦2.3.5 专用曲柄压力机专用曲柄压力机n 专用锻压设备专用锻压设备.n 为到达不同的目的，将某些部位改进为到达不同的目的，将某些部位改进,或增加不同辅助装置或增加不同辅助装置,使曲柄压力使曲柄压力机成为专门用途设备机成为专门用途设备.如拉深压力机、热模锻压力机、板料折弯机、高速压力机、精压机等如拉深压力机、热模锻压力机、板料折弯机、高速压力机、精压机等.2.3.5.1 拉深压力机的用途、特点及主要技术参数拉深压力机的用途、特点及主要技术参数l 拉深各种筒形零件、盒形零件、复杂零件汽车覆盖件拉深各种筒形零件、盒形零件、复杂零件汽车覆盖件.l 主要有两个特点：主要有两个特点：1可靠的

43、可靠的压边装置压边装置压边装置压边装置.2滑块滑块工作行程较大工作行程较大工作行程较大工作行程较大,且行程中的且行程中的速度要求慢而平稳速度要求慢而平稳速度要求慢而平稳速度要求慢而平稳.l 拉深压力机按动作分：拉深压力机按动作分：单动拉深压力机、双动拉深压力机、三动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.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.3.5.2 JB46-315型双点双动拉型双点双动拉深压力机深压力机n 采用上传动结构采用上传动结构.外滑块外滑块压边压边压边压边;内滑块内滑块拉拉拉拉深深深深.内、外滑块运动特性通过精内、外滑块运动特性通过精确设计的

44、多连杆机构实现确设计的多连杆机构实现.JB46-315型双点双动型双点双动拉深压力机总图拉深压力机总图材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦双动拉深压力机工作局部结双动拉深压力机工作局部结构简图构简图1-内滑块；内滑块；2-外滑块；外滑块；3-凸模；凸模；4-板料；板料；5-凹模；凹模；6-托板；托板；7-压力圈压力圈JB46-315型双动拉深压力机内外滑块连杆机构传动图型双动拉深压力机内外滑块连杆机构传动图a-外滑块；外滑块；b-内滑块内滑块材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦多连杆机构驱动滑块的工作循环图多连杆机构驱动滑块的工作循环图1-内滑块行程曲线；内

45、滑块行程曲线；2-外滑块行程曲线；外滑块行程曲线；3-内滑块速度曲线内滑块速度曲线外滑块行程小于内滑块行程。内外滑块行程小于内滑块行程。内滑块拉深前，外滑块提前滑块拉深前，外滑块提前1015压紧坯料。在内滑块拉深过程中，压紧坯料。在内滑块拉深过程中，外滑块停止在下死点几乎以不变外滑块停止在下死点几乎以不变的压力压紧坯料。拉深结束后，的压力压紧坯料。拉深结束后，外滑块大约滞后外滑块大约滞后1015回程，以回程，以便工件与模具别离。便工件与模具别离。拉深时滑块速度有一定限制。内拉深时滑块速度有一定限制。内滑块拉深工作行程中速度低，比滑块拉深工作行程中速度低，比较均匀。在空下行程和空回行程较均匀。在

46、空下行程和空回行程时速度较高。时速度较高。内外滑块行程长度：内外滑块行程长度：1:0.60.7材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.4 液压机液压机2.4.1 液压机工作原理液压机工作原理液压机工作原理液压机工作原理1-小柱塞；小柱塞；2-大柱塞；大柱塞；3-工件工件l 液体介质传递能量液体介质传递能量.l 帕斯卡原理帕斯卡原理:密闭容器中液体压强在密闭容器中液体压强在各各各各个方向完全相等个方向完全相等个方向完全相等个方向完全相等.l 工作介质工作介质采用乳化液采用乳化液2%的乳化脂和的乳化脂和98%的软水的软水 称为水压机称为水压机采用油的称为油压机采用油的称为油压机l

47、由本体由本体主机主机、液压系统组成、液压系统组成u由本体由本体主机主机n本体有上横梁、下横梁、活动横梁、四根立本体有上横梁、下横梁、活动横梁、四根立 柱组成。立柱用立柱螺母与上、下横梁紧固柱组成。立柱用立柱螺母与上、下横梁紧固 地联系在一起，组成封闭的框架，该框架称地联系在一起，组成封闭的框架，该框架称 为机身。为机身。n工作缸工作缸 上横梁上横梁 工作柱塞工作柱塞 活动横梁活动横梁n回程缸回程缸 下横梁下横梁液压机本体结构简图液压机本体结构简图1-上横梁；上横梁；2-立柱；立柱；3-下横梁；下横梁；4-回程缸；回程缸；5-工件；工件；6-回程柱塞；回程柱塞；7-活动横梁；活动横梁；8-工作柱

48、塞；工作柱塞；9-工作缸工作缸活塞缸液压机及其液压系统简图活塞缸液压机及其液压系统简图1-油箱；油箱；2-溢流阀；溢流阀；3-换向阀；换向阀；4-节流阀；节流阀；5-液压缸；液压缸；6-单向阀；单向阀；7-泵；泵；8-电动机；电动机；9-油箱油箱l充液行程充液行程:换向阀换向阀3处处于直通位置于直通位置.低压低压.l工作行程工作行程:换向阀换向阀3仍仍处于直通位置处于直通位置.高压高压.l回程回程:换向阀换向阀3处于交处于交叉相通位置叉相通位置.l停止停止:换向阀换向阀3处于中处于中间位置间位置,上下腔均被封闭上下腔均被封闭.n 液压系统液压系统:上下压泵、上下压容器上下压泵、上下压容器油箱、

49、油箱、充充 液罐、蓄势器等液罐、蓄势器等、阀门、连接管道等、阀门、连接管道等.n 传动方式传动方式:泵直接传动、泵泵直接传动、泵-蓄势器传动蓄势器传动.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦general view of a 445 MN 50,000 ton hydraulic press.Source:Wyman-Gordon pany.(c)材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦2.4.2 液压机的特点液压机的特点特点：特点：1基于液压传动基于液压传动,执行元件执行元件缸及柱塞或活塞缸及柱塞或活塞结构简单结构简单.易于实现很大的作用力、较大工作空间及较长行

50、程易于实现很大的作用力、较大工作空间及较长行程.适应性强适应性强,便于压制大型工件、或较长较高工件便于压制大型工件、或较长较高工件.2在在行程任何位置行程任何位置行程任何位置行程任何位置均可产生额定最大压力均可产生额定最大压力.可在下转换点长时间保压可在下转换点长时间保压.3可用简单方法可用简单方法各种阀门各种阀门在一个工作循环中调压或限压在一个工作循环中调压或限压,而不至而不至超载超载,容易保护各种模具和设备容易保护各种模具和设备.材料成型设备材料成型设备 讲授人：程振邦讲授人：程振邦4滑块滑块活动横梁活动横梁总行程可在一定范围内任意改变总行程可在一定范围内任意改变.滑块行程滑块行程下转换点