1、1,第二章 曲柄压力机,2-1 曲柄压力机的工作原理与分类,电机将电能变为回转机械能，通过曲柄连杆机构变为直线往复运动，带动模具，制成所需工件，是材料成形(塑性成形)中广泛应用的设备。可以进行冲压、挤压、锻造等工艺，也称通用压力机。,组成：1）工作机构曲柄、连杆、滑块2）传动系统齿轮、带轮传动及相应的电气系统3）操纵系统离合器、制动器4）能源系统电机、飞轮5）支承部件机身6）辅助系统润滑、保护、气垫、打料装置等由于压机在整个工作周期大部分为无负荷空程，为使电机负荷均匀，有效利用能量，装有飞轮。,一.工作原理和结构组成,2,第二章 曲柄压力机,二.分类和特点按机身类型分：闭式压力机 开式压力机按
2、曲柄形式分：曲轴式压力机偏心轴式压力机曲拐轴式压力机偏心齿轮式压力机,按滑块数分：单动压力机双动压力机三动压力机按连杆数分：单点压力机双点压力机四点压力机,按工作台特点分：固定台活动台可倾,按传动系统所在位置分：上传动压力机下传动压力机,3,第二章 曲柄压力机,三.曲柄压力机型号表示,根据JB/T9965-1999的规定，曲柄压力机型号由汉语拼音、英文字母和数字表示,(1)位为类代号，以汉语拼音首起字母代替,(2)位为变形设计代号，以英文字母表示次要参数在基本型号上所作的改进,(3)位为压力机组别，以数字表示,(4)位为压力机型别，以数字表示,(5)位为分隔符，以横线表示,(6)位为设备的工作
3、能力，以数字表示,(7)位为改进设计代号，以英文字母表示,问题：J21-125代表什么含义？,4,第二章 曲柄压力机,2-2 曲柄滑块机构一、曲柄滑块机构的运动分析,1.滑块位移与曲柄转角的关系,2.滑块速度与曲柄转角的关系,3.滑块加速度与曲柄转角的关系,不同的成形工艺和材料对成形速度和加速度要求不同，了解滑块的位移、速度、加速度有利于设备的正确选用,5,第二章 曲柄压力机,2-2 曲柄滑块机构,二曲柄滑块机构受力分析,(一)理想状态下曲柄滑块受力,连杆和导轨受力分析,(2)曲轴受扭矩,(3)压力机许用负荷图,6,(二)实际情形下曲柄滑块机构受力与许用负荷图,第二章 曲柄压力机,2-2 曲柄
4、滑块机构,二曲柄滑块机构受力分析,7,第二章 曲柄压力机,2-3 曲柄压力机主要零部件结构,一、曲柄滑块机构,曲柄滑块机构是曲柄压力机的一个重要组成部分，它将电动机的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，并给模具提供所需的成形力与位移，同时还提供一些辅助的功能，如装模高度调节、过载保护、顶件、打料等。,几种典型的曲柄滑块机构,按曲柄形式：,(1)曲轴式,(2)偏心齿轮式,8,第二章 曲柄压力机,2-3 曲柄压力机主要零部件结构,一、曲柄滑块机构,2.装模高度调节机构,调节方式有手动调节和机动调节：,(1)调节连杆长度：通过调节连杆的长度达到调节滑块下平面与工作台之间的 距离，即调节装模高度 。,(
5、2)调节滑块高度：柱销式连杆采用此种结构，连杆不直接与滑块相连接，而是装配在调节螺杆上。,(3)调节工作台高度：多用于小型压力机。,9,第二章 曲柄压力机,一、曲柄滑块机构,2-3 曲柄压力机主要零部件结构,3.过载保护装置,常用的过载保护装置：压塌块式和液压式过载保护装置,(1)压塌块式过载保护装置:在球头座下设置一个压塌块，工作时连杆通过压塌块，间接地将力传递给滑块 。,优点：压塌块式过载保护装置结构简单，制造方便；,缺点：设计时无法考虑它的疲劳强度极限；此类型过载保护装置只能应用于,单点压力机；,(2)液压式过载保护装置：多点和大型压力机多采用液压过载保护装置。,优点：液压式过载保护装置
6、过载临界点可以准确的设定，且过载后设备容易恢复正常，因此广泛应用于多点和中大型液压机中。,缺点：增加了相应的液压系统和电气控制系统。,10,第二章 曲柄压力机,2-3 曲柄压力机主要零部件结构,一、曲柄滑块机构,4.模具的装夹和打料装置,(1)模具的装夹,对于小型模具，上模的装夹是利用滑块上的模具装夹持紧块来夹紧模具的模柄。,模具夹持块夹紧装置剖视图,模具示意图,上模采用螺钉紧固方式,11,第二章 曲柄压力机,2-3 曲柄压力机主要零部件结构,一、曲柄滑块机构,(2)打料装置,4.模具的装夹和打料装置,打料装置又称顶料装置，有刚性和气动之分。,1)刚性打料装置,刚性打料，结构简单动作可靠，但是
7、刚性打料一般产生很多大的噪音，并且模具打料部分容易疲劳损坏。,2)气动顶料,由一对气缸代替挡头螺钉，打料杆的两端都铰接在两个气缸的活塞杆上，气缸安装在滑块上，需要顶料时气缸进气使打料杆产生打料动作，从而使工件从模具中顶出。,气动顶料对工件的冲击力较小，且可以在上行时任意时刻顶料，便于实现自动化操作，但可靠性没有刚性顶料高,12,第二章 曲柄压力机,2-3 曲柄压力机主要零部件结构,二、滑块、导轨和机身,滑块：上端与连杆连接，下部安装上模具，在机身导轨内上下运动。底平面与导向面垂直，并开有T型槽和模柄孔。,导轨和滑块的导向面应保持一定的间隙且能调节。,机身作为载体连接固定所有零部件，保证它们的相
8、对位置和运动关系，工作时承受全部变形力。强度和刚度是机身设计的重要指标。按结构分开式和闭式，按工艺分铸造和焊接等。,(1)开式机身：由于床身近似C形，在受力变形时产生垂直位移和角位移，尤其角位移影响模具刃口的磨损和冲压件的质量，严重时甚至有可能折断冲头。,(2)闭式机身：在压力机受力后仅产生垂直变形，刚性比开式机身好，故广泛应用于中大型压力机中。,13,第二章 曲柄压力机,2-3 离合器、制动器、电动机及飞轮,一.离合器,由主动部分，从动部分，连接零件及操纵机构组成,刚性离合器：,由接合零件把主动和从动零件刚性连接起来，用于小型压力机 由连接件的结构形式分：滑销式、转键式、牙嵌式、滚柱式,摩擦
9、离合器：,优缺点：,摩擦离合器和制动器动作协调，能随时接合与脱开，容易实现寸动行程，便于调整模具；接合平稳，能在较高转速下工作，传递的扭矩和制动力矩大。结构复杂，外形尺寸大，制造困难，成本高；接合和制动时摩擦面间相对滑动，摩擦材料发热，磨损。,靠摩擦力连接，接合件是主动和从动摩擦片，用于大中型压力机 按工作情况分为干式和湿式 按摩擦面的形状分圆盘式，浮动镶块式 圆盘式离合器将粉末冶金材料烧结在从动盘上，或做成扇形块铆接在从动盘上 浮动镶块式离合器，是用石棉塑料做成一定形状，镶装在从动盘的窗孔中,14,第二章 通用压力机,2-3 离合器、制动器、电动机及飞轮,15,第二章 通用压力机,16,第二
10、章 通用压力机,17,第二章 通用压力机,18,第二章 通用压力机,19,第二章 通用压力机,20,第二章 通用压力机,二.制动器,圆盘式、带式和闸瓦式,带式分为： 偏心式凸轮式气动式。,21,第二章 通用压力机,三.电机及飞轮,电机功率 Pe=（1.21.4）Pm,短时冲击负荷，阴影为由飞轮提供能量，与电机相互补充；中小型压力机电机采用普遍转差率电机，大中型采用高转差率电机。高转差率电机转速恢复时间长，故对行程次数较高的压力机不宜采用,22,第二章 通用压力机,2-4 辅助装置,过载保护装置,拉伸垫,滑块平衡装置,顶料装置,移动工作台,润滑系统,气路系统,压塌块,液压过载保护装置,23,第二
11、章 通用压力机,拉伸气垫,拉伸气垫应用图,24,第二章 通用压力机,打料装置,滑块平衡气缸,25,第二章 通用压力机,顶料气缸,移动工作台,26,第二章 通用压力机,2-5 压力机的选择和精度,一.压力机的选择,1.类型的选择：,通用压力机：,主要适用于冲裁、弯曲、浅拉伸等工艺，一般生产批量，开式 压力机刚度弱，精度不高，中小型冲压件加工；闭式压力机刚度 大，适用于大中型和精度要求高的冲压件生产,专用压力机：,适用于生产批量大，如精冲压力机、多工位压力机 、冷挤压压力机 大型覆盖件等拉深伸件选双动压力机,冲压液压机：,厚板冲压或工艺力大、行程大、批量小的工件,完成工序的工艺性质、批量、工件尺寸
12、和精度等进行选取,2.吨位选定：,滑块允许的最大受力随曲柄转角的不同而变化，曲柄转角在公称压 力角内，滑块可承受公称压力,工作行程较短，不会出现公称压力行程和许用能量不足，按公 称压力选择。选用公称压力不小于总工艺力的1.3倍，Pg 1.3 F,冲孔、落料 和压印工艺：,27,第二章 通用压力机,一.压力机的选择,拉深及弯曲工艺：,工作行程较长，不能仅按最大工艺力来选压力机吨位，应计算 或估算冲压负荷曲线并和许用负荷线比较，保证冲压负荷曲线 在许用负荷线的安全区，同样选用公称压力不小于总工艺力的 1.72倍， Pg （1.72） F,曲线1为冲裁工艺 曲线2为落料拉深复合工艺 曲线3为校正弯曲
13、工艺负荷曲线2中，虽然落料冲裁力 小于Pg,但在公称压力角之前已 经冲裁，所以实际已超载了。,28,第二章 通用压力机,2-5 压力机的选择和精度,一.压力机的选择,3.压力机功率核算：,选定压力机后，还需要对压力机的许用能量进行核算，例如采用斜刃冲 裁时力虽然降低，但变形功并不减少，压力机在强度上安全的，而在功 率方面有可能会过载。 压力机功率过载后，会出现飞轮转速随冲压工作进行而逐渐降低，引起 电机滑差率增大，甚至停转，烧坏电机。所以要求压力机一次行程所释 放的能量要大于变形工艺所需的功,飞轮释放能量，单行程和连续行程分别按速度下降20、10计算,变形工艺功,滑块行程决定加工件的最大高度
14、拉深时考虑安放和取出工件，行程应为工件高度的2倍以上 行程次数与生产率有关,顶件、气垫装置所须功,4.滑块行程及行程次数的确定,29,第二章 通用压力机,2-5 压力机的选择和精度,一.压力机的选择,5.最大装模高度的选择 ：,模具闭合高度Hd应在压力机最大闭合高度H1和最小闭合高度H2之间， 并适当留有余量,选择最大装模高度同模具闭合高度相接近的压力机，在短连杆长度工作,工作台 滑块 模柄孔,6.模具安装尺寸,二.压力机的精度,动态精度: 压力机工作时的精度，由压力机的刚度决定,静态精度：压力机不工作时的精度，由制造精度和装配精度决定，包括,工作台上表面、滑块下表面的平面度 滑块下表面对工作
15、台上表面的平行度 模柄孔对滑块下表面的垂直度 滑块行程对工作台上表面的垂直度,30,第二章 曲柄压力机,返回,31,第二章 曲柄压力机,返回,32,返回,33,返回,34,返回,35,返回,36,答案,J21-125为开式固定台曲柄压力机，标称压力为1250kN,返回,37,返回,38,返回,39,返回,40,返回,41,返回,42,通常情况下可以认为是恒定的，以标称压力点作为计算依据，有,43,返回1,返回2,44,返回1,返回2,45,返回,46,返回,47,返回,48,液压式保护装置原理图,返回,49,刚性顶料装置 1挡头螺钉 2挡头座 3机身 4打料杆 5挡销 6滑块,返回,50,返回,51,返回,52,返回,
