冲压与塑料成型设备 第2版 教学课件 ppt 作者 范有发 第三章 其它类型的冲压设备

1、第三章 其它类型的冲压设备,3.1 双动拉深压力机 3.2 螺旋压力机 3.3 精冲压力机 3.4 高速压力机 3.5 数控冲模回转头压力机 3.6 数控液压折弯机,3.1 双动拉深压力机,3.1.1 双动拉深压力机的工艺特点 双动拉深压力机有一个外滑块和一个内滑块，外滑块用来落料或压紧坯料的边缘，防止起皱；内滑块用于拉深成形。,导前行程,内滑块拉深前，外滑块先压紧坯料边缘，在内滑块拉深过程中，外滑块应保持始终压紧的状态，拉深完毕，外滑块应稍滞后于内滑块回程，以便将拉深件从凸模上卸下。,3.1.1 双动拉深压力机的工艺特点,1.压边刚性好且压边力可调。 2.内、外滑块的速度有利于拉深成形。 3.便于工艺操作。,3.1.2 双动拉深压力机的结构,按传动方式不同分为：机械双动拉深压力机和液压双动拉深压力机。 机械双动拉深压力机按传动系统布置的不同又分为：上传动和下传动两种。,3.1.2 双动拉深压力机的结构,底传动双动拉深压力机（见图3-3） 传动级数：3级 工作台由凸轮驱动实现间歇升降运动 压边滑块由压力机顶部的蜗轮-蜗杆联动机构调节位置，工作过程中保持不动，由工作台上升实现压料作用。

2、手轮5调节装模高度；手轮2转动螺杆拉紧上模（螺纹连接），螺母3锁紧。,3.1.2 双动拉深压力机的结构,装模螺杆的调节机构(见图3-5),压料力调节：通过调整压边滑块的装模高度改变对坯料的夹紧程度来实现的。(见图3-6),3.1.2 双动拉深压力机的结构,JA45-100型闭式单点双动拉深压力机 传动级数：4级 内滑块为偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构；外滑块由同一偏心齿轮驱动杠杆系统来实现。,3.1.2 双动拉深压力机的结构,内滑块装模高度的调节机构 图3-9上面的两根导向杆的螺纹为左旋，而下面两根导向杆的螺纹为右旋，以保证调节时外滑块同步向上或向下移动。 内、外滑块机动调节机构：由电磁离合器及齿轮挂靠实现不同时调节（见图3-10）。,3.2 螺旋压力机,3.2.1 螺旋压力机的工作原理和分类 螺旋压力机的工作机构：螺旋副滑块机构,3.2.1 螺旋压力机的工作原理和分类,螺旋压力机的分类： 按传动机构的类型可分为摩擦式、电动式、液压式和离合器式四类。,3.2.1 螺旋压力机的工作原理和分类,螺旋压力机的分类： 按螺旋副的工作方式分为螺杆直线运动式、螺杆旋转运动式和螺杆螺旋运动式三大类。,3

3、.2.2 摩擦压力机,双盘式摩擦压力机：综合性能优于其它摩擦传动形式，在实际中应用最为广泛。 摩擦盘随传动轴转动，并可少量水平轴向移动，以便左、右摩擦盘交替压紧飞轮轮缘，靠其摩擦力带动飞轮正转或反转。 摩擦盘与飞轮之间的单边保持23mm的间隙。,3.2.2 摩擦压力机,液压-杠杆操纵系统 控制传动轴的水平轴向移动和压紧飞轮的动作。 滑块上的上、下行程限位板可调节，以改变滑块上止点的位置和改变滑块向下运动的加速行程，以适应模具闭合高度变化的要求。,3.2.2 摩擦压力机,JB53-400型摩擦压力机采用气动操纵系统 制动器结构见图3-16,3.2.2 摩擦压力机,打滑飞轮结构见图3-17 当冲压载荷超过某一预定值时，外圈打滑，消耗能量，降低最大冲压力，达到保护压力机的目的。,3.2.3 液压螺旋压力机,液压螺旋压力机： 工作速度和生产率较高 便于采用能量预选和工作过程的数控 易实现压力机以最佳的能耗工作 但液压传动装置成本较高 目前液压螺旋压力机多为大型设备，世界上最大液压螺旋压力机（模锻压力机）是奥地利的HSPRZ1180，标称压力达140MN，螺杆直径为1180mm，飞轮能量为750

4、0kJ,3.2.3 液压螺旋压力机,螺旋液压缸式液压螺旋压力传动部件结构（见图3-19） 副螺旋副的传动效率很高，结构紧凑，动作灵敏。 尼龙联轴节重量轻，且具有很好的缓冲性能。,3.2.3 液压螺旋压力机,直动式液压缸式液压螺旋压力机（见图3-20） 结构简单，制造容易，动作可靠 但主螺旋副总在推力下运动，磨损较严重 另外，设备的传动效率较低。,3.2.4 电动螺旋压力机,工作原理：靠转子和定子之间的磁场产生的力矩，驱动转子（飞轮）正、反转，通过主螺旋副的螺旋运动，使滑块完成工作循环。 特点： 传动环节少，容易制造，操作方便 冲压能量稳定，与同吨位摩擦压力机相比，每分钟行程次数提高23倍 不必经常更换磨损件 向大型化发展。,3.2.5 螺旋压力机的工艺特性,螺旋压力的工作特性与锻锺相同，依靠冲击动能使工件变形，工作行程终了时滑块速度减小为零。 螺旋压力机工作时产生的工艺力通过机身形成一个封闭的力系，所以它的工艺适应性好，可以用于模锻及各类冲压工序。 滑块行程不固定，下止点可改变，工作时压力机-模具系统沿滑块运动方向的弹性变形，可由螺杆的附加转角得到自动补偿，实际上影响不到制件的精度。

5、它特别适用于精锻、精整、精压、压印、校正及粉末冶金压制等工序。 与模锻锤相比，无沉重而庞大的砧座、蒸汽锅炉和大型空气压缩机等辅助设备；且设备投资少维修方便；工作时振动和噪声低，操作简便，劳动条件好。 不足之处在于其滑块行程次数低，生产率不高；选择和使用时应对螺旋压力机的冲压能量进行调节。,3.2.6 离合器式螺旋压力机,它结合了传统螺旋压力机、曲柄压力机和液压机的优点，具有结构简单、效率高、节能的特点。 图3-22中，回程缸除了带动滑块回程外，还在工作行程中起到平衡滑块重量的作用。 压力机能准确控制滑块行程和冲压力，完全排除了超载的危险。,3.2.6 离合器式螺旋压力机,离合器惯性脱开机构动作原理（见图3-23）,离合器式螺旋压力机特性： 飞轮连续定向旋转，工作循环中只加速或减速惯量很小的螺杆和摩擦盘 加速行程很短，有效冲压行程更长，滑块在3/4的行程上都可发挥最大力和最大能量 有效行程次数提高一倍以上，总机械效率提高1/3以上。,3.3 精冲压力机,3.3.1精冲工艺对压力机的要求 精密冲裁（精冲）：可直接获得剪切面粗糙度Ra3.20.8m和尺寸公差达到IT8级的零件。,精冲的实现需

6、要通过设备和模具的作用，使被冲材料剪切区达到塑性剪切变形的条件。,3.3.1 精冲工艺对压力机的要求,精冲压力机应具有以下特点，以满足精冲工艺的要求 1）能实现精冲的三动要求，提供五方面作用力； 压紧板料 凸模施加冲裁力进行冲裁 回程时，不同步地提供卸料力和顶件力 2）冲裁速度低且可调 3）滑块有很高的导向精度 4）滑块的终点位置准确（0.01mm） 5）电动机功率比通用压力机大 6）床身刚性好 7）有可靠的模具保护装置及其它辅助装置,3.3.1 精冲工艺对压力机的要求,3.3.2 精冲压力机的类型和结构示例,精冲压力机按主传动的形式分：机械式和液压式两类 无论哪种类型，其压边系统和反压系统均采用液压结构，以实现压料力和反压力的可调且稳定的要求。 精冲压力机总压力在3200kN以下的一般为机械式，主要用于冲裁板厚小于3mm的零件；总压力在4000kN以上的为液压式。,1.机械式精冲压力机 机械式精冲压力机采用双肘杆底传动。 优点： 维修方便，行程次数较高 行程固定，重复精度高 有飞轮，电机功率较小 但滑块有受水平分力会影响导向精度，行程曲线不可能按工艺要求任意改变。,3.3.2 精冲压

7、力机的类型和结构示例,机械式精冲压力机为保证滑块的运动精度，所有轴承都采用过盈配合的滚针轴承，滑块导轨则采用过盈配合的滚动导轨（图3-29），以保证无间隙传动和无间隙导向。,3.3.2 精冲压力机的类型和结构示例,双肘杆机构的传动原理(见图3-30) 双肘杆传动可以获得精冲工艺要求的滑块行程曲线(见图3-31)，即快速合模，慢速冲裁，快速回程。,2.液压式精冲压力机,冲裁动作、齿圈压板的压边动作、反压顶杆的动作分别由冲裁活塞4、压边活塞12实现和反压活塞6完成。 台阶式内阻尼静压导轨：柱塞和导轨面始终被一层高强度的油膜隔离不接触，且油膜会在自动产生反抗柱塞偏斜的静压支承力，保持高的导向精度。导轨的寿命极高、刚性很好。 封闭高度调节精度0.01mm，滑块在负荷下的位置精度为0.03 mm，抗偏载能力达120kNm。,3.3.3 精冲压力机的辅助装置,辅助装置：包括卷料开卷和校平装置、自动送料、润滑、废料切断和排除、零件和余料的排出以及模具安全保护装置、材料始末检测装置等。 1.模具保护装置,3.3.3 精冲压力机的辅助装置,2.自动送料和废料切断装置 自动送料装置形式：辊轴式或夹钳式两种

8、 驱动方式:气动、摆动液压缸、液压马达和电-液步进电机几种 气动夹钳式只适用于短步距送料，辊轴送料步距范围大；电-液步进电动机驱动的辊轴送料，不仅步距范围大，而且送料精度高，可达0.1mm。,3.3.3 精冲压力机的辅助装置,2.自动送料和废料切断装置,3.3.3 精冲压力机的辅助装置,3.工件排出装置 精冲后，工件和废料都被顶出到上、下模的工作空间，必须迅速排出。 小工件或小余料：用压缩空气吹料喷嘴吹出，吹料喷嘴的位置、方向以及喷吹的时间都可以调节。 大工件：一般用机械手取出，它由压缩空气驱动，动作迅速。,3.4 高速压力机,高速压力机必须配备各种自动送料装置才能达到高速。 目前“高速”还没有一个统一的衡量标准。,3.4.1 高速压力机的类型与技术参数,分类： 按机身结构可分为开式、闭式和四柱式 按连杆数目可分为单点和双点 按传动系统的布置形式可分为上传动和下传动 按工艺用途和结构特点分冲裁加工和冲裁、成形和浅拉深的多用途高速压力机两大类。 高速压力机的技术参数：见表3-4,3.4.2 高速压力机的特点及结构,高速压力机的行程次数一般为标称压力相同的通用压力机的59倍，目前部分中、小

9、型压力机的行程次数已达11003000次/min的超高速。,结构特点： （1）传动系统一般为直传式（见图3-38） （2）曲柄滑块机构实现动平衡 惯性力和行程次数的平方成正比，可达到滑块重量的数倍。,3.4.2 高速压力机的特点及结构,（3）减轻往复运动部件的重量以减小惯性力 压力机的封闭高度调节机构设在工作台内部（见图3-39）,3.4.2 高速压力机的特点及结构,（4）压力机刚度高，导向精度高,（5）增设减振和消声装置 底座与基础间增设了减振垫（图3-37件1）。 机床电器与床身、各重要零件与床身联接处也设置减振缓冲垫。,3.4.2 高速压力机的特点及结构,（6）采用送料精度高的自动送料装置,蜗杆凸轮式传动箱带动的辊轴式送料装置（图3-41） 具有很高的送料精度，可达0.020.03mm。 缺点：送料步距的调节需另外增设调节组件。,3.4.2 高速压力机的特点及结构,（6）采用送料精度高的自动送料装置,小型高速压力机：较多采用单侧或双侧由异形滚子超越离合器带动的辊轴式送料装置（见图3-42） 它的结构简单，造价较低 送料精度较低，压力机在3001000次/min的行程次数下工作时，送料精度一般为0.10.15mm 磨损会导致精度降低，修复比较困难,（7）具有稳定可靠的事故监测装置，并配置强有力的制动器,3.5 数控冲模回转头压力机（俗称数控冲床）,分类： 按机身结构可分为开式和闭式；按主传动驱动方式可分为机械式和液压式；按移动工作台布置方式不同有内置式、外置式和侧置式。,3.5.1 工作原理、特点及应用,回转头：是一对可以储存若干套模具的转盘，它们装在滑块与工作台之间，上转盘安装上模，下转盘安装下模。 上、下转盘可作同步转动，进行换模，以便冲压出不同形状的孔或轮廓。,形状复杂孔可利用组合冲裁或分步冲裁的方法冲出； 较大孔及轮廓可分步冲出； 回转头的转位换模及板料的平移均由数控自动完成。,3.5.2 结构及技术参数,1传动系统,压力机必须完成的动作： 冲压 模位选择 板料进给,3.5.2 结构及技术参数,2冲模回转头,转盘可绕中心轴旋转，转盘面上沿圆周布置有20个模位； 上转盘圆周上有019依次排列的模具编程序号 下转盘圆周上有20个依次排列的发信头，代表各

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