冷冲压与塑料成型机械 第2版 教学课件 ppt 作者 范有发 第一章　曲柄压力机

1、第一章 曲柄压力机,主编,第一节 曲柄压力机概述,一、曲柄压力机的分类 曲柄压力机（冲床）属于机械传动类压力机，它为冲压模具提供生产所需的动力和运动，依靠冲压模具完成各种冲压工艺，生产出半成品或制品。曲柄压力机在汽车、农用机械、电动机、仪表、电子、医疗器械、国防、航空航天及日用品等工业部门得到了广泛的应用。,图1-1 J23系列开式双柱 可倾式压力机,第一节 曲柄压力机概述,图1- 4 闭式压力机 a)JH31-250型闭式单点压力机 b)JC36- 630型闭式双点压力机,图1-5 JA35- 400型半闭式双点压力机,第一节 曲柄压力机概述,图1- 6 压力机按点数(连杆数)分类 a)单点压力机 b)双点压力机 c)四点压力机,第一节 曲柄压力机概述,图1-7 压力机按运动滑块数分类 a)单动压力机 b)双动压力机 c)三动压力机 1凸轮 2工作台,第一节 曲柄压力机概述,二、曲柄压力机的工作原理与结构组成 无论何种类型的曲柄压力机，其工作原理和基本结构组成都是相同的。图11所示的开式双柱可倾式压力机的传动原理如图1 8所示，电动机1的能量和运动通过带传动传递给中间传动轴4，再由齿

2、轮传递给曲轴9，经连杆11带动滑块12做上下直线移动，从而将曲轴的旋转运动通过连杆转变为滑块的往复直线运动。将上模13固定于滑块上，下模14固定于工作台垫板15上，压力机便能对置于上、下模间的板料加压，将其冲压成工件。为了对滑块运动进行控制，曲轴两端分别装有离合器7和制动器10，以实现滑块的间歇或连续运动。,第一节 曲柄压力机概述,压力机在整个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为空行程运动。为了有效地利用能量，减小电动机功率，曲柄压力机均装有飞轮，以起到储能作用。图18中的大带轮3和大齿轮6均起储能的作用。,图1- 8 JC23- 63型压力机传动原理图 1电动机 2小带轮 3大带轮 4中间传动轴 5小齿轮 6大齿轮 7离合器 8机身 9曲轴 10制动器 11连杆 12滑块 13上模 14下模 15垫板 16工作台,第一节 曲柄压力机概述,(1)工作机构 一般为曲柄滑块机构，由曲轴、连杆、滑块、导轨等零件组成。 (2)传动系统 包括带传动和齿轮传动等机构。 (3)操纵系统 包括离合器、制动器及其控制装置，用来控制压力机安全、准确地运转。 (4)能源系统 包括电动机和飞轮，飞轮能

3、将电动机空程运转时的能量储存起来，在冲压时再释放出来。 (5)支承部件 如机身，它把压力机的所有机构连接在一起，承受全部工作变形力和各种装置的重力，并保证整机所要求的精度和强度。 此外，还有各种辅助系统和附属装置，如润滑系统、顶件装置、安全保护装置、滑块平衡装置等。,第一节 曲柄压力机概述,图1-9 J31-315压力机原理图 1电动机 2小带轮 3大带轮 4制动器 5离合器 6、小齿轮 7大齿轮 9偏心齿轮 10芯棒 11机身 12连杆 13滑块 14上模 15下模 16垫板 17工作台 18液压气垫,第一节 曲柄压力机概述,三、曲柄压力机的主要技术参数 曲柄压力机的技术参数能较全面地反映压力机的工作能力和性能，其主要技术参数有公称压力、滑块行程、滑块行程次数、最大装模高度等。 1.公称压力Fg及公称压力行程Sg 曲柄压力机的公称压力（即额定压力）就是滑块所允许承受的最大作用力，而滑块必须在到达下止点前某一特定距离之内允许承受公称压力，这一特定距离称为公称压力行程（或额定压力行程）Sg，公称压力行程所对应的曲柄转角称为公称压力角（或额定压力角）g。例如，JC2316压力机的公称压力为

4、160kN，公称压力行程为5mm，即指该压力机的滑块在离下止点前5mm之内，允许承受的最大压力为160kN。,第一节 曲柄压力机概述,图1-10 曲柄压力机与模具的相关技术参数,第一节 曲柄压力机概述,2.滑块行程S 如图110所示，滑块行程是指滑块从上止点到下止点所经过的距离，它等于曲柄半径的2倍。它的大小可反映出压力机的工作范围，行程长，则能生产高度较高的零件。但滑块行程并非越大越好，而是应根据设备规格大小，冲压时的送料、取件，以及模具寿命等因素综合考虑。曲拐式和偏心齿轮式曲柄压力机的滑块行程一般是可调的，以满足生产实际的需要。例如，J11500压力机的滑块行程可在1090mm之间调节，J23100A、J23100B压力机的滑块行程均可在16140mm之间调节。,第一节 曲柄压力机概述,3.滑块行程次数n 滑块行程次数是指滑块每分钟往复运动的次数，行程次数越高，生产率就越高。当采用单次行程方式工作时，因受送料时间的限制，即使行程次数再多，生产率也不可能很高（如小件冲压一般为60100次/min）。所以行程次数超过一定数值后，必须配备自动送料装置，才能提高生产率。对于拉深成形工序，行

5、程次数越多，材料变形速度越快，容易造成工件的破裂报废。目前，自动化程度高的压力机的行程次数通常是可调的，以便行程次数达到最佳工作状态要求。,第一节 曲柄压力机概述,4.最大装模高度H1及装模高度调节量H1 装模高度是指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离，其大小限制了压力机所使用模具的高度。当装模高度调节装置将滑块调整到最高位置时，装模高度达到最大值，称为最大装模高度（图110中的H1）。当滑块调整到最低位置时为最小装模高度。与装模高度性质相同的参数还有封闭高度（图110中的H是最大封闭高度），它是指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台上表面的距离，它与装模高度之差等于工作台垫板的厚。装模高度调节装置所能调节的距离，称为装模高度调节量H1。 同时，装模高度调节量越大，连杆长度则越长，刚度会下降。因此，只要满足使用要求即可，不必使装模高度及其调节量过大。,第一节 曲柄压力机概述,5.工作台板及滑块底面尺寸 工作台板及滑块底面尺寸的大小决定了压力机工作空间的平面尺寸大小。工作台板（垫板）的上平面用“左右前后”尺寸表示（图110中的LB），滑块下平面也用“左右前后”尺寸表示（图1

6、10中的ab）。闭式压力机的滑块与工作台板的尺寸基本相同，而开式压力机滑块的下平面尺寸则小于工作台板尺寸。所以，开式压力机所用模具上模的外形尺寸不宜大于滑块下平面的尺寸，否则，当滑块在上止点时，可能造成上模与压力机导轨产生干涉。,第一节 曲柄压力机概述,6.工作台孔尺寸 如图110所示，工作台孔尺寸为L1B1（左右前后）、D1（直径），用做向下出料或安装顶出装置的空间。 7.立柱间距A和喉深C 立柱间距是指双柱式压力机立柱内侧面之间的距离。对于开式压力机，其值影响到向后送料或出件机构的安装空间；对于闭式压力机，其值限制了模具和加工板料的最大宽度。 8.模柄孔尺寸 模柄孔尺寸用“直径孔深”表示（图110中的dl），模柄孔用于固定上模，冲模模柄尺寸应与模柄孔尺寸相适应。大型压力机不用模柄孔固定上模，而是在滑块底面开设T形槽，用螺钉紧固上模。,第一节 曲柄压力机概述,B1-11.eps,第一节 曲柄压力机概述,B1-21.eps,第一节 曲柄压力机概述,四、曲柄压力机的型号 按照锻压机械 型号编制方法（JB/T 99651999）的规定，锻压机械型号是锻压机械名称、主参数、结构特征及工艺用途

7、的代号，由汉语拼音正楷大写字母和阿拉伯数字组成，型号中的汉语拼音字母按其名称读音。曲柄压力机是常用锻压机械之一，其型号编制方法应遵循该标准，具体表示方法为,未标题-1.TIF,第一节 曲柄压力机概述,表1-3 通用曲柄压力机的型号,第二节 曲柄滑块机构,一、曲柄滑块机构的运动规律 图111所示为曲柄滑块机构的运动简图。根据滑块与连杆的连结点B的运动轨迹是否位于曲柄旋转中心O和连结点B的连线上，将曲柄滑块机构分为结点正置（图111a）和结点偏置两种，而结点偏置又有正偏置与负偏置之分。当结点B的运动轨迹偏离OB连线，位于曲柄上行侧时，称为结点正偏置（图111b）；反之，称为结点负偏置（图111c），它们的受力 状态和运动特性是有差异的。结 点偏置机构主要用于改善压力机 的受力状态和运动特性，,图1-11 曲柄滑块机构的运动简图 a)结点正置 b)结点正偏置 c)结点负偏置,第二节 曲柄滑块机构,图1-12 结点正置的曲柄滑块 机构运动关系计算图,表1- 4 拉深成形工艺的合理速度范围,第二节 曲柄滑块机构,二、曲柄压力机滑块许用负荷图 从曲柄滑块机构的强度出发，作用在滑块上的允许工作压力F

8、是随着曲柄转角的变化而改变的，如图114所示。,图1-14 滑块许用工作压力曲线,第二节 曲柄滑块机构,为了不使压力机超载，规定了曲柄压力机滑块许用负荷图，它表明该压力机在满足强度要求的前提下，其滑块允许承受的载荷与行程S（或曲柄转）之间的关系。实际上，曲柄压力机的许用负荷图是综合考虑曲柄支承颈扭曲强度、曲柄颈弯曲（或弯扭联合）强度、齿轮抗弯强度和齿面接触强度等限制条件而制定的。图115所示为曲柄压力机典型的许用负荷图，从图中可知，使用压力机时要注意曲柄的工作角度，应使工作压力落在安全区内，以保证曲柄及齿轮不致发生强度破坏。,第二节 曲柄滑块机构,三、曲柄滑块机构的结构 1.曲柄滑块机构的驱动形式 常见的驱动形式如图116所示。 (1)曲轴驱动的曲柄滑块机构 图1-17所示为曲轴驱动的曲柄滑块机构的结构图。,图1-16 曲柄滑块机构的驱动形式 a)曲轴式 b)曲拐式 c)偏心齿轮式,第二节 曲柄滑块机构,图1-17 JC23- 63压力机的曲柄滑块机构结构图 1打料横杆 2滑块 3压塌块 4支承座 5盖板 6调节螺杆 7连杆体 8轴瓦 9曲轴 10锁紧螺钉 11锁紧块 12模具夹持块,

9、第二节 曲柄滑块机构,(2)曲拐驱动的曲柄滑块机构 图1-18所示为曲拐驱动的曲柄滑块机构结构图，其示意图如图1-16b所示。 曲拐轴式曲柄滑块机构便于调节行程且结构较简单，但由于曲柄悬伸，受力情况较差，因此主要在中、小型机械压力机上应用。,图1-18 JB21-100压力机的曲柄滑块机构 1滑块 2调节螺杆 3连杆体 4压板 5曲拐轴 6偏心套,第二节 曲柄滑块机构,(3)偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构 图1-20所示为偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构的结构图，其示意图如图1-16c所示。 偏心齿轮工作时只传递转矩，弯矩由心轴承受，因此偏心齿轮的受力比曲轴简单，心轴只承受弯矩，受力情况也比曲轴好，且刚度较大。此外，偏心齿轮的铸造比曲轴锻造容易解决，但总体结构相对较复杂。所以，偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构常用于大中型压力机。,图1-20 J31-315压力机曲柄滑块机构 1蜗杆 2电动机 3压塌块 4蜗轮 5拨块 6滑块 7调节螺杆 8连杆体 9偏心齿轮 10心轴 11限位开关,第二节 曲柄滑块机构,2.连杆结构及装模高度调节机构 连杆是曲柄滑块机构中的重要构件，它将曲柄和滑块连接在一起，并通过其运动将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动。因此，要求连杆、曲柄和滑块之间必须是铰链连接结构。 (1)球头式连杆 如图1-17所示，连杆不是一个整体，而是由连杆体7和调节螺杆6组成的。 图120所示也是球头连杆，与前者不同的是，它的装模高度采用机动调节。调节螺杆的球头侧面有两个销，销插在拨块5上的两个叉口上。当电动机2驱动蜗杆1、蜗轮4旋转时，蜗轮便带动拨块旋转，拨块则通过两个销带动调节螺杆转动，即可调节装模高度。 (2)柱销式连杆 如图1-21所示，连杆3是个整体，其长度不可调节。,第二节 曲柄滑块机构,图1-21 JA31-160A连杆及装模高度调节装置 1导套 2调节螺杆 3连杆 4连杆销 5蜗杆 6滑块 7蜗轮 8顶料杆,第二节 曲柄滑块机构,(3)柱面式连杆 图1-22所示为针对柱销式连

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