第二章 曲柄壓力機(jī) 2.1 曲柄壓力機(jī)概述 了解通用曲柄壓力機(jī)的基本構(gòu)成 。 學(xué)習(xí)其工作原理 。 建立曲柄壓力機(jī)的整體概念 。 了解曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)和編號規(guī)定 ， 為模具 設(shè)計和壓力機(jī)的選用打下基礎(chǔ) 。 2.1.1 曲柄壓力機(jī)的用途 、 構(gòu)成 、 工作原理 及類型 壓力機(jī)用于對放 置于模具中的材料實 現(xiàn)壓力加工 。 圖 2-1 J23-10B開式可傾壓力機(jī) 一、曲柄壓力機(jī)的用途 和基本組成 所應(yīng)用的加工工藝 沖裁 、 彎曲 、 成 形 、 淺拉深等加工工藝 。 所應(yīng)用的加工領(lǐng)域 汽車 、 拖拉機(jī) 、 電子 、 醫(yī)療機(jī)械 、 動力機(jī)械 、 國防及日用品 等領(lǐng)域 。 曲柄壓力機(jī)的用途： 工作機(jī)構(gòu)： 即曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（或稱曲柄連桿機(jī) 構(gòu)）。由曲軸、連桿、滑塊等零件組成。 傳動系統(tǒng)： 包括齒輪傳動、帶傳動等機(jī)構(gòu)。 操縱系統(tǒng)： 包括離合器、制動器等零部件。 曲柄壓力機(jī)基本組成： 能源系統(tǒng)： 包括電動機(jī)、飛輪。 支撐部分： 主要指機(jī)身。 輔助系統(tǒng)和裝置： 潤滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置及氣墊等。 圖 2-2 JC23-63壓力機(jī)運(yùn)動原理圖 1、電動機(jī) 2、小帶輪 3、大帶輪 4 5、小齒輪 6、大齒輪 7、離合器 8、機(jī) 身 9、曲軸 10、制動器 11、連桿 12、滑塊 13、上模 14、下模 15、墊板 16、工作臺 圖 2-3 J31-315壓力機(jī)運(yùn)動原理圖 1、電動機(jī) 2、小帶輪 3、大帶輪 4、制動器 5、離合器 6,8、小齒輪 7、大齒 輪 9、偏心齒輪 10、芯軸 11、機(jī)身 12、連桿 13、滑塊 14、上模 15、下模 16、墊板 17、工作臺 18、液壓氣墊 二、曲柄壓力機(jī)工作原理 電機(jī)通過 帶輪和齒輪帶 動曲柄 ， 通過 由曲柄機(jī)構(gòu) （ 曲柄連桿機(jī)構(gòu) ， 曲柄肘桿機(jī) 構(gòu) ） 產(chǎn)生增力 或改變形式 ， 將 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變 為往復(fù)直線運(yùn) 動 。 圖 2-4 曲柄壓力機(jī)工作原理 框架 : 接受施加壓力 墊枕部 : 固定模具 滑塊 : 被裝上模具后做功。 連桿 : 聯(lián)接曲柄軸與滑塊聯(lián)接， 傳遞能量。 曲柄軸 : 將旋轉(zhuǎn)的能量通過連 桿轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動。 導(dǎo)向裝置 : 限制滑塊的運(yùn)動。 慣性輪離合器 通過慣性輪儲存能量，通過離 合器的接通或中斷使滑塊產(chǎn)生 運(yùn)動。 壓力機(jī)在整個工作周期內(nèi)有負(fù)荷的工作 時間短 ， 大部分時間為空行程 。 將上模固定在滑塊上 ， 下模固定于工作 臺墊板上 ， 壓力機(jī)便對臵于上 、 下模間的材 料加壓 ， 實施壓力加工 。 在傳動軸端裝有飛輪 ， 起到 儲存和釋放 能量 作用 。 其中 ， 大帶輪和大齒輪也起到飛 輪的作用 。 工作特點： 工作機(jī)構(gòu)： 將曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線 往復(fù)運(yùn)動，由滑塊帶動模具工作。 傳動系統(tǒng)： 能量傳遞、速度轉(zhuǎn)換。 操縱系統(tǒng)： 控制工作機(jī)構(gòu)的工作和停止。 各部分功能： 能源系統(tǒng)： 提供工作所用能量、儲能。 支撐部分： 把壓力機(jī)所有部分連接成一個整體。 輔助系統(tǒng)和裝置： 潤滑、保護(hù)等。 三、曲柄壓力機(jī)的類型 按工藝用途 通用壓力機(jī) 、 專用壓力機(jī) 。 按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式 開式壓力機(jī) 、 閉式壓力機(jī) 。 開式壓力機(jī)又可分為單柱和雙柱壓力機(jī)兩種 。 開式壓力機(jī)按照工作臺的結(jié)構(gòu)不同又可分為可傾臺 式壓力機(jī) 、 固定臺式壓力機(jī)和升降臺式壓力機(jī) 。 按運(yùn)動滑塊的數(shù)量 單動 、 雙動和三動壓力機(jī) 。 按連接曲柄和滑塊的連桿數(shù) 單點壓力機(jī) 、 雙點 壓力機(jī) 、 四點壓力機(jī) 。 圖 2-5 單柱固定臺式壓力機(jī) 圖 2-6 升降臺式壓力機(jī) 圖 2-7 單點壓力機(jī)（左）、雙點壓力機(jī)（右上）、四點壓力機(jī)（右下） 圖 2-8 單動壓力機(jī)（左）、雙動壓力機(jī)（右） 應(yīng)注意！ 曲柄壓力機(jī)具有 短期高峰負(fù)荷 的特點（工作角度范圍 30）， 為減少電動機(jī)的裝機(jī)容量、降低能耗，在設(shè)備上加裝飛輪 a. 工作時，飛輪減速釋放能量 b. 不工作時，飛輪加速儲存能量 設(shè)備開動起來后，為保證工作必須 使飛輪保持一定轉(zhuǎn)速 ，為 控制設(shè)備動作，必須用離合器 -制動器對設(shè)備進(jìn)行控制 a. 工作時，制動器脫開離合器結(jié)合，輸入能量 b. 停止時，離合器脫開制動器結(jié)合，吸收剩余能量 曲柄壓力機(jī)的特點 剛性傳動，滑塊運(yùn)動具有強(qiáng)制性質(zhì) a. 上下死點、運(yùn)動速度、閉合高度等固定 便于實現(xiàn)機(jī) 械化和自動化 b. 定行程設(shè)備 自我保護(hù)能力差 工作時形成封閉力系 a. 不會造成強(qiáng)烈沖擊和振動 b. 不允許超負(fù)荷使用 一個工作循環(huán)中負(fù)荷作用時間短，主要靠飛輪釋放能量 a. 工作時尖峰負(fù)荷不會對電網(wǎng)造成沖擊 b. 不能夠超能量使用 2.1.2 曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 標(biāo)稱壓力 Fg（ 公稱力 ） 及標(biāo)稱壓力行程 Sg（ 公稱 力行程 ） 曲柄壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力 Fg是指曲柄旋轉(zhuǎn)至下止點前 ， 某一 特定距離或曲柄轉(zhuǎn)角時 ， 滑塊允許的最大作用力 ， 此特定距離 稱為標(biāo)稱壓力行程 Sg， 特定轉(zhuǎn)角稱為標(biāo)稱壓力角 g。 滑塊行程 S 指滑塊從上止點到下止點 ， 所經(jīng)過的距離 ， 它是曲柄半徑 或偏心齒輪 、 偏心軸的偏心距的兩倍 。 滑塊行程次數(shù) n 指滑塊每分鐘往復(fù)運(yùn)動的次數(shù) 。 最大裝模高度 H1及裝模高度調(diào)節(jié)量 H1 裝模高度是指滑塊在下止點時 ， 滑塊下表面到工作臺墊 板上表面的距離 。 裝模高度的最大值稱為最大裝模高度 ， 滑 塊調(diào)整到最低位置時得到最小裝模高度 。 封閉高度是指滑塊 在下止點時 ， 滑塊下表面到工作臺上表面的距離 ， 它與裝模 高度之差等于工作臺墊板的厚度 T。 裝模高度調(diào)節(jié)的距離 ， 稱為裝模高度調(diào)節(jié)量 H1。 指壓力機(jī)工作空間的平面尺寸 。 工作臺板 （ 墊板 ） 的 上平面 ， 用 “ 左右 前后 ” 的尺寸表示 。 滑塊下平面 ， 也 用 “ 左右 前后 ” 的尺寸表示 。 閉式壓力機(jī) ， 其滑塊尺寸 和工作臺板的尺寸大致相同 ， 而開式壓力機(jī)滑塊下平面尺 寸小于工作臺板尺寸 。 工作臺孔尺寸 L1 B1（ 左右 前后 ） 、 D1（ 直徑 ） ， 用做向下出料或安裝頂出裝置的空間 。 立柱間距 A和喉深 C 立柱間距是指雙柱式壓力機(jī)立柱內(nèi)側(cè)面之間的距離 。 喉深是開式壓力機(jī)特有的參數(shù) ， 它是指滑塊中心線至機(jī)身 的前后方向的距離 。 模柄孔尺寸 模柄孔尺寸 d l是 “ 直徑 孔深 ” ， 沖模模柄尺寸應(yīng) 和模柄孔尺寸相適應(yīng) 。 壓力機(jī)的技 術(shù)參數(shù)反映一臺 壓力機(jī)的工藝能 力 、 所能加工制 件的尺寸范圍以 及有關(guān)生產(chǎn)率指 標(biāo) ， 同時也是選 擇 、 使用壓力機(jī) 和設(shè)計模具的重 要依據(jù) 。 圖 2-9 壓力機(jī)基本參數(shù) 公稱力 KN 630 公稱力行程 mm 8.5 滑塊行程 mm 120 行程次數(shù) min 50 最大封閉高度 mm 360 裝模高度調(diào)節(jié)量 mm 80 喉 深 mm 260 工作臺板 前后 mm 480 左右 mm 710 工作臺孔 尺寸 前后 mm 200 左右 mm 340 直徑 mm 250 滑塊底面 前后 mm 272 左右 mm 320 模柄孔尺寸 mm 50 x80 立柱間距離 mm 350 墊板間距離 mm 90 機(jī)身最大可傾角度 Degree 30 主電機(jī) 型號 / Y132M2-6 功率 KW 5.5 外型尺寸 前后 mm 1810 左右 mm 1350 高度 mm 2740 凈 重 kg 4000 毛 重 kg 4600 表 2-1 JC23-63開式可傾壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 2.1.3 曲柄壓力機(jī)的型號 圖 2-10 曲柄壓力機(jī)的型號 按照鍛壓機(jī)械型號編制方法（ JB/GQ200384）的規(guī)定， 曲柄壓力機(jī)的型號用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示。 第一個字母為類代號 ， 用漢語拼音字母表示 。 第二個字母代表同一型號產(chǎn)品的變型順序號 。 第三 、 第四個數(shù)字分別為組 、 型代號 。 橫線后面的數(shù)字代表主參數(shù) 。 一般用壓力機(jī)的標(biāo)稱壓 力作為主參數(shù) 。 最后一個字母代表產(chǎn)品的重大改進(jìn)順序號 。 有些鍛壓設(shè)備緊接組 、 型代號后面還有一個字母 ， 代 表設(shè)備的通用特性 。 壓力機(jī)類代碼： J-機(jī)械壓力機(jī) D-鍛機(jī) Y-液壓壓力機(jī) A-剪切機(jī) Z-自動壓力機(jī) W-彎曲校壓機(jī) C-錘 T-其它 表 2-2 通用曲柄壓力機(jī)型號 組 型 號 名稱 組 型 號 名稱 特征 號 特征 號 開式單柱 1 1 2 單柱固定臺壓力機(jī) 單柱升降臺壓力機(jī) 單柱柱形臺壓力機(jī) 開式雙 柱 2 8 9 開式柱形臺壓力機(jī) 開式底傳動壓力機(jī) 開式雙柱 2 1 2 3 4 5 開式雙柱固定臺壓力機(jī) 開式雙柱升降臺壓力機(jī) 開式雙柱可傾臺壓力機(jī) 開式雙柱轉(zhuǎn)臺壓力機(jī) 開式雙柱雙點壓力機(jī) 閉式 3 1 2 3 6 7 9 閉式單點壓力機(jī) 閉式單點切邊壓力機(jī) 閉式側(cè)滑塊壓力機(jī) 閉式雙點壓力機(jī) 閉式雙點切邊壓力機(jī) 閉式四點壓力機(jī) 2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 掌握曲柄和連桿的各類形式 。 學(xué)習(xí)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作過程 。 掌握裝模高度的調(diào)節(jié)方式和方法 。 2.2.1 曲柄形式 曲軸驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏心軸驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 曲拐驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 偏心齒輪驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 圖 2-11 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式 1 支承頸 ; 2 曲柄臂 ; 3曲柄頸 ; 4 連桿 ; 5曲拐頸 ; 6 心軸 ; 7偏心齒輪 一、曲軸驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：曲軸旋轉(zhuǎn)時 ， 連桿作擺動和上 、 下 運(yùn)動 ， 使滑塊在導(dǎo)軌中作上 、 下往復(fù)直線運(yùn)動 。 特點：曲軸雙端支承 ， 受力好；滑塊行程較大 ， 行程不可調(diào) 。 大型曲軸鍛造困難 ， 受彎 、 扭作用 ， 制造要求高 。 適用范圍：主要用于較大行程的中小型壓力機(jī) 上 。 圖 2-13 JC23-63壓力機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 1、打料橫梁 2、滑塊 3、壓塌塊 4、支承座 5、蓋板 6、 調(diào)節(jié)螺桿 7、連桿體 8、軸瓦 9、曲軸 10、鎖緊螺釘 11、 鎖緊塊 12、模具夾持塊 圖 2-12 JC23-63壓力機(jī) 二、偏心軸驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：當(dāng)偏心軸轉(zhuǎn)動時 ， 曲軸頸的外圓中 心以偏心軸中心為圓心做圓周運(yùn)動 ， 帶動連桿 、 滑 塊運(yùn)動 。 特點：曲軸頸短而粗 ， 支座間距小 ， 結(jié)構(gòu)緊湊 ， 剛性好 。 但偏心部分直徑大 ， 摩擦損耗多 ， 制造比 較困難 。 適用范圍：主要用于行程小壓力機(jī)上 。 三、曲拐驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：當(dāng)曲拐軸轉(zhuǎn)動時 ， 偏心套的外圓中 心以曲拐軸的中心為圓心做圓周運(yùn)動 ， 帶動連桿 、 滑塊運(yùn)動 。 特點：曲拐軸單端支承 ， 受力條件差； 滑塊行 程可調(diào) （ 偏心套或曲拐軸頸端面有刻度 ） 。 便于調(diào) 節(jié)行程且結(jié)構(gòu)簡單 ， 但曲柄懸伸剛度差 。 適用范圍：主要用于中 、 小型壓力機(jī)上 。 圖 2-15 JB21-100壓力機(jī)的曲柄滑 塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 1、滑塊 2、調(diào)節(jié)螺桿 3、連桿體 4、壓板 5、 曲拐軸 6、偏心套 圖 2-14 JB21-100壓力機(jī) 四、偏心齒輪驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 工作原理：偏心齒輪在芯軸上旋轉(zhuǎn)時，其偏心 頸就相當(dāng)于曲柄在旋轉(zhuǎn)，從而帶動連桿使滑塊上下 運(yùn)動。 特點：偏心齒輪芯軸雙端支承 ， 受力好；偏心 齒輪只傳遞扭矩 ， 彎矩由芯軸承受；受力情況比曲 軸好 ， 芯軸剛度大 。 結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜 ， 但鑄造比曲軸 鍛造容易解決 。 適用范圍：常用于大中型壓力機(jī)上 。 J31 - 315 壓力機(jī)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 1. 連桿體 ; 2. 調(diào)節(jié)螺桿 ; 3. 滑塊 ; 4. 撥塊 ; 5. 蝸輪 ; 6. 保護(hù)裝置 ; 7. 偏心齒輪 ; 8. 心軸 ; 9 . 電動機(jī) ; 10. 蝸桿 圖 2-16 用偏心套調(diào)節(jié)行程示意圖 O-主軸中心 A-偏心軸銷中心 M-偏心套外圓中心 四種結(jié)構(gòu)的區(qū)別： 曲軸式壓力機(jī)行程不可調(diào)； 偏心 軸式、偏心齒輪式和曲拐式壓力機(jī)的 行程可設(shè)計成可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)； 設(shè)備總體結(jié)構(gòu)曲拐式更美觀。 2.2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的工作原理 一、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理 曲 柄 滑 塊 機(jī)構(gòu)是指用曲 柄和滑塊來實 現(xiàn)轉(zhuǎn)動和移動 相互轉(zhuǎn)換的平 面連桿機(jī)構(gòu) 也稱曲柄連桿 機(jī)構(gòu) 。 圖 2-17 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 滑塊 曲柄 圖 2-18 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖 圖 2-19 壓力機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動作示意 壓力機(jī)工作時 ， 由 電動機(jī)通過三角皮帶驅(qū) 動大皮帶輪 （ 通常兼作 飛輪 ） 經(jīng)過齒輪副和 離合器帶動曲柄滑塊機(jī) 構(gòu) 使滑塊和凸模直線 下行 。 鍛壓工作完成后 滑塊迴程上行 離合器 自動脫開 同時曲柄軸 上的自動器接通 使滑 塊停止在上止點附近 。 工作過程： 圖 2-20 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的分類及各自特點 二、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 壓力機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的附加裝置： 壓塌塊式過載保護(hù)裝置 壓力機(jī)工作時 ， 工件的變形抗力通過滑塊 、 保護(hù)裝置 （ 壓塌塊 ） 和支承座傳遞到連桿上 ， 如果變形抗力超過了 滑塊的允許負(fù)荷時 ， 保護(hù)裝置會被壓壞 ， 從而使壓力機(jī)得 到保護(hù) 。 模具夾持裝置 滑塊底部和模具夾持塊 12有模柄孔 ， 安裝模具時 ， 將 上模模柄套入其模柄孔內(nèi) 。 對于大中型壓力機(jī) ， 在滑塊底 平面開有 T形槽 ， 用 T形螺釘及壓板將上模固定在滑塊的下 底面上 。 壓力機(jī)中曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的附加裝置： 滑塊重量平衡器 為平衡滑塊重量 ， 壓力機(jī)還裝有平衡器 。 大中型壓力 機(jī)多采用氣動平衡器 ， 一般為兩個 。 橫孔與打料橫梁 在滑塊的下部有一橫孔 ， 內(nèi)裝打料橫梁 。 沖壓時沖壓 件或廢料被卡在模具上模內(nèi) ， 上模里的打料桿等和滑塊內(nèi) 的打料橫桿被沖壓件或廢料頂起 ， 當(dāng)滑塊回程到一定高度 時 ， 打料橫桿被機(jī)身上的限位裝置限死 ， 而滑塊繼續(xù)回程 ， 打料橫桿通過模具的打料裝置將沖壓件或廢料打出 。 2.2.3 連桿結(jié)構(gòu)及裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 作用及特點： 連桿將曲 柄 和 滑 塊 連 接 在 一 起 ， 并 通 過 其 運(yùn) 動 將 曲 柄 的 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動 轉(zhuǎn) 變 為 滑 塊 的 直 線 往 復(fù) 運(yùn) 動 。 連 桿 和 曲 柄 及 滑 塊 都 必 須 是 鉸 接 。 裝模高度調(diào)節(jié)方式： 目的 為適應(yīng)不同閉合高度模具的安裝 ， 一般 壓力機(jī)都通過連桿長度的調(diào)節(jié)或連桿與滑塊的連接件 的調(diào)節(jié) ， 實現(xiàn)滑塊位置的上下調(diào)整 ， 以調(diào)節(jié)裝模高度 。 調(diào)節(jié)方式 分為手動調(diào)節(jié)和機(jī)動調(diào)節(jié)兩種 。 手 動調(diào)節(jié)適用于小型壓力機(jī) ， 大 、 中型壓力機(jī)則采用機(jī) 動調(diào)節(jié) 。 連桿類型 特點及調(diào)節(jié)方式 球頭式連桿 連桿由連桿體和調(diào)節(jié)螺桿組成 。 手動調(diào)節(jié)式：用扳手轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿 機(jī)動調(diào)節(jié)式：通過撥塊帶動調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)動 柱銷式連桿 連桿通過連桿銷 、 調(diào)節(jié)螺桿與滑塊連接 。 驅(qū)動蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)動 ， 帶動滑塊相對調(diào)節(jié)螺桿上 下移動 ， 調(diào)節(jié)裝模高度 。 柱面式連桿 針對柱銷式連桿的缺點改進(jìn)設(shè)計 。 其銷子與連 桿孔有間隙 三點傳力柱銷式連桿 在調(diào)節(jié)螺桿與柱銷配合面上比柱銷式連桿多了 一個中間支點 柱塞導(dǎo)向連桿 連桿通過一個導(dǎo)向柱塞 5及調(diào)節(jié)螺桿 6與滑塊連 接 。 表 2-3 連桿類型、特點及各自的裝模高度調(diào)節(jié)方式 2.2.4 滑塊與導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) 一 、 滑塊 形式特征： 一個箱形結(jié)構(gòu) ， 上部與連桿連接 ， 下面開有 “ T”形 槽或模柄孔 ， 用以安裝模具的上模 。 運(yùn)動特征： 滑塊在曲柄連桿的驅(qū)動下 ， 沿機(jī)身導(dǎo)軌上下往復(fù)運(yùn) 動 ， 并直接承受上模傳來的工作負(fù)荷 。 二 、 導(dǎo)軌 分類： 矩形導(dǎo)軌、 V形導(dǎo)軌、 八面平導(dǎo)軌等。 矩形導(dǎo)軌特點： 導(dǎo)向精度高但 導(dǎo)軌間隙調(diào)整比 V形導(dǎo)軌困難； 高性能壓力機(jī)均采用矩形導(dǎo)軌 結(jié)構(gòu)。 V形導(dǎo)軌特點： 導(dǎo)向精度較高， 導(dǎo)軌間隙可單獨(dú)調(diào)整，但調(diào)節(jié) 較困難；閉式壓力機(jī)常用。 八面平導(dǎo)軌特點： 導(dǎo)向精度高， 導(dǎo)軌間隙可單獨(dú)調(diào)整，且調(diào)節(jié) 方便；高速壓力機(jī)滾針 +預(yù)壓 負(fù)載結(jié)構(gòu)，消除了間隙。 圖 2-20 滑塊、導(dǎo)軌形式 三 、 工作要求 滑塊的導(dǎo)向面必須與底平面垂直 。 滑塊的高度要足夠高 。 滑塊還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 。 導(dǎo)軌和滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)保持一定的間隙 ， 導(dǎo)向間隙必須可調(diào) 。 圖 2-21 導(dǎo)軌間隙調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu) 1、滑塊 2,9、推拉螺釘組 3,10、固定擋塊 4,6,7,8、固定螺釘組 5、 調(diào)整塊 11、導(dǎo)軌 12,13、導(dǎo)向面鑲條 14、機(jī)身立柱 2.3 離合器和制動器 了解離合器和制動器的功用 了解離合器和制動器的常用類型及 使用特點 。 重點掌握轉(zhuǎn)鍵離合器及其操縱機(jī)構(gòu) 和圓盤式離合器 制動器的工作原理 。 結(jié)構(gòu)組成： 主動部分 從動部分 連接零件 操縱機(jī)構(gòu) 作用： 離合器 控制傳動系統(tǒng)和工作機(jī)構(gòu)的接合 或脫開 。 當(dāng)滑塊需要運(yùn)動時 ， 離合器接合 ， 飛輪通過離合 器將運(yùn)動傳遞給其后的從動部分 （ 傳動系統(tǒng)和工作機(jī) 構(gòu) ） ， 使滑塊運(yùn)動 。 當(dāng)滑塊需要停止在某一位置 （ 行程上止點或行程 中的任意位置 ） 時 ， 離合器脫開 ， 飛輪空運(yùn)轉(zhuǎn) 。 制動器 對從動部分進(jìn)行制動 。 由于慣性作用 ， 離合器脫開后 ， 與飛輪脫離聯(lián) 系的從動部分還會繼續(xù)運(yùn)動 ， 引起滑塊不能準(zhǔn)確停 止 ， 而制動器可使滑塊立即停止在所需位置上 。 分類： 離合器 剛性離合器 、 摩擦離合器 。 制動器 圓盤式 、 帶式 。 工作要求： 離合器 、 制動器必須密切配合和協(xié)調(diào)工作 ， 否則 很容易出現(xiàn)故障 ， 影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行 。 壓力機(jī)的離合器和制動器不允許有同時接合的時 刻存在 ， 一般壓力機(jī)在不工作時 ， 離合器總是脫開狀 態(tài) ， 而制動器則總是處于制動狀態(tài) 。 2.3.1 剛性離合器 分類： 轉(zhuǎn)鍵式 滑銷式 滾柱式 牙嵌式 特點： 剛性離合器的主動部分和從動部分接合時是剛性 連接的 。 結(jié)構(gòu)簡單 ， 容易制造 。 工作時有沖擊 ， 滑銷 、 轉(zhuǎn)鍵等接合件容易損壞 ， 噪聲較大 。 只能在上止點附近脫開 ， 不能實現(xiàn)寸動操作及緊 急停車 ， 使用的方便性 、 安全性較差 。 轉(zhuǎn)鍵離合器及其操縱機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)組成 （ 半圓形雙轉(zhuǎn)鍵離合器 ） ： 主動部分 大齒輪 、 中套 、 滑動軸承等； 從動部分 曲軸 、 內(nèi)套 、 外套等； 接合件 轉(zhuǎn)鍵 、 工作鍵 （ 主鍵 ） 和副鍵； 操縱機(jī)構(gòu) 關(guān)閉器等 。 圖 2-22 雙轉(zhuǎn)鍵離合器 1.大齒輪 2、 6.滑動軸承 3.內(nèi)套 4.曲軸（右端） 5.中套 7.平鍵 8.外套 9.端蓋 10.副鍵 11.凸塊 12.工作鍵 13.潤滑棉芯 14.彈簧 15.尾板 16.關(guān)閉器 17.副鍵柄 18.拉板 19.工作鍵柄 構(gòu)造關(guān)系： 1、 連接關(guān)系： 中套裝在大齒輪內(nèi)孔中部 ， 用平鍵與大齒輪連接 ， 跟隨大齒輪轉(zhuǎn)動； 內(nèi)套和外套分別用平鍵與曲軸連接； 尾板與主鍵連接在一起； 副鍵通過裝在鍵尾的四連桿機(jī)構(gòu)跟著工作鍵轉(zhuǎn)動 ， 但二者轉(zhuǎn)向相反 。 構(gòu)造關(guān)系： 2、 開槽設(shè)計： 中套內(nèi)孔開有四個缺月形的槽； 內(nèi) 、 外套的內(nèi)孔上各加工出兩個缺月形的槽； 曲軸的右端加工出兩個半月形的槽； 內(nèi) 、 外套內(nèi)孔上的兩個槽分別與曲軸右端上的兩 個槽組成兩個圓孔 ， 主鍵和副鍵便裝在這兩個圓孔中 ， 并可在圓孔中轉(zhuǎn)動 。 工作原理： 當(dāng)轉(zhuǎn)鍵的半月形截面轉(zhuǎn)入中套缺月形槽內(nèi)時 ， 則大齒輪帶動曲軸一起轉(zhuǎn)動 ， 即離合器接合 。 當(dāng)轉(zhuǎn)鍵的半月形截面完全處于曲軸上的半月形 槽內(nèi)時 ， 則中套便可與大齒輪一起自由轉(zhuǎn)動 ， 即離 合器脫開 。 圖 2-23 雙轉(zhuǎn)鍵離合器的構(gòu)造關(guān)系圖 1、機(jī)身立柱 2、曲軸 (右端 ) 3、擋圈 4、內(nèi)套 5、中套 6、外套 7、主鍵 8、尾板 9、副鍵 圖 2-24 轉(zhuǎn)鍵結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2-25 雙轉(zhuǎn)鍵鍵柄工作關(guān)系圖 1、副鍵柄 2、主鍵柄 3、尾板 離合器接合與脫開工作過程： 1、 離合器接合： 使關(guān)閉器轉(zhuǎn)動 ， 讓開尾板 ， 尾板連同工作鍵在彈簧的 作用下 ， 反時針旋轉(zhuǎn) 。 主鍵向反時針方向轉(zhuǎn)過一個角度 ， 鑲?cè)胫刑椎牟壑?。 與此同時 ， 副鍵順時針轉(zhuǎn)動 ， 鑲?cè)胫刑椎牧硪粋€槽中 。 大齒輪帶動曲軸一起轉(zhuǎn)動 ， 即離合器接合 。 離合器接合與脫開工作過程： 2、 離合器脫開： 將關(guān)閉器轉(zhuǎn)動一角度 ， 擋住尾板 。 曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn) ， 由于相對運(yùn)動 ， 轉(zhuǎn)鍵轉(zhuǎn)至分離 位置 。 大齒輪空轉(zhuǎn) ， 裝在曲軸另一端的制動器把曲軸 制動 。 圖 2-26 電磁鐵控制的操縱機(jī)構(gòu) 1、拉桿 2.4.9、彈簧 3、銷子 5、齒輪 6、關(guān)閉器 7、凸塊 8、打棒 10、齒條 11、機(jī)身 12、電磁鐵 13、銜鐵 14、擺桿 電磁鐵控制 的操縱機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)示意圖 1齒輪 ; 2 凸塊 ; 3 打棒 ; 4 臺階面 ; 5 拉桿 ; 6 電磁鐵 ; 7 銜鐵 ; 8 擺桿 ; 9機(jī)身 ; 10關(guān)閉器 ; 11 銷子 ; 12 齒條 ; 13、 14、 15 彈簧 “超前 ” 運(yùn)動： 概念：在滑塊的重力作用下 ， 曲柄的旋轉(zhuǎn)速度 超過飛輪的轉(zhuǎn)速 ， 或滑塊回程時在氣墊推力作用 下 ， 曲柄轉(zhuǎn)速超過飛輪轉(zhuǎn)速的現(xiàn)象 。 危害：會引起工作鍵與中套的撞擊 。 解決方法：副鍵 關(guān)閉器控制過程 （ 電磁鐵式 ） ： 1、 單次行程： 用銷子連接拉桿與打棒 。 踩下踏板 ， 電磁鐵通電 ， 銜鐵上吸 ， 拉桿向下拉打棒 。 齒條隨拉桿向下運(yùn)動 ， 帶動齒輪和關(guān)閉器轉(zhuǎn)動 。 尾板與轉(zhuǎn)鍵反時針轉(zhuǎn)動 ， 離合器接合 ， 曲軸旋轉(zhuǎn) ， 滑塊 向下運(yùn)動 。 隨曲軸一起旋轉(zhuǎn)的凸塊向右撞開打棒 ， 齒條向上運(yùn)動 ， 經(jīng)齒輪帶動關(guān)閉器回到工作位臵擋住尾板 ， 離合器脫開 。 曲軸在制動器作用下停止轉(zhuǎn)動 ， 滑塊完成一次行程 。 關(guān)閉器控制過程 （ 電磁鐵式 ） ： 2、 連續(xù)行程： 用銷子將拉桿直接與齒條相連 ， 這樣凸塊和打 棒將不起作用 。 踩住踏板不松開 ， 保持電磁鐵通電 ， 滑塊便可 連續(xù)沖壓 ， 即實現(xiàn)連續(xù)行程 。 關(guān)閉器控制過程 （ 電磁鐵式 ） ： 3、 單次行程和連續(xù)行程的轉(zhuǎn)換： 拉桿直接與齒條連接 ， 由電器控制線路與操縱 機(jī)構(gòu)密切配合 ， 只要改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位臵 ， 即可實 現(xiàn)單次行程和連續(xù)行程的變換 。 使用比較方便 ， 但電器線路較復(fù)雜 ， 容易產(chǎn)生 故障 。 材料選用： 轉(zhuǎn)鍵常用合金結(jié)構(gòu)鋼 40Cr、 50Cr或碳素工具鋼 T7、 T10制造 ， 熱處理硬度為 50 55HRC， 在兩端 30 40mm 長度處回火至 30 35HRC。 關(guān)閉器采用 40Cr鋼 ， 熱處理硬度為 50 55HRC。 中套用 45鋼 ， 熱處理硬度為 40 45HRC。 內(nèi) 、 外套用 45鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理硬度 220 250HBS。 2.3.2 摩擦離合器 -制動器 分類： 按其工作情況 干式和濕式； 按其結(jié)構(gòu) 分離式和組合式； 按其摩擦面的形狀 圓盤式 、 浮動鑲塊式 、 圓錐式 、 鼓形式等 。 原理： 摩擦離合器 借助摩擦力使主動部分與從動 部分接合起來； 摩擦制動器 靠摩擦傳遞扭矩 、 吸收動能； 摩擦離合器制動器 通過適當(dāng)?shù)倪B鎖方式 （ 即控制接合與分離的先后次序 ） 將二者結(jié)合在一 起 ， 并由同一操縱機(jī)構(gòu)來控制壓力機(jī)工作 。 離合器和制動器（摩擦式） 特點及應(yīng)用： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 操作系統(tǒng)調(diào)整麻煩 ， 外形尺寸大 ， 制 造較困難 ， 成本高 ， 且需要?dú)庠?。 便于模具的安裝調(diào)整和安裝人身安全保護(hù)裝臵 。 容易實現(xiàn)自動運(yùn)轉(zhuǎn)和遠(yuǎn)距離操作 。 接合平穩(wěn) ， 能在較高的轉(zhuǎn)速下工作 。 能傳遞大的扭矩 。 在大型及高性能壓力機(jī)上得到廣泛應(yīng)用 。 一、圓盤式摩擦離合器制動器 結(jié)構(gòu)組成： 主動部分 飛輪 、 離合器保持環(huán) 、 離合器摩擦片； 從動部分 離合器從動盤 、 從動軸； 接合件 摩擦片； 操縱機(jī)構(gòu) 氣缸 、 活塞 (制動盤 )及壓縮空氣等控制 部分 。 圖 2- 28 JA31 - 160B 型壓力機(jī)的圓盤式摩擦離合器 - 制動器 1 氣缸 ; 2 活塞 ; 3 離合器外齒圈 ; 4 空心傳動軸 ; 5 推桿 ; 6 從動摩擦片 ; 7 大 帶輪 ; 8 離合器內(nèi)齒圈 ;9 主動摩擦片 ; 10制動彈簧 ; 11 制動器內(nèi)齒圈 ; 12 摩擦片 ; 13 制動器外齒圈 ; 14 小齒輪 動作過程： 1、 離合器接合： 電磁空氣分配閥通電開啟后 ， 壓縮空氣經(jīng)導(dǎo)氣旋轉(zhuǎn) 接頭進(jìn)入氣缸 。 氣缸活塞克服制動彈簧的力右移 ， 使制動摩擦片與 制動盤脫開 。 氣缸活塞右面的摩擦面將摩擦片壓緊在離合器從動 盤的摩擦面上 ， 從動軸隨著飛輪轉(zhuǎn)動 ， 離合器接合 。 動作過程： 2、 離合器脫開： 電磁空氣分配閥斷電后 ， 氣缸與大氣相通 。 在制動彈簧的作用下 ， 氣缸左行 ， 離合器松開 ， 制 動器接合 。 制動摩擦片對從動部分作用足夠的制動力矩 ， 使之 停止轉(zhuǎn)動 。 圓盤摩擦片： 可以有單片或多片形式 。 所用的材料多為銅基粉末冶金零件 。 由于離合器摩擦片和制動器摩擦片的磨損 ， 將使 摩擦面之間的間隙增大 ， 活塞的行程增加 ， 此時可通 過調(diào)整調(diào)節(jié)墊片的厚度來調(diào)整間隙 。 二、浮動鑲塊式摩擦離合器 制動器 結(jié)構(gòu)組成： 主動部分 飛輪 、 主動盤 、 氣缸 、 活塞 、 推桿； 從動部分 傳動軸 、 保持盤 、 摩擦塊； 圖 2-29 浮動鑲塊式摩擦離合器 制動器 1.11、摩擦塊 2.26、主動盤 3.18、保持盤 4、導(dǎo)氣旋轉(zhuǎn)接頭 5、推桿 6、氣缸 7、活塞 8.15、 導(dǎo)向桿 9、傳動軸 10.12、制動盤 13、彈簧 14、蓋板 16.20、鎖緊螺母 17、調(diào)整螺釘 19、 調(diào)整螺套 21.29、雙頭螺柱 22.28、定距套管 23.27、調(diào)整墊片組 24、托架 25、飛輪 構(gòu)造關(guān)系： 氣缸用雙頭螺柱固定在飛輪上 ， 其間有定距套 管和調(diào)整墊片組； 活塞固定于氣缸和飛輪之間的導(dǎo)向桿上 ， 可軸 向滑動； 推桿與活塞固接 ， 另一端支承在制動盤上 。 動作過程： 接通電磁空氣分配閥 ， 壓縮空氣進(jìn)入氣缸 ， 推動活塞 。 主動盤 、 推桿和制動盤克服彈簧的阻力右移 ， 放松制動摩 擦塊 ， 取消對從動部分的制動 。 主動盤將摩擦塊夾緊 ， 從動部分隨飛輪轉(zhuǎn)動 。 當(dāng)氣缸排氣時 ， 制動彈簧推動制動盤 、 推桿和活塞左移 。 主動盤與摩擦塊脫開 ， 切斷從動部分與主動部分的聯(lián)系 。 制動盤將摩擦塊夾緊 ， 靠摩擦力迫使從動部分停止轉(zhuǎn)動 。 2.3.3 帶式制動器 分類： 偏心帶式制動器； 凸輪帶式制動器； 氣動帶式制動器 。 結(jié)構(gòu)組成： 制動帶； 制動輪； 松閘器杠桿系統(tǒng) 。 一、偏心帶式制動器 工作特點： 偏心帶式制 動器在滑塊的整 個行程中 ， 對曲 軸作用著一個周 期變化的制動力 矩 。 這個制動力 矩能在一定程度 上平衡滑塊重量 ， 克服剛性離合器 的 “ 超前 ” 現(xiàn)象 ， 其大小可調(diào)節(jié) 。 圖 2-30 偏心帶式制動器 1、調(diào)節(jié)螺釘 2、鎖緊螺母 3、星形把手 4、機(jī)身 5、曲軸 6、制動輪 7、摩擦帶 8、制動帶 9、緊邊拉板 10、制動彈 簧 11、松邊拉板 二、凸輪帶式制動器 工作特點： 與剛性離合器 配合使用 。 滑塊下 行時 ， 制動帶不完 全松開 ， 保持一定 的張緊力 ， 防止連 桿滑塊的 “ 超前 ” 運(yùn)動 。 當(dāng)滑塊上行 時 ， 制動帶完全松 開 ， 減少能量的損 耗 。 圖 2-31 凸輪帶式制動器 1、制動彈簧 2、杠桿 3、滾輪 4、制動帶 5、制動輪 6、凸輪 三、氣動帶式制動器 工作特點： 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 ， 一般和摩擦離合 器配合使用 。 氣 缸進(jìn)氣時 ， 壓縮 制動器彈簧 ， 制 動帶松開；排氣 時 ， 在制動彈簧 的作用下拉緊制 動帶 ， 產(chǎn)生制動 作用 。 能量損耗 小 ， 且可以任意 角度制動曲軸 。 圖 2-32 氣動帶式制動器 2.4 機(jī)身 了解開式機(jī)身和閉式機(jī)身的特點 及適用場合； 理解機(jī)身變形對沖壓工藝的影響 。 機(jī)身是壓力機(jī)的基本部件 。 機(jī)身重量占整 個壓力機(jī)重量的 50% 70%， 加工工時在整臺 壓力機(jī)中所占的比例可達(dá)到 30%， 機(jī)身的變形 量在壓力機(jī)的總變形量中可達(dá)到 35%。 機(jī)身結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 尺寸龐大 ， 而且承受工作 時的全部作用力 。 機(jī)身的性能將直接影響模具 的壽命 、 產(chǎn)品的精度和壓力機(jī)的壽命 。 2.4.1 機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式 機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式主要決定于使用時的工藝要 求和自身的承載能力 。 機(jī)身不僅要承受壓力機(jī)工作時全部的變形 力 ， 還要承受各種裝置和各個部件的重力 。 機(jī) 身除保證必要的剛度要求外 ， 還要求具有較高 的強(qiáng)度 。 分類及特點： 1、 開式機(jī)身： 特點： 機(jī)身呈 C形 ， 前 、 左 、 右三面敞開 。 結(jié)構(gòu)簡單 、 操作方便 ， 易于實現(xiàn)自動化 。 機(jī)身剛性較差 ， 影響制件精度和模具壽命 ， 僅適 用于 40 4000千牛的中小型壓力機(jī) 。 分類及特點： 1、 開式機(jī)身： 主要類別： 根據(jù)其機(jī)身結(jié)構(gòu)不同 雙柱開式 、 單柱開式； 根據(jù)工作臺結(jié)構(gòu)不同 固定臺式 、 升降臺式； 根據(jù)機(jī)身可否傾斜 可傾式 、 不可傾式 。 分類及特點： 1、 開式機(jī)身： 常見類型： 雙柱可傾式機(jī)身 便于從機(jī)身背部出料 ， 有利于沖 壓工作的機(jī)械化與自動化 。 單柱固定臺式機(jī)身 承載能力相對較大 ， 所以 ， 一 般用于標(biāo)稱壓力較大的壓力機(jī) 。 單柱升降臺式機(jī)身 可以在較大范圍內(nèi)改變壓力機(jī) 的裝模高度 ， 運(yùn)用工藝范圍較廣 ， 但其承載能力相對較小 。 圖 2-33 開式機(jī)身簡圖 圖 2-34 開式機(jī)身結(jié)構(gòu)形式 分類及特點： 2、 閉式機(jī)身： 特點： 機(jī)身呈框架形 ， 機(jī)身前后敞開 ， 剛性好 ， 精度高 ， 工作臺面的尺寸較大 ， 適用于壓制大型零件 ， 公稱工 作力多為 1600 60000KN。 冷擠壓 、 熱模鍛和雙動拉 深等重型壓力機(jī)都使用閉式機(jī)身 。 分類及特點： 2、 閉式機(jī)身： 主要類別： 整體式 加工裝配工作量較小 ， 但加工 、 運(yùn)輸均 較困難 ， 一般被限制在 3000kN以下的壓力機(jī)上應(yīng)用 。 組合式 用拉緊螺栓將上梁 、 立柱和底座連接緊 固成為一體的 。 加工和運(yùn)輸比較方便 ， 在大 、 中型壓力 機(jī)上應(yīng)用較廣 。 圖 2-35 閉式機(jī)身簡圖 圖 2-36 閉式機(jī)身結(jié)構(gòu)形式 1、拉緊螺栓 2、上橫梁 3、立柱 4、底座 5、緊固螺母 分類及特點： 3、 半閉式機(jī)身： 在開式壓力機(jī) C型開口處特殊處理 ， 使上下成為 整體 （ D形開口 ） ， 成為半閉式機(jī)身 ， 使壓力機(jī)受力 變形時 ， 能承受很大的載荷 ， 顯著提高了機(jī)身體抗 角變形和偏載的能力 ， 兼具開式壓力機(jī)和閉式壓力 機(jī)的優(yōu)點 。 圖 2-37 JY25系列高性能半閉式雙點壓力機(jī) 機(jī)身的設(shè)計原則： 1、 在滿足強(qiáng)度 、 剛度條件下 ， 降低自重 ， 節(jié)約金屬； 2、 結(jié)構(gòu)力求簡單 、 美觀 ， 便于加工制造 ， 并使裝在機(jī) 身上的各種零部件易于安裝 、 調(diào)整及維修； 3、 有足夠的底面積 ， 以保證機(jī)器的穩(wěn)定性； 4、 結(jié)構(gòu)設(shè)計力求減少振動和噪聲 。 2.4.2 機(jī)身變形對沖壓工藝的影響 圖 2-38 影響沖壓件精度的各因素 一 、 閉 式 壓 力 機(jī) 彈性變形 產(chǎn)生撓度 影響： 破壞平面度 ， 造 成模具安裝面和墊板 上平面以及滑塊下平 面接觸不緊密 ， 引起 模具變形 。 圖 2-39 閉式壓力機(jī)滑塊及工作臺的彈性變形 1、上橫梁 2、滑塊 3、上模 4、下模 5、墊板 6、底座 7、緊固螺母 二 、 開 式 壓 力 機(jī) 彈性變形 引起角變形 圖 2-40 開式壓力機(jī)機(jī)身的彈性變形 機(jī)身的角變 形主要指機(jī)身導(dǎo) 軌處的角變形和 工作臺面的角變 形之和 。 影響： 一方面 ， 上模和下模產(chǎn)生前部張大的傾斜 。 因此 ， 凸模和凹模的間隙就變得不均勻 ， 制件精度 降低 ， 同時出現(xiàn)制件前方毛刺增大后方卡住模具的 傾向； 另一方面 ， 由于機(jī)身變形導(dǎo)軌也發(fā)生變形 ， 從 而造成滑塊和導(dǎo)軌的接觸不是平面接觸而是線接觸 ， 加速了導(dǎo)軌的磨損 。 角變形將嚴(yán)重影響工件精度、模具壽命和加速滑 塊導(dǎo)向部分的磨損。 圖 2-41 壓力機(jī)角變形對沖壓工藝的影響 使機(jī)身應(yīng)力分布合理 ， 減小應(yīng)力集中現(xiàn)象 ， 例如盡量 加大過渡圓角 ， 盡量減小壁厚的突然變化等 ， 以增加機(jī)身 剛度 ， 減少機(jī)身變形 。 機(jī)身采用退火 、 振動時效處理等方法 ， 使內(nèi)應(yīng)力去除 徹底 ， 避免因應(yīng)力消除不徹底而引起機(jī)身變形 。 利用 CAD技術(shù)和以有限元分析技術(shù)為核心的 CAE 技術(shù) 對機(jī)身進(jìn)行計算機(jī)工作狀況的模擬 ， 在設(shè)計之初發(fā)現(xiàn)存在 的問題與缺陷 , 為設(shè)計改進(jìn)提供優(yōu)化的方向 。 三 、 改進(jìn)措施 2.5 傳動系統(tǒng) 掌握傳動系統(tǒng)的布置方式 。 掌握離合器與制動器的安裝位置 。 作用： 將電動機(jī)的能量傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ， 并且達(dá)到滑 塊的行程次數(shù) 。 組成： 帶傳動 、 齒輪傳動 。 影響： 傳動系統(tǒng)的形式及布置對壓力機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 、 外觀 、 能量損耗及離合器的工作性能等都有影響 。 2.5.1 傳動系統(tǒng)的布置方式 上傳動 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在工作臺的上面 。 壓 力機(jī)的傳動系統(tǒng)一般采用上傳動方式布臵 。 下傳動 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)在工作臺的下面 。 其 特點是重心低 ， 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) ， 能減少振動和噪聲； 但造價較高 ， 且安裝需要較深的地坑 ， 基礎(chǔ)龐大； 傳動部件及拉深墊維修不便 。 主要用于雙動拉深 壓力機(jī) 。 上傳動與下傳動： 平行安放 各軸的長度較長 ， 支承點跨距 大 ， 受力狀態(tài)不好 ， 且造型不夠美觀 。 多見于開 式雙柱壓力機(jī)上 。 垂直安放 閉式通用壓力機(jī) 、 曲拐軸壓力 機(jī) 、 部分開式雙柱壓力機(jī) 。 平行安放和垂直安放： 外臵 齒輪工作條件較差 ， 機(jī)器外形不美 觀 ， 但安裝和維修方便 。 內(nèi)臵 外形美觀 ， 齒輪工作條件較好 ， 如 將齒輪浸入油池中 ， 則可大大降低齒輪傳動的噪 聲 。 但安裝維修較困難 。 傳動齒輪外置與內(nèi)置： 雙邊傳動可以減小低速級齒輪直徑 ， 降低 橫梁體高度 ， 也減少材料消耗 ， 但它會造成零 部件過多 ， 安裝與維修工作量增加 ， 加工裝配 比較困難 。 齒輪單邊傳動和雙邊傳動： 傳動級數(shù)與電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑塊的行程次數(shù)有關(guān) ， 并受 各傳動級數(shù)比及蓄能飛輪轉(zhuǎn)速的制約 。 一級傳動也稱直傳式 ， 用于小型壓力機(jī)或高速壓力機(jī)上 ， 行程次數(shù)大約在 70次 /min以上 。 多數(shù)壓力機(jī) (行程次數(shù)在 70 30次 /min)采用二級傳動 。 行程次數(shù)小 (30次 /min以下 )而要求加工能力大的大行程 壓力機(jī)需要三級或四級傳動 ， 以提供可安裝飛輪的高速軸 。 不同傳動級數(shù)： 2.5.2 離合器與制動器的安裝位置 單級傳動壓力機(jī)的離合器和制動器只能安臵于曲軸 上 。 剛性離合器不宜在高速下工作 ， 故一般安臵在曲軸 上 ， 此時制動器也隨之臵于曲軸上 。 制動器位臵隨離合器而定 ， 因為傳動軸上制動力矩 較小 ， 所以裝于傳動軸上的制動器結(jié)構(gòu)尺寸較小 。 摩擦離合器： 一般行程次數(shù)較高的壓力機(jī)離合器最好安裝 在曲軸上；行程次數(shù)較低的壓力機(jī) ， 離合器多置 于轉(zhuǎn)速較高的傳動軸上 ， 一般是飛輪軸上 。 閉式通用壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)多封閉在機(jī)身內(nèi) 部 ， 并采用偏心齒輪結(jié)構(gòu) ， 致使離合器不便安裝 在曲軸 （ 偏心齒輪芯軸 ） 上 ， 通常只能安裝在轉(zhuǎn) 速較高的傳動軸上 。 閉式單點壓力機(jī)常用傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)： 三級傳動 ， 單邊驅(qū)動 。 主軸垂直于壓力機(jī)正面安放 。 所有傳動齒輪都臵于機(jī)身內(nèi)部 。 離合器制動器裝在高速軸上 。 圖 2-42 J31 315壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)圖 2.6 輔助裝置 掌握各種輔助裝置的用途和使用 特點 。 了解各種輔助裝置的結(jié)構(gòu)特點和 常見類型 。 2.6.1 過載保護(hù)裝置 過載及其原因和影響： 過載： 過載指的是曲柄壓力機(jī)的工作負(fù)荷超過許用 負(fù)荷 。 過載及其原因和影響： 引起 過載的原因： 壓力機(jī)選用不當(dāng) 模具調(diào)整不正確 坯料厚度不均勻 兩個坯料重疊或雜物落入模腔內(nèi) 其它原因 過載及其原因和影響： 過載的影響： 過載會導(dǎo)致壓力機(jī)的薄弱部分損傷 ， 如： 連桿螺紋破壞 螺桿彎曲 曲軸彎曲 、 扭曲或斷裂 機(jī)身變形或開裂 過載保護(hù)裝置是曲柄壓力機(jī)不可缺少的一個組成 部分 。 合理的設(shè)計過載保護(hù)裝置標(biāo)志著曲柄壓力機(jī)的 先進(jìn)性 , 可靠性與安全性的程度 。 壓力機(jī)在工作過程中因多種原因可能發(fā)生過載現(xiàn) 象 , 所以在壓力機(jī)上大多安裝著過載保護(hù)裝置 。 過載保護(hù)裝置： 意義及重要性 機(jī)械式 （ 脹緊裝置 、 壓塌塊式 ） 液壓式 過載保護(hù)裝置： 分類 一 、 壓塌塊式保護(hù)裝置 分類： 雙剪切面形式的壓塌塊 。 單剪切面形式的壓塌塊 （ 一般適用于小型曲柄壓力機(jī) ） 。 圖 2-43 雙剪切面形式的壓塌塊 圖 2-44 單剪切面形式的壓塌塊 工作原理： 壓塌塊式保護(hù)裝臵通常裝在滑塊部件中 。 壓力機(jī)工作時 ， 作用在滑塊上的工作壓力全部通過壓 塌塊傳給連桿 。 壓力機(jī)過載時 ， 壓塌塊發(fā)生剪切破壞 ， 使連桿相對滑 塊移動一個距離 ， 保證壓力機(jī)的重要零件不過載 。 同時 ， 控制線路切斷電源 ， 壓力機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn) ， 從而確 保設(shè)備的安全 。 更換新的壓塌塊后 ， 壓力機(jī)便可繼續(xù)正常工作 。 特點： 結(jié)構(gòu)簡單緊湊 ， 制造方便 ， 價格低廉 。 不能準(zhǔn)確地限制過載力 。 更換壓塌塊需要一定時間 ， 較為不便 。 在加工前需做試驗 , 以確定其剪切強(qiáng)度 , 才能計 算加工尺寸 。 應(yīng)用： 不適用于雙點或四點壓力機(jī)上 , 因為過載時不能保 證兩根或四根連杠下的壓塌塊零件同時剪斷 。 由于其工藝性要求低 、 成本低 ， 在中低檔壓力機(jī) 產(chǎn)品中還在使用 。 由于機(jī)械式過載保護(hù)裝臵在使用中的局限性 ， 在 不少壓力機(jī)中已經(jīng)采用液壓過載保護(hù)裝臵 。 二 、 液壓式保護(hù)裝置 特點： 當(dāng)過載消除后 , 能自動恢復(fù)工作狀態(tài) 。 雙點 、 四點壓力機(jī)可選用兩個和四個液壓墊 ， 調(diào)整卸 荷閥作用同步后 ， 各個液壓墊便可同時起過載保護(hù)作用 。 維護(hù)比較方便 。 壓力機(jī)在正常工作狀態(tài)下 , 高壓油泵始終處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài) ， 大大縮短液壓件正常使用壽命 , 影響過載保護(hù)裝臵的 可靠性 。 圖 2-45 J39 - 800 型閉式四點壓力機(jī)液壓保護(hù)裝置原理圖 1 電動機(jī) ; 2 高壓液壓泵 ; 3 溢流閥 ; 4 限位開關(guān) ; 5 卸荷閥 ; 6液壓墊 ; 7 壓力表開關(guān) ; 8壓力表 ; 9 壓力繼電器 2.6.2 拉深墊 拉深墊是在大中型壓力機(jī)上采用的一種 壓料裝臵 。 有氣壓式和氣液壓式兩種 ， 均安裝在壓 力機(jī)的底座里 。 作用： 它在拉深加工時壓住坯料的邊緣防止起皺 。 可使壓力機(jī)的工藝范圍進(jìn)一步擴(kuò)大 。 可用于頂料 （ 或頂件 ） ， 及用來對工件的底 部進(jìn)行局部成形 。 圖 2-46 拉深墊的應(yīng)用 1、墊板 2.6、壓料圈 3.14、頂板 4、上模座 5、滑塊 7、凹模 8、凸模 9、下模座 10、頂桿 11、工作臺 12、托板 13、拉深墊 15、外滑塊 16、內(nèi)滑塊 氣墊按同一活塞 桿上套裝的活塞數(shù) 可分為： 單層式 雙層式 三層式 層數(shù)更多 ， 產(chǎn)生 的壓力更大 。 一 、 氣墊 圖 2-47 壓力機(jī)單層式氣墊 1、托板 2、工作臺 3、定位塊 4、活塞 5、氣缸 6、密封圈 7、壓環(huán) 8、氣缸蓋 工作原理： 壓縮空氣進(jìn)入氣缸 ， 活塞和托板向上移動到上極限位 臵 ， 氣墊處于工作狀態(tài) 。 壓力機(jī)的滑塊向下運(yùn)動 ， 上模接觸到坯料 ， 氣墊的活 塞將坯料壓緊在上模面上 。 活塞隨著上模同步地向下移動 ， 直至滑塊到達(dá)下止點 ， 完成沖壓工作為止 。 當(dāng)滑塊回程時 ， 壓縮空氣又推動活塞隨滑塊上升到上 極限位臵 ， 完成頂件工作 。 氣壓式拉深墊的特點： 氣墊的壓緊力和頂出力相等 ， 并等于壓縮空氣壓力乘 活塞的有效面積 。 空氣的壓力可用設(shè)于配管系統(tǒng)中的調(diào)壓閥進(jìn)行調(diào)節(jié) 。 氣墊一般均備有較大的儲氣罐 。 行程不變 ， 要根據(jù)所使用的模具的結(jié)構(gòu)尺寸 ， 準(zhǔn)備若 干不同長度的頂料桿 ， 隨模具更換 ， 比較麻煩 。 單層式氣墊的特點： 結(jié)構(gòu)簡單 ， 活塞較長 ， 導(dǎo)向性能較好 ， 能承受一定的 偏心力 。 內(nèi)部有較大的空腔 ， 可以存儲較多的壓縮空氣 ， 不必 另備儲氣罐 。 價格便宜 ， 工作可靠 。 受壓力機(jī)底座下的安裝空間限制 ， 工作壓力有限 。 二 、 液壓氣墊 工作原理： 拉深階段 壓力機(jī)開始工作 ， 滑塊下行直至上模接觸坯料時 ， 工作缸內(nèi)的油壓開始隨上模的加壓而升高 。 此壓力升高到一定值后 ， 工作缸中的油液頂開溢流 閥 ， 流回液氣罐 ， 托板保持一定的壓力并隨滑塊下行至 下止點 ， 完成拉深工作 。 工作原理： 回程階段 滑塊離開下止點開始回程時 ， 托板上的壓力消失 ， 工作缸中的油壓也隨即降低 ， 溢流閥關(guān)閉 。 工作缸中的油壓低于液氣罐內(nèi)油壓時 ， 液氣罐中的 油液又頂開止回閥進(jìn)入工作缸 ， 使工作缸和托板上升 ， 將下模內(nèi)的工件頂起 ， 直至上極限位臵 ， 至此完成一個 工作周期 。 2.6.3 頂料裝置 作用： 使沖壓結(jié)束后留在模具中的工件能在適 當(dāng)?shù)臅r候脫離模具 ， 起頂料作用 。 一般在滑塊部件上設(shè)臵頂料裝臵 ， 供上 模頂料用 。 圖 2-48 頂料裝置 右圖中 ， 圖 a） 為頂料銷直接頂料 ， 圖 b） 為頂料銷不直 接接觸料 ， 圖 c） 為 頂料銷直接頂料導(dǎo)料 ， 圖 d） 為頂料銷間 接頂料導(dǎo)料 。 圖 a、 b 是無導(dǎo)向功能的頂料 裝臵 ， 圖 c、 d為具有 導(dǎo)向功能的頂料導(dǎo)向 裝臵 。 分類： 剛性頂料裝置 組成 : 一根穿過滑塊的打料橫桿及固定于機(jī)身上的擋頭螺釘?shù)?。 圖 2 49 JB23 - 63 型壓力機(jī)剛性頂料裝置 1 擋頭螺釘 ; 2 擋頭座 ; 3 機(jī)身 ; 4 打料橫桿 ; 5 擋銷 ; 6 滑塊 分類： 剛性頂料裝置 工作原理 當(dāng)滑塊下行沖壓時 ， 由于工件的作用 ， 通過上模 中的頂桿使打料橫桿在滑塊中升起 。 當(dāng)滑塊回程上行接近上止點時 ， 打料橫桿兩端被 機(jī)身上的擋頭螺釘擋住 ， 滑塊繼續(xù)上升 ， 打料橫桿便 相對滑塊向下移動 ， 推動上模中的頂桿將工件頂出 。 分類： 剛性頂料裝置 特點及注意事項 結(jié)構(gòu)簡單 、 動作可靠 ， 應(yīng)用廣泛 。 頂料力及頂料位臵不能任意調(diào)節(jié) 。 在更換模具 、 調(diào)節(jié)壓力機(jī)裝模高度時 ， 必須相應(yīng) 地調(diào)節(jié)擋頭螺釘?shù)奈慌Z 。 分類： 氣動頂料裝置 組成及工作原理 由雙層氣缸和一根打料橫桿組成 。 雙層氣缸與滑塊連接在一起 ， 它的活塞桿 2和打料橫桿 的一端鉸接 。 氣缸進(jìn)氣時 ， 即可推動打料橫桿將工件頂出 。 氣缸的進(jìn)排氣由電磁空氣分配閥控制 ， 它可以使頂料動 作在回程的任意位臵進(jìn)行 。 分類： 氣動頂料裝置 特點及注意事項 氣動頂料裝臵的頂料力和頂料行程容易調(diào)節(jié) ， 便于使 用機(jī)械手 ， 易實現(xiàn)沖壓機(jī)械自動化 。 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 。 由于受到氣缸尺寸與氣壓大小的限制 ， 在個別沖壓工 藝中會出現(xiàn)頂料力不夠的現(xiàn)象 。 2.7 壓力機(jī)的選擇 重點掌握壓力機(jī)的選用 。 了解壓力機(jī)的常見故障和排除方法 。 在選擇壓力機(jī)時主要考慮因素： 壓力機(jī)的類型 壓力機(jī)的能力 壓力機(jī)的規(guī)格 一 、 壓力機(jī)的類型 壓力機(jī)類型的選擇，主要是根據(jù)沖壓 工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、制件的幾何 形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等 因素來確定的。 按用途分類： 通用壓力機(jī) 主要適用于普通沖裁 、 彎曲和中小型簡單拉 深件的成形 ， 適用于一般生產(chǎn)批量 。 專用壓力機(jī) 生產(chǎn)批量較大時，應(yīng)盡量選用適應(yīng)于沖壓工藝特 點的專用壓力機(jī)。 通用壓力機(jī)基本類型： 1.按驅(qū)動滑塊機(jī)構(gòu)的種類 曲柄式和摩擦式 ; 2.按滑塊個數(shù) 單動和雙動 ; 3.按床身結(jié)構(gòu)形式 開式和閉式 ; 4.按自動化程度 普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)。 表 2-4 常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點 沖壓類型 沖壓設(shè)備 沖裁 彎曲 簡單拉深 復(fù)雜拉深 整形校平 成形 小行程通用壓力機(jī) 中行程通用壓力機(jī) 大行程通用壓力機(jī) 雙動拉深壓力機(jī) 高速自動壓力機(jī) 摩擦壓力機(jī) 表 2-5 沖壓類型與沖壓設(shè)備選用對照表 注：表中 表示適用，表示尚可使用， 表示不適用。 二 、 壓力機(jī)的能力 1、壓力和扭矩能力 在選用壓力機(jī)時 ， 應(yīng)使沖壓變形力和沖壓變 形曲線位于滑塊許用負(fù)荷曲線之下 。 如果是復(fù)合沖壓 ， 應(yīng)將幾個工序的變形力的 曲線加起來 ， 然后再進(jìn)行比較 。 1） 當(dāng)壓力機(jī)對坯料施加壓力的行程小于 5%的壓力機(jī)行 程時 ， 壓力機(jī)壓力選擇的計算式為 F1.3F 式中： F F沖壓變形力 、 推件力 、 頂件力 ， 卸料力等 力的總和 。 2） 當(dāng)壓力機(jī)對坯料施加壓力的行程大于 5%的壓力機(jī)行 程時 ， 如拉深成形 ， 在淺拉深時 ， 最大變形力應(yīng)限制在 公稱壓力的 70% 80%；在深拉深時 ， 最大變形力應(yīng)限 制在公稱壓力的 50% 60%。 2、功率能力 壓力機(jī)的功率能力是由電動機(jī)功率和飛輪 能量等因素決定的 。 沖壓功率不能超過壓力機(jī)功率 ， 否則會導(dǎo) 致功率超載 。 沖壓功校核： 對于沖裁加工 ， 由于沖裁工作行程較短 ， 一般壓 力和扭矩不超載時 ， 沖壓功就不會超載 。 但是對于拉 深成形的大工作行程來說 ， 一般都應(yīng)該進(jìn)行沖壓功校 核 ， 以保證沖壓功不超載 。 沖壓功校核的計算公式如下：沖壓成形的變形功 （ A） 一定要小于壓力機(jī)的有效功 （ Ap） ， 即 AAp。 1）壓力機(jī)有效功 Ap 當(dāng)壓力機(jī)單行程工作時，且在速度可以降低 20%的 條件下，則飛輪的有效能量即壓力機(jī)的有效功。 當(dāng)壓力機(jī)連續(xù)工作時，且在速度可以降低 10%的條 件下，則有效功 Ap（ mJ）的計算式為： 式中， m 壓力機(jī)飛輪的質(zhì)量 (kg) D 壓力機(jī)飛輪的直徑 (m) n 壓力機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速 (r/min) 20 . 2 8pA m D n 20 . 1 5pA m D n 2） 沖壓成形的變形功 A 沖裁加工所需要的沖裁功 A(mJ)的計算式為 A=Ftf 式中 ， F 沖裁力 (N)； t 沖裁板料的厚度 (mm) f 切入率 。 沖裁間隙小時 ， f 0.6 0.8；沖裁間隙大時 ， f 0.25 0.5。 V形件彎曲所需的彎曲功 A(mJ)的計算式為 A Fhk 式中 ， F 彎曲力 (N)； h 彎曲工作行程 (mm)； k 系數(shù) ， k 0.63。 圓筒形件拉深時的拉深功 A (mJ)的計算式為 A Fhc 式中 ， F 拉深力 (N)； h 拉深工作行程 (mm)； c 系數(shù) ， 當(dāng)拉深系數(shù)為 0.55時 ， c 0.8；當(dāng)拉深系數(shù)為 0.65時 ， c 0.74。 1、 壓力機(jī)的裝模高度 模具的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小 閉合高度之間 ， 并考慮留有適當(dāng)余量 。 當(dāng)模具安裝固 定需要附加墊板時 ， 還應(yīng)考慮附加墊板厚度的影響 。 H-5 mmHH-M+10 mm 式中 ， H 壓力機(jī)最大閉合高度 (mm)； Hd 模具的閉合高度 (mm) M 壓力機(jī)連桿調(diào)節(jié)長度 (mm)。 三 、 壓力機(jī)的規(guī)格 2、 選擇壓力機(jī)時 ， 滑塊行程長度應(yīng)保證毛坯能順利地 放入模具和沖壓件能順利地從模具中取出 。 一般按下式 估算： h2.5h0 式中 ， h h0 拉深制件的高度 。 當(dāng)采用導(dǎo)板模結(jié)構(gòu)時 ， 為保證凸模始終不與導(dǎo)板脫 開 ， 應(yīng)該選擇滑塊行程可調(diào)節(jié)的偏心式壓力機(jī) 。 3、 工作臺面長 、 寬尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸 ， 并 每邊留出不小于 50 70mm的安裝尺寸 ， 以便于安裝 固定模具用的螺栓 、 墊鐵和壓板 。 當(dāng)制件或廢料需下落時 ， 工作臺面孔尺寸必須大 于下落件的尺寸 。 對有彈頂裝臵的模具 ， 工作臺面孔尺寸還應(yīng)大于 下彈頂裝臵的外形尺寸 。 滑塊上 ， 模柄孔直徑要與模柄直徑相符 ， 模柄孔 的深度應(yīng)大于模柄的長度 。 4、 當(dāng)小型模具的下模板尺寸接近工作臺板漏料孔尺寸 時 ， 應(yīng)增加附加墊板 ， 當(dāng)下模漏料范圍尺寸大于工作臺 板漏料孔尺寸時 ， 應(yīng)增加附加墊板 。 當(dāng)下模安裝通用彈頂器時 ， 彈頂器的外形尺寸應(yīng)小 于工作臺板漏料孔尺寸 。 5、 壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)應(yīng)滿足沖壓工藝的要求 。