第1章 锻压设备.pdf

第第第第1 1章章章 章 锻压设备锻压设备锻压设备锻压设备?锻造锻造：?用用锤击锤击或或压制压制的方法对的方法对坯料坯料施加压力，使之产生塑性变形的金属施加压力，使之产生塑性变形的金属塑性加工方法称锻造。塑性加工方法称锻造。?冲压冲压：?室温室温下在下在压力机压力机上用上用凹模和凸模凹模和凸模将将薄板薄板成形为具有立体造型和符成形为具有立体造型和符合质量要求的制件的金属塑性加工方法称冲压。合质量要求的制件的金属塑性加工方法称冲压。?锻压锻压：?锻造和冲压简称为锻压。锻造和冲压简称为锻压。?锻压生产常用设备锻压生产常用设备大致分为大致分为?加热加热设备、锻压设备、锻压成形成形设备和锻压生产设备和锻压生产辅助辅助设备。设备。?本章介绍的主要是锻压成形设备。本章介绍的主要是锻压成形设备。1.1 1.1 锻压设备分类锻压设备分类锻压设备分类锻压设备分类?锻压设备种类繁多。锻压设备种类繁多。?按照国家的行业标准，把单机锻压成形设按照国家的行业标准，把单机锻压成形设备备按工艺用途按工艺用途分成分成八大类八大类。?用用汉语拼音字母汉语拼音字母表示。表示。?每类每类分为分为多组多组，每组又分为，每组又分为若干型若干型。?类和组的具体分法见表类和组的具体分法见表1 11 1。表表表表1 1-1 1 锻压设备的分类锻压设备的分类锻压设备的分类锻压设备的分类类别汉语拼 音组机械压力机机械压力机J手动压力机、单柱压力机、开式压力机、闭式压力机、拉延压力机、螺旋压力机、压制压力机、板料自动压力机、精压挤压压力机和其他压力机液压机液压机Y手动液压机、锻造液压机、冲压液压机、一般用途液压机、校正压装液压机、层压 液压机、挤压液压机、压制液压机、打包压块液压机和其他液压机线材成型自 动机线材成型自 动机Z自动镦锻机、自动切边滚丝机、滚柱钢球自动冷镦机、多工位自动镦锻机，自动 弹簧机、自动链条机、自动弯曲机和其他自动机锤锤C蒸汽一空气自由锻锤、蒸汽空气模锻锤、空气锤、落锤、对击式模锻锤和气动液压 模锻锤锻机锻机D平锻机、热模锻压力机、辊锻横轧机、碾环机、径向径锻机和其他锻机工作原理工作原理工作原理工作原理?从工作原理上，我们可以概括为从工作原理上，我们可以概括为四种典型设备四种典型设备进行研究。进行研究。?(1)(1)锻锤锻锤。?一般用一般用气体作为工作介质气体作为工作介质，将储藏在，将储藏在气体气体分子中的分子中的内能转换成执内能转换成执行机构的动能行机构的动能，利用，利用碰撞碰撞原理，产生巨大的原理，产生巨大的冲击力冲击力使毛坯产生塑使毛坯产生塑性变形。性变形。?因此，它因此，它属于冲击载荷属于冲击载荷的锻压机器，如空气锤、蒸汽一空气锻锤、的锻压机器，如空气锤、蒸汽一空气锻锤、电液锤、高速锤等。电液锤、高速锤等。?(2)(2)曲柄压力机曲柄压力机。?它是利用它是利用曲柄连杆机构曲柄连杆机构把传动部分的把传动部分的旋转运动变成滑块的往复运旋转运动变成滑块的往复运动动，工作机构依靠传动系统传递的扭矩迫使滑块给毛坯施加压力，工作机构依靠传动系统传递的扭矩迫使滑块给毛坯施加压力使之产生塑性变形。使之产生塑性变形。?运动和载荷具有运动和载荷具有周期性周期性。?因此，曲柄压力机因此，曲柄压力机属于压力作用属于压力作用的机器。这类机器有热模锻压力的机器。这类机器有热模锻压力机、拉深压力机、剪切机、精压机、平锻机、冷锻机。机、拉深压力机、剪切机、精压机、平锻机、冷锻机。?(3)(3)液压机液压机。?它是以它是以液体液体(油或水油或水)作为工作介质，利用作为工作介质，利用帕斯卡原理帕斯卡原理，使执行机构使执行机构产生巨大的静压力产生巨大的静压力的锻压机器。的锻压机器。?例如，水压机、油压机。例如，水压机、油压机。?(4)(4)旋转式锻压机旋转式锻压机。?它是利用它是利用碾压原理碾压原理，使执行机构对毛坯局部产生，使执行机构对毛坯局部产生持续持续的压力的压力，随着毛坯的运动，塑性变形遍布整个锻件。，随着毛坯的运动，塑性变形遍布整个锻件。?这类机器有扩孔机、辊锻机、摆碾机等。这类机器有扩孔机、辊锻机、摆碾机等。1.2 1.2 锻锤锻锤锻锤锻锤?锻锤锻锤：?利用利用蒸汽或液压蒸汽或液压等传动机构使等传动机构使落下部分落下部分(活塞、锤杆、锤头、上砧活塞、锤杆、锤头、上砧(模块模块)产生运动并产生运动并积累动能积累动能，将此动能施加到锻件上去，使锻件，将此动能施加到锻件上去，使锻件获得塑性变形能，以完成各种锻压工艺过程的机器称为锻锤。获得塑性变形能，以完成各种锻压工艺过程的机器称为锻锤。?锻锤的特点：锻锤的特点：?锻锤锻锤工艺适应性好，结构简单工艺适应性好，结构简单，是现今锻造生产的主要设备。，是现今锻造生产的主要设备。?此类设备由于存在此类设备由于存在振动大、噪声高振动大、噪声高的特点，使得大吨位锻锤的开的特点，使得大吨位锻锤的开发和使用受到限制。发和使用受到限制。?而而对击锤可减小上述不利因素对击锤可减小上述不利因素，所以人们目前普遍认为应该保留，所以人们目前普遍认为应该保留中、小吨位锻锤。中、小吨位锻锤。?大吨位的锻锤则用对击锤等设备代替。大吨位的锻锤则用对击锤等设备代替。?现今我国蒸汽现今我国蒸汽-空气锤限制在空气锤限制在16 t16 t以下，对击锤打击能量发展到以下，对击锤打击能量发展到1000 1000 kJkJ。?锻锤工作原理：锻锤工作原理：?锻锤是一种锻锤是一种能量限定型能量限定型设备，其工作原理为，在锤头碰到锻件后设备，其工作原理为，在锤头碰到锻件后的的极短时间内极短时间内(千分之几秒千分之几秒)，落下部分落下部分(锤头锤头)将向下行程中积蓄的将向下行程中积蓄的动能释放动能释放，以巨大惯性力冲击锻件，完成塑性变形。，以巨大惯性力冲击锻件，完成塑性变形。?锻锤与机械压机、液压机的不同：锻锤与机械压机、液压机的不同：?压力机压力机类锻压设备是类锻压设备是靠静压力或准静压力靠静压力或准静压力使锻件变形。当压力机使锻件变形。当压力机的压力大于锻件变形力时，加压一次即可成形，反之，如压力机的压力大于锻件变形力时，加压一次即可成形，反之，如压力机压力小于锻件变形力时，即使加压多次也不能成形。压力小于锻件变形力时，即使加压多次也不能成形。?锻锤锻锤则是则是靠工作部分动能的瞬时释放靠工作部分动能的瞬时释放使锻件变形，当锻件每次打使锻件变形，当锻件每次打击的有效能量击的有效能量小于小于锻件变形所需能量时，仍锻件变形所需能量时，仍可采用多次打击完成可采用多次打击完成锻件变形锻件变形的任务，而且的任务，而且变形速度快变形速度快，对于不同类别的锻件适应性对于不同类别的锻件适应性强强，特别，特别适合于中小批量的生产适合于中小批量的生产厂使用。厂使用。1 12 21 1 锻锤的工作特性锻锤的工作特性锻锤的工作特性锻锤的工作特性?1 12 21 11 1 锻锤的打击能量：锻锤的打击能量：?锻锤的锻锤的规格规格通常以通常以落下部分重量落下部分重量来表示，但因它是限来表示，但因它是限能性设备，其确切的能性设备，其确切的性能参数性能参数应是应是打击能量打击能量E E0 0(J)(J)，对，对有有砧座锤砧座锤为：为：?1 12 21 12 2 锻锤的打击力锻锤的打击力?锻锤是限能量的锻压设备，它的锻锤是限能量的锻压设备，它的主要性能参数主要性能参数是是落下部分落下部分的的打击打击能量能量。?但是，对其可能产生的但是，对其可能产生的打击力亦应有其度量准则打击力亦应有其度量准则，以满足锻锤零，以满足锻锤零件的件的强度校核强度校核、模具承压面的确定模具承压面的确定及正确选用和使用设备的需要。及正确选用和使用设备的需要。?打击过程中，锻件变形是锤头能量释放的结果，因此锻锤的打击过程中，锻件变形是锤头能量释放的结果，因此锻锤的打击打击力与锤头的动能及锻件大小、形状、温度等有关力与锤头的动能及锻件大小、形状、温度等有关。?每一次打击其打击力是不一样的每一次打击其打击力是不一样的，在同一次打击中，打击力也是，在同一次打击中，打击力也是变化的，要确切计算打击力十分困难。变化的，要确切计算打击力十分困难。?为简化计算，为简化计算，假设假设在打击加载阶段在打击加载阶段打击力为一不变的常力打击力为一不变的常力，称为，称为平均打击力平均打击力平均打击力平均打击力，应用，应用冲量原理冲量原理可以求知这一平均打击力。可以求知这一平均打击力。?有砧锻锤打击力有砧锻锤打击力P P可按式可按式(1(13)3)计算计算打击锤是以打击能量为系列，因而从铭牌上可直接读出其打击能力。因打击时间很短，故打击力P很大，相当于落下部分重量m1 的几千倍至 一万多倍。锻件的温度越低，变形量越小，打击力越大。锻造时不能以最大打击速度锻击冷锻件或空击，这会产生极大的打击 力，对模具和锻锤易损零件的寿命都有不利的影响。?锻锤的锻锤的种类种类很多：很多：?按打击特性分：按打击特性分：?有有对击锤对击锤和和有砧座锤有砧座锤；?按工艺用途分：按工艺用途分：?有有自由锻自由锻锤、锤、模锻模锻锤和锤和板料冲压板料冲压锤；锤；?按向下行程时作用在落下部分的力分：按向下行程时作用在落下部分的力分：?又可分为又可分为单作用锤单作用锤和和双作用锤双作用锤。?单作用锤工作时，落下部分为自由落体。单作用锤工作时，落下部分为自由落体。?双作用锤在向下行程时，落下部分除受自重的作用外，还受压缩空气或液压力的作双作用锤在向下行程时，落下部分除受自重的作用外，还受压缩空气或液压力的作用，故打击能量较大。用，故打击能量较大。?常按驱动机构的特征分，有：常按驱动机构的特征分，有：?蒸汽一空气锤蒸汽一空气锤、?空气锤空气锤、?机械锤机械锤、?液压锤液压锤。1 12 22 2 蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽-空气锤空气锤空气锤空气锤?蒸汽蒸汽-空气锤空气锤?是以是以蒸汽或压缩空气蒸汽或压缩空气作为能量传递物作为能量传递物(工作介质工作介质)，故称，故称为蒸汽为蒸汽-空气锤。空气锤。?是目前锻造车间最常用的锻造设备之一。是目前锻造车间最常用的锻造设备之一。?根据工艺用途不同，可分为根据工艺用途不同，可分为?自由锻锤；自由锻锤；?模锻锤模锻锤。?蒸汽蒸汽-空气锤所使用的空气锤所使用的?蒸汽压强蒸汽压强为为0 07 70 09 9 MPaMPa，?压缩空气压强压缩空气压强为为0 06 60 08 8 MPaMPa。图11 蒸汽一空气锤工作原理图1一气缸；2一活塞；3一锤杆；4一锤头；5一上砧块；6一锻 坯；7一下砧块；8一砧枕；9一砧座1.2.2.1 1.2.2.1 蒸汽一空气锤的工作原理蒸汽一空气锤的工作原理蒸汽一空气锤的工作原理蒸汽一空气锤的工作原理?若气缸若气缸1 1的的下腔进气，上腔排气下腔进气，上腔排气；锻锤的落下部分所受的；锻锤的落下部分所受的作用力合作用力合力力FuFu方向向上方向向上时，则时，则落下部分落下部分在在FuFu的作用下的作用下向上运动向上运动。此时。此时作用作用在落下部分的作用力在落下部分的作用力必须满足式必须满足式(1(14)4)：?相反，若气缸相反，若气缸上腔进气，下腔排气上腔进气，下腔排气，作用在落下部分的，作用在落下部分的合合力力FdFd方向向下方向向下，则，则落下部分落下部分在在FdFd的作用下的作用下向下运动向下运动。此时。此时作用在作用在落下部分的力落下部分的力满足式满足式(1(15)5)：?落下部分向下运动的过程中储蓄了一定的打击能量，这个落下部分向下运动的过程中储蓄了一定的打击能量，这个打击能量在打击过程中大部分转化为锻件的塑性变形功。打击能量在打击过程中大部分转化为锻件的塑性变形功。1 12 22 22 2 蒸汽一空气自由锻锤蒸汽一空气自由锻锤蒸汽一空气自由锻锤蒸汽一空气自由锻锤?蒸汽一空气自由锻锤蒸汽一空气自由锻锤?用于进行用于进行自由锻造和胎模锻造自由锻造和胎模锻造工艺，是生产工艺，是生产中中小型自由锻件小型自由锻件的主要设备。的主要设备。?它的落下部分质量一般为它的落下部分质量一般为0 05 55 t5 t。?一般比一般比0 05 t5 t小的锻锤被空气锤代替，比小的锻锤被空气锤代替，比5 t5 t大的大的水压机代替。水压机代替。蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽-空气自由锻锤的空气自由锻锤的空气自由锻锤的空气自由锻锤的结构形式结构形式结构形式结构形式?可分为三种：可分为三种：?单柱式、双柱式和桥式。单柱式、双柱式和桥式。?单柱式单柱式：?由于由于锤身只有一个立柱锤身只有一个立柱，可以从三个方面操作，操作空间大，其，可以从三个方面操作，操作空间大，其落下部分质量范围为落下部分质量范围为0 05 51 t1 t。?一般用于锻造小型件。一般用于锻造小型件。?双柱式双柱式蒸汽一空气自由锻锤：蒸汽一空气自由锻锤：?锤身锤身由两个立柱组成拱门形状由两个立柱组成拱门形状，锤身比较稳固。，锤身比较稳固。?只能从前后操作只能从前后操作，这种结构形式的锻锤落下部分质量范围为，这种结构形式的锻锤落下部分质量范围为1 15 5 t t，用来锻造中型锻件，使用最为广泛，如图，用来锻造中型锻件，使用最为广泛，如图13132 2所示。所示。?双柱桥式双柱桥式蒸汽一空气自由锻锤：蒸汽一空气自由锻锤：?锤身锤身由两个立柱和横梁连接成桥型框架由两个立柱和横梁连接成桥型框架，砧座周围空间大，便于，砧座周围空间大，便于操作，落下部分质量在操作，落下部分质量在3 35 t5 t之间。之间。图132双柱式蒸汽一空气锤1气缸；2一锤杆；3一立柱；4一导轨；5一锤头；6一上砧 块；7一砧垫；8一砧座；9一基础底板；10一下砧块；11一旋 阀手柄；12一滑阀手柄；13一排气口；14一进气口自由锻锤的各种工作循环自由锻锤的各种工作循环自由锻锤的各种工作循环自由锻锤的各种工作循环?(1)(1)锤头上悬。锤头上悬。?通过操纵机构使气缸下腔气体的压力平衡落下部分的重量，于是通过操纵机构使气缸下腔气体的压力平衡落下部分的重量，于是锤头就在上死点位置微动。这是满足更换模具、取件、放件的要锤头就在上死点位置微动。这是满足更换模具、取件、放件的要求。求。?(2)(2)锤头压下。锤头压下。?通过操纵机构使气缸下腔蒸汽慢慢地排出，让锤头平稳地下落，通过操纵机构使气缸下腔蒸汽慢慢地排出，让锤头平稳地下落，然后使气缸上腔进入蒸汽，对锤头产生压力，压住锻件。这是完然后使气缸上腔进入蒸汽，对锤头产生压力，压住锻件。这是完成成弯曲和扭转工序弯曲和扭转工序所需要的。所需要的。?(3)(3)单次打击。单次打击。?又称为重击，这通过操纵机构使气缸上腔在整个向下行程中都是又称为重击，这通过操纵机构使气缸上腔在整个向下行程中都是进气，下腔都是排气来达到，所以单次打击的打击能量较大。这进气，下腔都是排气来达到，所以单次打击的打击能量较大。这种打击是种打击是镦粗工艺镦粗工艺所要求的。所要求的。?(4)(4)连续打击。连续打击。?锤头连续打击工件。这是自由锻工艺中锤头连续打击工件。这是自由锻工艺中拔长拔长(延伸延伸)工序工序所要求的。所要求的。1 12 22 23 3 蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽-空气模锻锤空气模锻锤空气模锻锤空气模锻锤?完成模锻工艺的蒸汽一空气锤称蒸汽一空气模锻锤。完成模锻工艺的蒸汽一空气锤称蒸汽一空气模锻锤。?结构如图结构如图1 13 3所示。所示。?气缸固定在立柱上，气缸固定在立柱上，?两根立柱用带弹簧的斜置螺栓和调节楔牢固地连接到砧座上。两根立柱用带弹簧的斜置螺栓和调节楔牢固地连接到砧座上。?工作方式：工作方式：?通过脚踏板操纵通过脚踏板操纵配气阀的运动，以实现模锻锤的各种动作。配气阀的运动，以实现模锻锤的各种动作。?各种工作循环：各种工作循环：?模锻锤有模锻锤有摆动循环摆动循环、重打重打和和轻打轻打三种工作循环方式，三种工作循环方式，?通过操纵系统控制配气阀的进排气方向和气量大小来体现。通过操纵系统控制配气阀的进排气方向和气量大小来体现。?蒸汽一空气模锻锤与自由锻锤的蒸汽一空气模锻锤与自由锻锤的相同相同之处：之处：?采用相同的工作介质；采用相同的工作介质；?在结构和动作原理上有许多相同之处。例如，其结构仍由落下部在结构和动作原理上有许多相同之处。例如，其结构仍由落下部分、气缸、配气机构、锤身分、气缸、配气机构、锤身(机架机架)、砧座等部分组成。、砧座等部分组成。图133蒸汽一空气模 锻锤1一砧座；2一模座；3 一下模；4一立柱，5 一导轨；6一锤杆；7-活塞；8一气缸；9一 保险杠；l0-滑阀；11一节气阀；12一气 缸底板；13-曲杆；14 一杠杆；15锤头；16一踏板蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽-空气模锻锤与自由锻锤的不同空气模锻锤与自由锻锤的不同空气模锻锤与自由锻锤的不同空气模锻锤与自由锻锤的不同?(1)(1)结构结构不同。不同。?由于模锻过程要求上、下模对准，所以由于模锻过程要求上、下模对准，所以模锻锤的立柱必须安装在砧座上模锻锤的立柱必须安装在砧座上。?模锻件常常由几个模膛锻造，力为偏心载荷，尤其在终锻工序，锻击力很大。模锻件常常由几个模膛锻造，力为偏心载荷，尤其在终锻工序，锻击力很大。?为了承受偏心打击时的侧向分力，把立柱、砧座以及气缸用带弹簧的螺钉连成刚为了承受偏心打击时的侧向分力，把立柱、砧座以及气缸用带弹簧的螺钉连成刚性机架，从而增加了刚性。性机架，从而增加了刚性。?而而自由锻锤立柱与砧座为两体自由锻锤立柱与砧座为两体。?(2)(2)操纵机构操纵机构不同。不同。?模锻锤采用模锻锤采用脚踏板脚踏板操纵。一般情况下，模锻工同时司锤和操作锻件。脚踏板可同操纵。一般情况下，模锻工同时司锤和操作锻件。脚踏板可同时带动滑阀和旋阀一起动作。时带动滑阀和旋阀一起动作。?自由锻锤由自由锻锤由司锤通过手柄司锤通过手柄得到各自不同的工作循环，司锤和操作锻件各由专人负得到各自不同的工作循环，司锤和操作锻件各由专人负责。责。?(3)(3)工作循环工作循环不同。不同。?自由锻锤有自由锻锤有单打、连打、悬空和压下单打、连打、悬空和压下四种工作循环，四种工作循环，?而模锻有而模锻有摆动、连续的重打和轻打摆动、连续的重打和轻打三种工作循环。三种工作循环。?(4)(4)砧座与落下部分质量比例砧座与落下部分质量比例不同。不同。?为了减小打击时砧座本身的弹跳和下沉以及提高打击效率，同吨位的模锻锤采用为了减小打击时砧座本身的弹跳和下沉以及提高打击效率，同吨位的模锻锤采用比自由锻更大的砧座。比自由锻更大的砧座。自由锻锤的砧座质量一般为落下部分的自由锻锤的砧座质量一般为落下部分的10101515倍倍，而，而模锻模锻锤为锤为20203030倍倍。1 12 23 3 空气锤空气锤空气锤空气锤?空气锤的空气锤的使用范围使用范围：?既可以进行既可以进行自由锻造自由锻造，又可以进行，又可以进行胎模锻造胎模锻造。?适用于中小锻件的生产。适用于中小锻件的生产。?它是由电动机直接驱动，安装投资费用较低。它是由电动机直接驱动，安装投资费用较低。?工作原理：工作原理：?如图如图1 14 4所示，空气锤有所示，空气锤有工作缸和压缩缸工作缸和压缩缸，两缸之间由，两缸之间由旋阀连通。旋阀连通。?其工作介质也是其工作介质也是压缩空气压缩空气，它在压缩活塞和工作活塞，它在压缩活塞和工作活塞之间仅起柔性连接作用。之间仅起柔性连接作用。?电动机通过减速机构带动曲拐轴旋转，驱动压缩活塞电动机通过减速机构带动曲拐轴旋转，驱动压缩活塞做上下往复运动，使做上下往复运动，使被压缩的空气经旋阀进入工作缸被压缩的空气经旋阀进入工作缸的上腔或下腔，的上腔或下腔，驱使落下部分做上下运动驱使落下部分做上下运动进行打击或进行打击或回程。回程。图134空气锤的结构和工作原理a一外部结构；b一工作原理1一踏杆；2一砧座；3一砧垫；4一下砧；5一上砧；6一锤杆；7一工作缸；8一 下旋阀；9一上旋阀；10一压缩缸；11一手柄；12一锤身；13一减速器；14一 电动机；15一工作活塞；16一压缩活塞；17一连杆；18一曲柄1 12 24 4 机械锤机械锤机械锤机械锤?机械锤机械锤?包括由包括由弹性、刚性和挠性连接弹性、刚性和挠性连接所组成的各种所组成的各种机械传动机械传动的锤。的锤。?弹簧锤弹簧锤?用于弹性连接的锤；用于弹性连接的锤；?夹板夹板(杆杆)锤锤?属于刚性连接的锤。属于刚性连接的锤。?用带或链条的锤用带或链条的锤?属于挠性连接的锤。属于挠性连接的锤。?图图1 15 5为机械锤简图。为机械锤简图。图15 机械锤简图1 12 25 5 液压锤液压锤液压锤液压锤?液压锤液压锤?是以是以液压油液压油作为工作介作为工作介质，利用液压能工作的质，利用液压能工作的锤。锤。?两种驱动形式两种驱动形式(见图见图1 16)6)：?纯液压纯液压驱动；驱动；?气液气液驱动。驱动。图16液压锤工作原理图a一纯液压式；b一气液式?气液驱动锻锤气液驱动锻锤：?工作原理：工作原理：?在工作前，先向气腔一次充入定量高压气体在工作前，先向气腔一次充入定量高压气体(氮气或压缩空气氮气或压缩空气)。借助。借助于下腔液压力的改变，对定量的封闭气体进行反复地压缩蓄能和膨胀于下腔液压力的改变，对定量的封闭气体进行反复地压缩蓄能和膨胀做功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。做功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。?工作特点：工作特点：?油腔进油，锤头提升；油腔进油，锤头提升；?油腔排油，锤头快速下降并进行锻击。油腔排油，锤头快速下降并进行锻击。?目前，我国尚在发展和应用这种液压锤。目前，我国尚在发展和应用这种液压锤。?快速快速纯液压模锻锤纯液压模锻锤：?德国德国2020世纪世纪8080年代后期出现。年代后期出现。?工作特点：工作特点：?液压缸下腔通常压液压缸下腔通常压；上腔进油，锤头下降和进行锻击，上腔排油，锤；上腔进油，锤头下降和进行锻击，上腔排油，锤头提升。头提升。?这种纯液压锤已逐渐取代了气液模锻锤。这种纯液压锤已逐渐取代了气液模锻锤。1 13 3 曲柄压力机曲柄压力机曲柄压力机曲柄压力机1 13 31 1 曲柄压力机工作原理及结构曲柄压力机工作原理及结构曲柄压力机工作原理及结构 曲柄压力机工作原理及结构 组成组成组成组成?曲柄压力机曲柄压力机?是是采用机械传动采用机械传动的锻压机器。的锻压机器。?通过传动系统把通过传动系统把电动机的运动和能量传给工作机构电动机的运动和能量传给工作机构，从而使坯料获得预期的变，从而使坯料获得预期的变形，制成所需的工件。形，制成所需的工件。?工作原理工作原理?图图13137 7为曲柄压力机的工作原理图，为曲柄压力机的工作原理图，?电动机电动机1 1通过通过带轮带轮2 2、3 3和齿轮和齿轮6 6、7 7、8 8，将运动传给，将运动传给偏心齿轮偏心齿轮9 9，连杆，连杆1212的上端套在的上端套在偏心齿轮上，下端与偏心齿轮上，下端与滑块滑块1313用铰链连接，因此，就将齿轮的旋转运动变成滑块的往用铰链连接，因此，就将齿轮的旋转运动变成滑块的往复运动。复运动。?上模上模1414装在滑块上，装在滑块上，下模下模1515装在装在工作台工作台1717上。上。?当材料放在上下模之间，即能进行冲裁或其他变形工艺，制成工件。当材料放在上下模之间，即能进行冲裁或其他变形工艺，制成工件。?气垫气垫1818是用来顶出工件或在拉伸时作压边用。是用来顶出工件或在拉伸时作压边用。?由于工艺操作的需要，滑块时而运动，时而停止，因此装有由于工艺操作的需要，滑块时而运动，时而停止，因此装有离合器离合器5 5和制动器和制动器4 4。?压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，即有负荷的工作时间很短，压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，即有负荷的工作时间很短，大部分可为无负荷的空程大部分可为无负荷的空程。为了使电动机的负荷均匀为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量，因而，有效地利用能量，因而装装有飞轮有飞轮。大带轮大带轮3 3即起飞轮作用。即起飞轮作用。图137曲柄压力 机运动原理图l一电动机；2一小 带轮；3一大带轮；4一制动器；5一 离合器；6，8小齿轮；7一大齿轮；9一偏心齿轮；10一芯轴；11一机 身；12一连杆；13一滑块；14一上 模；15一下模；16一垫板；17一工 作台；18一气垫曲柄压力机的结构组成曲柄压力机的结构组成曲柄压力机的结构组成曲柄压力机的结构组成?(1)(1)工作机构工作机构。?一般为一般为曲柄滑块曲柄滑块机构。机构。?除此以外，尚有除此以外，尚有肘杆机构肘杆机构、连杆机构连杆机构等。等。?(2)(2)传动系统传动系统。?包括齿轮传动和带传动等机构。包括齿轮传动和带传动等机构。?(3)(3)操纵系统操纵系统。?如离合器和制动器。如离合器和制动器。?(4)(4)能源系统能源系统。?如电动机和飞轮。如电动机和飞轮。?(5)(5)支承部件支承部件。?如机身。如机身。?(6)(6)附属附属装置和装置和辅助辅助系统。系统。1.3.2 1.3.2 曲柄压力机类型及技术参数曲柄压力机类型及技术参数曲柄压力机类型及技术参数曲柄压力机类型及技术参数?13133 32 21 1 曲柄压力机类型曲柄压力机类型?根据根据JBJBT 9965T 996519991999的标准，锻压机械分为八类，的标准，锻压机械分为八类，?其中其中第一类机械压力机第一类机械压力机包括曲柄压力机的主要类型。包括曲柄压力机的主要类型。?此外，在此外，在第三类第三类线材成型自动机、线材成型自动机、第五类第五类锻机、锻机、第六类第六类剪切机和剪切机和第七类第七类弯曲校正机中都弯曲校正机中都包括有曲柄压力机。包括有曲柄压力机。?根据工艺用途也可将曲柄压力机进行如下分类：根据工艺用途也可将曲柄压力机进行如下分类：?A A 板料冲压压力机板料冲压压力机?(1)(1)通用压力机。用于冲裁、落料、弯曲、成形和浅拉深等工艺。通用压力机。用于冲裁、落料、弯曲、成形和浅拉深等工艺。?(2)(2)拉深压力机。用于拉深工艺。拉深压力机。用于拉深工艺。?(3)(3)板冲高速自动机。适用于连续传送板料的自动冲压工艺。板冲高速自动机。适用于连续传送板料的自动冲压工艺。?(4)(4)板冲多工位自动机。适用于连续传送工件的自动冲压工艺。板冲多工位自动机。适用于连续传送工件的自动冲压工艺。?B B 体积模锻压力机体积模锻压力机?(1)(1)挤压机。用于冷挤压工艺。挤压机。用于冷挤压工艺。?(2)(2)热模压力机。用于热模锻工艺。热模压力机。用于热模锻工艺。?(3)(3)精压机。用于平面精压、体积精压和表面压印等工艺。精压机。用于平面精压、体积精压和表面压印等工艺。?(4)(4)平锻机。用于平锻工艺。平锻机。用于平锻工艺。?(5)(5)冷镦自动机。用于制造如螺钉螺母等各种标准件。冷镦自动机。用于制造如螺钉螺母等各种标准件。?(6)(6)精锻机。用于精锻各种轴类工件。精锻机。用于精锻各种轴类工件。?C C 剪切机剪切机?(1)(1)板料剪切机。用于裁剪板料。板料剪切机。用于裁剪板料。?(2)(2)棒料剪切机。用于截裁棒料。棒料剪切机。用于截裁棒料。1 13 32 22 2 曲柄压力机技术参数曲柄压力机技术参数曲柄压力机技术参数曲柄压力机技术参数?压力机的技术参数压力机的技术参数?反映一台压力机的工艺能力和有关生产指标，也是选择、使用压反映一台压力机的工艺能力和有关生产指标，也是选择、使用压力机和设计模具的重要依据。力机和设计模具的重要依据。?曲柄压力机的主要技术参数如下：曲柄压力机的主要技术参数如下：?(1)(1)公称压力公称压力PgPg及公称压力行程及公称压力行程SgSg。?曲柄压力机的公称压力是指滑块离下死点前某一特定距离曲柄压力机的公称压力是指滑块离下死点前某一特定距离(此特定距此特定距离称为离称为公称压力行程公称压力行程)或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度(此特定此特定角度称为角度称为公称压力角公称压力角)时，滑块所允许承受的最大作用力。时，滑块所允许承受的最大作用力。?(2)(2)滑块行程滑块行程S S。?它指滑块从上死点到下死点所经过的距离。它是曲柄半径的两倍或是它指滑块从上死点到下死点所经过的距离。它是曲柄半径的两倍或是偏心齿轮半径、曲拐轴偏心距的两倍。偏心齿轮半径、曲拐轴偏心距的两倍。?(3)(3)滑块行程次数滑块行程次数n n。?它是指滑块每分钟从上死点到下死点，然后再回到上死点所往复的次它是指滑块每分钟从上死点到下死点，然后再回到上死点所往复的次数。数。?(4)(4)最大装模高度最大装模高度H H1 1及装模高度调节量及装模高度调节量HH1 1。?装模高度装模高度是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台垫板上表面是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。的距离。?当装模高度调节装置将滑块调整到最上位置时，装模高度达最大当装模高度调节装置将滑块调整到最上位置时，装模高度达最大值，称为值，称为最大装模高度最大装模高度。?上下模的闭合高度应上下模的闭合高度应小于小于压力机的最大装模高度。压力机的最大装模高度。?装模高度调节装置所能调节的距离，称为装模高度调节装置所能调节的距离，称为装模高度调节量装模高度调节量。?与装模高度并行的标准尚有封闭高度。所谓与装模高度并行的标准尚有封闭高度。所谓封闭高度封闭高度是指滑块在是指滑块在下死点时，滑块下表面，到工作台上表面的距离。它和装模高度下死点时，滑块下表面，到工作台上表面的距离。它和装模高度之差恰是工作台板的厚度。之差恰是工作台板的厚度。?(5)(5)工作台板及滑块底面尺寸。工作台板及滑块底面尺寸。?工作台面尺寸与滑块底面尺寸是与模架安装平面尺寸有关的尺寸。工作台面尺寸与滑块底面尺寸是与模架安装平面尺寸有关的尺寸。?通常对于通常对于闭式压力机闭式压力机。这两者尺寸。这两者尺寸大体相同大体相同，而，而开式压力机开式压力机则则前前者大于后者者大于后者。?为了用压板对模座进行固定，这两者尺寸比模座尺寸大出必要的为了用压板对模座进行固定，这两者尺寸比模座尺寸大出必要的加压板空间。加压板空间。?(6)(6)喉深。喉深。?它是指滑块的中心线至机身的距离，是开式压力机和单柱压力机它是指滑块的中心线至机身的距离，是开式压力机和单柱压力机的特有参数。的特有参数。?(7)(7)漏料孔尺寸。漏料孔尺寸。?工作台的中间设有漏料孔，工作台或垫板上的漏料孔尺寸应大于工作台的中间设有漏料孔，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。模具下面的漏料孔尺寸。?当模具需要装有弹性顶料装置时，弹性顶料装置的外形尺寸应小当模具需要装有弹性顶料装置时，弹性顶料装置的外形尺寸应小于漏料孔尺寸。于漏料孔尺寸。?模具下模板的外形尺寸应大于漏料孔尺寸。否则需要增加附加垫模具下模板的外形尺寸应大于漏料孔尺寸。否则需要增加附加垫板。板。?(8)(8)模柄孔尺寸。模柄孔尺寸。?当模具需要用模柄与滑块相连时，滑块内模柄孔的直径和深度应当模具需要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协调。与模具模柄尺寸相协调。?(9)(9)滑块许用负荷曲线。滑块许用负荷曲线。?曲柄压力机在冲压时，曲轴在各种不同的角度上，所允许使用的冲压力曲柄压力机在冲压时，曲轴在各种不同的角度上，所允许使用的冲压力是不同的，滑块许用负荷曲线就是表明这种关系的曲线。是不同的，滑块许用负荷曲线就是表明这种关系的曲线。?曲线的横坐标是曲轴所处的角度。曲线的横坐标是曲轴所处的角度。(见图见图1 18)8)，曲线纵坐标是许用压力的，曲线纵坐标是许用压力的数值。数值。?滑块许用负荷曲线是根据压力机的主要零件，如曲轴、齿轮的许用负荷滑块许用负荷曲线是根据压力机的主要零件，如曲轴、齿轮的许用负荷确定的。确定的。图18 压力机滑块许用负荷曲线1 13 33 3曲柄滑块机构的工作特性曲柄滑块机构的工作特性曲柄滑块机构的工作特性曲柄滑块机构的工作特性?1 13 33 31 1 运动特性运动特性?图图1 19 9是曲柄滑块机构运动分析原理图。是曲柄滑块机构运动分析原理图。?图中图中R R为曲柄半径，为曲柄半径，L L为连杆长度，为连杆长度，为曲柄的旋转为曲柄的旋转方向和角速度。方向和角速度。?曲柄的旋转中心节点有时偏离滑块的直线运动方曲柄的旋转中心节点有时偏离滑块的直线运动方向，偏离的距离向，偏离的距离e e称为称为偏置距偏置距，这种机构称为，这种机构称为偏置机偏置机构构。向前偏称。向前偏称正偏置机构正偏置机构，反之为，反之为负偏置机构负偏置机构。当。当e=0e=0，即节点在滑块运动方向上称，即节点在滑块运动方向上称正置机构正置机构。?下面按分析法建立滑块运动的一般规律。下面按分析法建立滑块运动的一般规律。图139曲柄滑块机构运动分析原理图a一正置；b一正偏置；c一负偏置?由图由图1 19 9所示的几何关系，可写出所示的几何关系，可写出滑块行程滑块行程S S，与，与曲柄转曲柄转角角()之间的表达式之间的表达式式中，假设为常数；S、v、a关系式构成了滑块的运动学规律。图110 为J31315压力机滑块位移、速度及加速度曲线移、速度及加速度曲线。图图图图1 110 J3110 J31315315压力机滑块位移速压力机滑块位移速压力机滑块位移速 压力机滑块位移速 度及加速度曲线度及加速度曲线度及加速度曲线度及加速度曲线1 13 33 32 2受力特性受力特性受力特性受力特性?图图1 11111为曲柄滑块机构受力分析简图。为曲柄滑块机构受力分析简图。?受力分析的目的受力分析的目的?是确定机构中各个零件的受力情况，了解曲柄压力机是确定机构中各个零件的受力情况，了解曲柄压力机的承载能力及工作特性。的承载能力及工作特性。?在理想在理想(不考虑摩擦）状态下，图不考虑摩擦）状态下，图1 11111中中?F F为工艺力，为工艺力，?FnFn为大齿轮上的切向力，为大齿轮上的切向力，?F FQQ为机身导轨对滑块的约束反力，为机身导轨对滑块的约束反力，?F FABAB为连杆对滑块的作用力。为连杆对滑块的作用力。图图图图1 111 11 曲柄滑块机构受力分析简图曲柄滑块机构受力分析简图曲柄滑块机构受力分析简图曲柄滑块机构受力分析简图1 13 34 4 通用压力机通用压力机通用压力机通用压力机?1 13 34 41 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?通用压力机可用于通用压力机可用于落料、冲裁、弯曲、拉深及翻边落料、冲裁、弯曲、拉深及翻边等等工艺。工艺。?图图1 11212和图和图1 11313为通用压力机的为通用压力机的结构图结构图，它们只有一，它们只有一个工作滑块。一组曲柄滑块机构，因而称为个工作滑块。一组曲柄滑块机构，因而称为单动单点单动单点压力机压力机。?图图1 11212的机身三面敞开，称为的机身三面敞开，称为开式压力机开式压力机。?开式压力机操作方便，但刚度较差。开式压力机操作方便，但刚度较差。?中小型中小型压力机压力机多为开式多为开式压力机。压力机。?图图1 11313的机身只前后敞开，称为的机身只前后敞开，称为闭式压力机闭式压力机。?闭式压力机刚度较好，但操作不太方便。闭式压力机刚度较好，但操作不太方便。中大型中大型压力机压力机多为闭多为闭式式压力机。压力机。图图图图1 11212开式压力机开式压力机开式压力机 开式压力机 图图图图1 113 J3113 J31 315315闭式压力机闭式压力机闭式压力机闭式压力机?通用压力机的分类：通用压力机的分类：?按机身的形式可分为按机身的形式可分为?开式压力机、开式压力机、?闭式压力机。闭式压力机。?按按曲柄滑块曲柄滑块机构的机构的组数组数(或按或按连杆个数连杆个数，或按，或按连接杆与连接杆与滑块连接的滑块连接的“点点”数数)可分为可分为?单点压力机、单点压力机、?双点压力机、双点压力机、?四点压力机。四点压力机。?按传动的形式可分为按传动的形式可分为?上传动压力机；上传动压力机；?下传动压力机。下传动压力机。1.3.4.2 1.3.4.2 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?通用压力机是机械压力机中的一大类，其通用压力机是机械压力机中的一大类，其型号的型号的主参数主参数为为滑块公称压