第三章-塑形成形装备

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1、本章主要内容,概述 液压成形装备 精冲压力机 多工位压力机 数控冲压装备 伺服压力机 塑性成形自动化,第3章,塑性成形装备及自动化,？塑形成形含义 ？塑形成形方法 ？常见塑形成形制品 ？你能想到的相关塑形成形设备有哪些,第3章,塑性成形装备及自动化,复习思考,3.1.1、金属塑性成形装备在现代工业中的地位 金属塑性成形是机械制造的基础工艺之一，是制造机械产品的基本环节，在冶金、机械、电力、汽车、铁道、航天、航空、造船、兵器、化工、电子、仪表、轻工等工业部门中都占有重要地位。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1概述,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1概述,金属塑性成形是利用材料的塑性，在设备

2、（装置）上通过模具（工具）改变毛坯的形状与尺寸，并改善性能，从而获得所要求的工件。这种方法能获得强度高、性能好的工件。 金属塑性成形技术已改变传统的提供毛坯，正向着尽量减少切削加工甚至直接生产产品零件的方向发展。采用精密冲裁、多工位冲压、级进模高速冲压、精密模锻、多工位模锻、粉末锻造、冷镦、冷挤、特种轧制、超塑加工及激光加工等先进塑性成形工艺，可加工出精度高、表面粗糙度低的成品零件。 目前金属塑性成形装备在全部机床中所占比例在30%以上。金属塑性成形装备的发展水平、拥有量和构成比，在一定程度上还标志着一个国家机械制造工业技术水平。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1概述,数控成形设备数量不断

3、增长 高效精密成形设备水平日益提高 塑性成形柔性加工系统前途广阔,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.2塑性成形装备发展趋势,？含义：利用材料塑形性质进行加工的成形方法 ？方法：板料成形（落料、冲孔、弯曲、拉伸、胀形、翻边） 体积成形（锻造、挤压、拉拔、轧制） ？制品：日用品、机器零件、车辆覆盖件、 ？设备：板料成形：剪板机、折弯机、冲床、可倾式压力机； 体积成形：自由锻、锤上模锻、压力机上模锻； 挤压机、拉拔机、轧制机,第3章,塑性成形装备及自动化,复习思考,我国塑性成形设备分八类，每类分10 组，每组又分若干型,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,（1）机械压力

4、机（J）：分为 10 组,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,（2）液压机（Y）：分为 10 组,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,（3）线材成形自动机（Z）：,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,（4）锤（C）：,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,（5）锻机（D）,（6）剪切机（Q）：,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,（7）弯曲校正机（W）：,（8）其它锻压设备（T）：,第3章,塑性成形装备及自动化,3.1.3 塑性成形装备的分类,4、冲床：可完成除剪切外

5、的绝大多数冲压基本工序 分类：按结构可分为单柱式和双柱式、开式和闭式等； 按滑块的驱动方式分为液压驱动和机械驱动两类。 机械式冲床的工作机构主要由滑块驱动机构（如曲柄、偏心齿轮、凸轮等）、连杆和滑块组成。,第3章,塑性成形装备及自动化,板料成形-冲床,第3章,塑性成形装备及自动化,板料成形-开式双柱式冲床,第3章,塑性成形装备及自动化,板料成形-开式双柱式冲床,冲床操作安全规范： 冲压工艺所需的冲剪力或变形力要低于或等于冲床的标称压力。 开机前应锁紧所有调节和紧固螺栓，以免模具等松动而造成设备、模具损坏和人身安全事故。 开机后，严禁将手伸入上下模之间，取下工件或废料应使用工具。冲压进行时严禁将

6、工具伸入冲模之间。 两人以上共同操作时应由一人专门控制踏脚板，踏脚板上应有防护罩，或将其放在隐蔽安全处，工作台上应取尽杂物，以免杂物坠落于踏脚板上造成误冲事故。 装拆或调整模具应停机进行。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2 液压成形装备,液压机主要是靠液体压力来完成工作的。 以Y32315型通用液压机为例，来介绍该机的液压系统原理,1控制泵组 2主电机 3液压泵 4,10 电液换向阀 5,7,8 溢流阀 6节流阀 9远程调压阀 11电磁换向阀 12液控单向阀 13支承阀 14充液阀 15液动滑阀 16单向阀 17压力继电器 18顺序阀,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.1 液压机的控制

7、原理与特点,本体结构也不复杂，压力、行程、速度等参数的调节及过载保护等方面都比较简单易行，所以板料冲压液压机得到较大的发展。 执行元件（缸及柱塞或活塞）结构简单，易于实现较大工作压力、较大工作空间、较长工作行程，适于加工大型或较高较长件； 在任何行程位置均可产生额定最大压力，便于在下转换点长时间保压 可用各种简单阀实现一个工作循环中的调压和限压，不易超载，保护模具 滑块总行程可以在一定范围内调节 滑块速度可以在一定范围内调节 工作平稳，撞击、振动、噪音小，环保。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.1 液压机的特点,1、提高速度和生产率 通过改进液压系统的设计 提高液压机的自动化程度。 缩短

8、辅助操作时间，提高液压机的开动率。 2、提高刚度和精度 3、高压化和大型化 4、控制系统的数控化 5、液压系统的集成化 6、电液比例技术的应用,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2液压成形装备发展趋势,用于板料的冲裁、弯曲及拉深成形等工序。 冲压液压机的种类较多： 1、按压制板材厚度分为薄板冲压和厚板冲压液压机 2、按作用力方式分为单动和双动冲压液压机 3、按液压机本体结构分为单臂式、三梁双柱式、三梁四柱式、框架式 4、按传动介质分为以水（乳化液）和油为介质的两大类 5、按用途又分为通用型液压机、橡皮囊液压机、汽车纵梁液压机、液压板料折弯机、液压剪板机等。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2

9、.2 板材冲压液压机,（1）单动薄板冲压液压机结构示意图,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压机,1-充液罐 2-上横梁 3-主工作缸及活塞 4-动梁 5-立柱 6-下横梁 7-顶出缸,起动 活动横梁空程快速下降 活动横梁慢速下降及加压 保压 卸压回程 浮动压边 顶出缸顶出及退回 全部电磁铁处于断电状态 其他,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.1 液压机的控制原理,1-充液罐 2-上横梁 3-主工作缸及活塞 4-动梁 5-立柱 6-下横梁 7-顶出缸,（1）单动薄板冲压液压机结构示意图,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压机,上梁2内装有主工作缸3， 带

10、动活动横梁4上下运动， 完成各种冲压工作。 下横梁6下部装有顶出缸7， 可将冲压完的制件从模具内顶出。 顶出缸还可起液压垫作用， 供拉深时压边用。,（2）双动拉深液压机 在结构上设计成内外两个滑块，实现双重动作，外滑块用于压边，内滑块用于拉深，能方便地调整滑块的压边力。 双动拉伸液压机有组合框架式结构和三梁四柱式结构。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压机,1-液压机动力机构 2-拉深缸 3-充液装置 4-压边缸 5-压边动梁 6-拉深动梁 7-机架 8-控制装置 9-移动工作台 10-顶出缸,起动 活动横梁空程快速下降 活动横梁慢速下降及加压 保压 卸压回程 浮动压边 顶

11、出缸顶出及退回 全部电磁铁处于断电状态 其他,（2）双动拉深液压机,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压机,机架7的上横梁由四根立柱支承， 通过立柱内的拉杆预紧固定，形成一个封闭的预应力框架，承受冲压变形压力。 拉深缸2和压边缸4均固定于横梁内， 拉深柱塞与拉深动粱6联接固定， 压边柱塞与压边动梁5联接固定。 每根立柱有两根可调导轨，分别作为拉深动梁和压边动梁的导向。 下横梁上面装有移动工作台，并可前后移动，以便更换摸具， 工作台中部设有若干顶杆孔，在下横梁下部中间装有顶出缸， 通过顶杆顶出制件或成形内凹形制件。 在拉深动梁6和压边动梁5的下平面均开有T型槽以分别固定上模的凸

12、模和压边部分， 在工作台的上平面也开有T形槽，用于固定下模部分。,（2）双动拉深液压机,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压机,六柱式组合结构 上横梁为三个独立的部件， 上横梁上装有回程缸。 每个部件上各装一个主工作缸， 活动横梁为一个整体铸件，长达9.5m，由六个立柱将上横梁和底座连成一体 底座(下横梁)也为一个整体铸件 底座下部装有顶出缸， 还有的国产的汽车纵梁液压机把三台四柱式液压机排列在一起，可进行单缸动作、两缸联动和三缸联动。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压机,（3） 汽车纵梁冲压液压机,第3章,塑性成形装备及自动化,3.2.2 板材冲压液压

13、机,精冲工艺最常见的方法是齿圈压板精冲法。 冲裁时，依靠齿圈压板对板料施压力P齿，同时，反向顶杆产生的压力P反与齿圈压板力作用方向相反，所以这两个力将材料夹紧。主冲裁力P冲由传动系统产生。金属材料因受此三种力的作用，其变形区处于三向压力状态。 冲裁结束卸裁时，齿圈压板产生卸料力P卸，反向顶杆产生顶件力P顶，实现制件或废料的卸除,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,精冲原理,1-凸模 2-齿圈压板 3-被冲材料 4-反向顶杆 5-凹模 6-下模座,精冲零件一,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,精冲零件二,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,精冲模具,第

14、3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,精冲压力机,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,各种精冲压力机,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,精冲压力机系统,1精冲机 2液压系统 3电气系统 4校平装置 5带材检测器 6带材末端检测器 7送料装置 8模具 9模具保护装置 10废料切刀 11光电保护装置,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机, 按照精冲工艺要求，精冲压力机要提供五种作用力：P冲、P齿、P反、P卸和P顶。P冲根据不同的传动系统而产生，相应的滑块运动也不相同。P齿和P反均由液压系统产生（与主传动的形式无关），它们的大小可在一定的范围内单独

15、调整，并在确定的时间内加载和卸载，在冲裁中P齿保护不变。 滑块运动速度变化较大。为了高效生产，滑块的运动曲线如图所示。在滑块进给和回程时速度较快（曲线变化较大），在冲裁时，速度较慢(曲线变化平缓)。 滑块有较高的导向精度和限位精度。 多数采用下传动结构。 刚性好。 有可靠的模具保护装置。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3精冲压力机特点,精冲压力机结构简介 按主传动形式分为两大类：机械式和液压式精冲压力机。 GKPF型机械式精冲压力机结构,1电动机 2变速箱 3带轮 4飞轮 5离合器 6蜗轮蜗杆 7双边传动齿轮 8曲轴 9机身 10压力活塞 11封闭高度调节机构 12滑块 13反压活塞 14

16、双肘杆机构,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,（1） 机械式精冲压力机的传动系统 GKP-F型机械式精冲压力机采用双肘杆下传动。曲轴1、3互相平行，均装有同样直径的齿轮彼此啮合。曲轴1，3旋转，通过连杆2，4将力传至第一副肘杆机构3，5，7中的铰链轴5，这副肘杆机构周期性地伸直并回复到原位。当肘杆机构伸直时，通过连杆6把力传给板9，板9通过轴承和轴8连接于床身并围绕轴8摆动，这种摆动使第二副肘杆机构8，10，12伸直。连杆11将力传至装在滑块13上的轴12，滑块在推力作用下向上垂直运动或向下垂直运动，完成开模、闭模和精密冲裁。,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,精冲压力机,第3章,塑性成形装备及自动化,3.3 精冲压力机,（2） 精冲压力机的辅助装置 辅助装置一般有：自动送料或自动拉料装置、废料切断装置、模具保护装置、材料始末检测装置等。, 图是YY992540精冲压力机的送料装置。 由固