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1、冲压与塑压设备,通用压力机,通用压力机,第一节 概述,第二节 曲柄滑块机构,第四节 辅助装置,第五节 压力机的选择、使用与维修,第三节 离合器、制动器、电动机及飞轮,一、曲柄滑块机构的结构 二、滑块许用负荷曲线 三、连杆及装模高度调节机构 四、滑块、导轨及机身,第二节 曲柄滑块机构,(一)曲柄滑块机构的结构分析 (二)曲柄滑块机构的运动分析,一、曲柄滑块机构的结构,曲柄滑块机构的结构分析,图2-10 JB 2363压力机曲柄滑块机构结构图 1连杆体 2轴瓦 3曲轴 4打料横杆 5滑块 6调节螺杆 7下支承座 8保护装置 9锁紧螺钉 10锁紧块 11模具夹持块,当曲轴旋转时,带动连杆作摆动和上下
2、往复运动,连杆带动滑块沿导轨槽作上下往复直线运动。 调节螺杆 6 和连杆体合起来叫连杆,调节螺杆可以改变连杆的长度,这种连杆称为长度可变连杆,借此调节压力机的装模高度。 调节螺杆的下端是球头,它放在滑块内的球面下支承座 7 上,用球面压环压住,球面压环与滑块之间用螺钉连接。 压力机工作时,连杆与滑块之间的作用力通过球面传递,这种连杆传力机构又称为球面传力机构。,曲柄滑块机构的结构分析,连杆长度调好后,通过锁紧螺钉 9、 锁紧块 10 ( C - C 剖面) 锁紧,在连杆外端有两个紧定螺钉将锁紧块压紧,以保证压力机在工作过程中震动时,不使连杆长度发生变化。 锁紧块由两件组成,为左、 右螺纹,与锁
3、紧螺杆 9 相连,转动锁紧螺杆使两件锁紧或者松开。 冲压时制件的变形抗力通过滑块 5、 保护装置 8 和下支承座 7 传递到连杆上,如果变形抗力超过了压力机的允许负荷,压塌块会被压坏,而使压力机得到保护。,曲柄滑块机构的结构分析,滑块底部和模具夹持块 11 有模柄孔,安装模具时,将上模模柄插入模柄孔内,先拧紧模具夹持块上的两侧螺栓,再拧紧模具夹持块中间的螺钉,将模具固定在滑块上。 对于大中型压力机,在滑块底平面开有 T 形槽,用 T 形螺钉及压板将上模固定在滑块的下底面上。,曲柄滑块机构的结构分析,在滑块的下部有一横孔,内装打料横杆 4。 冲压时冲压件或废料被卡在模具上模内,上模里的打料杆等和
4、滑块内的打料横杆被冲压件或废料顶起; 当滑块回程到一定高度时,打料横杆被机身上限位装置限死,而滑块继续回程,打料横杆通过模具的打料装置将冲压件或废料打出。,曲柄滑块机构的结构分析,曲拐轴驱动的曲柄滑块机构结构分析,JB 21100压力机曲柄滑块机构结构图 1偏心套 2曲拐轴 3连杆 4滑块,主要由曲拐轴 2、 连杆 3 和滑块 4 组成。 在曲拐上装有行程调节装置,即偏心套 1,连杆套在偏心套的外面。 曲柄半径由两部分组成,即曲拐的偏心距和偏心套的偏心距。 改变偏心套的位置,即改变偏心套偏心距和曲拐偏心距的相对位置,从而达到调节工作行程的目的。,曲拐轴驱动的曲柄滑块机构结构分析,曲拐轴驱动的曲
5、柄滑块机构结构分析,JB 21100压力机工作行程调节示意图 O-主轴中心,A-偏心轴中心,M-偏心套中心,这种结构的优点是结构简单,制造容易,适用于小行程开式单柱压力机。 通常曲拐轴垂直安放,压力机宽度尺寸小。 缺点是刚度差。 还有一种曲拐轴驱动的行程调节装置,采用偏心套内的花键与曲拐轴连接,改变偏心套的相对位置达到调节行程。,曲拐轴驱动的曲柄滑块机构结构分析,偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构结构分析,J 31315型压力机偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构结构图 1-连杆体 2-调节螺杆 3-滑块 4-拨块 5-蜗轮 6-保护装置 7-偏心齿轮 8-心轴 9-电动机 10-蜗杆,主要由偏心齿轮 7、 心
6、轴 8、 连杆体 1、调节螺杆 2 和滑块 3 组成。 偏心齿轮 7 与心轴 8 同心,心轴两端固定在机身上,偏心齿轮的偏心颈相对于心轴有一偏心距,相当于曲柄半径。 偏心齿轮在心轴上旋转,就相当于曲柄在旋转,套在偏心颈上的连杆体 1作摆动,通过连杆使滑块 3 上下运动。,偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构结构分析,结构优点是结构简单、 紧凑、 刚度好,并能安放在机身内,改善齿轮工作条件和压力机外观,大型压力机中使用。 由于这种大中型压力机滑块质量较大,所以装模高度为机动调节。 机动调节通过A - A 剖视图中的电动机 9、 蜗杆 10 和蜗轮 5 完成。 为平衡滑块重量,压力机还装有平衡装置。,偏心齿
7、轮驱动的曲柄滑块机构结构分析,曲柄滑块机构的运动分析,结点正置曲柄滑块机构运动简图中, OA 是曲柄,O点是曲柄的旋转中心。 AB 为连杆,A 点是曲柄和连杆的连结点。 B 点为连杆与滑块的连结点。 曲柄长度为 R,也称为曲柄半径,连杆长度为 L,= R/L 称为连杆系数。 对于通用压力机,一般为 0.10.2。,当曲柄转动时,从上止点转到下止点, 滑块从 B0 点降至 B0点,全行程 s = 2 R。 设定曲柄转至下死点时的曲柄转角为 0,曲柄逆时针运动至上死点时曲柄转角为180 ,连杆中心线与滑块运动方向的夹角为。 曲轴转角与滑块行程 s的关系式为,曲柄转角和滑块位移的关系,曲轴转角与滑块
8、行程 s的关系式为 在实际工作中,往往根据工作行程 sP ,求出相应的曲柄转角P。 式中,-连杆系数; c-滑块行程的1/2。,曲柄转角和滑块位移的关系,滑块的运动速度也就是材料的拉深速度。 滑块的运动速度 v 和曲柄转角的关系式为 式中,n-曲柄每分钟转速(r/min)。 当已知曲柄半径 R 和曲柄转速 n 后,由上式就可以得到不同曲柄转角时的滑块运动速度。,曲柄转角和滑块速度的关系,此外,结点偏置的曲柄滑块机构,结点偏置后滑块运动速度不对称,滑块有急回和急进特性。,曲柄转角和滑块速度的关系,滑块行程次数与电动机的转速和压力机的传动级数有关; 当滑块行程次数要求低时,总速比就大,传动级数就多
9、,否则每级的速比过大,结构不紧凑; 当滑块行程次数要求高时,总速比就小,传动级数就少。 当滑块行程次数大于80次/min时,采用单级传动,能量小; 滑块行程次数在7030次/min时,采用两级传动,能量大; 滑块行程次数在3010次/min时,采用三级传动,能量相当大 滑块行程次数在10次/min以下时,采用四级传动。,滑块行程次数和传动级数的关系,滑块许用负荷曲线,滑块许用负荷曲线是由压力机的曲轴、齿轮等传动零件的强度所决定的。 滑块受到工件变形抗力F的作用,FAB经连杆传给曲轴; 在FAB、FR1、FR2的作用下,曲轴受扭矩Mq,滑块许用负荷曲线-扭矩,可以看出,曲轴承受的扭矩Mq是变量;
10、 =0时,Mq最小; =90时,Mq最大。,滑块许用负荷曲线-弯矩,在弯矩的作用下,可看成在距曲柄臂2r处作用着两个集中力,其大小约为1/2的公称压力,曲轴的支承点也在此处; 弯矩 可知,曲轴承受扭矩和弯矩的联合作用。,滑块许用负荷曲线-危险截面,C-C截面和B-B截面是曲轴的两个危险截面。 在C-C截面,弯矩的影响比扭矩大; 在B-B截面,扭矩的影响比弯矩大。 通常,按弯矩计算应力设计的通用压力机是可靠的。,滑块许用负荷曲线-许用负荷,在C-C截面的滑块许用负荷F: F 为一常数,与无关。 在B-B截面的滑块许用负荷F: 当从0到90变化时,愈大,mq愈大, F 随的变大而变小。 当量力臂,
11、连杆是压力机中的重要部件,工作时传递工作负荷,要求有足够的强度。 传动中连杆作平面复合运动,两端分别与曲柄颈和滑块相连。 连杆按连接方式不同,分为球头式连杆、 导柱式连杆、柱销式连杆。 为了适应不同闭合高度的模具,压力机的装模高度要能够调节,有手动调节和机动调节。,连杆及装模高度调节机构,调节连杆的长度,JB23-63,手动调节螺杆6,J31-315,机动蜗轮蜗杆转动拨块4,JA31-160A压力机连杆机构,JA31-160A,柱销式连杆机构 连杆3是一整体,通过连杆销8、调节螺杆2与滑块6连接。 调节螺杆由蜗轮4、蜗杆5驱动。 转动蜗轮、蜗杆、滑块即可达到调节装模高度的目的。,销子与连杆孔有
12、间隙,工作行程时,柱面接触,传递载荷。 回程时销子承受滑块的重量和脱模力。 柱面加工困难。,柱面连接的连杆滑块结构,柱销中部增加了一个支承面, 柱销的弯矩和剪力减小, 柱销的直径减小。,三点传力的柱销式连杆结构,连杆通过导向柱塞5与滑块连接; 偏心齿轮为浸油式润滑,减少齿轮磨损,降低噪声。 加长了滑块的导向长度,提高了压力机的运动精度。 中大型压力机广泛应用。,柱塞导向的连杆结构,1偏心齿轮 2润滑油 3上横梁 4导向导套 5导向柱塞 6调节螺杆,连杆常用铸钢ZG270-500、铸铁HT200; 球头式连杆中的调节螺杆用45钢锻造,调质处理,球头表面淬火,硬度为42HRC; 柱销式连杆中的调节
13、螺杆不受弯矩作用,用球墨铸铁QT600-3或铸铁HT200。,连杆材料,滑块上端与连杆连接,将连杆的摆动转变为直线往复运动; 其下部底面开有 T 形槽和模柄孔,以便安装模具的上模; 滑块可在机身的导轨内上下运动,为模具提供机床导向; 滑块内设有打料孔,还安装有过载保护装置等。,滑块、导轨与机身,J31 - 315 型压力机滑块零件图,滑块有铸造箱形结构、 铸造整体结构和钢板焊接结构; 四周设有导向面,为了保证滑块运动方向与工作台的垂直度,滑块的导向面必须与底平面垂直。 导轨和滑块的导向面应保持一定的间隙,而且能进行调节。 为了保证滑块的导向精度,滑块的导向面应该足够长,滑块高度和宽度的比值,在
14、开式压力机上达1.7左右,在单点闭式压力机上达 1.081.32。,滑块的结构与导向面,为了保证滑块底面和工作台上平面的平行度,一般要求滑块的制造精度为: 下平面的平面度 (0.050.06)/1000; 导向面的平面度 (0.030.05)/1000; 下平面对导向面的垂直度 (0.030.05)/1000; 四个导向面对母线的直线度 0.04 / 1000。,滑块的制造精度,滑块工作时受到压力作用而产生弯曲变形,最大挠度出现在滑块中间处,因此滑块应该有足够的强度和刚度,一般滑块的许用变形为滑块宽度的1/60001/8000。 滑块还应该越轻越好,质量轻的滑块上升时消耗的能量小,可以减少滑块
15、停止在上死点位置时的制动力。,滑块的许用变形,滑块的导向面与机身导轨之间,需保持一定的间隙。 间隙过小,润滑条件差,摩擦阻力大,会加剧磨损,降低传动效率,增大能量损失。 间隙过大,无法保证滑块的运动精度,影响上下模具之间的间隙,承受偏心载荷时滑块会产生倾斜,加剧模具和导向面的磨损。 导向间隙应该是可调的,便于滑块导向面与机身导轨磨损后能够调整导向间隙。,滑块的导向间隙,V型导轨 四面导轨 四面斜导轨 八面导轨 导轨间隙调节结构图,滑块导向间隙调节,小型压力机的滑块常用铸铁HT200; 中型压力机的滑块常用铸铁HT200、稀土球铁、Q235钢板焊接; 大型压力机的滑块一般用Q235钢板焊接,焊后
16、退火处理。,滑块材料,常用铸铁HT200; 若速度高,偏载大,则采用铸铁锡青铜(ZCuSn6Pb3)或铸造黄铜(ZCuZn38Mn2Pb2); 常采用导轨镶条结构,镶条材料为酚醛树脂压板、锌铝合金、离子硬渗氮钢,以降低摩擦因数。,导轨滑动面的材料,动力传动系统和其他零部件都安装在机身上,工作时承受全部的变形载荷。 机身上的导轨为滑块提供导向,保证滑块的运动精度。 机身的强度和刚度对压力机的质量影响很大,而且影响冲压制件质量和模具寿命。 机身有铸造结构、 焊接结构和铸焊组合结构三大类。,压力机机身,铸造机身的材料常用灰铸铁 HT200、 球墨铸铁和铸钢 ZG270-500,焊接钢板的材料用 Q235、 Q345 ( 16Mn)等。 铸造或焊接后进行人工时效处理,消除内应力。 对于高速压力机,可采用滚针导轨,以便减小摩擦,消除间隙,提高压力机的耐用度和滑块运动精度。,机身的材料,开式机身工作台的前面、 左面和右面三个方向是敞开的, 工作台面的面