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1、冲压与塑压设备 第二章通用压力机 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 通用压力机的附属结构包括过载保护装置 拉深垫 滑块平衡装置 顶料装置 移动工作台 气路系统和润滑系统等 这些辅助装置在压力机的正常工作中起着重要作用 可以使压力机安全运转 扩大工艺范围 提高生产率 降低工人劳动强度 在一些先进的压力机中都设有这些辅助装置 第四节辅助装置 一 过载保护装置二 拉深垫三 滑块平衡装置四 推料装置五 移动工作台六 气路系统七 润滑系统 第四节辅助装置 压力机在工作时 由于模具调整不当或者重叠冲压发生过载现象
2、 这种过载现象可能使压力机损坏 如连杆螺纹破坏 螺杆弯曲或断裂 甚至机身变形和断裂 为了防止过载 压力机上设有过载保护装置 一 过载保护装置 压力机过载时 压塌块薄弱截面发生剪切破坏 使滑块相对连杆移动一个距离 保证受力零件不过载 同时能够拨动开关 切断控制线路 压力机停止运转 从而保护了压力机 压塌块被破坏以后 需要从滑块前面的窗口卸出破损的压塌块 换以新的压塌块 压力机便可以恢复正常工作 为了保证过载保护装置的保险功能准确可靠 每批压塌块材料均要进行力学性能试验 并根据试验数据确定剪切面的高度 压塌块式保护装置 这种破坏式过载保护装置保护精度低 但结构简单 尺寸小 价格低 常用在中小型开式
3、压力机中 典型结构如图1 28所示 压塌块的破坏不仅与滑块的作用力大小有关 而且还与力的作用次数有关 因此这种装置不可能准确地限制过载力 有时载荷尚未超过允许数值 但压塌块已发生疲劳破坏 以致不能充分发挥压力机的工作能力 影响生产效率 同时也不适宜在双点或四点压力机上使用 因为超载时不能保证两个或四个连杆下面的压塌块同时断裂 若发生不同时断裂的情况 滑块将会倾斜 还可能造成卡死现象 压塌块式保护装置 J39 800型闭式四点压力机的液压保护装置 该压力机每个液压垫都设有卸荷阀 其中一个液压垫还设有限位开关 工作时 高压液压泵2打出的高压油 流经单向阀 卸荷阀5进入液压垫6的液压缸 液压式过载保
4、护装置 1 电动机2 高压液压泵3 溢流阀4 限位开关5 卸荷阀6 液压垫7 压力表开关8 压力表9 压力继电器 为使液压垫内的连杆支承座抬起 当压力机在公称压力下工作时 液压垫中的油压使卸荷阀中的单向阀关闭 但进油端的油压及弹簧的作用力之和大于输出端的总压力 因此压力机可以正常工作 液压式过载保护装置 当压力机超载时 液压垫中的油压升高 致使卸荷阀输出端的总压力大于进油端的总压力 迫使阀芯动作 使液压垫中的油排回油箱 压力机迅速卸载 液压式过载保护装置 当卸荷阀阀芯移动时 阀芯上的斜面螺母触动限位开关 限位开关迫使液压泵电动机的电源和离合器的控制线路切断 液压泵停止供油 压力机也紧急停车 待
5、消除过载后 卸荷阀复位 液压泵再次向液压垫供油 压力机随即又可重新工作 液压式过载保护装置 溢流阀调整不当或失灵将引起液压泵压力过高或过低 影响压力机的正常工作 如压力调得过高 当压力机过载时卸荷阀将打不开 压力机有发生破坏的危险 若压力调得过低 当压力机工作压力较低时 卸荷阀即打开 压力机则达不到公称压力 液压式过载保护装置 为了避免上述两种情况 设有压力继电器9 用来控制过高或过低的油源压力 为了测量压力机工作时所受到的实际作用力 在滑块液压垫管路中接有压力表8 根据需要 可将压力表开关7打开 即可从表中得到读数值 在一般情况下压力表开关为关闭 液压式过载保护装置 上述液压保护装置是靠高压
6、液压泵供油 溢流阀经常开启 所以不仅无故消耗电能 而且泵阀容易损坏 故有时采用气动液压泵来代替高压液压泵 液压式过载保护装置的优点是保护精度高 超载解除后能自动恢复保护功能 而且可以将保护压力调节得低于公称压力 液压式过载保护装置 板料拉深时 为防止起皱 常常需要压住板料边缘 在小型压力机上常用弹簧式或橡皮式压边装置 但这种装置的压边力不能太大 并且有随行程变大而压边力也增大的缺点 所以在大型通用压力机上压制大型拉深件或有内凹结构的拉深件时 采用气垫或液压气垫压边装置 总称拉深垫 拉深垫装置 a 在通用压力机上使用拉深垫的工作情况b 在双动压力机上使用拉深垫的工作情况1 滑块2 上模板3 凹模
7、4 压边圈5 下模板6 垫板7 顶杆8 托板9 拉深垫10 凸模11 卸料板12 外滑块13 内滑块14 凸模接头 拉深垫除用于拉深时防止起皱外 还可用于顶料或制件底部局部成型 压力机装有拉深垫后 可扩大压力机的使用范围 比如有拉深垫的通用压力机能进行较大深度的拉深工作 双动压力机装设了拉深垫后 可以作三动压力机使用 所以在大中型压力机上一般都备有拉深垫装置 拉深垫装置 a 在通用压力机上使用拉深垫的工作情况b 在双动压力机上使用拉深垫的工作情况1 滑块2 上模板3 凹模4 压边圈5 下模板6 垫板7 顶杆8 托板9 拉深垫10 凸模11 卸料板12 外滑块13 内滑块14 凸模接头 气缸5固
8、定在工作台3的底面下 当气缸下腔进入压缩空气时 活塞4和托板1向上移动到上极限点位置 气垫处于工作状态 当压力机的滑块向下运动 上模接触到坯料时 气垫的托板和活塞由于滑块和模具顶杆的作用 同步向下移动 并以一定的压紧力压紧在被冲压制件的边缘 直到滑块到下止点 完成冲压工作为止 气垫 1 托板2 定位块3 工作台4 活塞5 气缸6 密封7 压环8 气缸盖 当滑块回程时 压缩空气又推动活塞随滑块上升到上极限点位置 完成顶件工作 调节气垫系统内的压缩空气压力 就可以得到各种冲压工作所需要的压紧力 上述单活塞式气垫结构简单 活塞很长 芯部有较大空腔 可以储存较多的压缩空气 不必另备储气罐 同时导向性能
9、也较好 能承受一定的偏心力 气垫 1 托板2 定位块3 工作台4 活塞5 气缸6 密封7 压环8 气缸盖 由于国内企业采用的压缩空气压力较低 0 7MPa以下 气垫压边力受到限制 对于大型压力机 当采用多层气缸的气垫也不能满足要求时 往往采用液压气垫 液压气垫是气动控制的液压垫 结构紧凑 单位压力大 行程长 导向好 工作行程容易控制 气垫 1 托板2 定位块3 工作台4 活塞5 气缸6 密封7 压环8 气缸盖 普通的拉深垫托板的上限位置是固定的 在更换模具时必须相应更换不同长度的顶料杆 所以制造费用增加 操作及保管也极为不便 为改善这种情况 采用行程可调节的拉深垫行程调节装置 不论是气垫还是液
10、压气垫均可采用这种装置 调节气垫行程时 必须在气垫不通气的条件下进行 气垫 1 托板2 定位块3 工作台4 活塞5 气缸6 密封7 压环8 气缸盖 液压气垫 液压气垫工作原理1 托板2 工作活塞3 工作缸4 储液罐5 控制活塞6 控制缸7 电磁阀 液压气垫工作示意图a 压边状态b 顶出状态 一般对于充气式气垫 当滑块向上回程时 气垫托板亦即向上顶起 这对绝大多数单动压力机的工作情况而言 是能满足需要的 但对少数特殊情况 如上模内装有带弹簧的定位块及压紧块 及双动压力机 却需要使拉深垫的顶起比滑块的回程滞后一段时间 即当滑块通过下止点返回到一定的高度后 拉深垫再顶起 以免顶坏制件 执行这种职能的
11、装置称为拉深垫锁紧装置 锁紧装置 在拉深垫气缸的下面的同一根轴线上设有小的锁紧液压缸4 其中活塞上装有多个可使油液从下腔流向上腔的单向阀6 活塞装在由拉深垫延伸出来的活塞杆上 当拉深垫下降时 锁紧液压缸中的活塞也随着下降 锁紧液压缸下腔的油经单向阀流向上腔 锁紧装置 锁紧液压缸上下腔之间还装有旁路开闭阀2和旁路3 由旁路开闭阀控制旁路 旁路开闭阀打开时 锁紧液压缸下腔中的油可以自由地流向上腔 因而锁紧缸内的活塞下降不受阻碍 在滑块下降到接近下止点时 旁路被关闭 锁紧装置 滑块通过下止点后 拉深垫气缸中的空气压力企图使拉深垫托板上升 但由于锁紧液压缸上腔充满的油不能排出 用活塞杆连接在一起的拉深
12、垫托板与锁紧缸活塞都无法上升 于是拉深垫在下止点被锁紧 当滑块回程到一定位置时 旁路开闭阀打开 锁紧液压缸上下腔沟通 拉深垫在压缩空气作用下完成顶起动作 一般在旁路上设有调节阀 控制拉深垫回程速度 锁紧装置 压力机上一般都装有平衡装置 在大中型压力机上装平衡装置尤为重要 通常大型压力机滑块重量较大 装了平衡装置后 可防止滑块向下运动时 因其自重而迅速下降 使传动系统中的齿轮反向受力而造成撞击和噪声 可消除连杆与滑块间的间隙 减少受力零件的冲击和磨损 且有利于润滑 可以降低装模高度 调整机构的功率消耗 同时还可以防止因制动器失灵或连杆折断时 滑块坠落而产生事故 滑块平衡装置 滑块平衡装置有弹簧式
13、和气动式两种 弹簧式在滑块运动过程中平衡力波动较大 性能差 只适用于小型压力机 使用效果较好的为气动式平衡装置 如图所示的J31 315型压力机的平衡装置 滑块平衡装置 活塞杆的上部与滑块连接 气缸装在机身上 气缸的下腔通压缩空气 因此能把滑块托住 并平衡滑块的重量 当滑块向下运动时 气缸下腔的压缩空气排入气罐 向上运动时 气罐的压缩空气进入气缸下腔 在滑块的两侧上安装两个常通气的气缸 在压缩空气的作用下 平衡滑块和模具的重量 滑块平衡装置 为了将制件顺着冲压方向从上模推出来 在滑块中装有推料装置 或称推料 打料装置 推料装置有两种 即刚性顶料装置和气动顶料装置 它由穿过滑块的打料横杆4及固定
14、于机身上的挡头螺钉 调整螺钉 1等组成 推料装置 1 挡头螺钉2 挡头座3 机身4 打料横杆5 挡销6 滑块 当滑块向下运动时 由于制件的作用 通过上模中的打杆将打料横杆在滑块中顶起 当滑块回程向上接近上止点时 打料横杆与拧在挡头座2上的挡头螺钉1相触 由于挡头座固定在机身上不动 故滑块继续上升而打料横杆不动 因此通过上模中的打杆将制件推出 推料装置 1 挡头螺钉2 挡头座3 机身4 打料横杆5 挡销6 滑块 调节压力机装模高度时 必须相应地调节挡头螺钉位置 以免发生设备事故 刚性推料装置结构简单 动作可靠 应用极广 缺点是推件力 GB8845 88 及推料位置不能任意调节 推料装置 1 挡头
15、螺钉2 挡头座3 机身4 打料横杆5 挡销6 滑块 图为气动推料装置 一组气动推料装置由双层气缸2和一根打料横杆5组成 双点压力机有几组推料装置 双层气缸与滑块连接在一起 它的活塞杆4以铰销和打料横杆的一端相连 气缸进气时 即推动打料横杆动作 将制件推出 气缸的进排气由电磁空气分配阀控制 它可以使推料在回程的任意位置进行 这种装置的推件力和推料行程容易调节 便于自动化进料 但是结构复杂 推件力受到限制 推料装置 1 气缸盖2 气缸3 活塞4 活塞杆5 推料杆 为了缩短停机和拆装模具的时间 提高劳动生产率 在一些大中型压力机上设有移动工作台 工作台可以水平移到压力机外 预先在机外将模具在移动工作
16、台上安装固定好 然后移入压力机的工作位置 这样安装模具非常方便 迅速 换模时间可以缩短为原来的1 10 但是压力机造价要增加20 25 厂房跨度和高度也要相应增加 移动工作台 移动工作台有三种结构和移动形式 第一种为左右移出 如图所示 压力机有两个移动工作台 可以向两侧分别移出 第一个移动工作台在压力机内进行冲压工作 第二个移动工作台在压力机外预先安装好模具 待第一套模具冲压完毕后 第一个移动工作台从压力机内移出 预先安装好模具的第二个移动工作台移入压力机内进行冲压工作 从而缩短了停机装拆模具的时间 这种左右移出的形式 占地面积较大 移动工作台 第二种形式是向前移出 如所示 压力机只有一个移动工作台 这种形式占地面积较小 但装模与拆模不能同时进行 故只对拆模方便 对换模时间的缩短并不显著 移动工作台 第三种形式是一侧移出 如图所示 压力机有两个移动工作台 工作台是向一侧移出 然后再向前移动 这样具有前两种的优点 即装拆模具够能同时进行 而且占地面积也较小 冲压时移动工作台上固定着模具 位于压力机底座上 移动工作台 通过移动工作台 底座承受全部变形力 移动工作台的移出形式要根据冲压车间压
