材料成型设备 讲授人：程振邦锻压设备 15000吨自由锻造水压机材料成型设备 讲授人：程振邦n 锻造和冲压简称锻压.n锤击或压制,对坯料施加压力,使之塑性变形的加工方法称为锻造.Schematic illustration of stages in impression-die forging. Note the formation of flash, or excess material that is subsequently trimmed off.材料成型设备 讲授人：程振邦Stages in forging a connecting rod for an internal combustion engine. Note the amount of flash that is necessary to fill the die cavities properly.材料成型设备 讲授人：程振邦n室温下,用凹模和凸模将薄板成形为具有立体造型和符合 质量要求的制件的加工方法称为冲压.汽车覆盖件n冲压工序分为：分离和成形两大类l分离工序：坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限后，使坯料沿一定轮廓发生断裂而产生分离的压力加工工序. 如剪切、冲裁。
l成形工序：坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限（未达到强度 极限），使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸和精度的压力加工工 序. 如弯曲、拉伸、翻边等材料成型设备 讲授人：程振邦The metal-forming process used to manufacture two-piece beverage cans.材料成型设备 讲授人：程振邦2.1 锻压设备分类按工艺用途分成八大类.锻压设备分类u 加热设备、锻压成形设备、锻压生产辅助设备.材料成型设备 讲授人：程振邦从原理上,四种类型: （1）锻锤 一般气体为工作介质,将气体分子的内能转换成执行机构的动能,利用碰撞原理,产生巨大冲击力. 属冲击载荷锻压机,如,空气锤、蒸汽-空气锻锤、电液锤、高速锤等.（2）曲柄压力机 利用曲柄曲柄- -连杆机构连杆机构把传动部分的旋转运动变成滑块的往复运动; 靠传动系统传递的扭矩迫使滑块给毛坯施加压力. 运动和载荷具有周期性. 属压力作用的机器.如,热模锻压力机、拉深压力机、剪切机、精压机、平锻机、冷锻机.材料成型设备 讲授人：程振邦（3）液压机 液体为工作介质,利用帕斯卡原理,使执行机构产生巨大静压力的锻压机器.如,水压机、油压机.（4）旋转式锻压机 利用碾压原理,使执行机构对毛坯局部产生持续压力,随着毛坯运动,塑性变形遍布整个锻件. 扩孔机、辊锻机、摆碾机等.摆碾机成形原理材料成型设备 讲授人：程振邦2.2 锻锤l 用蒸汽或液压等传动机构使落下部分(活塞、锤杆、锤头、上砧(模块)产生运动、并积累动能, 施加到锻件,使锻件获得塑形变形能，完成各种锻压工艺过程的机器。
l工作原理l与压力机类设备的区别2.2.1 锻锤的工作特性2.2.1.1 锻锤的打击能量n 锻锤规格: 常以落下部分重量来表示. 但其确切性能参数是打击能量打击能量E E0 0(J),(J),对有砧座锤为：式中,m1为落下部分重量(kg); v1为落下部分接触锻件瞬间的打击速度(m/s).材料成型设备 讲授人：程振邦对击锤对击锤: 打击能量E0(J)为,式中,m2为下锤头的重量(kg); v2为下锤头的打击速度(m/s).2.2.1.2 锻锤的打击力 锻锤零件的强度校核、模具承压面的确定及正确选用和使用设备的需要. 打击力与锤头锤头动能动能及锻件大小、形状、温度等有关. 每次打击力是不同的; 同一次中同一次中,打击力也是变化的. 为简化计算,假设: 打击加载阶段打击力为一常力,称为平均打击力. 运用冲量原理可求该平均打击力.u 铭牌上可直接读出打击力.材料成型设备 讲授人：程振邦u 锻锤分类锻锤分类 按打击特性: 对击锤、有砧座锤; 按工艺用途: 自由锻锤、模锻锤、板料冲压锤; 按向下行程作用在落下部分的力: 单作用锤、双作用锤; 单作用锤: 落下部分为自由落体; 双作用锤: 落下部分还受压缩空气、液压力作用. 按驱动机构特征: 蒸汽-空气锤、空气锤、机械锤、液压锤.材料成型设备 讲授人：程振邦2.2.2 蒸汽-空气锤n 锻造车间最常用锻造设备之一.n 蒸汽或压缩空气为工作介质,故称蒸汽-空气锤. 蒸汽压强为0.70.9MPa; 压缩空气压强为0.60.8MPa . 根据工艺用途分为: 蒸汽-空气自由锻锤、模锻锤.空气锤材料成型设备 讲授人：程振邦3T蒸汽锤材料成型设备 讲授人：程振邦100吨级大蒸汽锤材料成型设备 讲授人：程振邦2.2.2.1 蒸汽-空气锤的工作原理蒸汽-空气锤工作原理图1-气缸；2-活塞；3-锤杆；4-锤头；5-上砧块；6-锻坯；7-下砧块；8-砧枕；9-砧座n n 气缸气缸1 1下腔下腔进气进气, ,上腔上腔排气排气: 合力Fu向上,落下部分在Fu作用下向上运动向上运动. 此时, 作用力须满足：式中,A为活塞顶部面积(m2);A为活塞下环形面积,为系数(1); (1-)A为锤杆截面积(m2); au为向上加速度(m/s2); g为重力加速度(m/s2);m为锤落下部分质量(kg); T为锤头与导轨、活塞与气缸、活塞杆与密封间摩擦阻力(N); p1为气缸进气压力(Pa); p2为气缸排气压力(Pa); p0为大气压(Pa).材料成型设备 讲授人：程振邦n n气缸气缸上腔上腔进气进气, ,下腔下腔排气排气: : 作用在落下部分合力Fd向下.式中, ad为向下加速度(m/s2).u 落下部分储蓄的打击能量打击能量大部分转化为锻件的 塑性变形功塑性变形功.11.2.2.2 蒸汽-空气自由锻锤u 自由锻造、胎模锻造. 生产中小型自由 锻件的主要设备. 落下部分质量0.55吨. 5吨被水压机代替.u 单柱式、双柱式、桥式.蒸汽-空气锤工作原理图1-气缸；2-活塞；3-锤杆；4-锤头；5-上砧块；6-锻坯；7-下砧块；8-砧枕；9-砧座材料成型设备 讲授人：程振邦 单柱式: 一个立柱,操作空间大. 落下部分0.50.51 1吨吨,锻造小型件. 双柱式: 两立柱组成拱门拱门,较稳固. 落下部分质量15吨,锻造中型件,应用最广. 双柱桥式: 两立柱和横梁连接成桥型框架,砧座周围空间大,便于操作.落下部分质量35吨.双柱式蒸汽-空气锤1 1-气缸; 2-锤杆; 3-立柱; 4-导轨; 5-锤头; 6-上砧块; 7-砧垫; 8-砧座; 9-基础底板; 10-下砧块; 11-旋阀手柄; 12-滑阀手柄; 13-排气口; 14-进气口材料成型设备 讲授人：程振邦单柱式双柱式双柱桥式材料成型设备 讲授人：程振邦n 工作循环： 锤头上悬 下腔气压平衡落下部分重量,锤头在上死点位置微动. 锤头压下 下腔蒸汽慢慢排出,锤头平稳下落; 上腔进入蒸汽,对锤头产生压力,压住锻件. 是完成弯曲和扭转工序所需的.单次打击 重击. 上腔在整个向下行程中都是进气,下腔都是排气; 故,单次打击能量较大. 是镦粗工艺所要求的. 连续打击 锤头连续打击工件. 是自由锻中延伸(拔长)工序所要求的.4-锤头材料成型设备 讲授人：程振邦2.2.2.2 蒸汽-空气模锻锤蒸汽-空气模锻锤1-砧座；2-模座；3-下模；4-立柱；5-导轨；6-锤杆；7 7-活塞；8 8-气缸；9-保险杠；10-滑阀；11-节气阀；12-气缸底板；13-曲杆；14-杠杆；15-锤头；16-踏板n 完成模锻工艺的蒸汽-空气锤. 气缸固定在立柱上,两立柱牢固地连接到砧座上. 脚踏板操纵配气阀运动,实现模锻锤各种动作. 摆动循环、重打、轻打三种工作循环方式,通过控制配气阀进排气方向和气量大小实现.材料成型设备 讲授人：程振邦模锻锤特点: 结构不同(与自由锻相比) 要求上、下模对准,故, 立柱必须安装在砧座上. 常由几个模膛锻造,力为偏心载荷,尤其终锻工序,锻击力很大. 为承受偏心打击的侧向分力,把立柱、砧座、气缸用带弹簧的螺钉连成刚性机刚性机架架,增加刚性. 自由锻锤立柱与砧座为两体. 操纵机构不同 采用脚踏板操纵. 模锻工同时司锤和操作锻件.工作循环不同 自由锻: 单打、连打、悬空、压下; 模锻: 摆动、连续重打、轻打. 砧座与落下部分质量比例不同 自由锻砧座一般为落下部分的1015倍;模锻锤为2030倍. 同吨位模锻采用比自由锻更大的砧座.材料成型设备 讲授人：程振邦2.2.3 空气锤n自由锻造,胎模锻造.n 适于中小锻件.n 电动机直接驱动,安装投资费用较低. 有工作缸和压缩缸,两缸间由旋阀连通.工作介质为压缩空气. 工作原理：电动机通过减速机构带动曲拐轴曲拐轴旋转,驱动压缩活塞上下往复运动,使被压缩的空气经旋阀进入工作缸上腔或下腔,驱使落下部分上下运动进行打击或回程.空气锤的结构和工作原理1-踏杆；2-砧座；3-砧垫；4-下砧；5-上砧；6-锤杆；7-工作缸；8-下旋阀；9-上旋阀；10-压缩缸；11-手柄；12-锤身；13-减速器；14-电动机；15-工作活塞；16-压缩活塞；17-连杆；18-曲柄材料成型设备 讲授人：程振邦2.2.4 机械锤n 由弹性、刚性、挠性连接所组成的各种机械传动锤. 弹簧锤为用弹簧连接的锤; 夹板(杆)锤属于刚性连接的锤; 用带或链条的锤属于挠性连接的锤.机械锤简图材料成型设备 讲授人：程振邦2.2.5 液压锤l 液压油为工作介质，利用液压能工作的锤. l 分: 纯液压、气液两种驱动形式.n 气液驱动原理： 工作前,先向气腔充入定量高压气体(氮气或压缩空气). 借助下腔液压力改变, 对定量的封闭气体进行反复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.n 工作特点: 油腔进油,锤头提升;油腔排油,锤头快速下降并进行锻击.液压锤工作原理a-纯液压式；b-气液式德国20世纪80年代后期,出现了快速纯液压模锻锤.特点: 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,锤头提升.材料成型设备 讲授人：程振邦2.3 曲柄压力机2.3.1曲柄压力机工作原理及结构组成曲柄压力机运动原理图1-电动机；2-小带轮；3-大带轮；4-制动器；5-离合器；6,8-小齿轮；7-大齿轮；9-偏心齿轮偏心齿轮；10-芯轴；11-机身；12-连杆；13-滑块；14-上模；15-下模；16-垫板；17-工作台；18-气垫l 机械传动.l 传动系统,把电动机运动和能量传给工作机构,使坯料发生变形.n 由以下几部分组成：工作机构: 曲柄滑块机构. 还有肘杆机构、连杆机构等. 传动系统: 齿轮传动和带传动等. 操纵系统: 如,离合器和制动器. 控制工作机构的运动和停止 能源系统: 如,电动机和飞轮. 为设备运行提供能量 支承部件: 如,机身. 将机器各部分连为整体，并受工作负荷 附属装置和辅助系统.材料成型设备 讲授人：程振邦2.3.2 曲柄压力机类型及技术参数2.3.2.1 曲柄压力机类型（1）板料冲压压力机 通用压力机: 冲裁、落料、弯曲、成形、浅拉深等工艺. 拉深压力机: 拉深工艺. 板冲高速自动机: 连续传送板料的自动冲压工艺. 板冲多工位自动机: 连续传送工件的自动冲压工艺.通用压力机拉深压力机板冲高速自动机（2）体积模锻压力机 挤压机: 冷挤压工艺. 热模压力机: 热模锻工艺. 精压机: 平面精压、体积精压、表面压印等工艺. 平锻机: 平锻工艺. 冷镦自动机: 制造如螺钉、螺母等标准件. 精锻机: 精锻轴类工件.（3）剪切机 板料剪切机: 裁剪板料. 棒料剪切机: 截裁棒料.精压机平锻机冷墩机精锻机材料成型设备 讲授人：程振邦2.3.2.2 曲柄压力机技术参数l 主要技术参数：（1）公称压力公称压力P Pg g及公称压力行程S Sg g 反映曲柄压力机的工作能力 P Pg g: 滑块离下死点前某一特定距离(公称压力行程)、或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度(公称压力角)时,滑块所允许承受的最大作用力. 公称压力已经系列化：63KN,。