材料成型设备复习

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1、第一章1、成形加工（生产）：以模具为基本工具来获得所需制件的形状和尺寸。1）、虫?：固态毛坯材料（金属或非金属）在外界压力的作用下，借助模具通过材料 的塑性变形来获得所需制件的形状、尺寸和性能。如：冲压、锻造等。成形加工特点：生产效率高、材料利用率高、工件精度高、高复杂程度、高一致性等。成形生产包括：模具工业和成形设备工业2）、成型：液态或半固态毛坯材料（金属和非金属）在外界压力的作用下，通过流动 填充模具型腔来获得制件的形状和尺寸。如：压铸、注塑等。1、成型设备的作用：1）为各类成形工艺服务，借助于模具进行生产。与工艺的关系：新工艺 新设备，新设备 新工艺2） 一个国家工业生产的重要组成部分

2、。表现在：A.完成生产的重要手段 B.国家工业基础和技术水平的重要标志2、成型设备的类型：1）、金属成形设备：锻压设备、铸造设备等。2）非金属成型设备：塑料成型设备、橡胶成形设备、陶瓷成形设备、玻璃成形设备等。我国成型设备的现状（考的可能小）A.能满足国内各行业的大部分需求：类别较齐全、完善，已形成装备体系拥有最强大的技术队伍形成一定规模的科研、生产、销售能力B.仍然是国家工业体系中的薄弱环节技术工艺落后，设备性能和可靠性不高产品品种不能完全满足成形生产的需要缺少具有自主知识产权的高档产品成套连线进展缓慢，设备数控化水平低曲柄曲柄压力机主要是通过曲柄连杆机构获得材料成形所需力和直线位移。主要用

3、于冲 压成形（冲孔、落料、弯曲、拉深等），故又称冲床。还可进行挤压、锻造等工艺。工作原理：电动机一一传动系统（带传动、齿轮传动） 一一曲柄连杆机构一一滑块作往 复直线运动。上、下模分别安装在滑块和工作台上，可完成材料的成形工艺。操纵机构对滑块的运动进行控制。实质：利用曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复运动。1、工作机构：组成：曲柄、连杆、滑块。曲柄压力机的工作机构，整个设备的核心。作用：将电动机（飞轮）的旋转运动转变为滑块的上下往复运动，给模具提供工作所 需的成形力和位移。附加有装模高度调节机构、超载保护装置、打料装置等附属机 构，提供辅助功能。曲柄：1）曲轴式：（1）曲轴受力复杂

4、。承受变形 抗力、传递扭矩。（2）加工难度 大。应用：中小型压力机。 2）偏心轮式：（1）偏心轮只传递扭矩，芯 轴承受变形抗 力。（2）加工方便。偏心轮采用铸造加工，芯轴是直轴。应用：大中型压力机。连杆：由连杆盖、连杆体和调节螺杆组成。1）装模高度调节装置（1）调节连杆长度：节方便，结构紧凑球头加工难调节螺杆抗弯强度差。应用；中小型压力机（2）调节滑块高度：电机调节,效率高。采用整体连杆，抗弯强度高。连杆与滑块采用柱销连接，加工方便。应用：大中型压力机。（3）调节工作台。用于小型压力机。 J12型过载保护装置：作用：防止设备因过载造成零部件损坏。类型：压塌块式与液压式。1）压塌块式过载保护装置

5、：结构简单，加工方便。疲劳破坏，影响效率。只能用于单点压力机，不能保证多点同时卸荷2）液压式过载保护装置：过载临界点可准确设定。过载后设备恢复容易。可用于多点、大型、闭式压力机。滑块：滑块是一个箱形结构。作用： 上端与连杆连接。下端安装模具的上模部分。与床身导轨导滑，保证运动精 度。1）模具的装夹：小型模具：采用模柄固定。大型模具：采用 T形槽固定。2）打料装置：（1）刚性打料：简单，可靠。但只能在滑块的上死点附近打料。(2)气动打料：可在回程的任一位置打料，但需气缸2、传动系统：组成：皮带轮传动、齿轮传动。作用：传递能量和运动，速度下降、扭矩增加。3、操纵机构：组成：离合器与制动器(刚性离合

6、器与带式制动器、磨擦离合与制动器)相应的电气元件。作用：操纵和控制工作机构的运动、停止，实现开模和合模等工 艺动作。刚性离合器与带式制动器的工作特性：结构简单，制造方便。运行维护成本低。刚性离合，易产生冲击与碰撞。滑块不能停在任意位置，调模不方便。制动器一直工作，消耗能量。应用：一般用于中、小型的开式压力机。注意：用该种压力机手工上料时，必须采用手工上料工具，且不准使用连续行程。摩擦式离合器和制动器工作特性离合与制动联锁控制，动作协调。工作时结合平稳无冲击，噪音小，并可在高速 轴上工作。可在行程的任意位置制动，实现“寸动行程”，调模方便。结构复杂，加工成本高。需要压缩空气作动力源，运行成本高。

7、应用：一般用于大、中型的闭式压力机。4、能源部分：组成：电动机和飞轮。作用：电动机：提供机器运行能量。飞轮：提供压力机的短时工作能量。通过速度的变化能储存和释放能量。5、支承部分：组成：床身、工作台、紧固零件等。作用：把压力机的所有零部件连成一个整体。床身：作用： 连接和固定所有部件/为运动部件提供导向/承受全部运动负荷特点：重量比例大/结构复杂/加工量大6、辅助系统：润滑系统、送料装置、气垫等#& :开式闭式压力机是根据床身的受力特点和送料方式判断（补充）? 三、曲柄压力机的分类1、按床身结构:1）闭式压力机：分：（整体闭式机 身、组合闭式机身）机身刚性好，导向精度高，操作不方便，多用于中大

8、型压 力机。（160T以上）整体式：装配量小， 刚度好，但加工运输 困难。组合机 身：加工运输方便，多用于大中型。应用：大、中型压力机2）开式压力机：三面敞开，便于操作，但刚性差，多用于小压力机，易于自动送料C型机身，工作时易产生角变形，会加剧模具磨损，影响工件质量。分：（双柱可倾式、单柱固定式、 单柱固定台式（100T以下）2、按工艺用途：1 ）通用曲柄压力机：冲裁、弯曲、拉深等 2）专用拉深压力机：大型覆盖件的拉 深。3）冷挤压曲柄压力机：冷挤压成形。4）热模锻曲柄压力机：模锻成型板料冲压压力机（通用压力机、拉深压力机、板料高速自动机、板冲多工位压力机）体积模锻压力机（热模锻压力机、挤压机

9、、精压机、平锻机、冷墩自动机、 精锻机）剪切机（板料剪切机、棒料剪切机）3、按滑块数目：1）单动压力机2）双动压力机4、按连杆数目：点:是指曲柄连杆机构中连杆的数目。点数多，滑块运动的平稳性 好，抗偏载能力强。1）单点压力机2）双点压力机3）四点压力机5、按传动系统的位置：1）上传动曲柄压力机：2）下传动曲柄压力机：6、按床身固定形式：固定台、活动台、床身可倾J （ Z） 口（Z）:J表示：类型代号；（为:变形设计，A第一次，B第二次；第3、4位分别是：组别，型别：第 5位是：标称压力；最后一位：改进设计J1 （第一组）：开式单柱压力机 J11 一单柱固定台压力机。J12一单柱活动台压力机。J

10、2 （第二组）：开式双柱压力机J21 一开式双柱固定台压力机。 J23一开式双柱可倾压力机。J3 （第三组）：闭式压力机。J31 闭式单点压力机。J36闭式双点压力机。J39 闭式四点压力机J4 （第四组）：拉深压力机。J41 闭式单点单动压力机。J42闭式双点单动压 力机。 J45闭式单点双动压力机。J46 闭式双点双动压力机。J5 （第五组）：螺旋压力机。J53 摩擦螺旋压力机。J57 液压螺旋压力机。J58电动螺旋压力机。J8:冷挤压压力机J87曲轴式挤压机。J88 肘杆式挤压机。J89其余形式挤压机。五、曲柄压力机的工作特性1、工作时形成封闭力系，振动小，不需大的基础。2、曲柄滑块机构

11、有严格的运动规律，便于实现机械化、自动化。（上下死点、运动速度、闭合高度等固定。）3、采用飞轮储存和释放能量，大大减少电机的功率。（工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击）4、床身刚度好、滑块导向精度高。5、结构简单，制造容易，工艺万能性好。定行程设备，不能超载，装模不方便曲柄压力机的特点1、 刚性传动，滑块运动具有强制性质a.上下死点、运动速度、闭合高度等固定一一便于实现机械化和自动化b.定行程设备一一自我保护能力差2、工作时形成封闭力系 a.不会造成强烈冲击和振动 b.不允许超负荷使用3、一个工作循环中负荷作用时间短，主要靠飞轮释放能量a.工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击b.不能够超能量使用标（

12、公）称压力：滑块运行到距下死点前某一特定距离或曲柄旋转到距下死点前某一特定角度时，滑块所允许承受的最大作用力。我国为小型 R5和大型R10系列，有： 63KN、100KN、160KN、250KN、315KN、400KN、630KN 等。标称压力角：小型压 力机，30 。大中型压力机，20 滑块行程：滑块从上死点运行到下死点所走过的距离。S=2R R 曲柄半径。反映了压力机的工作范围，影响模具的开模行程。封闭高度：是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台板下表面的距离装模高度：是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台板上表面的距离。?装模高度：不包括台板厚度，主要用于闭式压力机。封闭高度：包括台板厚

13、度，主要用于开式压力机。压力机的选择：根据冲压件的工艺性质、产量大小以及尺寸量精度要求，选择压力机 的类型。1、初选设备：选择压力机的主参数计算冲压力；选择压力机的公称压力2、 校核参数：装模高度、滑块行程、作台尺寸、模柄孔尺寸、滑块中心到机身的距离（喉深）专用曲柄压力机：（双动压力机）结构特点：外滑块：由多杆机构驱动，作间隙直线运动，提供压边力。在机身导轨内往复运动内滑块：由曲柄滑块机构驱动，作连续往复直线运动，提供拉深成形力。工作原理：滑块下行时（工作时），外滑块提前运动（导前行程为滑块行程的0.1-0.15 ）,先压住坯料，停止运动，提供压边力；然后内滑块下行进行拉深成形。滑块回程时，内

14、滑块 先行，外滑块不动，压料板起卸料作用。工作特点：1）、压边力大且稳定可靠，在大型、复杂的覆盖件拉深中可设置拉深筋来控制金属的流动变形。2）压边力平稳冲击小，符合拉深变形的工艺需要。3）采用正装拉深模结构，易于实现机械化、自动化。4）合适的拉深速度。内滑块：下行慢，回程快。5）简化模具结构。冷挤压机：在常温下，利用外力使金属坯料发生塑性流动，获得所需的工件的形状与尺寸。分为正挤压、反挤压和复合挤压三类。特点：工件尺寸精度高、表面质量好、强度高、寿命长，但变形抗力大，对模具和成形设备的要求高。应用：齿轮、轴承内外圈、型材等黑色金属或有色金属的成形。冷挤压机的类型1 ）按工作机构：曲柄式、肘杆式

15、、拉力肘杆式。2）按传动系统：上传动、下传动。3）按床身的安装：立式、卧式。 4）按动力来源：机械式、液压式。冷挤压对设备的要求：1）设备的刚度要求高。2）设备提供的变形能量大。3）滑块的 导向精度高。4）合适的挤压速度。5）可靠的过载保护装置和顶料装置。热模锻压力机：模锻：锤上模锻、水压机模锻、压力机模锻压力机热模锻工艺的特点：加工精度高、生产效率高、材料利用率高、易实现机械化、自动化，但设备投资大、毛坯下料精度要求高。热 模锻工艺对设备的要求：1）设备的床身刚度高。2）滑块抗偏载能力强3）滑块的行程次数高。4）上、下模要有顶出装置5）可靠的防过载装置（门车）热模锻压力机的类型与型号规格：类型：连杆式、双滑块式、楔式、双动式等。1 ）连杆式：曲柄滑块机构、气动摩擦离合与与制动、二级传动、象鼻式滑块、楔形工作台。2）楔式：垂直方向没有连杆、曲轴，刚度高。楔块支撑面积大，抗偏载能力强，适合于多膛模锻。型号规格MP20