機械壓力機

機械壓力機

機械壓力機是通過曲柄滑塊機構將電動機的鏇轉運動轉換為滑塊的直線往復運動,對坯料進行成形加工的鍛壓機械。機械壓力機動作平穩,工作可靠,廣泛用於衝壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。

機械壓力機

正文

通過曲柄滑塊機構將電動機的鏇轉運動轉換為滑塊的直線往復運動,對坯料進行成形加工的鍛壓機械。機械壓力機動作平穩,工作可靠,廣泛用於衝壓擠壓模鍛和粉末冶金等工藝。機械壓力機在數量上約占各類鍛壓機械總數的一半以上。機械壓力機的規格用公稱工作力(千牛)表示,它是以滑塊運動到距行程的下止點約10~15毫米處(或從下止點算起曲柄轉角α 約為15°~30°時)為計算基點設計的最大工作力(圖1)。

機械壓力機機械壓力機
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工作原理 機械壓力機工作時(圖2), 由電動機通過三角皮帶驅動大皮帶輪(通常兼作飛輪),經過齒輪副和離合器帶動曲柄滑塊機構,使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成後滑塊回程上行,離合器自動脫開,同時曲柄軸上的自動器接通,使滑塊停止在上止點附近。
每個曲柄滑塊機構稱為一個“點”。最簡單的機械壓力機採用單點式,即只有一個曲柄滑塊機構。有的大工作面機械壓力機,為使滑塊底面受力均勻和運動平穩而採用雙點或四點的。
機械壓力機的載荷是衝擊性的,即在一個工作周期內鍛壓工作的時間很短。短時的最大功率比平均功率大十幾倍以上,因此在傳動系統中都設定有飛輪。按平均功率選用的電動機啟動後,飛輪運轉至額定轉速,積蓄動能。凸模接觸坯料開始鍛壓工作後,電動機的驅動功率小於載荷,轉速降低,飛輪釋放出積蓄的動能進行補償。鍛壓工作完成後,飛輪再次加速積蓄動能,以備下次使用。
機械壓力機上的離合器制動器之間設有機械或電氣連鎖,以保證離合器接合前制動器一定鬆開,制動器制動前離合器一定脫開。機械壓力機的操作分為連續、單次行程和寸動(微動),大多數是通過控制離合器和制動器來實現的。滑塊的行程長度不變,但其底面與工作檯面之間的距離(稱為封密高度),可以通過螺桿調節。
生產中,有可能發生超過壓力機公稱工作力的現象。為保證設備安全,常在壓力機上裝設過載保護裝置。為了保證操作者人身安全,壓力機上面裝有光電式或雙手操作式人身保護裝置。
結構類型 機械壓力機一般按機身結構型式和套用特點來區分。
按機身結構型式分 有開式和閉式兩類。
① 開式壓力機:也稱沖床,套用最為廣泛。開式壓力機多為立式(圖3)。機身呈C形,前、左、右三面敞開,結構簡單、操作方便、機身可傾斜某一角度,以便沖好的工件滑下落入料斗,易於實現自動化。但開式機身剛性較差,影響製件精度和模具壽命,僅適用於40~4000千牛的中小型壓力機。

機械壓力機機械壓力機
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② 閉式壓力機:機身呈框架形(圖4),機身前後敞開,剛性好,精度高,工作檯面的尺寸較大,適用於壓制大型零件,公稱工作力多為1600~60000千牛。冷擠壓、熱模鍛和雙動拉深等重型壓力機都使用閉式機身。
按套用特點分 有雙動拉深壓力機、多工位自動壓力機、迴轉頭壓力機、熱模鍛壓力機和冷擠壓機。
① 雙動拉深壓力機:它有內、外兩個滑塊,用於杯形件的拉深成形。拉深前外滑塊首先壓緊板料外緣,然後內滑塊帶動凸模拉深杯體,以防板坯外緣起皺。拉深完成後內滑塊先回程,外滑塊後鬆開。內外滑塊公稱工作力之比為(1.7~1):1。
② 多工位自動壓力機:在一台壓力機上設有多個工位,裝置多道成形模具,坯料依次自動向下一工位移動。在壓力機的一次行程中,各工位同時進行各道成形工序,製成一個工件。
③ 迴轉頭壓力機:在滑塊與工作檯之間設有可裝置數十組模具的迴轉頭,可按需要選用模具。坯料放在模具上而不再移動。每次行程完畢,迴轉頭轉動一個位置,完成一道工序。這種壓力機定位精度高,便於調整產品,一機多用,多用於沖制儀器底板和面板等。迴轉頭壓力機可配上數控系統,根據編好的指令選用模具和板材成形部位,自動完成複雜的衝壓工作。
④ 熱模鍛壓力機:用於模鍛件生產。機身剛度大,導向面長,承受偏載能力強。過去多用曲柄連桿機構,為提高剛性多已改用雙滑塊式和楔式。雙滑塊式結構較簡單,重量輕;楔式結構支承面積大,但傳動效率低。模鍛時滑塊在下止點附近容易卡死(俗稱悶車),所以設有脫出裝置。機械中有上下頂出裝置,能實現多模膛鍛造,鍛件精度較高,適於大批量生產。最大規格為160兆牛。
⑤ 冷擠壓機:用於冷、溫態擠壓金屬零件,如槍彈殼、牙膏管等。冷擠壓機一般是立式的,特點是剛度好,導向精度高,工作壓力大,工作檯面小,工作行程長。
參考書目
 何德譽主編:《曲柄壓力機》,機械工業出版社,北京,1982。

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