精冲压力机.ppt
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2023年5月13日星期六,自信和希望是青年的特权。
大仲马,2023年5月13日星期六,第2章专用压力机,冲压与塑压设备,2023年5月13日星期六,命运如同海水吹着青春的舟飘摇的曲折的渡过时光的海冰心,2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,学习精冲压力机的结构和工作原理。
学习精冲压力机辅助装置的结构和特点。
2023年5月13日星期六,精冲压力机的概念:
精冲压力机是为完成精冲工艺的专用压力机,它能同时提供冲裁力、压边力和反压力,滑块有很高的导向精度和刚度,滑块行程速度的变化满足快速闭合、慢速冲裁和快速回程的要求,冲裁速度可以调节,有可靠的模具保护装置及其他自动检测和安全装置,实现单机自动生产。
2023年5月13日星期六,2.3.1精冲工艺对压力机的要求,精密冲裁(简称精冲)是一种先进的冲裁工艺,采用这种工艺可以直接获得剪切面粗糙度Ra为3.20.8m和尺寸公差达到IT8级的零件,大大提高了生产效率。
图3-31齿圈压板精冲简图1、凸模2、齿圈压板3、被冲板料4、反压顶杆5、凹模6、下模座F冲冲裁力F齿齿圈压力F反反向顶压力F卸卸料力F顶顶件力,2023年5月13日星期六,精冲实现的条件:
精冲模具精冲模按功能可分为简单模、复合模和连续模。
简单模只冲外形不冲扎;复合模同时冲出外形和内形;连续模有若干个工位,用于精冲复合工艺或采用复合模结构凸凹模的强度太弱时精冲材料除铅黄铜外,多数非铁金属和合金均可以作为精冲材料。
精冲润滑剂改善材料与模具间的润滑条件,减少摩擦,散发热量,从而达到提高模具寿命改善剪切面质量的目的。
精冲设备精冲压力机。
2023年5月13日星期六,首先由齿圈压板、凹模、凸模和反压顶杆压紧材料;接着凸模施加冲裁力进行冲裁,此时压料力和反压力应保持不变,继续夹紧板材料;冲裁结束滑块回程时,压力机不同步地提供卸料力和顶件力,实现卸料和顶件。
精冲过程:
2023年5月13日星期六,表3-2普冲和精冲二种不同工艺方法的特点,2023年5月13日星期六,续表3-2普冲和精冲二种不同工艺方法的特点,2023年5月13日星期六,如图3-31所示,精冲是依靠V型齿圈压板2、反压顶杆4和冲裁凸模1、凹模5使板料3处于三向压应力状态下进行的。
而且精冲模具的冲裁间隙比普通冲裁模具间隙要小,精冲剪切速度低且稳定。
因此,提高了金属材料的塑性,保证在冲裁过程中,沿剪切断面无撕裂现象,从而提高剪切表面的质量和尺寸精度。
由此可见,精冲的实现需要通过设备和模具的作用,使被冲材料剪切区达到塑性剪切变形的条件。
精冲工艺对压力机的要求:
2023年5月13日星期六,能实现精冲的三动要求,提供五方面作用力冲裁速度低且可调滑块有很高的导向精度滑块的终点位置准确电动机功率比通用压力机大床身刚性好有可靠的模具保护装置及其他辅助装置,精冲压力机的特点:
2023年5月13日星期六,图3-32精冲压力机全套设备示意图1、精冲件和废料光电检测器2、取件(或气吹)装置3、精冲压力机4、废料切刀5、光电安全栅6、垫板7、模具保护装置8、模具9、送料装置10、带料末端检测器11、机械或光学的带料检测器12、带料校直设备13、电器设备14、液压设备,2023年5月13日星期六,3.4.2精冲压力机的类型和结构示例,一、机械式精冲压力机,图3-33GKPF25/40精冲压力机外形图,主传动系统及其原理:
包括电动机1、变速箱14、带机构13、飞轮12、离合器11、蜗杆8、蜗轮7、双边传动齿轮10、曲轴9和双肘杆机构2。
电动机的转速经变速箱、带传动、蜗杆蜗轮传动和双边斜齿轮传动进行减速,变速箱为无级变速。
2023年5月13日星期六,图3-34GKPF25/40传动结构简图1、电动机2、双肘杆机构3、连杆4、反向顶杆5、主滑块6、上滑块7、蜗轮8、蜗杆9、曲轴10、双边传动齿轮11、离合器12、飞轮13、带机构年14、变速箱,精冲工艺要求的滑块行程曲线:
快速合模慢速冲裁快速回程,图2-35双肘杆传动滑块行程曲线,2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(一)机械式精冲压力机,图2-14双肘杆传动原理图,曲轴1、3旋转,通过连杆2、4将力传至第一肘杆机构3-5-7中的铰链轴5,这副肘杆机构周期性地伸直并回到原位。
当肘杆伸直时,通过连杆6把力传给板9,板9通过轴承和轴8连接于床身并围绕轴8摆动,这种摆动使第二副肘杆机构8-10-12伸直,连杆11将力传至装在滑块13上的轴12,滑块装在有预压的平行的滚柱导轨内,使滑块在推力作用下向上或向下运动,完成开模、闭模和精冲。
如图3-14所示,曲轴1、3互相平行,两端装有同样直径的齿轮,两对齿彼此啮合,故这两根轴总是速度相同方向相反地旋转。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(一)机械式精冲压力机,图2-15传动机构行程曲线,1-双肘杆2-单肘杆3-曲轴,如图3-15所示,主传动系统采用曲轴传动的,滑块的运动特性为正弦曲线,滑块只有接近上止点时速度才比较低,为满足精冲工艺对冲裁速度的要求,必须限制冲裁制件厚度。
适用于冲裁较薄精冲件的是小型精冲压力机。
机械式精冲压力机的齿圈压板的压边力和推件板的反力通过液压系统,由图2-13中的压边活塞10和反压活塞13完成,并满足调节压力和稳定压力的要求。
2023年5月13日星期六,优点:
维修方便,行程次数较高,行程固定,重复精度高,且由于有飞轮,故电动机功率较小。
缺点:
压力机工作时连杆作用于滑块的力有水平分力,影响导向精度,行程曲线不可能按工艺要求任意改变。
同时传动机构环节较多,累积误差较大,为控制累积误差,需采用无间隙的滚针轴承,从而提高了制造精度和制造成本。
2023年5月13日星期六,二、液压式精冲压力机,图3-36液压式精冲压力机,2023年5月13日星期六,结构及工作原理:
冲裁动作、齿圈压板的压边动作、反压顶杆的动作分别由冲裁活塞4、压边活塞12实现和反压活塞6完成。
下工作台9直接装在冲裁活塞上,组成压力机的主滑块,利用主缸本身作为导轨。
冲裁活塞快速闭模是靠液压系统中的快速回路来实现的。
为防止主缸因径向变形而破坏静压导轨正常间隙,在主缸外侧增加一平衡压力缸5。
图3-37Y26-630精冲液压机结构简图1、调节蜗轮2、挡块3、回程缸4、冲裁活塞5、平衡压力缸6、反压活塞7、上静压导轨8、下保护装置9、下工作台10、传感活塞11、上保护装置12、压边活塞13、上工作台14、机架15、下静压导轨16、防转臂,2023年5月13日星期六,优点:
冲裁过程中冲裁速度保持不变;在工作行程任何位置都可承受标称压力;液压活塞的作用力方向为轴线方向,不产生水平分力,有利于保证导向精度;滑块行程可任意调节,可适应不同板厚零件的要求;不会发生超载现象。
缺点:
液压马达功率较大,液压系统维修较麻烦。
对小型机而言行程次数偏低。
2023年5月13日星期六,3.4.3精冲压力机的辅助装置,1、模具保护装置,通过控制滑块距工作台面的行程来保护模具;利用载荷控制压力来保护模具。
图3-38模具保护装置工作原理1、反压活塞2、滑块3、浮动反压活塞4、被冲板料5、齿圈压板6、浮动压边活塞7、压边活塞,2023年5月13日星期六,2、自动送料和废料切断装置,自动送料装置:
辊轴式、夹钳式。
驱动方式:
气动、摆动液压缸、液压马达、电-液步进电动机。
废料切断装置:
装在拉料辊的右侧,用来剪断冲裁后仍然保持长条状的废料,便于废料收集和现场管理。
废料切断装置用气压或液压驱动,剪切长度可以预先调定,根据需要可选定压力行程若干次后切断一次。
废料运送辊子用于将料尾抛出。
2023年5月13日星期六,3、工件排出装置,精冲完成后,工件和废料都被顶出到上、下模的工作空间,必须迅速排出。
小工件或小余料用压缩空气吹料喷嘴吹出,吹料喷嘴的位置、方向以及喷吹的时间都可以调节。
压力机工作台前方左右两侧都有压缩空气接头座,供同时快速装接几个吹料喷嘴。
对大工件一般用机械手取出,它由压缩空气驱动,动作迅速。
机械手装在压力机的后侧,滑块回程时,它迅速进入模具工作空间,工件顶出后,即被机械手从压力机后侧取出。
2023年5月13日星期六,1.精冲压力机的工作原理,图3齿圈压板精冲简图1-凸模;2-齿圈压板;3-被冲材料;4-反向顶杆;5-凹模;6-下模座;冲-冲裁力;P齿-齿圈压板力;P反-反向顶杆力;P卸-卸料力;P顶-顶件力,2.3精冲压力机,一、精冲压力机的工作原理及特点,2023年5月13日星期六,图3-11全自动精冲压力机整套设备示意图1-精冲压力机;2-液压装置;3-电器装置;4-校平装置;5-带材检测器;6-带材末端检测器;7-送料装置;8-模具;9-模具保护装置;10-废料切刀;11-光电安全保护器,2.3精冲压力机,一、精冲压力机的工作原理及特点,精冲压力机要实现自动、高效地工作,还需配置一些辅助装置,如材料的校直及检测,自动送料、制件或废料收集、模具安全保护等装置。
2023年5月13日星期六,
(1)按照精冲工艺要求,精冲压力机要提供五种作用力:
P冲、P齿、P反、P卸、P顶。
P冲根据不同的传动系统而产生,相应的滑块运动也不相同。
P齿和P反均由液压系统产生(与主传动的形式无关),它们的大小可在一定的范围内单独调整,并在确定的时间内加载和卸载,在冲裁中P齿保护不变。
(2)滑块有较高的导向精度和限位精度。
由于精密冲裁的冲裁间隙比普通冲裁小很多,为使上、下模精确对中,保证精冲件质量和模具寿命,精冲压力机的滑块在工作时有精确的导向和足够的刚度。
由于精冲的冲裁间隙很小,并要求凸模不得进入凹模型孔,又要保证能够从条料上将制件冲下来,因此对滑块有较高的限位精度要求。
滑块的下行位置可精确到0.01mm。
2.3精冲压力机,一、精冲压力机的工作原理及特点,精冲压力机有以下特点:
2023年5月13日星期六,图3-12滑块运动曲线图(a)主滑块为机械传动;(b)主滑块为液压传动,(3)滑块运动速度变化较大。
为了高效生产,滑块的运动曲线如图3-12所示。
在滑块进给和回程时速度较快(曲线变化较大),在冲裁时,速度较慢(曲线变化平缓)。
对机械传动的主滑块,其冲裁速度在515m/S的范围内变化。
液压传动的主滑块冲裁速度在337mm/S范围内变化,并且可以无级调速。
2.3精冲压力机,一、精冲压力机的工作原理及特点,精冲压力机有以下特点:
2023年5月13日星期六,(4)多数采用下传动结构。
机械式和液压式的精冲压力机大多数采用下传动机构,即主滑块在工作面下面作上、下往复运动。
这种结构形式使整个压力机结构紧凑、重心低,大量的传动部件和液压装置均在机身下部体内,可降低机身的高度,运动平衡。
其不足是滑块与下模座在精冲过程中不停地上下运动,使条料送进和定位比较困难,因此采用了自动送料和定位设置来加以弥补。
(5)刚性好。
精冲压力机的机身一般为焊接结构,上横梁、中间立柱、下机身用螺钉连接并预紧,使整个压力机达到较好的刚性。
在精冲时,上、下工作台之间具有较高的平行度。
(6)有可靠的模具保护装置。
当制件或废料遗留在模具内时,能自动监测,使压力机停车,避免损坏制件、模具和设备。
精冲压力机有以下特点:
一、精冲压力机的工作原理及特点,2.3精冲压力机,2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,二、精冲压力机的类型及主要技术参数,按主传动的结构分:
机械式和液压式。
机械式:
满载时,压力机变形量较大,滑块和工作台会产生横向位移,抗偏载能力差,滑块在较大偏载时必然倾斜。
当精冲件的外形尺寸较小,材料厚度较薄时,对精冲压力机封闭高度的精度要求高,故小型精冲压力机多采用机械式。
液压式:
床身受力均衡,抗偏载能力强,床身弹性变形小而均匀;精冲时运行平稳、无冲击和振动,压力稳定;不会出现机械磨损误差,但封闭高度的重复精度不如机械式精冲压力机。
大型精冲压力机多采用液压式(总压力3200kN),按主传动和滑块的位置分:
上传式和下传式。
按滑块的运动方向分:
立式和卧式。
精冲压力机的类型按主传动形式分为两大类:
机械式精冲压力机和液压式精冲压力机。
目前,国外生产的机械式精冲压力机冲裁力一般小于3200kN,液压式精冲压力机的主冲裁力一般大于3200kN。
2023年5月13日星期六,技术参数“允许最大精冲料厚”与滑块的冲裁速度有关。
为满足冲裁速度要求必须限制冲裁制件厚度,小型精冲压力机的“允许最大精冲料厚”参数较小。
见表3-2,表3-3,3-4,2.3精冲压力机,二、精冲压力机的类型及主要技术参数,2023年5月13日星期六,图3-13GKP-F型机械式精冲压力机结构示意图,2.3精冲压力机,
(一)机械式精冲压力机,1-电动机;2-变速箱;3-带轮;4-飞轮;5-离合器;6-蜗轮蜗杆7-双边传动齿轮;8-曲轴;9-机身;10-压力活塞;11-封闭高度调节机构12-滑块;13-反压活塞14-双肘杆机构,三、精冲压力机结构简介,结构:
双肘杆底传动。
传动系统包括:
电动机1、无级变速箱2、带轮3、飞轮4、离合器5、蜗杆蜗轮6、双边传动齿轮7、曲轴8和双肘杆机构14。
2023年5月13日星期六,YY99-25/40型废料切断装置结构图1-上剪刀;2-下剪刀;3-活塞;4-油缸;5-弹簧;6-导向套;7-导向杆,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(一)机械式精冲压力机,废料切断装置装置是将已冲裁过的条料再进行切断,便于收集和运输如图所示,当压力油进入油缸时,活塞向上产生刚性接触,迫使油缸向下移动并带动上剪刀向下运动,进行剪切。
然后油缸卸油,在压缩弹簧的作用下,使上剪刀复位,完成切断工作。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(一)机械式精冲压力机,图2-14双肘杆传动原理图,曲轴1、3旋转,通过连杆2、4将力传至第一肘杆机构3-5-7中的铰链轴5,这副肘杆机构周期性地伸直并回到原位。
当肘杆伸直时,通过连杆6把力传给板9,板9通过轴承和轴8连接于床身并围绕轴8摆动,这种摆动使第二副肘杆机构8-10-12伸直,连杆11将力传至装在滑块13上的轴12,滑块装在有预压的平行的滚柱导轨内,使滑块在推力作用下向上或向下运动,完成开模、闭模和精冲。
如图3-14所示,曲轴1、3互相平行,两端装有同样直径的齿轮,两对齿彼此啮合,故这两根轴总是速度相同方向相反地旋转。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(一)机械式精冲压力机,图2-15传动机构行程曲线,1-双肘杆2-单肘杆3-曲轴,如图3-15所示,主传动系统采用曲轴传动的,滑块的运动特性为正弦曲线,滑块只有接近上止点时速度才比较低,为满足精冲工艺对冲裁速度的要求,必须限制冲裁制件厚度。
适用于冲裁较薄精冲件的是小型精冲压力机。
机械式精冲压力机的齿圈压板的压边力和推件板的反力通过液压系统,由图2-13中的压边活塞10和反压活塞13完成,并满足调节压力和稳定压力的要求。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(二)液压式精冲压力机,1.导轨和工作液压缸合为一体,利用液压缸本身作为导轨。
如图3-16所示,结构简单,导轨采用台阶式内阻尼静压导轨,当柱塞受偏载偏离中心时,会产生一个压力差,时柱塞回到原来位置,相当于导轨和柱塞间的油膜有很高的强度,在压力机额定的偏载力矩范围内,柱塞和导轨面始终被油膜隔离不接触,因此这种导轨具有很高的寿命,导轨的精度和刚度也很好。
按导轨结构分为三种:
图3-16Y26-630型精冲压力机的导轨结构,1-床身2-上工作台3-反压柱塞4-下工作台5-主柱塞6-台阶式导轨7-环形油腔8-主缸9-进油管10-台阶式下油管11-封闭高度调节装置12-回油缸13-反压柱塞,2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(二)液压式精冲压力机,2.导轨和工作液压缸分开,液压缸只提供动力,压力机另有导向机构。
图3-17Y26-100型精冲压力机的导轨结构,1-工作台2-反压缸3-滚珠导轨4-主液压缸,如图3-17所示的Y26-100型精冲压力机导轨结构是这种类型的典型结构。
结构较简单,导轨和液压缸是分开的,但采用有预压的滚珠导轨,导轨支承距离虽然较长,但由于钢珠是点接触,故导轨的刚度仍然较低。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,
(二)液压式精冲压力机,3.两重导向结构。
图3-18HFA型精冲压力机的导轨结构,1-滑块环形导轨2-主工作油缸3-滑块限位块4-伺服电动机5-滑块平面导轨6-反压液压缸7-中心支柱8-压边液压缸9-工作台10-快速闭合缸11-机身,如图3-18所示,它结合以上两种结构形式,即利用液压缸作导轨进行导向外,又增加了平面滑动导轨,从而提高了压力机的刚度,增强了压力机抗偏载力矩的能力。
但是,却使压力机结构复杂,要求环形导轨和平面导轨严格对中。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,三、精冲压力机结构简介,(三)精冲压力机辅助装置,图3-19模具保护装置1、3-开关2-上工作台,在正常情况下(a图),滑块上行先使开关1动作,随后上工作台2抬起使开关3动作。
如果制件或废料滞留在模具空间(b图),滑块上行时由于制件或废料的影响开关3先动作,机械式精冲压力机滑块停止上行,液压式滑块立即返回原始位置,起到保护模具和压力机的作用。
如图3-19所示,其原理:
上工作台2为浮动式,用弹簧或液压悬挂以提高模具保护的灵敏度,在上下工作台相关部位各有开关3和1。
2023年5月13日星期六,2.3精冲压力机,作业:
1.精冲压力机的类型及主要技术参数?
2.简述精冲压力机的主传动系统?
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- 压力机