材料成型设备课件之(第2章曲柄压力机)

800，1000，1250，1600，2000，2500，3150，4000…….
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2．滑块行程S 滑块行程S是指滑块从上止点到下止 点之间的距离。它的大小反映了压力 机的工艺用途范围。如生产高度较大 的零件时，需要滑块的行程较长。
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3．滑块行程次数n 滑块行程次数是指滑块每分钟从上止点到下止 点，然后再回到上止点所往复的次数。行程次数越 高，生产率越高，但次数超过一定数值以后，必须 配备机械化自动化送料装置，否则不可能实现高生 产率。现代的压力机，有提高行程次数的趋势，行 程次数500次／min左右的高速压力机已获得较广泛 的应用。超高速压力机的行程次数已达2000次／min。
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JE21-3 JE21系列气动开式固定 台压力机，采用曲轴横放结构， 结构紧凑，外形美观。采用气动 摩擦离合器、制动器，接合平稳、 动作灵敏、噪音低，采用安全双 联阀控制，安全可靠。
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DSP系列底传动双动拉伸压力机专 宜作薄板料的拉伸工作，因装模 距离与滑块行程较大，工作台又 为移动式，故可用深拉伸加工。 机床采用底传动双动结构，传动 平衡、结构紧凑、重心低、噪音 小。该机主要用于搪瓷、铝制器 皿、不锈钢餐具、以及各种日用 五金，家用电器、仪表仪器、汽 车拖拉机农业械具等零件的拉伸 加工，使用范围广泛。
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三、通用压力机的型号
JA23-63A 结构和性能的改进顺序号（性能结构有重大改进 按新设备重新试制鉴定） 主参数——公称压力（X10KN） 型系列代号，1为固定式，3为可倾式； 组 系列代号，2为开式，3为闭式； 同一类型产品变形顺序号——次要参数与基本型号 不同 类代号
四、通用曲柄压力机的主要技术参数 曲柄压力机的主要技术参数反映了压力机的工艺能力、 应用范围、生产率等指标，是正确选用压力机和设计模具 的基本依据。 1．公称压力Fg及公称压力行程Sg。 曲柄压力机的公称压力Fg是指滑块离下止点前某一特定距 离Sg时，滑块所容许承受的最大作用力。此特定距离Sg 称 为公称压力行程。
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第二节
曲柄滑块机构的运动与受力分析
曲柄滑块机构是曲柄压力机工作机构中的主要类型， 它代表着曲柄压力机的主要特征。掌握曲柄滑块机构的运 动规律及受力情况，是了解曲柄压力机工作特性的重要内 容之一。
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一、曲柄滑块机构的运动规律 图2-10是典型的曲柄滑块机构简图。图中，0点为曲轴的 旋转中心，A点为连杆与曲柄的连结点，B点为连杆与滑块 的连结点，OA为曲柄半径，AB为连杆长度。当OA以角速度 ω绕O点旋转运动时，B点则以速度v作直线运动。下面分别 讨论滑块的位移、速度、加速度与曲柄转角之间的关系。
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7．工作台孔尺寸 工作台孔尺寸L1xB1(左右x前后)，D1(直 径)，用作向下出料或安装顶出装置的空 间. 8．模柄孔尺寸 模柄孔尺寸d×l是“直径×孔深”，冲 模模柄尺寸应和模柄孔尺寸相适应。大 型压力机没有模柄孔，而是开设T形槽， 以T形槽螺钉紧固上模。 我国已制定了通用曲柄压力机的技术参 数标准，设计和使用时可查阅有关手册。
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根据滑块与连杆的连结点B的 运动轨迹是否位于曲柄旋转中 心0和连结点B的连线上，将曲 柄滑块机构分为结点正置(图2 一lOa)和结点偏置两种，而结 点偏置又有正偏置与负偏置之 分。当结点B的运动轨迹偏离 OB连线位于曲柄上行侧时， 称为结点正偏置(图2一lOb)； 反之，称为结点负偏置(图2— 10c)。它们的受力状态和运动 特性是有差异的，结点偏置机 构主要用于改善压力机的受力 状态和运动特性，从而适应工 艺要求。如负偏置机构，滑块 有急回特性，其工作行程速度 较小，回程速度较大，有利于 冷挤压工艺，常在冷挤压机中 采用。正偏置机构，滑块有急 进特性，常在平锻机中采用。 下面讨论常见的结点正置的曲 柄滑块机构的运动规律。
第二章
一、 二、 三、 四、
曲柄压力机
概述 曲柄滑块机构(运动与受力分析) 通用压力机主要零部件结构 冲压压力机的选择和使用
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常用压力机的分类和规格
压力机是用来为模具中的材料实现压力加工提供动 力和运动的设备.压力机的种类繁多，按照不同的观点可 以把压力机分成不同的类别如:按驱动滑块力的种类分机 械的、液压的、气动的等；按滑块个数可分为单动、双动 、三动等，按驱动滑块机构的种类又可分为曲柄式、肘杆 式、摩擦式，按机身结构形式可分为开式的，闭式的等。 另外还有许多分类方法，一般按驱动滑块力的种类而把压 力机分为机械压力机，液压机。我国锻压机械的分类和代 号见下表。
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J31-315型闭式曲柄压力机
开式压力 机外形与 闭式压力 机有很大 区别，但 它们的工 作原理和 结构组成 是相同的.
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曲柄压力机一般都由以下几个基本部分组成： (1)工作机构 工作机构是曲柄压力机的工作执行 机构。一般为曲柄滑块机构，由曲轴、连杆、滑块等零 件组成。 (2)传动系统 传动系统是按一定的要求将电动机 的运动和能量传递给工作机构。由带传动和齿轮传动等 机构组成。 (3)支承部件 如机身等。支承部件连接和固定所 有零部件，保证它们的相对位置和运动关系。工作时机 身要承受全部工艺力。 (4)能源系统 包括电动机和飞轮。电动机提供动 力源，飞轮起着储存和释放能量的作用。 (5)操纵与控制系统 主要包括离合器、制动器、 电子电器检测控制装置等。现代化设备上还装备了工业 控制计算机。 (6)辅助系统与附属装置 包括气路系统、润滑系 统、保护装置、气垫、快速换模装置等。 20
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1．滑块位移与曲柄转角的关系 根据图2-11所示的曲柄滑块机构运动关系，取 滑块的下止点B0为行程的起点，滑块从B0点到B点 为滑块位移S
s R 1 cos 1 cos 2 （2-3） 4
图2-11 曲柄滑块机构简图
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2．滑块速度与曲柄转角的关系 将式(2—3)对时间求导，得滑块运动速度：
与其它锻压设备相比，曲柄压力机具有下列特 点： 1)曲柄滑块机构是刚性连接的，滑块具有 强制运动性质。即曲柄滑块机构的几何尺寸一 经确定，滑块运动的上下极限位置(上下止点)、 行程大小、封闭高度则确定。 2)工作时，机身组成一个封闭的受力系统， 工艺力不传给地基，只有少量的惯性冲击振动 传给外界，不会引起基础的强烈震动。 3)利用飞轮储存空载时电动机的能量，在 压力机短时高峰负荷的瞬间将部分能量释放。 电动机的功率按一个工作周期的平均功率选取。
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4．最大装模高度H及装模高度调节量△H 装模高度是指滑块在下止点时，滑块下表面 到工作台垫板上表面的距离。当装模高度调节装 置将滑块调整到最上位置时，装模高度达最大值， 称为最大装模高度H 。有些资料用封闭高度表示 压力机安装模具的高度空间。所谓封闭高度，是 指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台上表面 的距离。它与装模高度之差恰是工作台垫板的厚 度。在设计模具时，模具的封闭高度不得超过压 力机的最大装模高度。 装模高度调节装置所能调节的距离称为装模高 度调节量△H。装模高度及其调节量越大，对模 具的适应性越大，但会使使用不便且会使连杆长 度变长而刚度下降。
类 别 代 号 类 别 代 号
机械压力机 液压机 自动锻压机 锤
J Y Z C
锻 机 剪 切 机 弯曲校正机 其 它
D Q w
T
2
第一节
概述
一、曲柄压力机的分类 1．按照工艺用途 (1)通用压力机 用来进行冲载、落料、弯曲、成形和浅拉深等工艺。 (2)专用压力机 拉深压力机 用来进行拉深工艺。 板冲高速自动机 用于连续进送料的自动冲压工艺。 2．按机身结构形式不同 (1)开式压力机 (2)闭式压力机 开式压力机的吨位比较小，一般在2000kN以下。开式压力机又可分为 单柱和双柱压力机两种.此外开式压力机按工作台的结构不同可分为可倾 台式压力机,固定台式压力机和升降台式压力机. 闭式压力机机身左右两侧是封闭的，只能从前后两个方向接近模具， 操作空间较小，操作不太方便。但因机身形状组成一个框架，刚度好， 压力机精度高。所以，压力超过2500kN的大、中型压力机，几乎都采用 此种结构形式。
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例如 JA31—31 5B型压力机滑块在距离下止点 13mm时，允许滑块承受3150kN的作用力， 即公称压力行程Sg =13mm，公称压力 Fg=3150kN。
在型谱中通用曲柄压力机以公称压力为主 参数，其它技术参数称为基本参数。
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公称压力已系列化：40，63，100，160，250，400，630，
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5．工作台板及滑块底面尺寸 它是指压力机工作台板及滑块底面工作空间的 平面尺寸。它的大小直接影响所能安装模具的平 面尺寸以及模具安装固定方法。闭式压力机其滑 块尺寸和工作台板的尺寸大致相同，而开式压力 机滑块下平面尺寸小于工作台板尺寸。 6．喉深C和立柱间距A 喉深是指开式压力机滑块中心线至机身前后方 向的距离。它直接限制加工件的尺寸，也与压力 机机身的刚度有关。 立柱间距是指双柱式压力机立柱内侧面之间的距 离。对于开式压力机，其值主要关系到向后侧送 料或出件机构的安装。对于闭式压力机，其值直 接限制了模具和加工板料的最宽尺寸。
R sin sin 2 2
（2-4）
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3．滑块加速度与曲柄转角的关系
将（2-4）对时间求导得：
Rcos cos2
2
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J31—1 60型压力机滑块运动规律曲线。
(F)
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图17—1为曲柄压力机的工作原理图。曲柄滑块 机构由偏心齿轮5、连杆6和滑块7组成。其职能 是将偏心齿轮的旋转运动转变成滑块的往复直线 运动，将偏心齿轮的扭矩转变成滑块的压力。电 动机1的运动和能量经过传送带传给大带轮 3， 通过离合器4、小齿轮13将运动传给曲柄滑块机 构5、6、7。上模8安装在滑块7上，下模9固定在 工作台10上。这样滑块带动上模对毛坯施加压力， 完成塑性成形加工工艺。气垫11用来顶出工件或 在拉深时作压边用。在曲柄滑块机构与大带轮之 间设置有离合器4和制动器14，当需要滑块运动 时，离合器接合，制动器脱开；当需要滑块停止 运动时，离合器脱开，制动器接合制动，使滑块 停止在某一位置上。
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由于材料塑性成形工艺过程的时间很短，工艺力很大， 就是说曲柄压力机在一个工作周期中，只有在较短的时 间内承受高峰负荷，而在较长的时间内是无负载空转， 因此为了使电动机的负荷均匀，不使电动机功率过大， 在压力机上装有转动惯量很大的飞轮，在压力机空载时， 飞轮储存电动机提供的能量，工作时滑块受到变形抗力 的作用，使飞轮产生瞬间速降，产生很大的惯性力矩， 将能量释放。通常大带轮即起飞轮作用。
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二、曲柄压力机的工作原理及结构组成
曲柄压力机是在锻压生产中得到广泛应用的一种锻压设备，可以 完成板料冲压、模锻、挤压、精压和粉末冶金等工艺。尽管曲柄压力 机类型不同,但其工作原理和基本组成是相同的.
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动画演示
图17—1 1600kN曲柄压力机工作原理图 l一电动机 2一小带轮 3一大带轮 4一离合器 5一偏心齿轮 6一连杆 7一滑块 8一上模 9一下模 10_-工作台 11一气垫 12一坯料 13一小齿轮 14一制动器
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J31-315型闭式曲柄压力机
开式压力 机外形与 闭式压力 机有很大 区别，但 它们的工 作原理和 结构组成 是相同的.
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J21S-63A1J21S系列压力机 是加大喉口深度的开式固定 台压力机； 工作空间大广泛适用于大尺 寸板料的冲压加工； 均采用钢板焊接机身，强度 和钢度都很高。
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3．按运动滑块的数量 (1)单动压力机。 (2)双动压力机。 (3)三动压力机. 4．按连接曲柄和滑块的连杆数 (1)单点压力机 (2)双点压力机 (3)四点压力机
(z)
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开式压力机的机身形状类似于 英文字母c，其机身工作区域 三面敞开,操作空间大，但机身 刚度差，压力机在工作负荷下 会产生角变形，影响精度。