冲压设计中压力机选型分析

冲压设计中压力机选型分析

【摘要】随着我国经济的快速发展，科技的不断进步，冲压制件被广泛的使用于汽车、IT、电子设备等各个行业。冲压制件的质量保证和生产效率，得益于冲压设计中压力机的选型，如何选择压力机与设备的使用、安全、模具寿命以及产品质量都有着密切的联系。所以我们不难看出，冲压设备的选择是决定产品质量和生产效率的一个关键性环节。在具体的压力机选型过程当中，需要从多方面对其进行分析研究，本文就冲压设计中压力机选型进行分析研究，并且将几种压力机做了分析对比，有针对性的提出了相关意见，希望能够给相关人员提供一些有用的参考。

【关键词】冲压；设计；压力机；选型；分析

1 前言

压力机原理是机械系统转动惯量储能，电机速降释放惯性能量，能量产生压力做功。因压力机是短时工作的设备，大部分时间是空程。空程加速，储能；施加打击压力时，依靠惯量速降释放能量，是最科学的。压力机依靠惯量速降释放能量，所以电机瞬时速降性能好是驱动压力机的最重要保障。但是在实际的冲压设计中压力机选型的时候，有的厂家往往只是注重设备以及加工零件部分参数，按照零件所需要冲压设备的公称力和工作台面尺寸等基本参数来选型，就会经常出现参数不对、设备使用不当以及影响生产效率等问题。对此，本文就冲压设计中压力机选型进行了探讨。

2 冲压设计中压力机选型需要注意的相关事项

2.1 冲压设计中压力机类型选择

冲压设备的种类较多，并且其精度、刚度以及用途都各不相同，对此，就需要按照冲压产品工艺性质、模具大小、制件精度以及生产批量等因素来进行科学、合理的选用。通常情况下，批量生产中型或者小型冲压件一般选择操作方便，且具有高生产效率的开式曲柄压力机；如果是类似洗衣机桶、空调外壳类的深拉伸件，那么选择有拉伸垫的压力机较为合理；对于生产汽车车身覆盖件这类的大冲压件，选择工作台面相对宽大的闭式双动压力机为最佳。

2.2 确定压力机规格的相关原则

（1）压力机公称压力需要大于冲压工艺力，对于工作行程相对较长的工序，既要满足工艺大小，并且还要充分考虑到其工作负荷曲线。

（2）压力机滑块行程应该满足冲压件在高度上可以获得需要尺寸，并且保证在冲压工序完成后顺利的从模具上取下来；对拉伸件，行程要求应该在冲压件高度的两倍以上。

（3）压力及行程次数应该和生产节拍要求相符合。

（4）压力机闭合高度、滑块尺寸，以及工作台面尺寸等都应该满足模具正确安装要求。曲柄压力机模具闭合高度应该在压力机最小装模高度和最大装模高度之间，并且通常来说工作台尺寸应比模具下模座大50mm—70mm，有利于安装，垫板孔径要比冲压件和废料投影尺寸大。

3 压力机选型类型

目前工业生产中常用的压力机主要包括以下一些型号，分别适用于不同的生产需要以及生产条件：

（1）开式曲柄压力机：公称压力范围主要在50kN-1000kN范围之内，滑块长度及主电机功率都在一个较小的范围之内，适合中小型的冲压件生产。

（2）双柱闭式曲柄压力机：公称压力较高，相对工作压力比开式曲柄压力机更高，适合大中型或高精度的冲压件生产。

（3）闭式双动拉伸压力机：拉伸滑块以及压边滑块的公称压力根据适用类型从400kN-1000kN不等，拉伸深度较大，常常适用于大型复杂冲压件的拉伸成型。

（4）液压机：液压机相对来说具有机械压力机所有的功能，只是工作效率较慢，而压力相对更高。常用于小批量的大型厚板冲压件的生产，在工作安全性与质量上能够得到更好的保证，但维修较为复杂、维护成本较高。

（5）自动高速压力机：一种工艺较为先进的压力机，公称压力适中，工作速度快，安全性能较好，适合形状复杂、批量很大的冲压件生产。其特点与液压机的对比最为鲜明，具有非常显著的特征。

（6）三动精冲压力机：适合比较精密的冲压件生产，在一些精冲零件的生产过程中经常会用到。

以曲柄压力机与液压机的对比为例，按照所需要完成的工序的工艺性质、批量大小、工件尺寸以及精度来选定压力机类型，下面就将冲压生产中普遍用到的曲柄压力机以及液压机进行了对比，具体如下图所示（图1）：

图1 液压机和曲柄压力机对比示意图

4 曲柄压力机

常见的几个型号的曲柄压力机具有以下几种特点：

（1）冲击性载荷、绝大多数时间为空行程。

（2）压力机的制动器和离合器之间设置有机械或者电气连锁。

（3）滑块行程长度不会变化，但是其底面和工作台面的距离能够经由螺杆来进行调节。

（4）在传动系统当中设置的有飞轮，在这当中大带轮与大齿轮也有飞轮的作用。

（5）压力负荷量较低，并且不能超过负荷，否则很容易出现压力太高导致安全事故发生的情况。

（6）在生产过程当中为了确保设备安全，防止压力负载过高引发安全事故，通常会在压力机上装设过载保护装置。

5 液压机

相比于曲柄压力机来说，液压机具有以下几方面的特点：

（1）工作运行压力大，运行平稳，多用于大型冲压件的生产。

（2）适用面广，几乎适合曲柄压力机所适用的各个方面，并且可以完成曲柄压力机所不能完成的高负载工作。

（3）工作效率较低，虽然相较于曲柄压力机更全面，但对机器的性能要求也比较高。绝大部分大型液压机都配有独立泵站，控制回路复杂，造价高。在大多数情况下都是应用于小批量的大型冲压件生产当中，而且维修较为麻烦，如果对压力负荷要求不高的话一般并不经常使用。

曲柄压力机和液压机的具体性能对比具体如下图所示，压力参数以及工作行程等方面都有几乎截然相反的特点：