第二章 曲柄压力机

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2.3.2曲柄滑块的驱动形式

1、（纯）曲轴驱动式 2、偏心轴驱动式 3、曲拐驱动式
曲柄半径R较大，适用于滑块行程较大的压力机。
曲柄颈短而粗，支座间距小，结构紧凑，刚性好。缺点是偏心 直径大，摩擦损耗多，制造困难，适用于行程小的压力机。

曲拐颈在轴的一端，形成悬臂，刚性较差。适用于开式单柱压 力机。

按照外形分为： 开式压力机， 闭式压力机。 开式压力机的机身形状类似英文字母C， 特点：机身刚度差，在工作负荷下会产生 角变形，主要用于小吨位场合。 闭式压力机的机身左右两侧是封闭的。 特点：机身形状对称，刚度高，精度好，大、 中型压力机几乎都采用此结构。
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2.2.4曲柄压力机的型号（略）



根据JB／T9965—1999的规定，曲柄压力机型号由 汉语拼音、英文字母和数字表示，表示方法如下： J (口) 口 口 一 口 (口) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
如：J31—315
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2.3 曲柄滑块机构

2.3.1曲柄滑块的运动规律
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2.8 主要技术参数


1、标称压力及标称压力行程 2、滑块行程 3、滑块行程次数 4、最大装模高度及装模高度调节量 5、工作台尺寸（平面尺寸和漏孔尺寸） 6、模柄孔尺寸
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2.9 压力机的选择
1、类型选择 2、规格选择 标称压力、滑块行程、行程次数、工作台面 尺寸、模柄尺寸或滑块下底面尺寸、封闭高 度或装模高度、做功校核等。

组成：偏心齿轮、轴芯、连杆体、调节螺杆、 滑块 特点：1、偏心齿轮的偏心颈相对于芯轴有偏 心距，相当于曲柄半径。2、偏心齿轮在工作 时只传递扭矩，弯矩由芯轴承受，因此偏心 齿轮和芯轴的受力情况比曲轴好，且芯轴刚 度较大，偏心齿轮的锻造比曲轴锻造容易， 故偏心齿轮驱动的方式常用于大、中型压力 机。
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气垫

1、单层活塞式气垫
优点：使用一个活塞，结构简单，活塞较长， 能承受一定的偏心载荷，工作可靠。同时空 气容量大，不需要储气罐。价格便宜。
缺点：受到压力机下方安装空间的限制，工 作压力有限。
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气垫(续)

2、多层活塞式气垫
优点：空间需求较小，压紧力为相同界面尺 寸的单层气垫的近3倍。 缺点：气垫行程和工作容积较小，需要另外 配备储气罐以降低压强波动。


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2.6滑块与导轨结构



滑块外形：压力机滑块是箱形结构，上部与 连杆连接，下部有T型槽或模柄孔，用于安装 模具的上模。 滑块作用：在曲柄连杆驱动下，沿机身导轨 做上、下往复运动，并直接承受上模传递的 工作负荷。 滑块要求：有足够的强度，导向面与导轨之 间的间隙要合适。
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2.2.2结构组成




1、传动系统：由带传动、齿轮传动机构将电动机的 运动传递给工作机构。 2、工作机构：由曲柄滑块机构将传动系统的旋转运 动变为滑块的往复运动。 3、操纵系统：由离合器、制动器等控制系统，保证 压力机安全、准确地运转。 4、能源系统：电动机＋飞轮。 5、支承部件：机身、工作台和紧固件等。 6、辅助系统：过载保护装置、打料装置、润滑系统 等。
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导轨形式：




双对称布置的90度V型导轨（多数开式压力 机使用） 矩形导轨（导向精度高，磨损小，间隙调整 比v型困难） 四面斜导轨（是个推拉螺钉调整，滑块运动 精度高，调节困难） 八面平导轨（精度高，调节方便）
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2.7离合器与制动器



离合器与制动器是控制曲柄滑块机构运动和 停止的关键部件。 离合器：实现工作机构与传动机构的接合与 分离。 制动器：在离合器断开运动时使滑块迅速停 止在所需要的位置。
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2.7.4 推料装置




冲压后工件或废料可能留在上模内，为了使之及时 脱离模具，保证下一次冲压的顺利进行，在滑块中 设置推料装置。 分为刚性推料装置和气动推料装置。 刚性推料装置结构简单，动作可靠，应用广泛。缺 点是推料力及推料位置不能任意调节。 气动推料装置推料力和推料行程容易调节，便于自 动化操作。缺点是结构复杂，且受气缸尺寸和气压 大小的限制，在有些冲压工艺中可能会出现推料力 不够的现象。
第二章 曲柄压力机
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2.1 概述



压力机是用来对放置于模具中的材料进行压 力加工的机械。 压力机按照工作原理分类： 液压机：使用液体传动， 气动压力机：使用气体传递压力， 电磁压力机：利用电磁力工作， 机械传动类压力机：机械机构传递压力。 机械传动类压力机分为： 曲柄压力机， 螺旋压力机
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分类



刚性离合器：依靠接合零件把主动部分和从 动部分刚性连接起来。 摩擦离合－制动器：摩擦离合器依靠摩擦力 使主动部分与从动部分接合起来，摩擦制动 器依靠摩擦传递扭矩并吸收动能。 带式制动器：安装在曲轴一端，通常和刚性 离合器配合使用。
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转键式离合器

结构和工作原理
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2.7.1.2 液压式过载保护装置



用液压垫代替压塌块作为过载保护装置。 当压力机出现过载时，液压压力升高自动打 开卸荷阀释放压力。 一般用在大中型压力机上。 优点：非破坏性的，通过调节压力可以获得 准确的保护负荷，动作灵敏可靠 缺点：制造费用较高，并且溢流阀经常开启， 容易损坏。
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曲拐轴驱动式

组成：曲拐轴、偏心套、调节螺杆、连杆体、滑块

特点：1、通过改变偏心套在曲拐轴颈上的相 对位置，改变曲柄半径的大小，从而调节行 程。2、曲拐轴式曲柄滑块机构便于调节行程， 结构简单，但由于曲柄旋伸，受力情况较差， 主要在中、小型压力机上应用。
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偏心齿轮驱动式

转键式离合器的操作机构
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转键式离合器的特点： 结构简单，易于制造，运行条件简单，加工、运行、维 护成本低，但由于它是刚性结合，有较大冲击，且 起动后一定要运行一个周期而停在上死点，不能紧 急刹车，安全性不高，同时无法寸动，对模具的安 装调整也带来不方便，它一般用在1000KN以下的 压力机。
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摩擦离合器-制动器
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摩擦离合器的特点：
1、动作协调，能耗降低，能在任意时刻进行离合操作， 实现制动，加大了操作的安全系数； 2、实现寸动； 3、结合平稳无冲击，工作噪声小； 4、结构复杂，加工和运行维护成本较高，需要压缩空 气做动力源。
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离合器与制动器的安装位置

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2.2曲柄压力机的工作原理和结构 2.2.1工作原理
图2-1 JB23—63开式曲柄压力机工作原理 1-电动机 2一小带轮 3一大带轮 4一小齿轮 5一大齿轮 6一离合器 7一曲柄 8一制动器 10一滑块 11一上模 12—下模 13垫板 14一工作台 15一导轨 16一机身
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曲柄压力机分类


曲柄压力机是冲压及锻压生产中广泛使用的 一种压力加工设备。 按照工艺分为： 通用压力机， 专用压力机。 通用压力机用于多种工艺用途，如冲裁、弯 曲、成形、浅拉深等。 专用压力机用途较单一，如拉深压力机、板 料弯折机、剪切机、挤压机等。
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曲柄压力机分类（续1）
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2.7.1 过载保护装置

防止压力机发生过载，设置过载保护装 置。分为破坏式（剪板式、压塌块式） 和非破坏式（液压式、机械式、电动 式）。 1、压塌块式过载保护装置 2、液压式过载保护装置
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2.7.1.1 压塌块式过载保护装置


分为单剪切面和多剪切面两种。（图2-10、2-11） 小型压力机一般采用单剪切面压塌块保护装置。 中型压力机多采用双剪切面压塌块保护装置。 通常安装在滑块部件中，作用在滑块上的压力全部 通过压塌块传递给连杆。当压力机过载时，压塌块 被剪断，此时连杆可继续运动而滑块停止运动，从 而保证零件不过载。 铸铁材料制造，装置简单，紧凑，制造方便，价格 低廉。缺点：不鞥准确限制过载力。
2.4连杆机构
1、球头式连杆 2、柱销式连杆 一般柱销式连杆 柱面式连杆 3、柱塞导向连杆

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球头式连杆
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一般柱销式连杆
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柱面式连杆
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柱塞导向连杆
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2.5装模高度调节机构

调节连杆长度（图2-10、图2-11） 调节滑块高度（图2-12） 调节工作台高度

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带式制动器
作用：吸收从动部分的动能，让滑块及时停止在相 应的位置上。 （1）偏心带式制动器 结构简单，制动可靠，但增加 了压力机的能耗，摩擦材料的 磨损很严重。通常在小型压力 机上与刚性离合器配套。

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（2）凸轮带式制动器
（3）气动带式制动器
常与摩擦离合器 配套用于平锻机和热 模锻压力机上



单级传动压力机的离合器和制动器只能安装 在曲轴上。 刚性离合器不适合在高速下工作，一般安装 在曲轴上，此时制动器也随之安装在曲轴上。 摩擦离合器通常与飞轮安装在同一传动轴上。 行程较高的小型压力机也有安装在曲轴上的。
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2.7 辅助装置

为了使压力机正常运转，提高生产率，扩大 工艺范围，确保压力机安全，在压力机中常 附加各种辅助装置。 1、过载保护装置 2、拉深垫 3、滑块平衡装置 4、推料装置 5、气动系统
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液压气垫



大型单点压力机或多工位压力机等，由于工 作台台孔尺寸的限制，使用三层活塞气垫也 不能满足要求，则采用液压气垫。 优点：结构紧凑，能以较小体积获得较大的 压料力。 缺点：结构复杂，制造工作量大，压边力的 波动比纯气垫大。
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2.7.3 滑块平衡装置


缘由：由于传动系统各连接点都存在间隙， 在滑块重力的作用下偏向一侧，在有工作负 荷时，工作负荷与滑块重力方向相反，间隙 被推向相反的一侧，造成撞击和噪声，并且 加快设备的损坏。 为消除这种现象，所以设置滑块平衡装置。 在大中型压力机和高速压力机，平衡装置尤 为重要。

4、偏心齿轮驱动式
应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用， 负荷分配合理，加工制造也方便，但偏心轴直径大，有一定磨 损功耗。
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适用于滑块行程较大的压力机
适用于行程小的压力机
适用于开式单柱压力机
适用于中大型压力机
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曲轴驱动式

组成：曲轴，连杆、滑块 特点：1、可设计成较大的曲柄半径，但曲柄 半径一般是固定，即行程不可调。2、曲轴在 工作中既受弯矩，又受扭矩，且所受力不断 变化，故对曲轴的加工要求较高。3、大型曲 轴的锻造困难，故曲轴式的曲柄滑块机构在 大型压力机上受到限制。
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2.7.2 拉深垫



拉深垫是大、中型压力机上采用的压料装置， 它在拉深时压住坯料的边缘防止起皱。 配用拉深垫可使压力机的工艺范围扩大。单 动压力机配装拉深垫具有双动压力机的效果， 双动压力机配装拉深垫可作三动压力机使用 有气垫和液压气垫两种，安装在压力机底部。
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拉深垫应用简图
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2.7.5 气动系统
压力继电器的作用 溢流阀7、13的作用
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2.7.6 电力拖动特性



曲柄压力机的负荷属于短期负荷 在选择电动机功率时若按短时工作负荷来选择，将 会使电动机功率过大。 安装飞轮，选用低功率的电动机。 设备中飞轮并不是指物理概念上的飞轮，而是传动 原理中的飞轮，它包括将所有转动零部件的转动惯 量值等效至离合器安装轴上，主要组成是最后一级 的大齿轮或大带轮。

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2.10 专用曲柄压力机

拉深压力机
对复杂形状的大型薄板成形件，特别是汽车覆 盖件，宜在专用的拉深压力机上进行。 （1）双动拉深压力机的工艺特点 a.稳定可靠的压边力 b.运行平稳无冲击 c.易于机械化操作 d.合适的拉深速度
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曲柄压力机分类（续2）

按照运动滑块个数分类： 单动压力机 双动压力机， 三动压力机
目前使用最多的是单动压力机，双动和三动压 力机主要用于拉深工艺。
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曲柄压力机分类（续3）

按照曲柄连杆数 单点压力机， 双点压力机。 四点压力机（用于大吨位压力机）。 按照机构传动的位置 上传动式压力机， 下传动式压力机。