材料成型设备复习总结

为 22800J，冲裁时间 0.2s，按冲压时机 械效率为 0.25，则所需功率为： 不用飞轮： ������max 22800J ������max = = = 456kW ������������ 0.2s × 0.25 用飞轮：
������max = ������max × 7%~10% ≈ (30kW~45kW) ������������
【绪论】
������ 1 − cos 2������ 4 式中， s 为滑块行程， α 为曲柄转角， R 为曲柄半径，L 为连杆长度。 ◆滑块速度与曲柄转角的关系 ������ = ������ 1 − cos ������ + ������ ������ = ������������ sin ������ + sin 2������ 2 式中，v 为滑块速度（向下为正） ， ω 为曲柄角速度（逆时针方向为正） 。 ◆滑块加速度与曲柄转角的关系 ������ = −������2 ������ cos ������ + ������ cos 2������ 式中， a 为滑块加速度 （向下为正） 。 ◆曲柄压力机滑块位移、速度、加 速度曲线分析 （一）理想状态下曲柄滑块受力 以节点 B 为受力分析对象，可得： ������AB = ������ cos ������ ，������ = ������ tan ������ 通常，������ = ������ ������ < 0.3，故 cos ������ > 0.95 ≈ 1，tan ������ ≈ sin ������； ∴������ = ������ sin ������ ，又∵ ������ sin ������ = ������ sin ������ ������ 结论：������AB ≈ ������ ，������ ≈ ������������ sin ������ 式中，������AB 为连杆作用力；������为导轨 作用力；������ 为工件变形力；������为连杆长度 系数；������为曲柄转角。 ◆曲柄滑块机构 典型机构：曲轴式；偏心齿轮式 装模高度调节方式：装模高度调节 方式；调节连杆长度；调节滑块高度； 调节工作台高度。 过载保护装置：压塌块式；液压式 ◆离合器与制动器 离合器：刚性离合器；摩擦式离合 器。刚性离合器作用：依靠刚性结合零 件使主动部件和从动部件产生连接和分 离两种状态，实现曲柄机构的工作或停 止。 刚性离合器分类： 转键式； 滑销式； 滚柱式；牙嵌式。 制动器：摩擦式；有盘式；带式。 制动器的作用：吸收从动部分的动能， 让滑块及时停止在相应位置上。带式制 动器分类：偏心带式；凸轮带式；气动 带式。摩擦离合器：依靠摩擦力矩来传 递扭矩。 摩擦离合器分类： 1.干式离合器； 湿式离合器。 2.圆盘式离合器； 浮动式离 合器。 ◆曲柄压力机电力拖动特性 举例：如 J31—315 压力机，若按冲 压直径 100mm，厚度 23mm 的 Q235 钢 板，工件变形力为 3150kN，工件变形功 sin ������ =
直线运动。 离合器 6 的作用：可使机器在开动 后间歇性工作。 制动器 8 的作用：可在离合器分开 后对从动部分进行刹车以及对滑块进行 制动。 大飞轮的作用： 此处简图中大齿轮 5 相当于飞轮的作用，以达到有效利用能 量的目的。 ◆曲柄压力机的组成：工作机构、 传动系统、操作机构、能源部分、支承 部分、辅助系统 ◆曲柄压力机的分类： 按床身结构分类：开式；闭式。按 工艺用途分类：通用曲柄压力机；拉深 压力机；板冲高速压力机；热模锻压力 机；冷挤压机等。按滑块数量分类：单 动压力机；双动压力机。按压力机连杆 数量分类：单点压力机；双点压力机； 四点压力机。按传动系统所在位置分类： 上传动压力机；下传动压力机。 ◆开式与闭式压力机 开式压力机：床身呈 C 形，机身的 前面和左、右面敞开，便于模具安装调
������1 = 0.315������g ℎ0 = ������. ������������������ × ������������������������������ × ������. ������������������=255J
生冲击振动，损坏模具和设备，设置冲 裁缓冲器可减缓弹性能释放，降低振动。 故 J23-40 压力机为所选压力机。 ◆Y32-315 通用四柱液压机 ◆冷挤压机 (1)电动机起动；(2)活动横梁快速下 按工作机构分：曲柄式，肘杆式， 降；(3)活动横梁减速下行；(4)加压；(5) 拉力肘杆式；按传动系统位置分：上传 保压；(6)卸压回程；(7)顶出缸顶出；(8) 动， 下传动； 按机身放置方向分： 立式， 顶出缸回程；(9)浮动压边；(10)停止。 卧式。 机械式压力机 【塑料挤出机】
整和成形操作，但机身刚度(特别是角刚 度)较差，受力变形后影响制件精度和降 ◆成形：以模具为基本工具使制件 低模具寿命，适用于小型压力机，常用 获得所需的尺寸和形状。有两种含义： 在 1000KN 以下。 1KN＝1000N＝100Kg 力＝0.1t 力 （1） 成形(Forming)： 毛坯(一般指固 优点：操作空间三面敞开，工作台 态金属或非金属)在外界压力的作用下， 借助于模具通过材料的塑性变形来获得 面不受导轨间距的限制，安装、调整模 模具所给予的形状、尺寸和性能的制品， 具有较大的操作空间，与自动送料机构 的连接也很方便。缺点：C 形床身，受力 这种工艺过程称为～； （2）成型(Moulding)：它是指液态 变形时产生垂直位移和角位移，加剧模 具磨损和影响冲压件质量。 或半固态的原材料(金属或非金属)在外 闭式压力机：机身为框架结构，前 界压力(或自身重力)作用下， 通过流动填 后敞开，两侧封闭，在前后两面进行模 充模型(或模具)的型腔来获得与型腔的 形状和尺寸相一致的制品，这种工艺过 具安装和成形操作，机身受力变形后产 生的垂直变形可以用模具闭合高度调节 程称为～。 二者共同点：都是借助于外界的压 量消除。对制件精度和模具运行精度不 力的作用，通过模具来实现生产，故统 产生影响，适用于中大型曲柄压力机。 优点：仅产生垂直变形，刚度好， 称为“成形” 。 ◆我国成形设备的发展概况和现状：广泛应用于中大型压力机中。缺点：整 数控化、精密化、高速化、多功能、节 体床身，加工运输困难，设备安装后需 要预紧以避免错移。 能、节材、环保。 ◆单动与双动压力机 单动压力机：在工作机构中有一个 【曲柄压力机】 滑块。双动压力机：在工作机构中有两 个滑块，分内、外滑块，两套机构分别 ◆曲柄压力机的工作原理 电动机 1 通过 V 带把运动传给大带 驱动。双动压力机适合于大型制件的拉 轮 3，再经过小齿轮 4、大齿轮 5 传给曲 深及拉深件压边，多用于汽车车身制造。 ◆曲柄压力机型号表示 柄 7，通过连杆 9 转换为滑块 10 的往复
而此时工件变形功 ′ ������1 = ������������ = 160kN × 5mm = 800J 选择 J23-16 压力机做工不够，设备 过载。 若改选 J23-40 压力机则有
◆挤出生产过程：塑料从料斗加入 料筒，随螺杆转动向前移动，受料筒加 热、螺杆剪切和压缩，粉状或粒状塑化 为粘流态，通过分流板和口模，成为截 面与口模近似的高温连续体，经定型、 冷却、为玻璃态，得到等截面制品。 ◆挤出机组包括：①主机(挤出机)、 ②辅机，③控制系统 主机(三个部分)：(1)挤压系统；(2) 传动系统；(3)加热冷却系统。 ◆挤出机料筒三个职能区 ①固体输送区：物料由旋转的螺杆 作用，通过料筒内壁和螺杆表面的摩擦 作用，向前输送并逐步被压实，但仍处 于固体状态。 ②熔融区：物料被进一步被压缩， 在料筒外部加热和螺杆剪切、摩擦热的 作用下，物料开始熔融。 ③均化区：熔体均匀塑化，并使其 定量、定压、定温地从机头挤出。 ◆三种物料状态 加料区(固体输送区)的固态； 过渡区(熔融区)的高弹态； 挤出区(均化区)的粘流态。 ◆熔体输送理论 熔体输送理论假设：均化段已塑化 熔融的熔体是等温牛顿流体，在流动过 程中其粘度、密度均不变；在螺槽内作 层流流动，熔体是不可压缩的；螺距不 变，螺槽为矩形等深螺槽，螺槽的曲率 可以忽略；因螺槽宽度比深度大得多， 故可认为速度分布沿整个螺槽不变。假 定螺杆不动，料筒作反向相对移动。 ◆熔体在螺槽中有以下 4 种流动 (1)正流：熔料沿螺槽向机头方向的 流动，料筒表面作用到熔体上的力而产 生的流动。其流率用 Qz 表示。 (2)逆流： 也叫压力流， 与正流反向， 它是由机头、分流板、过滤网等对熔体 的反压力引起，流率用 Qp 表示。将正流 和逆流相迭加，就得到熔体在螺槽中的 净流。
◆液压机的工作原理：帕斯卡原理 工作时：工作缸上腔通高压液，推 动活塞、活动横梁及固定其上的上模向 下运动。 回程时：工作缸下腔通高压液，推 动活塞带着活动横梁向上运动，返回其 初始位置。 顶件时：顶出缸下腔通高压液，顶 出活塞上升将工件顶起，然后向顶出缸 上腔通入高压液体，使其回程复位。 Y △ □ △ — □ △ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ①类代号（液压机） ；②同一型号产 品的变型顺序号；③组型（系列） ；④通 用特性代号；⑤主参数；⑥产品的重大 改进顺序号。 YA32-315 的含义是：液压机，第一 种变型，一般用途四柱式，标称压力 3150kN。 ◆液压缸 三种结构：①柱塞式，②活塞式， ③差动柱塞式。 液压缸损坏情况： （1） 圆筒筒壁； （2） 法兰部分； （3）缸底； （4）气蚀。 损坏原因分析：设计原因、加工制 造原因、安装使用原因、其他原因 ◆冲裁缓冲器 作用：材料断裂瞬间变形抗力急剧 减小，液压机内的弹性能突然释放，产
���ห้องสมุดไป่ตู้��g = 400kN，ℎ0 = 8mm，������1 = 0.315������ g ℎ0 = 1008J
◆曲柄压力机工作周期内能量消耗 消耗功的类型：A1─为工件变形功； A2─为拉深垫工作功；A3─为摩擦消耗 功；A4─为压力机受力消耗的弹性变形 功；A5─为空程向下和空程向上需要的 能量；A6─为单次行程时滑块停顿，带 动系统空转消耗的能量； （连续行程时无 此项） ；A7─为单次行程时离合器制动器 所消耗的能量（连续行程时无此项） 。 A=A1+A2+…+A7 ☆☆ A1 工件变形功计算： 通用曲柄压力机在设计时考虑到压 力机主要是用于冲裁， 故 A1 的计算依据 是以厚板冲裁的工作负荷图为依据。 一般冲头进入板厚 0.45 板厚 h0，板 料分离断裂。即 ℎ = 0.45ℎ0 考虑冲裁工作负荷图为近似略鼓三 角形，故： ������1 = 0.7������ g ℎ = 0.315������ g ℎ0 ������g ——标称压力；ℎ0 ——板料厚度 经验公式： 快速压机：ℎ0 = 0.2 ������ g 慢速压机：ℎ0 = 0.4 ������ g ☆☆ 压力机做功校核举例 做功校核步骤：第一步：计算出设 备做功能力和工件变形功；第二步：比 较和，若>则满足要求。 例：某一冷挤压工序，其工艺力和 工艺行程分别为 F=160kN 和 s=5mm，试 选择设备。 （只能在通用曲柄压力机 J23-16、J23-40、J23-63 中选择。 ） 解：1）根据工艺计算力图，可选 J23-16 设备，因为此时工艺计算力图完 全落在压力机许用负荷图安全区内。 2）做工校核。对 J23-16 压力机 sg=5mm，Fg=160kN， ℎ0 = 0.4 ������ g = 5.1mm 压力机做工能力有
J ①
（□） ②
□ ③
□ ④
— ⑤
□ ⑥
（□） ⑦
①位为类代号，以汉语拼音首起字 母代替，如 J 表示机械压力机、Y 表示液 压机。②位为变形设计代号，以英文字 母表示次要参数在基本型号上所作的改 进，依次以 A、B、C 表示。③位为压力 机组别，以数字表示，如 2 组为开式曲 柄压力机， 3 组为闭式曲柄压力机。 ④位 为压力机型别，以数字表示，如 1 型为 固定台式， 2 型为活动台式。 ⑤位为分格 符， 以横线表示。 ⑥位为设备工作能力， 以数字表示，如 160 表示压力机标称压 力为 160×10kN=1600kN。⑦位为改进设 计代号，以英文字母表示，对设备的结 构和性能所作的改进，依次以 A、B、C 表示。 注意：若是标准型号则②、⑦位无 内容，例如，J31—315 表示闭式单点机 械压力机标准型， 标称压力 3150kN； JB23 —63 表示次要参数作了第二次改进的开 式双柱可倾曲柄压力机，标称压力为 630kN。 ◆滑块位移与曲柄转角的关系
J 8 ① □ ② — □ ③
①为组别：8 为挤压机；②为型别： 7 为曲轴式， 8 为肘杆式， 9 为其余类型； ③为标称压力。 液压式压力机
Y □ ① □ ② — □ ③
①为组别：6 为挤压机；②为型别： 1 为通用挤压机， 2 为管材、 棒材挤压机， 3 为型材挤压机；③为标称压力。
【液压机】