冲压成型设备

◆第一章 概 述

◆冲压成型的优点：1.生产效率高，制品的再现性好，而且质量稳定。2.可实现少无切削加工。3.材料利用率高。4.能生产其它加工方法难以实现的复杂零件。

◆塑料成型的优点：1.塑料质轻、比强度和比刚度高。2.化学稳定性好。3.电绝缘、绝热、隔音性能好。4.耐磨和自润滑性好，摩擦系数小。5.成形性、粘结性、着色性能好，同时还具有多重防护性能。

◆第二章 曲柄压力机

◆压力机是用来为模具中材料实现压力加工提供动力和运动的设备。

◆曲柄压力机的用途和分类
1.按工艺用途：通用压力机和专用压力机2.按机身结构形式不同，开式压力机和闭式压力机。3.按运动滑块的数量，单动、双动和三动压力机。4.按连接曲柄和滑块的连接数，单点、双点和四点压力机。

◆曲柄压力机的结构组成
1.工作机构。2.传动系统。3.操纵系统。4.能源系统。5.支承部件。6.各种辅助系统和附属装置。

◆滑块行程：滑块从上止点到下止点所经过的距离，等于曲柄偏心量的2倍。

◆装模高度：滑块在下止点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。

◆封闭高度：滑块在下止点时，滑块下表面到工作台上表面的距离，它和装模高度之差等于工作台垫板的厚度T。

◆曲柄滑块机构的运动规律分为结点正置结点偏置（正、负）。负偏置机构，滑块有急回特性，其工作行程速度小，回程速度较大，有利于冷挤压工艺。正偏置机构，滑块有急进特性，常在平锻机中采用。

◆曲柄滑块机构的驱动形式1.曲轴驱动的曲柄滑块机构行程不可调。2.曲拐驱动的曲柄滑块机构行程可调且结构简单，应用于中小型压力机。3.偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构应用于大中型压力机。

◆连杆：将曲柄和滑块连接在一起，并通过其运动将曲柄的旋转运动转变为滑块的往复直线运动。调节方式可分为手动调节和机动调节。

◆连杆的结构形式1.球头式连杆。2.柱销式连杆。3.柱面式连杆。4.三点传力柱销式连杆。5.柱塞导向连杆。

◆连杆常用铸钢ZG270-500和铸铁HT200铸造。
球头式连杆中的调节螺杆常用45钢锻造，调质处理，球头表面淬火，硬度42HRC。
柱销式连杆中调节螺杆因不受弯矩，一般用球墨铸铁QT500-5、QT500-7或铸铁HT200制造。小型压力机滑块常用灰铸铁HT200铸造，中型压力机常用灰铸铁HT200或稀土球铁铸造或用Q235钢板焊接，大型压力机用Q235钢板焊接。
导轨滑动面一般灰铸铁HT200制造。
在开式压力机上采用成双对称布置的90度V型导轨，在闭式压力机上采用四面斜导轨。
◆离合器和制动器：用于电动机和飞轮不停运转时，控制压力机曲

柄滑块机构运动或停止的部件，也是防止事故、提高质量和生产率的重要部件。

◆压力机常用离合器分为刚性离合器和摩擦离合器，常用制动器有圆盘式和带式。

◆刚性离合器：按联接件结构分为转键式、滑销式、滚柱式和牙嵌式。
◆转键常用合金结构钢40Cr、50Cr或碳素T具钢、T10制造；热处理硬度50~55HRC，而在两端30~40mm长度处回火至30~35HRC；关闭器采用40Cr钢，热处理硬度为50~55HRC；中套用45钢，热处理硬度为40~45HRC；内外套也用45钢制造，调质处理硬度220~250HBS。

◆摩擦离合器-制动器1.按其工作情况分为干式和湿式；2.按其结构分为分离式和组合式；3.按其摩擦面的形状分为圆盘式、浮动镶块式、圆锥式、鼓形式。

◆摩擦离合器具有很多优点：1.离合器与制动器的动作协调性好，能在曲柄转动的任何角度结合或者分离，容易实现寸动行程和紧急停止，便于模具的安装调整和安装人身安全保护装置；2.容易实现自动运转和远距离操作；3.结合平稳，能在较高的转速下工作；4.能传递打的转矩。

◆带式制动器有三种：偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式制动器。带式制动器的摩擦材料用石棉铜，制动带为Q235或50钢，制动轮用铸铁制造。

◆机身的结构形式1.开式（双柱可倾式、单柱固定台式、单柱升降台式）闭式（整体式、组合式）

◆机身变形对冲压工艺的影响：冲压件的精度取决于模具、冲压设备的精度和冲压工艺环境的好坏。其中压力机的精度和工作时的变形（压力机的刚度）直接影响被加工工件的精度及模具寿命。压力机的精度可从四个方面来衡量1.工作台上平面与滑块下平面的平行度2.滑块的运行轨迹与工作台上平面的垂直度3.模柄安装孔与滑块下平面的垂直度4.各联接点的综合间隙。

◆传动系统的作用：将电动机的能量传递给曲柄滑块机构，并且达到滑块的行程次数。

◆传动系统的布置方式：1.压力机的传动系统一般装在机身上部或者下部（重心低，运转平稳，能减少振动和噪声，用于双动拉深压力机）2.压力机传动系统相对于压力机的正面有平行安放（开式双柱压力机）和垂直安放（闭式通用压力机）3.传动齿轮可以布置于机身之外（齿轮工作环境差，机器外形不美观，但安装和维修方便）也可以布置在机身之内（外形美观，齿轮工作条件好，降低噪声，安装维修困难）4.齿轮传动可设置为单边传动和双边传动（可以缩小齿轮的尺寸）两种形式。5.传动系统按传动级数可分为一、二、三、四级传动。

◆离合器与制动器的安装位置：单级传动压力机的离合器和制动器只能安置于曲轴上，刚性离合器制

动器一般安置在曲轴上。

◆辅助装置1.过载保护装置（压塌块保护装置、小中型）（液压式保护装置，直接式、平衡式）2.拉深垫（气垫、液压气垫、拉深垫行程调节装置、锁紧装置）3.滑块平衡装置（作用：消除因间隙引起的冲击和噪声，使压力机运转平稳的作用外，还能使装模高度的调节灵活轻便，同时改善制动器的工作条件，提高其灵敏度和可靠性，并防止因制动器失灵或连杆折断时，滑块坠落而发生事故）4.顶料装置（1.刚性顶料装置结构简单、动作可靠，应用广泛。缺点是顶料力及顶料装置不能任意调节。2.气动顶料装置的顶料力和顶料行程容易调节，因此便于使用机械手，为实现冲压机械自动化创造条件，但结构复杂，受到气缸尺寸与气压大小的限制，在个别冲压工艺中会出现顶料力不够的现象）
◆曲柄压力机的工艺特性和结构特性（开式压力机的优点操作空间大，而闭式压力机的优点是刚度好，对于精度要求高，模具寿命要求长的冲压宜选用闭式压力机；而需要方便操作，或要安装自动送料装置的冲压则选择开式压力机。）

◆压力机的行程长度和装模高度对压力机的影响（行程长度越长，则曲柄的曲柄半径越大，曲柄臂刚度越差，立柱也越高，机身垂直变形量也越大。当模具高度越高，机身的垂直变形量也越大，模具的闭合高度越小，相应的装模高度要调小，则连杆变长，刚度随之下降。在满足冲压变形的要求及不妨碍取件的情况下，压力机的行程不必选择过长，装模高度也应针对模具闭合高度选择。

◆压力机的正确使用与维护
◆1.压力机的正常发挥：电动机功率吵负荷（电动机的电流增高，电动机过热；单次行程时，每次冲压的减速很大；连续行程时，随着作用次数的增高，速度逐渐减小，直至滑块停止运转）
工作负荷（曲柄扭曲；齿轮破损；连接键损坏；离合器打滑、过热）标称压力超负荷（冲压声音沉闷震动大；曲柄弯曲变形；连杆破损；机身出现裂纹；过载保护装置或破坏）
◆2.压力机正确连接的检验:在滑块向下行程进行冲压时，用手指触摸滑块侧面，在下止点如有振动，说明间隙过大，必须进行调整。调整时，注意不要过分追求精度而使滑块过紧，过紧将发热磨损。有适宜的间隙对改善润滑延长使用寿命是必要的。
◆3.压力机使用操作安全：1.必须准确牢靠地安装好模具，保证模具间隙均匀，闭合状态良好，冲压过程不移位。2.严格遵守压力机操作规程，工作中及时清楚工作台上工件和废料，清除时要使用钩子或者刷子等专用工具，不能图省事，直接徒手进行。3.板料冲裁时，不应让两块坯料重

叠在一起冲压。随时注意压力机的工作情况。4.工作完毕应使离合器脱开，然后切断电源，清除工作台上的杂物。5.定期检修保养。

◆第四章 其它类型的冲压设备

◆双动压力机的原理：双动压力机是具有内外双滑块的压力机。外滑块用来落料或压紧坯料的边缘，防止起皱；内滑块用于拉深运动；内滑块在外滑块的内导轨中作上下往复运动。

◆双动拉深压力机的工艺特点：1.内滑块有较大的行程且内外滑块的运动密切配合2.在内滑块拉伸前，外滑块先压紧坯料的边缘3.在内滑块拉深过程中，外滑块保持始终压紧的状态4.拉深完毕，外滑块应滞后于内滑块回程，以便将拉深件从凸模上卸下来5.压边刚性好且压边力可调6.内外滑块的速度有利于拉深成型7.便于工艺操作。

◆螺旋压力机的工作原理：螺旋压力机的工作机构是螺旋副滑块机构，当传动机构驱使飞轮和螺杆旋转时，螺杆便相对固定在机身横梁中的螺母作上下直线运动，在空程向下时，由传动装置将运动部分加速到一定速度，积蓄向下直线运动的动能。在工作行程时，这个动能转化为制件的变形功，运动部分的速度随之减弱到零。当操纵机构使飞轮螺杆反转时，滑块便可回程向上。
◆螺旋压力机的分类：按传动机构分类(摩擦式、电动式、液压式、离合器式）按螺旋副的工作方式分类（螺杆直线运动式、螺杆旋转运动式、螺杆螺旋运动式）按工艺用途（粉末制品压力机、万能压力机、冲压用压力机、锻压用压力机）按结构形式（有砧座式、无砧座式）
液压螺旋压力机按液压传动形式可分为液压缸传动形式可分为液压缸传动式（螺旋液压缸和直线运动液压缸）和液压马达式传动

◆精冲压力机的精冲过程：首先由齿圈压板、凹模、凸模和反压顶板压紧材料；接着凸模施加冲裁力进行冲裁，此时压料力与反压力保持不变，继续压紧板材料；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。
◆精冲压力机的特点：1.能实现精冲的三动要求，提供五方面作用力2.冲裁速度低且可调3.滑块有很高的导向精度4.滑块的终点位置准确5.电动机功率比通用压力机大6.床身刚性好7.有可靠的模具保护装置及其辅助装置。

◆精冲压力机的优点：维修方便，行程次数较高，行程固定，重复精度高，电动机功率小，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，积累误差较大，需采用无间隙的滚针轴承，提高了制造精度和制造成本。

◆液压式精冲压力机的优点：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向方向，不产生水平分力，有利于保证导向精度；滑块行测可任意调节，可适应不同板厚零件的要求；不会发生超载现象。缺点是液压马达功率较大，液压系统维修较麻烦。

◆高速压力机的类型：机身结构（开式、闭式、四柱式）连杆数目（单点、双点）传动系统的布置形式（上传动、下传动）

◆高速压力机的特点1.传动系统一般为直传式2.曲柄滑块机构实现动平衡3.减轻往复运动部件的重量以减小惯性力4.压力机的刚度高，导向精度高5.增设减震和消声装置6.采用送料精度（+/-0.1～0.15）高的自动送料装置7.具有稳定可靠的事故监测装置8.有很好的润滑系统

◆数控冲模回转头压力机与普通压力机在功能上的区别：
1.普通压力机模具直接安装在工作台与滑块上，上模随滑块上下运动完成冲压工作，而冲模回转头压力机上，模具安装在冲模回转头中，可随时转动进行换模，以便选择需要的模具。
2.在数控冲模回转头压力机上，板料的送进是双轴双向的。定位由移动料台与溜板的进给量控制，并按编定的程序顺序移动。而且可通过改变程序控制冲模在允许范围内任意改变冲切位置。而普通压力机上的冲压，送料是单轴单向的，送进步距也是固定的。
3.数控冲模回转头压力机由于采用了数控技术，只需要使用若干套简单的冲模，并按图纸编制数控程序，可实现多种制件的冲压生产。而普通压力机上模具与制件一般是一一对应的。

◆折弯：使金属板料沿直线进行弯曲，已获得具有一定夹角的工件。
◆数控折弯机的特点：1.压机的滑块带动上模相对下模垂直往复运动，以压弯板料形成一定的角度。2.后挡料机构的移动，以保证弯曲角的中心线相对于板料边缘有正确的位置。3.对后挡料机构进行数字控制，以实现按程序自动变换后档位的定位位置，达到一个工件的多次弯折顺利完成，从而提高生产效率和提高工件的质量。

◆第四章 液压机
◆液压机的工作原理：利用液体（乳化液、油）的压力能，靠静压作用使工件变形，达到成形要求的压力机械，因其传递能量的介质为液体，故称液压机。

◆液压机与机械压力机相比的特点：
1.容易获得最大压力2.容易获得大的工作行程3.容易获得大的工作空间4.压力与速度可以在大范围内方便地进行无级调节5.液压元件已通用化、标准化、系列化，给液压机的设计、制造和维修带来方便，并且液压操作方便，便于实现遥控与自动化。缺点：1.由于采用高压液体作为工作介质，因而对液压元件精度要求较高，结构较复杂，机器的调整和维修比较困难，

容易泄漏，污染环境，浪费油，易引起火灾。2.液体流动时存在压力损失，效率较低，运行速度慢，降低生产率。

◆液压机的分类1.按用途分（手动液压机、锻造液压机、冲压液压机、校正压装液压机、层压液压机、压制液压机、打包压块液压机）2.按动作方式分类（上压式液压机、下压式液压机、双动液压机、特种液压机）3.按机身结构（柱式液压机、整体框架式液压机）4.按传动方式分类（泵直接传动液压机、泵蓄能器传动液压机）5.按操纵方式分类（手动、半自动、全自动液压机）目前使用最多的是上压式泵直接传动半自动和手动柱式或框架式液压机。

◆液压机的基本结构：本体部分（机身（在液压机工作过程中承受全部工作载荷,立柱是重要的受力构件，又兼做活动横梁的运动导轨用，所以要求机身应具有足够的刚度、强度、和制造精度）、充液油箱、活动横梁、下横梁及顶出装置）、操纵部分、动力部分。
◆液压机的动作过程：工作活塞空行程向下运动→工作行程→保压→回程→顶出缸顶出工件

◆双动拉深液压机的特点（区别）及应用：
活动横梁与压边滑块由各自液压缸驱动，可分别控制；工作压力、压制速度、空载快速下行和减速的行程范围可根据工艺需要进行调整，提高了工艺适应性。
压边滑块与活动横梁联合动作，可当作单动液压机使用，此时工作压力等于主缸与压边液压缸压力的总和，增大液压机的工作能力，扩大加工范围。
有较大的工作行程和压边行程，有利于大行程工件的成型。
◆双动拉深液压机主要用于拉深件的成型，广泛用于汽车配件、电动机、电气行业的罩形件特别是深罩形件的成型，同时也可以用于其它的板料成形工艺。还可以用于粉末冶金等需要多动力的压制件成形。

◆定压成型工艺半自动液压工作方式的工作过程：（压边滑块下行、压边滑块加压，拉深滑块快速下行、压边滑块加压，拉深滑块工作下行、压边滑块拉深滑块保压、压边滑块继续加压拉深滑块泄压回程、拉深滑块回程停止，压边滑块回程、压边滑块回程停止）