第2章 曲柄压力机

滑块的运动速度是变化→要求速度恒定的工艺不完全合适
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曲柄滑块机构
曲轴及偏心齿轮形式 33 1—支承颈 2—曲柄臂 3—曲柄颈 4—连杆 5—曲拐颈 6—芯轴 7—偏心齿轮
一、曲轴驱动的曲柄滑块机构
组成：曲轴，连杆、滑块
工作原理：曲轴旋转时，连杆作摆动和上、下 运动，使滑块在导轨中作上、下往复直线运动。 特点：曲轴双端支承，受力好；滑块行程较大， 行程不可调。大型曲轴锻造困难，受弯、扭作用， 制造要求高。 适用范围：主要用于较大行程的中小型压力机 上。
曲柄的旋转运动→由滑块带动模具工作往复直线运动。
② 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。能量传递、速度转换。
③ 操纵系统：由离合器、制动器等控制系统构成，控制工 作机构的工作和停止。 ④ 能源系统：电动机＋飞轮。提供工作所用能量、储能。
⑤ 支撑部分：机身、工作台和紧固件等。把压力机所有部 分连接成一个整体。

按曲柄连杆机构的组数分：
单点、双点、(四点用于大吨位压力机）

按滑块的个数分：
单动、双动

按传动系统所在位置分：
上传动、下传动压力机
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单点、双点与四点
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单动与双动
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2.3 主要技术参数
标称压力Fg（kN）：滑块下滑到距下极点某一特定的距离 Sp或 曲柄旋转到距下极点某一特定角度α 时，所产生的冲击力。
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JC23-63压力机
35 JC23-63压力机的曲柄滑块机构结构图
二、偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构 组成：偏心齿轮、轴芯、连杆体、调节螺杆、滑块 工作原理：偏心齿轮在芯轴上旋转时，其偏心 颈就相当于曲柄在旋转，从而带动连杆使滑块上下 运动。 特点：偏心齿轮芯轴双端支承，受力好；偏心 齿轮只传递扭矩，弯矩由芯轴承受；受力情况比曲 轴好，芯轴刚度大。结构相对复杂，但铸造比曲轴 锻造容易解决。
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应注意！
曲柄压力机具有短期高峰负荷的特点（工作角度范围 <30º），为减少电动机的装机容量、降低能耗，在设备上 加装飞轮 a. 工作时，飞轮减速释放能量 b. 不工作时，飞轮加速储存能量 设备开动起来后，为保证工作必须使飞轮保持一定转速， 为控制设备动作，必须用离合器-制动器对设备进行控制 a. 工作时，制动器脱开离合器结合，输入能量 b. 停止时，离合器脱开制动器结合，吸收剩余能量
连杆: 联接曲柄轴与滑块联接， 传递能量。
曲柄轴: 将旋转的能量通过连 杆转化为直线运动。
导向装置: 限制滑块的运动。 惯性轮／离合器 通过惯性轮储存能量，通过离 合器的接通或中断使滑块产生 运动。
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2.2 曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型
三、曲柄压力机结构组成、 功能：
① 工作机构：由曲轴、连杆、滑块、导轨等零件组成。将
由于机械式过载保护装置在使用中的局限性， 在不少压力机中已经采用液压过载保护装置。
7一曲柄
8一制动器
10一滑 5
2.2 曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型
框架: 接受施加压力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电 机 通 过 带 轮和齿轮带动 曲柄，通过由 曲柄机构（曲 柄连杆机构） 产生增力或改 变形式，将旋 转运动变为往 复直线运动。 上死点 下死点
曲柄压力机工作原理
垫枕部:
固定模具
滑块: 被装上模具后做功。
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2.2 曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型
曲柄压力机的用途：
所应用的加工工艺——冲裁、弯曲、成 形、浅拉深等加工工艺。 所应用的加工领域——汽车、拖拉机、 电子、医疗机械、动力机械、国防及日用品 等领域。
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2.2 曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型 二、曲柄压力机工作原理
图 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 块 11一上模 12—下模 13垫板 14一工作台 15一导轨 16一机身
设曲柄半径为 R，连杆长度为 L，滑块 速度 v向下为正，s 为 B点距下死点的距离， 有： s (R L) (R cos L cos)
t
令：
R L
则有：
1 s R (1 cos ) 1 1 2 sin 2


采用幂级数展开，并取近似得：
s R (1 cos ) 1 cos 2 4
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2、 滑块速度与曲柄转角的关系 滑块速度： v d (2R s) ds ds . d . ds dt dt d dt d R sin sin 2 2
开式双柱
2
闭式
3
表2-2 通用曲柄压力机型号
J31-315 JB23-63
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2.5 通用曲柄压力机主要零部件结构
曲柄滑块机构

曲柄滑块机构的运动原理
曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移 动相互转换的平面连杆机构，也称曲柄连杆机构。
曲柄滑块机构
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曲柄滑块的运动规律
1、 滑块位移与曲柄转角的关系
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2.4 曲柄压力机的型号



根据JB/T9965-1999规定，曲柄压力机的型号由汉语拼音、 英文字母和数字表示 方法如下：J (△) □ □ ― □ (△) 类 变 组 型 标 改 代 形 别 别 称 进 号 设 压 设 计 力 计 例如：JA36-800B，表示闭式双点机械压力机，标称压力为 800×10kN，字母A表示第一次变形设计，字母B表示经过第 二次改进设计

适用范围：常用于大中型压力机上。
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连杆机构 /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
1、球头式连杆（连杆） 2、柱销式连杆（滑块） 3、柱塞导向连杆
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JB23-63 压力机的曲轴式曲柄滑块机构结构图
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2.2 曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型 四、曲柄压力机分类

按床身结构形式分类：
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。
3、 滑块加速度与曲柄转角的 加速度（向下为正）：
dv dv d dv a . . dt d dt d d . R sin sin 2 d 2 2 R cos cos 2
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运动原理： Vmax= ±ωR = ±2πnR/60 = ±πns/60 s-滑块行程, n-转 速, R-曲轴半径
第二章 曲柄压力机
2.1 概

述
了解通用曲柄压力机的基本构成。

学习其工作原理。

建立曲柄压力机的整体概念。
了解曲柄压力机的主要技术参数和编号规定，为模具 设计和压力机的选用打下基础。

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2.2曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型 一、曲柄压力机的用途
压力机用于对放臵于模具 中的材料实现压力加工。
压力机基本参数
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主要技术参数(续2)
工作台板及滑块底面尺寸（mm） 指压力机工作空间的平面尺寸。工作台板（垫 板）的上平面，用“左右×前后”的尺寸表示。滑 块下平面，也用“左右×前后”的尺寸表示。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。 工作台孔尺寸（mm） 工 作 台 孔 尺 寸 L1×B1 （ 左 右 × 前 后 ） 、 D1 （ 直 径），用做向下出料或安装 顶出装臵的空间。
一般柱销式连杆
JA31-160A连杆及装模高度调节装臵 1—导套 2—调节螺杆 3—连杆 4—蜗轮 5—蜗杆 6—滑块 7—顶料杆 8—连杆销 40
柱塞导向连杆
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连杆材料
淬火+高温回火， 淬火：C在铁素体的过饱和 连杆常用铸钢 ZG270-500、铸铁HT200； 固溶体，形成马氏体，其硬 度高强度高。但是塑性和韧 为中碳钢（C含量为万分 性相对低，有很大的内应力， 球头式连杆中的调节螺杆用 45钢锻造，调质处理，球 45 ），与低碳钢相比，综 因此需高温回火，得到综合 合力学性能更好。 性能好的索氏体。 42HRC； 头表面淬火，硬度为
压力机许用压力曲线：
冲裁、弯曲时压力机的吨位 应比计算的冲压力大30%左右。 拉深时压力机吨位应比计 算出的拉深力大60%～100%。
滑块行程 S（mm）
指滑块从上止点到下止点，所 压力机的许用压力曲线 经过的距离 拉深：S>2H 1─压力机许用压力曲线 2─冲裁力实际变化 滑块行程次数 n （1/min） 曲线 3─拉深力实际变化曲线 指滑块每分钟往复运动的次数.
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机身变形对冲压精度的影响
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预紧方法
电加热法
步骤：安装拧紧——加热电阻丝——螺杆受热伸长——转动 螺母——断电冷却——螺杆缩短预紧
曲柄压力机分类（续1）

按照工艺分为：
通用压力机：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。
③ 过载的影响：
连杆螺纹破坏 螺杆弯曲 曲轴弯曲、扭曲或断裂 机身变形或开裂
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机械式过载保护装置：
压塌块式过载保护装置
单面剪切
双面剪切
原理：过载时，压塌块被剪断，压塌块高度降低， 设备装模高度抬高。
应用：
不适用于双点或四点压力机上, 因为过载时不 能保证两根或四根连杠下的压塌块零件同时剪断。 由于其工艺性要求低、成本低，在中低档压 力机产品中还在使用。
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2.4 曲柄压力机的型号
压力机类代码：
J--机械压力机 Y--液压压力机 Z--自动压力机 D--锻机 A--剪切机 W--弯曲校压机
C--锤
T--其它
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2.4 曲柄压力机的型号
组 特征 开式单柱 号 1 型 号 1 2 3 1 2 3 4 5 名称 单柱固定台压力机 单柱升降台压力机 单柱柱形台压力机 开式双柱固定台压力机 开式双柱升降台压力机 开式双柱可倾台压力机 开式双柱转台压力机 开式双柱双点压力机 组 特征 开式双柱 号 2 型 号 8 9 1 2 3 6 7 9 名称 开式柱形台压力机 开式底传动压力机 闭式单点压力机 闭式单点切边压力机 闭式侧滑块压力机 闭式双点压力机 闭式双点切边压力机 闭式四点压力机
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主要技术参数(续3)
立柱间距A和喉深C
立柱间距是指双柱式压 力机立柱内侧面之间的距离。 喉深是开式压力机特有的参 数，它是指滑块中心线至机 身的前后方向的距离。 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。
压力机基本参数 23
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主要技术参数(续1)
最大装模高度H1（mm）及装模高度调节量ΔH1（mm）
压力机闭合高度 (H) 是指滑块 在下止点时，滑块下表面到工作 台上表面的距离。 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(H1)。 装模高度调节量是装模高度调 节装臵所能调节的距离（ΔH1）。 模具闭合高度是冲模在最低工 作位臵时，上模座上平面至下模 座下平面之间的距离。 Hmin-T≤H≤Hmax－T 理论上为： 在上下极限位臵处留5mm余量 实际上为：
⑥ 辅助系统和装臵：润滑、保护等。
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2.2 曲柄压力机用途、构成、工作原理及类型
工作特点：
压力机在整个工作周期内有负荷的工作 时间短，大部分时间为空行程。 将上模固定在滑块上，下模固定于工作 台垫板上，压力机便对置于上、下模间的材 料加压，实施压力加工。 大带轮和大齿轮也起到飞轮的作用，起到 储存和释放能量作用。
柱销式连杆中的调节螺杆不受弯矩作用，用球墨铸铁 内部是索氏体，球头 QT600-3或铸铁HT200。
表面耐磨，须对其进 行表面淬火，提高硬 度和耐磨性。
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过载保护装臵
① 过载：是曲柄压力机的工作负荷超过许用负荷。 ② 引起过载的原因：
压力机选用不当 模具调整不正确 坯料厚度不均匀 两个坯料重叠或杂物落入模腔内