三、雙動壓力機課件

1、1、 雙動壓力機的特點 雙動壓力機有雙動機械壓力機和雙動液壓機兩種。雙動壓力機有兩個滑塊，它們按各自的運動規(guī)律分別進行壓料和拉深。雙動壓力機主要用于大型復雜零件的拉深。它與單動壓力機相比，具有以下特點： 1)雙動壓力機的壓料力大， 一般為拉深力的0.61倍。而單動壓力機的壓料力由彈性壓料裝置提供，最大約為拉深力的0.3倍左右， 拉深大型或復雜的覆蓋件時壓料力不夠。 2)雙動壓力機可以在壓料滑塊的4個角上進行調節(jié)，使壓料圈微量傾斜，從而調整各部位的壓料作用。而單動壓力機的壓料裝置只能整個地調整壓料力。 3)雙動壓力機的壓料滑塊在壓料時速度接近于零。行程幾乎不變化，只消耗很少的能量。而彈性壓料裝置

2、在壓料時壓料圈要向下移動，需要消耗能量，使電動機的功率需增大2030% 。 4)雙動壓力機的拉深凹模固定在工作臺上，毛坯在凹模上容易安放與定位，便于用機械手送料、取件。而采用彈性壓料裝置的單動壓力機一般是把凸模固定在工作臺上，凸模的凸起使毛坯不易定位，必須將毛坯頂彎。 5)雙動壓力機的壓料剛度好，能充分發(fā)揮壓料面上拉深筋的作用。而單動壓力機的壓料不是剛性的，當壓料面為不對稱曲面時，壓料效果差。 6)雙動壓力機在開始壓料時，壓料滑塊的速度已接近于零，壓料沖擊小。而單動壓力機在開始拉深時的滑塊速度很高，由于氣墊和壓料圈的慣性，勢必產(chǎn)生很大的沖擊。 雙動機械壓力機有一個外滑塊和一個內滑塊。外滑塊上固

3、定壓料圈，作壓料用；內滑塊上固定凸模，進行拉深。外滑塊一般由連桿機構來實現(xiàn)其運動。如DN10004000雙動壓力機的外滑塊的運動機構簡圖如圖257所示，曲柄1轉動時，依次通過由桿件1、 2、 3組成的曲柄搖桿機構、由桿件4、 5、 6組成的雙搖桿機構和由桿件7、8、 9組成搖桿滑塊機構，使外滑塊9按照一定規(guī)律上下移動。 圖258是雙動壓力機內、外滑塊的行程曲線圖。 可以看出，外滑塊先于內滑塊向下運動，到達其下死點將毛坯壓緊，然后保持不動。此時內滑塊相繼下行，到達外滑塊下死點處開始進行拉深，直到內滑塊到下死點時拉深結束。拉深結束后內滑塊首先上升，而外滑塊還在其下死點停留一段時間后才上升。外滑塊上

4、升的速度較快，在內滑塊到達上死點時外滑塊又已開始向下運動了。 拉深滑塊（內滑塊）與單動壓力機相同。2、 雙動機械壓力機 雙動液壓機的2個滑塊分別稱為主滑塊和壓料滑塊，分別作拉深和壓料用。兩個滑塊可以鎖緊聯(lián)動，壓力迭加，作為單動壓力機用。雙動液壓機的滑塊布置形式有兩種，即內外滑塊式和上下滑塊式。 內外滑塊式的主滑塊在壓料滑塊內的導軌上移動， 壓料滑塊在壓力機機架的導軌上移動。2個滑塊的上下移動均分別動作。由于2個滑塊內外布置。高度重合，所以壓力機高度可以降低。但缸數(shù)較多，結構復雜，主滑塊的導向精度差。 上下滑塊式(又稱平行滑塊式)有主滑塊位于壓料滑塊上面和主滑塊位于壓料滑塊下面兩種布置形式。主滑

5、塊在上面時，凸模從壓料滑塊中間的大孔中穿過。主滑塊在下面時，主滑塊的工作缸從壓料滑塊中間的孔內穿過，而壓料圈則通過穿過主滑塊的桿與壓料滑塊連接。上下滑塊式的壓料滑塊沒有單獨的回程缸，3、 雙動液壓機回程靠主滑塊帶上去，因而結構較簡單。上下滑塊式有些只有一個滑塊沿機架導軌移動，有些2個滑塊都在機架導軌上移動。只要主滑塊沿機架導軌移動，導向精度較高。上下滑塊式的缺點是高度大。 與雙動機械壓力機相比，雙動液壓機結構簡單，制造成本低，滑塊速度調節(jié)方便，滑塊在行程各點的速度和壓力都是均勻的，工作時的振動和噪聲小，對板料厚度誤差和材料的性能變化不敏感，沒有超載危險。 但是生產(chǎn)效率低，動力消耗大，維修不方便

6、。 因此，雙動液壓機適用于批量小、形狀復雜、拉深深度大的零件，而雙動機械壓力機則適用于大量生產(chǎn)的小型拉深件。 沖壓設備的選擇直接關系到?jīng)_壓工藝過程的完成、產(chǎn)品質量、設備安全、生產(chǎn)效率、模具壽命、產(chǎn)品成本等一系列問題。 首先要根據(jù)沖壓工序的性質、生產(chǎn)批量和沖壓件的尺寸大小來選擇設備的類型。對于小型沖裁件、彎曲件或拉深件，主要選用單柱開式機械壓力機。對大中型沖壓件，多采用雙柱形式的機械壓力機。對大型復雜拉深件，應選用雙動拉深壓力機。對大批量生產(chǎn)的中小型沖壓件，應選用高速壓力機或多工位自動壓力機。在小批量生產(chǎn)中，可采用液壓機。 在設備類型選定后，應進一步選定設備的規(guī)格。 選擇設備規(guī)格首先要考慮沖壓力

7、。 沖壓力（包括壓料力、推件力)不能大于沖壓設備的公稱壓力。考慮到?jīng)_壓力計算的誤差、材料厚度和力學性能的波動以及操作等因素，設備的公稱壓力應比最大沖壓力大1020%。當進行深拉深或多工序復合沖壓四、沖壓設備的選擇等加工時，由于加工行程長，而且最大沖壓力可能不發(fā)生在公稱壓力行程內，就不能只根據(jù)最大沖壓力和壓力機公稱壓力來選擇設備。而是應保證在全部行程里都不能超出壓力機的允許負荷。這時應根據(jù)沖壓加工的沖壓力曲線和壓力機的允許負荷曲線(圖259)來選擇設備。圖中所示的沖裁和彎曲的沖壓力在全部行程范圍內都小于曲線b，即可以選擇允許負荷曲線為b的壓力機。而圖中所示拉深的最大沖壓力雖然小于曲線b的最大值(

8、公稱壓力），但卻超過了相應行程處的允許負荷，因此不能選用曲線為b的壓力機，而應選用允許負荷曲線為a的壓力機。 除沖壓力以外，選擇壓力機時還要求壓力機行程的大小應能夠保證取出制件和放入毛坯的方便，裝模高度應與沖模高度相適應，工作臺面的尺寸應大于沖模的平面尺寸，行程次數(shù)應能保證生產(chǎn)率和操作安全的要求。 一、車身覆蓋件的特點 車身覆蓋件是指汽車車身內、外表面的蒙皮零件。與一般沖壓件相比較，覆蓋件在結構上和質量要求上有其獨特之處，在沖壓工藝、沖模設計和沖模制造工藝上也有其獨自的特點。因此，覆蓋件可以作為一類特殊的沖壓件來研究。 覆蓋件主要具有以下特點： 1)形狀復雜 大多數(shù)覆蓋件都是由復雜的空間曲面組

9、成，有軸對稱的(以汽車中心線為對稱軸)形狀，也有非對稱的形狀。為了獲得空氣動力特性好的車身外形，覆蓋件應當具有連續(xù)的空間曲面形狀，拐角處和各曲面的交接處常常是圓滑過渡。由于藝術造型的需要，往往在一些曲面上還加有棱線和裝飾性結構，使覆蓋件的形狀更加復雜。 2)外形尺寸大 為了保證車身外表曲面的連續(xù)性和完整性，簡化裝配工藝，大多數(shù)的覆蓋件外形尺寸都比較大，有些覆蓋件外輪廓尺寸達23m。 3)表面質量要求高 覆蓋件的可見表面不允許有波紋、皺紋、凹痕、邊緣拉痕、擦傷以及其它破壞表面完美的缺陷。覆蓋件上的裝飾棱線、筋條都應清晰、平滑、左右對稱及過渡均勻。相鄰覆蓋件上的裝飾棱線在銜接處必須吻合，不允許參差

10、不齊。特別是對于小轎車，表面質量要求更高。表面上一些微小的缺陷都會在涂漆后引起光的漫反射而影響外觀。 4)要求足夠的剛度 覆蓋件是薄壁零件，在汽車行駛時會產(chǎn)生振動。為避免共振，減少噪聲和增加疲勞壽命，必須提高覆蓋件的剛度。 一般沖壓件的形狀和尺寸都是由零件圖樣完整地表達出來，而車身覆蓋件則不同。由于覆蓋件的形狀復雜、立體曲面多，單靠圖樣往往是無法完全表示出來的，還必須依賴于覆蓋件主模型(簡稱主模型)。主模型是覆蓋件圖樣的補充。甚至可以說能夠完整地表示覆蓋件形狀尺寸的是主模型。 主模型是根據(jù)車身主圖板用木料或塑料制作的表示各個覆蓋件內表面形狀的1：1的立體模型。內覆蓋件的主模型稱為內主模型，外覆

11、蓋件的主模型稱為外主模型。主模型是車身的原始技術資料，是制造覆蓋件沖模和裝焊夾具、檢驗夾具的標準，又是檢驗覆蓋件以及調整裝焊夾具和檢驗夾具不可缺少的標準樣品。將主模型在主架上組合起來，便是整車主模型。1、 生產(chǎn)綱領與沖壓工藝方案 覆蓋件沖壓工藝方案應保證產(chǎn)品的高質量、生產(chǎn)的高效率和原料、工具等成本的低消耗，根據(jù)這個原則，生產(chǎn)綱領決定了覆蓋件沖壓工藝方案的選擇。 在單件生產(chǎn)中，車身覆蓋件的生產(chǎn)以鈑金(手工)工藝為主，使用少量模具、胎具及機械化工具，配備少量的拉深和成形模具。 在小批量生產(chǎn)中，覆蓋件沖壓工藝方案只要求拉深和成形使用模具，而落料、拉深后的修邊是在一些通用設備上進行，翻邊使用胎具，覆蓋

12、件上的孔用鉆孔方法加工。拉深模一般用低熔點合金模、鋅基合金?；蛩芰夏?。 在中批量生產(chǎn)中，對關鍵性的覆蓋件和勞動量較大的覆蓋件，部分工序采用沖壓模具，而一般的覆蓋件沖壓工藝方案與小批量生產(chǎn)相同。 在大批量生產(chǎn)中，覆蓋件沖壓工藝方案的關鍵在于考慮生產(chǎn)的流水性，因此每一道工序都需要使用沖模。模具結構相對復雜，一般采用人工送料和取件，少量采用機械手取件。 在大量流水生產(chǎn)中，則采用自動線進行生產(chǎn)。自動線上的模具結構相對簡單些，便于安裝各種送料、取件、翻轉、排除廢料和傳送工件等裝置。 顯然，隨著生產(chǎn)批量的增大設備條件也更先進。2、 覆蓋件的沖壓工序 車身覆蓋件的形狀復雜、尺寸大，因此一般不可能在一道沖壓工

13、序中直接獲得。有的需要十幾道工序才能獲得，最少的也要三道工序（例如，下料成形修邊）。覆蓋件沖壓的基本工序有：落料、拉深、修邊、翻邊和沖孔。根據(jù)需要和可能性可以將一些工序合并，如修邊沖孔、修邊翻邊等。 落料工序是為了獲得拉深工序所需的毛坯外形。如果拉深毛坯外形接近于矩形，也可省去此道工序。 拉深工序是覆蓋件沖壓的主要工序，覆蓋件的形狀大部分是由拉深工序成形的。下面將詳細討論拉深工序。 修邊工序是為了切除拉深件的工藝補充部分。這些工藝補充部分只是拉深工序的需要，因此拉深后應切掉。 翻邊工序位于修邊工序之后，它使覆蓋件邊緣的豎邊成形。 沖孔工序是加工覆蓋件上的孔洞。沖孔工序一般在拉深工序之后，以免孔

14、洞破壞拉深時的均勻應力狀態(tài)，以免孔洞在拉深時變形。 覆蓋件各道工序的沖壓件都稱為工序件。工序件又可按具體工序的內容稱為拉深件、修邊件、翻邊件等。各道工序必須有工序件圖，以滿足該工序的沖模設計和沖模制造工藝的需要。工序件圖根據(jù)覆蓋件圖樣(即產(chǎn)品圖)和沖壓工藝要求來繪制。工序件圖是按工序件在沖模中的位置來畫的，而不是象覆蓋件圖樣那樣按覆蓋件在汽車上的位置畫出的。最后一道工序的工序件圖可以不按工序件在沖模中的位置畫出，而利用覆蓋件圖樣，但必須在圖中標明工序件在沖模中的位置。在拉深件圖上必須將工藝補充部分的尺寸注出，用雙點劃線畫出覆蓋件輪廓線和修邊線，并用文字注明。在修邊件圖上則應用雙點劃線畫出翻邊輪

15、廓。1、 覆蓋件拉深工藝的特點 拉深工序是車身覆蓋件沖壓中最關鍵、最重要的工序。拉深質量對覆蓋件的質量影響最大。拉深工藝設計是否合理還直接影響其它各道工序的設置。例如，拉深前是否需要對毛坯進行修切或預先折彎；拉深后是否需要整形等。拉深工藝還影響修邊、翻邊、沖孔工序的排列順序和次數(shù)多少，完成這些工序的沖模復雜程度和使用壽命，以及工人操作的方便性等?？傊?，拉深工藝的好壞往往決定了整個覆蓋件設計和制造的成敗。 車身覆蓋件的拉深具有以下特點： 1)無論覆蓋件分塊有多大，形狀有多復雜，只能在一次拉深中成形出全部空間曲面形狀以及曲面上的棱線、筋條和凸臺。否則很難保證覆蓋件幾何形狀的一致性和表面光滑。 2)

16、由于覆蓋件的形狀復雜，需要根據(jù)經(jīng)驗和進行拉深實驗來判斷、證實產(chǎn)品設計和拉深工藝設計的可行性、可靠性和經(jīng)濟牲，將發(fā)現(xiàn)的問題反饋到產(chǎn)品設計和工藝設計中，進行修改。此外，往往還需要把產(chǎn)品的形狀和尺寸變換為適合進行拉深的拉深件形狀和尺寸。 3)覆蓋件的拉深不僅要求一定的拉深力，還要求在拉深過程中具有足夠的、穩(wěn)定的壓料力。由于覆蓋件往往輪廓尺寸較大，普通帶氣墊的單動壓力機不能滿足其對壓料力的要求。因此，在大量生產(chǎn)中，大型、復雜的覆蓋件拉深均采用雙動壓力機。 4)覆蓋件的拉深要求材料的塑性好，表面質量高，尺寸精度高，使在拉深過程中所需拉深力小，加工硬化快，變形延續(xù)過程長，材料內部的硬化能得到比較均勻的分布

17、。2、拉深方向的確定 拉深件的沖壓方向是拉深工藝設計中需首先解決的問題。它關系到能否拉深出合格的拉深件，也影響到拉深件工藝補充部分的多少和壓料面形狀。下面是合理選擇拉深方向的一些主要原則： 1)保證凸模能夠進入凹模 拉深方向的確定應保證能將拉深件的全部空間形狀 (包括棱線、筋條和凸臺)一次拉深出來，不應有凸模接觸不到的死區(qū)。因此，對于有凹形或反成形(即成形部分的凸模作用方向與拉深凸模沖壓方向相反)的情況，就要根據(jù)凹形或反成形來確定沖壓方向(圖260、圖261)。 2)凸模與毛壞應有良好的初始接觸狀態(tài) 拉深方向的確定應使在拉深開始時，凸模與毛坯的接觸狀態(tài)滿足以下要求：接觸面積較大(圖262a)，

18、以免應力集中產(chǎn)生破裂，不過，如果平面接觸的面積太大，平面部分得不到充分的塑性變形，會降低制件剛度；接觸點靠近中間部分，凸模兩側的包容角盡可能相等(圖262b)，使毛坯材料均勻進入凹模，以免毛坯在凸模頂部竄動；接觸點要多而分散(262c)，多點同時接觸，可防止毛坯竄動避免局部變形過大。 3)力求壓料面各部位變形阻力均勻 拉深方向的確定應使在拉深過程中毛坯壓料面各部分的拉深變形阻力均勻，材料進入凹模的速度盡量一致，否則毛坯可能經(jīng)過凸模頂部竄動，甚至破裂或起皺，各部位的拉深深度均勻是保證拉深變形阻力均勻的主要條件。圖263是比較兩種拉深方向的例子。圖a所示的拉深方向壓料面是傾斜的，左右兩側的拉深深度

19、相差大，拉深變形阻力不一樣，拉深過程中毛坯有可能由淺的一側向深的一側竄動，而且凸模與毛坯的初始接觸狀態(tài)也不好，偏在右側；圖b所示的拉深方向是將前一個拉深方向順時針旋轉了一個角度，壓料面呈水平狀態(tài)，降低了拉深高度，兩側拉深深度比較均勻，變形阻力基本一樣，而且凸模與毛坯的初始接觸部分靠近中間。圖264是兩種沖壓方向比較的另一個例子，圖a所示的沖壓方向與拉深件右側上方的側壁平行，即這段側壁是垂直的，并且拉深深度最大的部位偏在右側。拉深過程中，當毛坯形狀由、變到時，毛坯右側開始被拉入凸、凹模之間的垂直間隙中，而垂直間隙使得右側的拉深變形阻力比左側大得多，在這以后的拉深中毛坯就有可能從左側經(jīng)凸模頂部向右側竄動；圖b所示的沖壓方向順時針旋轉了150，右側上部側壁不再是垂直的，因而左、右側的拉深變形阻力基本一致了。 工藝補充部分是彌補產(chǎn)品的沖壓工藝性缺陷的工序件結構部分，包括工藝延伸補充部分和零件結構孔洞的工藝補充部分。在車身覆蓋件的拉深工藝中，它是不可缺少的。拉深件的工藝補充部分可以使凹模口四周處的毛坯拉深變形阻力均勻，使整個拉深件塑性變形均勻，并可以為后續(xù)工序創(chuàng)造有利條件。 1） 工藝延伸補充部分 拉深件上修邊線以外的部分為工藝延伸補充部分。 常見的工藝延伸補充部分種類如圖2-65所示。圖a的修邊線在拉深件壓料面上，而壓料面就是覆蓋件本身的法蘭邊，垂直