鍛壓設(shè)備及控制

1、l 鍛錘：利用氣壓或液壓等傳動機構(gòu)使落下部分（活塞、錘桿、錘頭、上砧（或上模塊），產(chǎn)生運動并積累動能，在極短的時間施加給鍛件，使之獲得塑性變形能，完成各種鍛壓工藝的鍛壓機械稱為鍛錘。l 鍛錘的分類1、機械錘（夾板錘、鋼絲錘、彈簧錘） 2、空氣錘 3、蒸汽空氣錘（自由鍛、模鍛錘 ）4、蒸汽空氣對擊錘 5、高速錘 6、液壓模鍛錘 7、螺旋壓力機l 鍛錘的主要特點1、打擊速度高：鍛錘是一種沖擊成形設(shè)備，打擊速度高，一為79m/s，因此金屬流動性好，成形工藝性好。2、行程次數(shù)高：空氣錘打擊次數(shù)在100250 min-1之間，蒸汽空氣錘全行程打擊次數(shù)一般也大于70min-1，因而有較高的生產(chǎn)率。3、操作

2、靈活：工藝萬能性強，作為模鍛設(shè)備時，在一臺錘上以完成拔長、滾擠、預鍛、終鍛等各種工序的操作。4、定能量設(shè)備：沒有固定的下死點。其鍛造能力不受噸位限制，當鍛錘的有效打擊能量小于鍛件變形所需能量時，可以多打幾錘。另外當鍛件變形量較小時，可以產(chǎn)生很大的打擊力。5、結(jié)構(gòu)簡單：制造容易，安裝方便，價格便宜。l 鍛錘的打擊特性鍛錘以很大的砧座或可動的下錘頭作為打擊的支承面，在工作行程時，錘頭的打擊速度瞬間降至零，工作是沖擊性的，能產(chǎn)生很大的打擊力，通常會引起很大的振動和噪音。l 鍛錘的打擊能量表現(xiàn)為錘頭下落行程終了（工件變形前）所具有的動能，對于有砧座式： Eh=（227）式中：Eh鍛錘打擊能量，單位為J

3、或KJ，它表示鍛錘的有效工作能力，是鍛錘主參數(shù)； m落下部分質(zhì)量；v下落行程終了（工件變形前）錘頭速度。l 鍛錘的打擊過程在千分之幾秒內(nèi)完成，對有磚座式錘，錘頭將打擊能量傳遞給鍛件和固定磚座，對于對擊式錘，上下兩錘頭完成等行程撞擊或等能量撞擊。打擊過程中鍛件在錘頭與磚座上下兩錘頭間完成塑性變形。過程分為兩個階段，第一階段為加載階段，在此階段，隨著錘頭與磚座彼此接近而致使鍛件成形。第二階段為卸載階段。第一階段末錘擊系統(tǒng)所具有的彈性變形能在第二階段釋放，導致打擊終了后錘頭和砧座或上下錘頭的反向分離。l 力能關(guān)系：螺旋壓力機通過摩擦傳動、液壓傳動或電機直接傳動來驅(qū)動飛輪,使飛輪儲蓄一定的能量,在鍛打

4、時,此能量轉(zhuǎn)化為鍛件的變形功、摩擦損失功和機器的彈性變形功,這三部份功都是力和位移的函數(shù)。而鍛造力又與工件的尺寸大小、幾何形狀、材料的機械性能以及鍛造溫度和鍛造工藝有關(guān)。第三章 液壓機l 液壓機的工作原理液壓機是根據(jù)靜態(tài)下液體壓力等值傳遞的帕斯卡原理制成的。液體壓力傳遞原理為：在充滿液體的密閉容器中，施于任一點的單位外力，能傳播至液體全部，其數(shù)值不變，其方向垂直于容器的表面。液壓機的結(jié)構(gòu)：液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí) 行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。工作原理:油壓泵是油壓系統(tǒng)的動力源，是靠泵的作用力使液壓油通過液壓管路進入油缸/活塞油缸/活塞里有幾組互相配合的密封件，不同位置的

5、密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液壓油不能泄露。最后通過單向閥使液壓油在油箱循環(huán)使油缸/活塞循環(huán)做功，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動作的循環(huán)。油壓缸：將油壓能轉(zhuǎn)化為機械能油壓傳動是利用液體壓力來傳遞動力和進行控制的一種傳動方式油壓裝置是由油壓泵，油壓缸，油壓控制閥和油壓輔助元件。p=F1/A1=F2/A2 F2=p×A2l 液壓機的特點1. 工作壓力大，工作行程大，工作空間大。2. 工作壓力可調(diào)，可以實現(xiàn)保壓，并可防止過載。 3. 速度調(diào)節(jié)方便，可實現(xiàn)無級調(diào)速。4. 結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，操作方便。5. 工作平穩(wěn)，無噪音。6. 適用工藝范圍廣。適合深拉伸、深擠壓、非金

6、屬材料壓制、超硬材料合等。7. 工作效率低。l 液壓機的分類1、手動液壓機。2、鍛造液壓機。3、沖壓液壓機。4、通用液壓機。5、校正壓裝液壓機。6、擠壓液壓機。7、層壓液壓機。8、壓制液壓機。9、打包壓塊液壓機。10、其他，輪軸壓裝、沖孔等專門用途液壓機。l 通用液壓機本體結(jié)構(gòu)形式1. 三梁四柱式-常用結(jié)構(gòu)形式。2.雙柱下拉式-重心低，整體高度低，適用于中、小型鍛造用。3.框架式-機身剛度大，導向精度高，抗疲勞能力強。4.鋼絲纏繞式-組合框架機身，預應力鋼帶纏繞，用于高壓液壓機。第四章l 曲柄壓力機：曲柄壓力機是以曲柄傳動的鍛壓機械，包括機身、橫置于機身下方的曲軸、兩端分別與曲軸和滑塊鉸接的雙

7、連桿、位于連桿上方的滑塊、位于滑塊下方的工作臺板、位于機身下方外側(cè)并通過離合器與曲軸連接的飛輪、還包括滾珠導向裝置。l 曲柄壓力機結(jié)構(gòu)組成工作機構(gòu)（曲柄滑塊機構(gòu)）、傳動系統(tǒng)（齒輪傳動、皮帶傳動等機構(gòu)）、操縱系統(tǒng)（離合器和制動器）、能源系統(tǒng)（電動機、飛輪等）、支承部件（機身），還有多種輔助系統(tǒng)和裝置，如潤滑系統(tǒng)、保護裝置及氣墊等。通用壓力機一般由以下幾部分組成。 工作機構(gòu)：即曲柄滑塊機構(gòu)（或稱曲柄連桿機構(gòu)）。它由曲軸、連桿、滑塊等零件組成，其作用是將曲柄的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復運動，由滑塊帶動模具工作。 傳動系統(tǒng)：包括齒輪傳動、帶傳動等機構(gòu)，起能量傳遞作用和速度轉(zhuǎn)換作用。 操縱系統(tǒng)：包括離

8、合器、制動器等零部件，用以控制工作機構(gòu)的工作和停止。 能源系統(tǒng)：包括電動機、飛輪。 支撐部分：主要指機身，它把壓力機所有部分連接成一個整體。除上述基本部分外，還有多種輔助系統(tǒng)和裝置，如潤滑系統(tǒng)、保護裝置及氣墊等 l 曲柄壓力機工作原理 l 曲柄壓力機的分類通常按機身結(jié)構(gòu)分為：開式曲柄壓力機，閉式曲軸壓力機開式曲柄壓力機的C形床身三面敞開，特別適用于大張板料邊緣的沖壓加工。但這種形式的床身結(jié)構(gòu)本身剛性較差，因而所能承受的載荷較小。閉式曲軸壓力機的框架結(jié)構(gòu)受立柱的限制，工作臺面積有限，操做空間小，因而對沖壓件的周邊尺寸有一定的限制?？蚣苄谓Y(jié)構(gòu)床身剛性好，所承受的載荷大而均勻。l 曲柄壓力機的型號如

9、JA31-160BJ 機械壓力機類代號A 第一種變型（同一型號產(chǎn)品的變型順序號）3組代號1型代號（閉式單點壓力機)160標準壓力1600KNB第二次改進（產(chǎn)品的重大改進順序號）l 通用壓力機的技術(shù)參數(shù)1、標稱壓力Fg及標稱壓力行程sg。2、滑塊行程s。2、滑塊行程次數(shù)n。3、最大裝模高度H1及裝模高度調(diào)節(jié)H1。4、工作臺板及滑塊底面尺寸。4、喉深滑塊行程s：是指滑塊從上死點到下死點所經(jīng)過的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。裝模高度：是指滑塊在下死點時，滑塊下表面到工作臺墊板上表面的距離。當裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最上位置時，裝模高度達最大值，稱為最大裝模高度H1。裝模高度調(diào)節(jié)裝置所能調(diào)節(jié)的距離稱

10、為裝模高度調(diào)節(jié)量H1。喉深是指開式壓力機或單柱壓力機的滑塊的中心線至機身的距離。l 曲柄滑塊機構(gòu)：曲柄滑塊機構(gòu)是曲柄壓力機工作機構(gòu)中的主要類型，這種機構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑瓦\動，并直接承受工件變形力。理想狀態(tài)下曲柄滑塊機構(gòu)的作用力和曲柄扭矩：我們說理想狀態(tài)是指忽略摩擦力的作用 ?；瑝K上受到的作用力有：工件成形工藝力F、連桿對滑塊的作用力FAB、導軌對滑塊的反作用力Q。根據(jù)力平衡條件 : 當 時 一般情況下，特別是對通用壓力機，遠小于0.3，故 遠小于17.50。由于較小，因 此，可認為 ， 那么上兩式可簡化為：曲軸是傳遞運動和動力的重要零件，它的強度是限制滑塊負荷大小的主要因素。 在壓力機工作時

11、，曲軸受剪切力、彎矩和扭矩的聯(lián)合作用，為了便于分析和計算，通常在強度計算時忽略一些對強度影響較小的因素，如；忽略齒輪對曲軸的作用力；忽略剪切力；連桿對曲軸的作用力近似看成等于公稱壓力，即FABF。 根據(jù)力學分析，曲軸的-、截面為危險截面，見下圖。在曲柄頸危險截面-處，受到彎矩和扭矩的聯(lián)合作用，但由于此處的扭矩比彎矩小得多，故可以忽略扭矩對應力的影響，只考慮彎曲強度問題。 由于曲軸的彎矩是由力F引起的，則在設(shè)計壓力機時，用標稱壓力Fg來設(shè)計或校核該截面的彎曲強度。自然，由曲軸截面-的強度所決定的使用原則為 ： F -為曲軸-截面強度所允許的滑塊負荷。 在曲軸支承頸危險截上也受到彎扭聯(lián)合作用，但此

12、處彎矩比扭矩小得多，可以忽略彎矩的影響，只考慮扭轉(zhuǎn)強度問題。由于曲軸支承頸處所受扭為 ，則該截面強度的設(shè)計和校核是按曲軸的公稱扭矩 計算的。所謂公稱扭矩是指曲柄轉(zhuǎn)角等于公稱壓力角 、滑塊負荷等于公稱壓力Fg時，曲軸上所承受的扭矩。即故由曲軸截面的強度所決定的使用原則為： F-為曲軸在截面強度所允許的滑塊作用力； 為曲軸許用扭矩； 曲柄壓力機滑塊許用負荷圖從上述滑塊許用負荷計算公式可知：曲軸危險裁面II強度所允許的滑塊作用力F-只與壓力機標稱壓力有關(guān)，而且其大小等于壓力機標稱壓力；危險截面強度所允許的滑塊作用力F 除與壓力機公稱壓力有關(guān)外，還與當量力臂mq成反比。而mq是曲柄轉(zhuǎn)角的函數(shù)，當轉(zhuǎn)角從

13、00到900增大時，mq隨之增大，則F 相應減小。 在選用通用壓力機時，要使成形力的最大值落在安全區(qū)，保證設(shè)備的安全使用。得出結(jié)論：a. 滑塊的許用負荷取決于曲軸強度， 也就是兩危險截面強度。b. 不同型號的壓力機在負荷圖中的值不同。c. 工藝不同選用值要合適，可用量化值 g確定。結(jié)點偏置的曲柄滑塊機構(gòu)a)結(jié)點正偏置平鍛機冷鐓自動機b)結(jié)點負偏置冷擠壓力機熱模鍛壓力機l 傳動級數(shù)及速比分配原則傳動級數(shù)與電機轉(zhuǎn)速和滑塊行程次數(shù)有關(guān)。行程次數(shù)低，總傳動速比就大，傳動級數(shù)就應多些，否則每級的速比太大，結(jié)構(gòu)就不緊湊；反之，行程次數(shù)高，總傳動速比就小，傳動級數(shù)就可少些?，F(xiàn)有壓力機傳動系統(tǒng)的級數(shù)一般不超過

14、四級。 行程次數(shù)在70次/分以上采用單級傳動；行程次數(shù)在7030次/分的采用兩級傳動；行程次數(shù)在1030次/分的采用三級傳動；行程次數(shù)在10次/分以下的用四級傳動。第一級多采用帶傳動，使電動機在起動和停止時有一定的緩沖作用。 l 速比分配原則：三角皮帶（第一級）的傳動速比不超過68，齒輪傳動不超過79。通用壓力機的飛輪轉(zhuǎn)速常取300400r/min左右。l 鍛壓機械設(shè)備分類1 機械壓力機(沖床)2 液壓機3 自動鍛機4 錘類5 鍛壓機6 剪切機7 彎曲校正機8 其他鍛壓機鍛壓設(shè)備是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機械設(shè)備。鍛壓設(shè)備包括成形用的鍛錘、機械壓力機、液壓機、螺旋壓力機和平鍛機，以及開卷

15、機、矯正機、剪切機、鍛造操作機等輔助設(shè)備。鍛錘鍛錘是由重錘落下或強迫高速運動產(chǎn)生的動能，對坯料做功，使之塑性變形的機械。鍛錘是最常見、歷史最悠久的鍛壓機械，它結(jié)構(gòu)簡單、工作靈活、使用面廣、易于維修，適用于自由鍛和模鍛。但震動較大，較難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。 機械壓力機機械壓力機是用曲柄連桿或肘桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、螺桿機構(gòu)傳動，工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)機械化、自動化，適于在自動線上工作。機械壓力機在數(shù)量上居各類鍛壓機械之首。 冷鍛機冷鍛機包括各種線材成形自動機、平鍛機、螺旋壓力機、徑向鍛造機、大多數(shù)彎曲機、矯正機和剪切機等，也具有與機械壓力機相似的傳動結(jié)構(gòu)，可以說是機械壓力機的派生系列。 旋轉(zhuǎn)鍛壓機旋轉(zhuǎn)鍛壓機是鍛造與軋制相結(jié)合的鍛壓機械。在旋轉(zhuǎn)鍛壓機上，變