成型設(shè)備課件07

1、第七章第七章 其他成形設(shè)備其他成形設(shè)備主講： 程永奇程永奇材料與能源學(xué)院22022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備2主要內(nèi)容主要內(nèi)容v螺旋壓力機(jī)v鍛錘v剪板機(jī)v板料折彎?rùn)C(jī)v高速壓力機(jī)v數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī) 32022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備3第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)v螺旋壓力機(jī)screw press用螺桿、螺母作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并靠螺旋傳動(dòng)將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍛壓機(jī)械。工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)使飛輪加速旋轉(zhuǎn)以儲(chǔ)蓄能量，同時(shí)通過(guò)螺桿、螺母推動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊接觸工件時(shí)，飛輪被迫減速至完全停止，儲(chǔ)存的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能，通過(guò)滑塊打擊工件，使之變形。打擊結(jié)束后，

2、電動(dòng)機(jī)使飛輪反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑塊上升，回到原始位置。螺旋壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作力來(lái)表示。v螺旋壓力機(jī)通常由電動(dòng)機(jī)通過(guò)摩擦盤(pán)帶動(dòng)飛輪輪緣而使飛輪旋轉(zhuǎn)，所以這種壓力機(jī)又稱摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)。螺旋壓力機(jī)用液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)飛輪，稱為液壓螺旋壓力機(jī)液壓螺旋壓力機(jī)。用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)飛輪的電動(dòng)螺旋壓力機(jī)電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，它的結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，由于換向頻繁，對(duì)控制電器要求較高，并需要特殊電機(jī)。42022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備4第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)v螺旋壓力機(jī)無(wú)固定下死點(diǎn)，對(duì)較大的模鍛件，可以多次打擊成形，可以進(jìn)行單打、連打和寸動(dòng)。打擊力與工件的變形量有關(guān)，變形大時(shí)打擊力小，變形?。ㄈ缋鋼簦r(shí)打

3、擊力大。在這些方面，它與鍛錘相似。但它的滑塊速度低（約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10）,打擊力通過(guò)機(jī)架封閉，故工作平穩(wěn)，振動(dòng)比鍛錘小得多，不需要很大的基礎(chǔ)。螺旋壓力機(jī)裝有打滑保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內(nèi)，以保護(hù)設(shè)備安全。v一般螺旋壓力機(jī)的下部都裝有鍛件頂出裝置。螺旋壓力機(jī)兼有模鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)等多種鍛壓機(jī)械的作用，萬(wàn)能性強(qiáng)，可用于模鍛、沖裁、拉深等工藝。此外，螺旋壓力機(jī)，特別是摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，所以應(yīng)用廣泛。螺旋壓力機(jī)的缺點(diǎn)是生產(chǎn)率和機(jī)械效率較低。56第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)v一、摩擦螺旋壓力機(jī)的用途及特點(diǎn)1）工藝萬(wàn)能性強(qiáng)；2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制造

4、使用成本低；3）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝調(diào)整方便；4）傳動(dòng)效率低；5）行程速度低，生產(chǎn)率不高。改進(jìn)：短行程、行程次數(shù)高、雙螺桿、液壓傳動(dòng)。v二、摩擦壓力機(jī)類型和主要技術(shù)參數(shù)類型：按摩擦傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分為雙盤(pán)、三盤(pán)、雙錐盤(pán)、無(wú)盤(pán)。主要技術(shù)參數(shù)：標(biāo)稱力、允許力、運(yùn)動(dòng)部分能量、滑塊行程、滑塊行程次數(shù)、最小裝模高度。7第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)vJ53-400型雙盤(pán)摩擦壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介1）傳動(dòng)部分2）運(yùn)動(dòng)部分3）機(jī)身部分4）附屬裝置 5 ) 操縱系統(tǒng)8第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)v電動(dòng)螺旋壓力機(jī)電動(dòng)螺旋壓力機(jī)的問(wèn)世始于上世紀(jì)四十年代德國(guó)，被稱為一種重大的技術(shù)突破設(shè)備，是螺旋壓力機(jī)發(fā)展史上的一次飛躍。目

5、前，德國(guó)萬(wàn)家頓（MLLE WEINGARTEN）、拉斯科（LASCO）等公司，采用變頻技術(shù)使其達(dá)到一定批量的生產(chǎn)。我國(guó)在1996年由宏達(dá)公司和西安理工大學(xué)聯(lián)合研制成功了1000kN電機(jī)直驅(qū)式電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，當(dāng)時(shí)因?yàn)殡娏?、電子、變頻等技術(shù)落后，沒(méi)能得到進(jìn)一步深入研究和推廣應(yīng)用。 近年來(lái)，隨著科技進(jìn)步、我國(guó)工業(yè)的崛起，和電力、電子、電控等技術(shù)迅猛發(fā)展，以及電動(dòng)螺旋壓力機(jī)所具有的優(yōu)點(diǎn)，得到了各界的肯定和不斷的發(fā)展。現(xiàn)已從德國(guó)進(jìn)口20MN、31.5MN、50MN、80MN電動(dòng)螺旋壓力機(jī)多臺(tái)，用于航空、航天、汽車等領(lǐng)域。我國(guó)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠進(jìn)口了萬(wàn)家頓公司31.5MN直驅(qū)式電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)

6、廠進(jìn)口了萬(wàn)家頓50MN經(jīng)一級(jí)齒輪傳動(dòng)的電動(dòng)螺旋壓力機(jī)，都用于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的成型鍛造，使用情況良好。910第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)v電動(dòng)螺旋壓力機(jī)是利用可逆式電動(dòng)機(jī)不斷作正反方向的換向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)飛輪和螺桿旋轉(zhuǎn)，使滑塊作上下運(yùn)動(dòng)。v按其傳動(dòng)特征分為兩類。v一、電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)式這種電動(dòng)螺旋壓力機(jī)無(wú)的電動(dòng)機(jī)，定子固定在壓力機(jī)機(jī)架的頂部，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就是壓力機(jī)的飛輪或飛輪的一部分，利用定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 在轉(zhuǎn)子（飛輪）外緣表面產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，由此產(chǎn)生電磁力矩，驅(qū)動(dòng)飛輪、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。定子與飛輪間有空氣間隙，主要傳動(dòng)部件之間是無(wú)接觸傳遞能量，所以成為無(wú)接觸式傳動(dòng)。v二、電動(dòng)機(jī)-機(jī)械傳動(dòng)式特殊電動(dòng)機(jī)

7、的功率大于500kw時(shí)，結(jié)構(gòu)龐大，造價(jià)高，當(dāng)電動(dòng)螺旋壓力機(jī)公稱壓力大于40MN后，采用電機(jī)-齒輪傳動(dòng)，由一臺(tái)或幾臺(tái)異步電機(jī)通過(guò)小齒輪帶動(dòng)有大齒圈的飛輪旋轉(zhuǎn)，飛輪只起傳動(dòng)和儲(chǔ)能作用，飛輪和螺桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)裝在滑塊上的螺母，使滑塊作上下直線運(yùn)動(dòng)。1112第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)13第一節(jié)第一節(jié) 螺旋壓力機(jī)螺旋壓力機(jī)v液壓螺旋壓力機(jī)工作原理由液壓泵中產(chǎn)生的高壓液體通過(guò)液壓操縱系統(tǒng)，借助于作直線運(yùn)動(dòng)（液壓缸）、螺旋運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（液壓馬達(dá)）的液壓動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)的工作部分（飛輪、螺桿、滑塊）產(chǎn)生上下運(yùn)動(dòng)，在空行程加速下降過(guò)程中積蓄的動(dòng)能，其中大部分用于鍛件成形所需的變形能。14152

8、022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備15第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v鍛錘是多種鍛壓機(jī)器的先驅(qū)，從19世紀(jì)第一臺(tái)蒸汽錘在英國(guó)問(wèn)世以來(lái)，已有一百多年的歷史，在其他鍛壓設(shè)備開(kāi)發(fā)出來(lái)之前不得不用它來(lái)進(jìn)行彎曲、拔長(zhǎng)、鐓鍛、拉伸等多種工序。v時(shí)至今日，鍛錘現(xiàn)已很少用于鐓鍛及擠壓。 錘類設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng)、投資少等特點(diǎn)，至今仍然起著非常重要的作用。特別是現(xiàn)代液壓,電子技術(shù)在鍛錘上得到應(yīng)用，鍛錘已成為鍛造行業(yè)具有高效、節(jié)能、環(huán)保要求的新型數(shù)控鍛造設(shè)備。 162022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備16第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v隨著工業(yè)的發(fā)展，鍛錘有了好幾個(gè)品種：第一代鍛錘重力錘。人們也稱皮帶錘或夾桿

9、錘、夾板錘，隨著工業(yè)的發(fā)展 ，這些錘已幾乎淘汰，但仍有少數(shù)使用者。第二代鍛錘蒸、空氣錘空氣錘。這類錘是目前我國(guó)鍛造業(yè)中的主力軍，由于其能 耗和污染等原因，使用受到限制。在國(guó)外蒸汽錘已基本淘汰，但空氣錘仍有使用者。第三代鍛錘液氣錘。液氣錘在西方主要是模鍛錘模鍛錘，在我國(guó)開(kāi)發(fā)的所有換頭 用的錘都有是這類型鍛錘。我國(guó)的技術(shù)突破是電液自由鍛錘的產(chǎn)生，不僅沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，仍延用老的操控方式生產(chǎn)。這種錘由于技術(shù)上的缺陷，目前西方有捷克Smeral公司制造小噸位的鍛錘，而德國(guó)萬(wàn)家頓公司做大噸位的對(duì)擊錘。這種類型的鍛錘比較適合生產(chǎn)對(duì)擊錘。第四代鍛錘電液錘/液壓錘。這種鍛錘的動(dòng)力及回程全部依靠液壓作用，國(guó)外

10、只有德國(guó)的LASCO公司和萬(wàn)家頓公司生產(chǎn)。 先進(jìn)鍛造工藝先進(jìn)鍛造工藝17第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v一、鍛錘的工作原理利用氣壓或液壓等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使落下部分（活塞、錘桿、錘頭、上砧（或上模塊），產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)并積累動(dòng)能，在極短的時(shí)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(jī)械稱為鍛錘。錘頭打擊固定砧座的為有砧座錘；上下錘頭對(duì)擊的對(duì)擊錘為無(wú)砧座錘。v鍛錘以很大的砧座或可動(dòng)的下錘頭作為打擊的支承面，在工作行程時(shí)，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(huì)引起很大的振動(dòng)和噪音。v鍛錘的規(guī)格通常以落下部分的質(zhì)量來(lái)表示，但因它是限能性設(shè)備，其確切的性能參數(shù)應(yīng)是打擊能量。v鍛件在

11、錘上的成形過(guò)程是打擊過(guò)程，可利用力學(xué)上的彈性正碰撞理論分析其打擊過(guò)程的特性。鍛錘是一種沖擊成形設(shè)備，工作過(guò)程中各主要零部件承受沖擊載荷，并有振動(dòng)傳向基礎(chǔ)和周圍環(huán)境，因此，研究鍛錘的打擊過(guò)程、分析鍛錘打擊效率和打擊力是鍛錘整機(jī)設(shè)計(jì)及性能分析、零部件強(qiáng)度校核和鍛錘振動(dòng)分析的基礎(chǔ)。18第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v二、鍛錘的打擊效率和打擊剛性鍛錘的打擊過(guò)程分為兩個(gè)階段。第一階段為加載階段。打擊開(kāi)始時(shí)錘頭的速度為V1，砧座的速度V2=0。在此階段，隨著砧塊（或模具）彼此接近而致使鍛件成形。第一階段結(jié)束時(shí)，錘頭和砧座達(dá)到一致的下沉速度V，這時(shí)鍛件變形最大，砧座及基礎(chǔ)下沉，落下部件的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為鍛件的塑性變形能、

12、錘擊系統(tǒng)內(nèi)部的彈性變形能和系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。對(duì)擊錘，上下錘頭相互靠攏，這能改善打擊時(shí)鋼帶的受力狀況。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鍛錘，導(dǎo)致打擊終了后錘頭和砧座或上下錘頭的反向分離，其速度分別達(dá)到U1和U2，此時(shí)二者開(kāi)始分離。有砧座錘砧座以初速度U2的初速度打擊基礎(chǔ)，嚴(yán)重的地面沖擊振動(dòng)由此產(chǎn)生，無(wú)砧座錘上、下錘頭是在空中堆積，地面上基本上無(wú)沖擊振動(dòng)。1920第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v三、鍛錘的打擊力鍛錘是限能量的鍛壓設(shè)備，它的主要性能參數(shù)是落下部分的打擊能量。但是，對(duì)其可能產(chǎn)生的打擊力亦應(yīng)有其度量準(zhǔn)則，以滿足鍛錘零件的強(qiáng)度校核、模具承壓面的確定及正確選用和使

13、用設(shè)備的需要。21第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v鍛錘的分類鍛錘的種類很多，按打擊特性分，有對(duì)擊錘和有砧座錘；按工藝用途分，有自由鍛錘、模鍛錘和板料沖壓錘；按向下行程時(shí)作用在落下部分的力分為單作用錘和雙作用錘。單作用錘工作時(shí)，落下部分為自由落體；雙作用錘在向下行程時(shí)，落下部分除受重力作用外，還受壓縮空氣或液壓力的作用，故打擊能量較大。通常按驅(qū)動(dòng)形式將鍛錘分為以下四類：v一、蒸汽空氣錘以來(lái)自動(dòng)力站的蒸汽或壓縮空氣作為工作介質(zhì)，通過(guò)滑閥配汽機(jī)構(gòu)和汽缸驅(qū)動(dòng)落下部分作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鍛錘稱為蒸汽空氣錘。工作介質(zhì)通過(guò)滑閥配汽機(jī)構(gòu)在工作汽缸內(nèi)進(jìn)行各種熱力過(guò)程，將熱力能轉(zhuǎn)換成鍛錘落下部分的動(dòng)能，從而完成鍛件變形。v二

14、、空氣錘空氣錘有工作缸和壓縮缸，兩缸之間由旋閥連通。其工作介質(zhì)也是壓縮空氣，鍛錘 圖3它在壓縮活塞和工作活塞之間僅起柔性連接作用。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)曲拐軸旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)壓縮活塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使被壓縮的空氣經(jīng)旋閥進(jìn)入工作缸的上腔或下腔，驅(qū)動(dòng)落下部分做向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行打擊或回程。22第二節(jié)第二節(jié) 鍛錘鍛錘v三、機(jī)械錘由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，靠機(jī)械傳動(dòng)提升錘頭的鍛錘，統(tǒng)稱為機(jī)械錘。它是一類主要依靠重力位能實(shí)現(xiàn)鍛件變形的單作用落錘。根據(jù)連接不同，分為夾板錘（或夾桿錘）、彈簧錘和鏈條錘（或鋼絲繩錘）。v四、液壓錘液壓錘是以液壓油為工作介質(zhì)，利用液壓傳動(dòng)來(lái)帶動(dòng)錘頭作上下運(yùn)動(dòng)，完成鍛壓工藝的鍛壓設(shè)備。分氣液和純液壓兩種

15、驅(qū)動(dòng)形式。氣液驅(qū)動(dòng)原理為：在工作前，先向氣腔一次充入定量的高壓氣體（氮?dú)饣驂嚎s空氣）。借助于下腔壓力的改變，對(duì)定量的封閉氣體進(jìn)行反復(fù)的壓縮和膨脹作功，使錘頭得到提升和快速下降進(jìn)行鍛擊。其工作特點(diǎn)是：油腔進(jìn)油，錘頭提升；油腔排油，錘頭下降并進(jìn)行鍛件成形。純液壓式模鍛錘的特點(diǎn)是：液壓缸下腔通常壓；上腔進(jìn)油，錘頭快速下降并進(jìn)行鍛擊，上腔排油，錘頭提升。液壓錘具有高效、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，利用氣液驅(qū)動(dòng)制成的液壓動(dòng)力頭來(lái)改造高能耗的蒸空自由鍛錘和模鍛錘。第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備23第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)v一、多點(diǎn)成形技術(shù)簡(jiǎn)介將傳

16、統(tǒng)的整體模具離散成一系列規(guī)則排列、高度可調(diào)的基本體（或稱沖頭）。在整體模具成形中，板材由模具曲面來(lái)成形，而多點(diǎn)成形中則由基本體群沖頭的包絡(luò)面（或稱成形曲面）來(lái)完成。2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備24第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)v技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)v與傳統(tǒng)模具成形相比，多點(diǎn)成形具有如下特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)無(wú)模成形實(shí)現(xiàn)無(wú)模成形：通過(guò)對(duì)各基本體運(yùn)動(dòng)的控制來(lái)構(gòu)造出各種不同的成形曲面，可以取代傳統(tǒng)的整體模具，節(jié)省模具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試和保存所需人力、物力和財(cái)力，顯著地縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。與模具成形法相比，不但節(jié)省巨額加工、制造模具的費(fèi)用，而且節(jié)省大量的修模與調(diào)模時(shí)

17、間。與手工成形方法相比，成形的產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好，并且顯著提高生產(chǎn)效率。優(yōu)化變形路徑優(yōu)化變形路徑：通過(guò)基本體調(diào)整，實(shí)時(shí)控制變形曲面，隨意改變板材的變形路徑和受力狀態(tài)，提高材料成形極限，實(shí)現(xiàn)難加工材料的塑性變形，擴(kuò)大加工范圍。實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形：可采用反復(fù)成形新技術(shù)，消除材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力，并實(shí)現(xiàn)少無(wú)回彈成形，保證工件的成形精度。小設(shè)備成形大型件：采用分段成形新技術(shù)，可以連續(xù)逐次成形超過(guò)設(shè)備工作臺(tái)尺寸數(shù)倍或數(shù)十倍的大型工件。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：曲面造型、工藝計(jì)算、壓力機(jī)控制、工件測(cè)試等整個(gè)過(guò)程都可以采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)CAD/CAM/CAT 一體化生產(chǎn)，工作效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小

18、，極大地改善勞動(dòng)者作業(yè)環(huán)境。2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備25第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)v二、多點(diǎn)成形技術(shù)原理多點(diǎn)成形的基本原理是由一系列規(guī)則排列的基本體點(diǎn)陣代替整體式?jīng)_壓模具，通過(guò)調(diào)整基本體單元高度形成所需要的成形面，實(shí)現(xiàn)板料的無(wú)模、快速、柔性化成形。成形過(guò)程如圖所示。2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備26第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備27v三、多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及測(cè)試技術(shù)為一體的板料數(shù)字化快速成形新設(shè)備。以位置可調(diào)控的基本體群為核心，板類件的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、成形以及測(cè)試都由計(jì)算

19、機(jī)輔助完成，從而快速實(shí)現(xiàn)三維曲面成形。一 般 由 三 大 部 分 組 成 ：CAD/CAM軟件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、多點(diǎn)成形主機(jī)。第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)v1.CAD/CAM軟件系統(tǒng)作用：根據(jù)成形件的目標(biāo)形狀進(jìn)行幾何造型及成形工藝計(jì)算，并通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)整沖頭（基本體）的高度位置，構(gòu)造成形面，然后控制加載機(jī)構(gòu)，成形出所需的零件， 并可結(jié)合針對(duì)成形結(jié)果的測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)成形，進(jìn)一步提高產(chǎn)品精度?？傮w上可分為CAD/CAM、CAT子系統(tǒng)。2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備28第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)v2.多點(diǎn)成形主機(jī)硬件部分主要包括機(jī)身、上下基本體群

20、、基本體調(diào)整機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)等。v3.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要功能：數(shù)據(jù)通信、基本體群形狀調(diào)整、工件成形控制及保護(hù)等。2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備29第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)v應(yīng)用實(shí)例2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備30第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備31第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備32第三節(jié)第三節(jié) 多點(diǎn)成形壓力機(jī)多點(diǎn)成形壓力機(jī)2022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備3334第四節(jié)第四節(jié) 剪板機(jī)剪板機(jī)v剪板機(jī)簡(jiǎn)介：剪板機(jī)的分類：一般剪板機(jī)可分為：腳踏式（人力

21、）、機(jī)械剪板機(jī)式、液壓擺式剪板機(jī)、精密剪板機(jī)液壓閘式剪板機(jī)、數(shù)控?cái)[式剪板機(jī)、數(shù)控閘式剪板機(jī)剪板機(jī)是借于運(yùn)動(dòng)的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片間隙，對(duì)各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離。剪板機(jī)工作原理及構(gòu)造剪板機(jī)常用來(lái)剪裁直線邊緣的板料毛坯。剪切工藝應(yīng)能保證被剪板料剪切表面的直線性和平行度要求，并盡量減少板材扭曲，以獲得高質(zhì)量的工件。剪板機(jī)屬于鍛壓機(jī)械中的一種，主要作用就是金屬加工行業(yè)。產(chǎn)品廣泛適用于：航空、輕工、冶金、化工、建筑、船舶、汽車、電力、電器、裝潢等行業(yè)提供所需的專用機(jī)械和成套設(shè)備。35362022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備36第四節(jié)第四節(jié) 剪板機(jī)剪

22、板機(jī)vQC12Y系列液壓擺式剪板機(jī)372022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備37第第四四節(jié)節(jié) 剪板機(jī)剪板機(jī)vQ11系列剪板機(jī) 38第五節(jié)第五節(jié) 板料折彎?rùn)C(jī)板料折彎?rùn)C(jī)v折彎?rùn)C(jī)的工作原理折彎?rùn)C(jī)包括支架、工作臺(tái)和夾緊板，工作臺(tái)置于支架上，工作臺(tái)由底座和壓板構(gòu)成，底座通過(guò)鉸鏈與夾緊板相連，底座由座殼、線圈和蓋板組成，線圈置于座殼的凹陷內(nèi)，凹陷頂部覆有蓋板。使用時(shí)由導(dǎo)線對(duì)線圈通電，通電后對(duì)壓板產(chǎn)生引力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板和底座之間薄板的夾持。由于采用了電磁力夾持，使得壓板可以做成多種工件要求，而且可對(duì)有側(cè)壁的工件進(jìn)行加工，操作上也十分簡(jiǎn)便。v折彎?rùn)C(jī)分為手動(dòng)折彎?rùn)C(jī)，液壓折彎?rùn)C(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)。v液壓折彎?rùn)C(jī)按同步

23、方式又可分為：扭軸同步、機(jī)液同步，和電液同步。v液壓折彎?rùn)C(jī)按運(yùn)動(dòng)方式又可分為：上動(dòng)式、下動(dòng)式。39第五節(jié)第五節(jié) 板料折彎?rùn)C(jī)板料折彎?rùn)C(jī)v液壓折彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn):1.采用全鋼焊結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度和剛性。2.液壓上傳動(dòng)，機(jī)床兩端的油缸安置于滑塊上，直接驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)工作。3.滑塊同步機(jī)構(gòu)采用扭軸強(qiáng)迫同步。4.采用機(jī)械檔塊結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定可靠。5.滑塊行程機(jī)動(dòng)快速調(diào)，手動(dòng)微調(diào)，計(jì)數(shù)器顯示。6.斜楔式的撓度補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，以保證獲得較高的折彎精度。v折彎?rùn)C(jī)包括支架、工作臺(tái)和夾緊板，工作臺(tái)置于支架上，工作臺(tái)由底座和壓板構(gòu)成，底座通過(guò)鉸鏈與夾緊板相連，底座由座殼、線圈和蓋板組成，線圈置于座殼的凹陷內(nèi)，凹陷頂部覆有蓋板。v使用

24、時(shí)由導(dǎo)線對(duì)線圈通電，通電后對(duì)壓板產(chǎn)生引力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板和底座之間薄板的夾持。由于采用了電磁力夾持，使得壓板可以做成多種工件要求，而且可對(duì)有側(cè)壁的工件進(jìn)行加工。402022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備40第五節(jié)第五節(jié) 板料折彎?rùn)C(jī)板料折彎?rùn)C(jī)vWC67Y系列液壓板料折彎?rùn)C(jī) 412022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備41第六節(jié)第六節(jié) 高速壓力機(jī)高速壓力機(jī)v高速壓力機(jī)高速壓力機(jī)高速壓力機(jī)是提高沖壓件精度，降低沖壓件成本，提高生產(chǎn)率的理想工作母機(jī)。422022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備42第七節(jié)第七節(jié) 數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)432022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備43v

25、數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)是利用數(shù)控技術(shù)對(duì)板料進(jìn)行沖孔和步?jīng)_的壓力機(jī)。被沖制的被沖制的板料板料固定在工作臺(tái)上按規(guī)定的程序作左右固定在工作臺(tái)上按規(guī)定的程序作左右和前后移動(dòng)和定位，和前后移動(dòng)和定位，模具模具安裝在壓力機(jī)轉(zhuǎn)安裝在壓力機(jī)轉(zhuǎn)塔內(nèi)自動(dòng)調(diào)換或安裝在模具配接器中手工塔內(nèi)自動(dòng)調(diào)換或安裝在模具配接器中手工快速調(diào)換，采用快速調(diào)換，采用單次沖裁方式或步?jīng)_沖裁單次沖裁方式或步?jīng)_沖裁方式方式?jīng)_出不同形狀和尺寸的孔及零件沖出不同形狀和尺寸的孔及零件。它特別適用于單件小批量生產(chǎn)，主要由數(shù)字?jǐn)?shù)字控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)氣動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)械系機(jī)械系統(tǒng)統(tǒng)組成。442022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備44

26、452022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備45v數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)有以下特點(diǎn)有以下特點(diǎn)： (1)壓力機(jī)采用高精度的滾珠絲杠和滾動(dòng)導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，使其具有較高的運(yùn)動(dòng)精度和可靠性。 (2)壓力機(jī)上下轉(zhuǎn)盤(pán)中裝有多副模具，以供加工時(shí)自行選用。(3)壓力機(jī)采用了數(shù)控系統(tǒng)，使沖壓工作能自動(dòng)完成。一般只要將零件的沖孔直徑，孔位等要求用規(guī)定的代碼編制成程序，通過(guò)紙帶輸入方式或采用鍵盤(pán)輸入方式將程序輸入壓力機(jī)中，壓力機(jī)就能自動(dòng)工作。許多壓力機(jī)為了簡(jiǎn)化程序，在儲(chǔ)存器中存儲(chǔ)有典型零件程序和圖形處理程序，只要調(diào)用并輸入?yún)?shù)，壓力機(jī)即可工作。462022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備46(4)數(shù)控壓

27、力機(jī)的沖壓方式與普通壓力機(jī)的沖壓方式有較大的差異。例如有一批外輪廓較大的零件，按照常規(guī)沖法是先剪板下料(周邊)，然后在壓力機(jī)上裝一副模具，在一批板料上把與模具相對(duì)應(yīng)的孔沖完，再換另一副模具，沖另外一種孔。依此循環(huán)，直至沖完所有孔。這種沖法雖然不用重新制造全套模具，但是板材上下搬動(dòng)次數(shù)較多，換模時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。如果在數(shù)控壓力機(jī)上沖孔，只要裝夾一次扳料，就能把其上的孔全部沖出。其沖壓方式是：當(dāng)一種孔沖好后需要換模時(shí)，壓力機(jī)把裝于上下轉(zhuǎn)盤(pán)中的另一副模具轉(zhuǎn)至滑塊下，移動(dòng)工作臺(tái)帶動(dòng)板料移到所沖位置即可沖孔(圖的孔1)。另外，還可利用組合沖裁法沖出較復(fù)雜的孔(圖的孔2、3)或利用分步?jīng)_裁法沖出沖孔力大

28、于壓力機(jī)公稱壓力的孔。 472022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備47(5)沖壓件精度高，定位精度一般在0.15mm，最高可達(dá)0.050.07 mm。 (6)生產(chǎn)率高，與普通沖孔相比，可提高生產(chǎn)宰410倍，尤其對(duì)單件、小批量生產(chǎn)，可提高生產(chǎn)奉2030倍。所以，很適合多品種、中、小批量或單件的生產(chǎn)。 (7)生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，且可減少模具設(shè)計(jì)與制造費(fèi)用。 (8)工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，除裝卸料以外，所有孔均可自動(dòng)沖出，同時(shí)可節(jié)省占地面積。 482022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備48v下圖為JK9230型轉(zhuǎn)塔自動(dòng)換模式數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)外形圖。機(jī)身為開(kāi)式機(jī)身，便于操作、調(diào)整和維修。 49v數(shù)控沖模回

29、轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)結(jié)構(gòu)數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)主要由機(jī)架、工作臺(tái)、轉(zhuǎn)塔( 沖?；剞D(zhuǎn)頭)、轉(zhuǎn)模(自動(dòng)分度)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)(機(jī)械或液壓)系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組裝而成。50v工作原理工作原理（下圖）：主電動(dòng)機(jī)10通過(guò)大小帶輪和蝸輪蝸桿，帶動(dòng)曲軸、連桿、肘桿動(dòng)作，使滑塊3作上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行沖壓。轉(zhuǎn)塔12支承和懸掛在機(jī)身上，伺服電動(dòng)機(jī)11通過(guò)傳送帶帶動(dòng)上下轉(zhuǎn)盤(pán)同步回轉(zhuǎn)，以選擇模具，并用定位銷6使轉(zhuǎn)盤(pán)最終定位，以保證上下模同心。被加工板料用夾鉗13夾緊，放置在移動(dòng)工作臺(tái)2上。兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)通過(guò)滾珠絲杠-滾珠螺母?jìng)鲃?dòng)，使工作臺(tái)縱橫向送進(jìn)，以選擇工件沖孔的坐標(biāo)。512022-3-5材料成形設(shè)備材料成形設(shè)備5

30、152v1.機(jī)架數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)的機(jī)架多為鋼板焊接結(jié)構(gòu)。按其結(jié)構(gòu)形式，可分為開(kāi)式機(jī)架（即C形或J形機(jī)架）和閉式機(jī)架（即O形機(jī)架）。閉式機(jī)架的優(yōu)點(diǎn)是剛性好，彈性變形小，在工作過(guò)程中對(duì)模具有利。目前國(guó)內(nèi)外大多數(shù)廠家均采用開(kāi)式機(jī)架，在機(jī)架的各側(cè)面增加加強(qiáng)肋板和使用較厚的夾板來(lái)提高機(jī)架的剛度。53v2.工作臺(tái)數(shù)控沖模回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)的工作臺(tái)為焊接結(jié)構(gòu)，由本體(即機(jī)架的一部分)、活動(dòng)拖架(即活動(dòng)工作臺(tái)y 軸) 和滑動(dòng)夾鉗(x軸) 等幾部分組成?；顒?dòng)拖架(y軸)通過(guò)安裝在本體上的伺服電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠副來(lái)驅(qū)動(dòng)；滑動(dòng)夾鉗(x軸)則通過(guò)安裝在活動(dòng)拖架上的伺服電動(dòng)機(jī)、滾珠絲杠副來(lái)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)夾鉗間的距離還可任意調(diào)整

31、。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)數(shù)控步?jīng)_壓力機(jī)的夾鉗間距離的調(diào)整大多數(shù)都是靠人工手動(dòng)的，也有少數(shù)能由計(jì)算機(jī)程序控制來(lái)進(jìn)行。54v3. 轉(zhuǎn)塔轉(zhuǎn)培是-個(gè)裝有凸模和凹模的旋轉(zhuǎn)輪，由上、下兩個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)組成，模具均裝在轉(zhuǎn)盤(pán)上。依據(jù)模具工位數(shù)量的多少，轉(zhuǎn)塔可以分為單軌和多軌兩種。為了使上、下轉(zhuǎn)盤(pán)準(zhǔn)確定位，在轉(zhuǎn)盤(pán)的側(cè)面或背面設(shè)有錐形定位銷孔，錐銷插入就可以保證定位準(zhǔn)確。轉(zhuǎn)盤(pán)軸稱為T(mén) 軸，T軸的驅(qū)動(dòng)包括伺服電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)軸、分度銷、上、下轉(zhuǎn)盤(pán)。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定轉(zhuǎn)盤(pán)的某一模位號(hào)之后，定位錐銷自動(dòng)撥出，伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)到后軸帶動(dòng)上、下轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到設(shè)定的模位后停下，錐銷再插入到相應(yīng)的錐孔之中，從而使上、下轉(zhuǎn)盤(pán)準(zhǔn)確定位

32、。凸模在模具工位中上下滑動(dòng)，凸模的外套和轉(zhuǎn)塔之間的間隙很小，這樣可以準(zhǔn)確引導(dǎo)凸模運(yùn)動(dòng)。由于模具上下運(yùn)動(dòng)速度較快，容易引起轉(zhuǎn)搭的磨損。磨損的轉(zhuǎn)塔會(huì)影響模具精度并降低制件的質(zhì)量。因而在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)塔時(shí)， 每個(gè)工位都使用了模套以消除轉(zhuǎn)塔的磨損。55v4. 轉(zhuǎn)模（自動(dòng)分度）機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)模機(jī)構(gòu)(在高瑞的數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)上才有)即模具分度機(jī)構(gòu)，是用來(lái)使轉(zhuǎn)盤(pán)上某些模具沿本身軸線旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。分度模具的轉(zhuǎn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)軸，并通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)分度模具的傳動(dòng)蝸桿，通過(guò)蝸輪一蝸桿機(jī)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)分度模具轉(zhuǎn)動(dòng)。在不分度時(shí)，要保證模具分度為零。若在工作過(guò)程中，機(jī)器由于某種報(bào)警而停機(jī)時(shí)， 應(yīng)保證使分度模具置于零位。使用轉(zhuǎn)模(自動(dòng)分

33、度)機(jī)構(gòu)可以沖切復(fù)雜形狀的板件，減少模具，降低模具的費(fèi)用；同時(shí)還可縮短加工時(shí)間。56v5. 驅(qū)動(dòng)( 機(jī)械或液壓) 系統(tǒng)數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為機(jī)械式和液壓式兩種主傳動(dòng)形式。(1)機(jī)械驅(qū)動(dòng)式 一般由電動(dòng)機(jī)、飛輪、離合器/制動(dòng)器、主軸/偏芯鈾、連桿和沖頭組成。( 2) 液壓驅(qū)動(dòng)式 由活塞和液壓缸組合構(gòu)成，這個(gè)組合連接到?jīng)_床液壓系統(tǒng)的力源上，帶動(dòng)沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沖擊上轉(zhuǎn)盤(pán)上所選定的凸模(上模)而對(duì)板材進(jìn)行沖孔。57v6 電氣控制系統(tǒng)數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)目前多采用日本FANUC或德國(guó)SIEMENS公司的控制系統(tǒng)，控制軸數(shù)有三輔(x、y 、T) 、四軸(x、y 、T 、C) 和五

34、軸( x 、y 、T、C1 、C2)。采用高精度、高性能、快速的交流伺服電動(dòng)機(jī)，x、y軸聯(lián)動(dòng)；采用彩色顯示屏，帶有標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，可配軟驅(qū)，配有PLC ，具有自診斷功能。58數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)數(shù)控?cái)?shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)數(shù)控系統(tǒng)v數(shù)控系統(tǒng)硬件數(shù)控系統(tǒng)硬件59數(shù)控系統(tǒng)軟件數(shù)控系統(tǒng)軟件v數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)層次數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)層次60旋壓機(jī)旋壓機(jī)v金屬旋壓成形技術(shù)金屬旋壓成形技術(shù)金屬旋壓成形技術(shù)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)使之受力點(diǎn)由點(diǎn)到線通過(guò)旋轉(zhuǎn)使之受力點(diǎn)由點(diǎn)到線由線到面，同時(shí)在某個(gè)方向給予一定的壓力使金屬由線到面，同時(shí)在某個(gè)方向給予一定的壓力使金屬材料沿著這一方向變形和流動(dòng)而成形某一形狀的技材料沿著這一方向變形和流動(dòng)而成形某一形狀的技術(shù)。術(shù)。金屬材料必須具有塑性變形或流動(dòng)性能，旋壓旋壓成形不等同塑性變形，它是集塑性變形和流動(dòng)變形成形不等同塑性變形，它是集塑性變形和流動(dòng)變形的復(fù)雜過(guò)程的復(fù)雜過(guò)程。金屬旋壓技術(shù)的基