螺旋壓力機簡介課件

第10章螺旋壓力機一、螺旋壓力機的原理及特性1.螺旋壓力機的工作原理原理：采用螺旋機構(gòu)傳遞飛輪能量。通過摩擦、液壓或電機直接驅(qū)動等傳動裝置使飛輪加速轉(zhuǎn)動以積蓄能量，同時，由螺旋副將飛輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為滑塊的上、下直線運動。螺旋壓力機是用螺桿﹑螺母作為傳動機構(gòu)﹐并靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運動的鍛壓機械。第10章螺旋壓力機一、螺旋壓力機的原理及特性原理：采用螺旋1螺旋壓力機簡介22.用途：用于金屬零件的模鍛、校正、擠壓、壓印、切邊和沖壓等工序。是進行葉片、齒輪等零件精密模鍛的最佳鍛壓設(shè)備。3.特性：a.工作行程前存儲能量E=?Iω2+?mv2I—飛輪轉(zhuǎn)動慣量ω—飛輪角速度m—滑塊質(zhì)量v—滑塊直線速度工作瞬間能量全部釋放(與錘的工作特性相同)2.用途：3b.工作時機身行程封閉離心，對基礎(chǔ)震動沖擊小，不需要龐大的基礎(chǔ)。（兼有壓力機的工作特性）優(yōu)點：1、工藝適應(yīng)性廣：可根據(jù)變形量的要求提供能量a）沒有固定的下止點，當(dāng)?shù)谝粨翦懩Ｎ创蚩繒r可進行第二擊。b）滑塊速度較低，適于鍛造一些對變形敏感的鋁、銅等合金材料b.工作時機身行程封閉離心，對基礎(chǔ)震動沖擊4c）有頂出裝置便于復(fù)雜零、精密模鍛的成形2、鍛件豎向精度高由于沒有固定的下死點，機身等零件的彈性變形和熱變形均可由滑塊位移來補償。3、機器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維修方便。4、模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。5、飛輪能量在一次加壓時被全部消耗掉對產(chǎn)品產(chǎn)生很大的變形能量。6、鍛造時成形速度極快，最適用于熱鍛，溫鍛加工。缺點：行程次數(shù)較低，生產(chǎn)率低；承受偏載能力差只適用于單模膛模鍛；摩擦損耗大，傳動效率低。c）有頂出裝置便于復(fù)雜零、精密模鍛的成形5§10.1螺旋壓力機的分類及參數(shù)一、分類1.機械摩擦傳動—摩擦壓力機2.液壓傳動—液壓螺旋壓力機3.電動傳動—電動螺旋壓力機4.離合器式螺旋壓力機5.氣液螺旋壓力機二、主要技術(shù)參數(shù)1、公稱壓力Fg：在此壓力下螺旋壓力機工作時能提供較多的有效能量。不是壓力機的最大壓力。最大打擊能量：ET=?Iωmax§10.1螺旋壓力機的分類及參數(shù)一、分類62、許用力Fa：螺旋壓力機連續(xù)打擊時所允許的最大載荷，為公稱壓力的1.6倍，是螺旋壓力機最有實用意義的力參數(shù)。3、最大打擊ET：螺旋壓力機所能提供的最大打擊能量，是螺旋壓力機的最主要的技術(shù)參數(shù)。反映了設(shè)備的最大工作能力。4、滑塊最大行程S：滑塊從設(shè)計規(guī)定的上止點到下極限位置之間的距離。行程較大，能加工變形程度較大、高度較高的工件，通用性強。5、滑塊行程次數(shù)n0：螺旋壓力機每分鐘能完成的全行程的次數(shù)。n0=60/t。t為螺旋壓力機空行程時滑塊往復(fù)運動一次的時間。6、最小裝模高度。7、工作臺尺寸。2、許用力Fa：螺旋壓力機連續(xù)打擊時所允許的最大載荷，為公稱7螺旋壓力機的型號表示方法其型號用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示。螺旋壓力機分為以下5種型號：53型：雙盤摩擦螺旋壓力機。55型：離合器式螺旋壓力機。57型：液壓螺旋壓力機。58型：電動螺旋壓力機。59型：氣液螺旋壓力機。例如：JB53-200A型號的意義J-機械壓力機代號。B-同一種型號的第二次變型。53-雙盤摩擦螺旋壓力機。200-主參數(shù)，公稱壓力為2000KN。A-第一次改進。螺旋壓力機的型號表示方法8結(jié)構(gòu)組成：五大組成部分傳動部分工作部分機身部分操縱系統(tǒng)附屬裝置圖10-33000kN雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)圖1、機身2、滑塊3、螺桿4、斜壓板5、緩沖圈6、拉緊螺栓7、飛輪8、傳動帶9.11、摩擦盤10、傳動軸12、鎖緊螺母13、軸承14、支臂15、上橫梁16、制動裝置17、卡板18、操縱裝置19、拉桿20、頂料器座大型的采用液壓或氣動助力結(jié)構(gòu)組成：圖10-33000kN雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)圖大型的9設(shè)備工作特征：無固定下死點，對較大的模鍛件可多次打擊成形，可進行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關(guān)，變形大時打擊力小，變形小(如冷擊)時打擊力大，與鍛錘相似。它的滑塊速度低(約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10)，打擊力通過機架封閉，故工作平穩(wěn)，振動比鍛錘小得多，不需要很大的基礎(chǔ)。裝有打滑保險機構(gòu)，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內(nèi)，以保護設(shè)備安全。設(shè)備工作特征：10分類：按傳動機構(gòu)的類型可以分為：摩擦式、電動式、液壓式、離合器式。按螺旋副的工作方式分為螺桿直線運動式、螺桿旋轉(zhuǎn)運動式和螺桿螺旋運動式三大類。按螺桿數(shù)量分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿式。按工藝用途分為粉末制品壓力機、萬能壓力機、沖壓用壓力機、鍛壓用壓力機等。按結(jié)構(gòu)形式分為有砧座式和無砧座式等。分類：111、機架2、滑塊3、電動機4、螺桿5、螺母6、帶7、摩擦盤8、飛輪9、操縱氣缸10、大齒輪(飛輪)11、小齒輪12、液壓馬達13、液壓缸14、電動機定子15、電動機轉(zhuǎn)子(飛輪)16、回程缸17、離合器圖10-4螺旋壓力機的傳動類型圖10-4螺旋壓力機的傳動類型12圖10-5螺旋副的工作方式圖10-5螺旋副的工作方式1310.2.1摩擦壓力機工作原理：

電動機通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉(zhuǎn)。雙盤式摩擦壓力機應(yīng)用最廣。特點：動作較快，可使滑塊停在行程內(nèi)的任意位置，一旦超負(fù)荷時，只引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致?lián)p壞機件。1、分配閥液壓缸2、分配閥3、液壓缸4、活塞5、操縱手柄6、撥叉7、曲桿8、操縱桿9、控制桿10、上碰塊11、上行程限位板12、下行程限位板13、下碰塊14、彈簧15、壓力計16、溢流閥17、液壓泵18、電動機19、油箱圖10-6摩擦壓力機操縱系統(tǒng)原理圖10.2.1摩擦壓力機工作原理：1、分配閥液壓缸圖10-14圖4-6J53-2500T雙盤螺旋摩擦壓力機圖4-7FPRN系列摩擦螺旋壓力機圖4-6J53-2500T雙盤螺旋摩擦壓力機圖4-7FP151、7、手輪2、6、氣缸3、5、摩擦盤4、橫軸8、飛輪9、主螺桿10、主螺母11、滑塊12、機身圖4-8采用氣動操縱系統(tǒng)的摩擦壓力機10.2.2氣動摩擦壓力機1、7、手輪圖4-8采用氣動操縱系統(tǒng)的摩擦壓力機10.2.21610.2.3電動螺旋壓力機工作原理：壓力機的工作是靠轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場產(chǎn)生的力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子(飛輪)正、反轉(zhuǎn)，通過主螺旋副的螺旋運動，使滑塊完成工作循環(huán)。圖4-14電動螺旋壓力機1、主螺桿2、導(dǎo)套3、制動器4、轉(zhuǎn)子5、電動機定子6、風(fēng)機10.2.3電動螺旋壓力機工作原理：圖4-14電動螺旋壓17圖4-15J58系列電動螺旋壓力機J58系列電動螺旋壓力機是一種工藝適用性極強的鍛壓設(shè)備。它既能用于熱鍛，又能用于精鍛、精整；既能適用于不銹鋼復(fù)底鍋壓力焊接工藝，又能適用于鈦合金葉片及其他葉片的精密鍛造。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、傳動鏈短、操作便捷、運行安全、維修工作量小的特點，該機打擊能量可準(zhǔn)確設(shè)置，打擊力有顯示，可根據(jù)成型精度調(diào)節(jié)能量、打擊力，以減少模具的機械應(yīng)力和熱接觸時間，延長模具壽命。圖4-15J58系列電動螺旋壓力機J58系列電動18結(jié)構(gòu)組成：

電動機定子5，安裝在機身上，而電動機的轉(zhuǎn)子4(即為飛輪)與主螺桿上端相連，二者均為圓筒形。轉(zhuǎn)子高度為滑塊行程加定子高度，由低碳鑄鋼制成，結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，可靠性好。壓力機的工作是靠轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場產(chǎn)生的力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子(飛輪)正、反轉(zhuǎn)，通過主螺旋副的螺旋運動，使滑塊完成工作循環(huán)。特點：

傳動環(huán)節(jié)少、容易制造、操作方便、沖壓能量穩(wěn)定。與同噸位摩擦壓力機相比，每分鐘行程次數(shù)提高了2～3倍，不必經(jīng)常更換磨損件，近年來增長很快，并向大型化發(fā)展。結(jié)構(gòu)組成：19數(shù)控電動螺旋機：打擊能量可精確設(shè)置，成形精度高，制件公差小，適合于精密鍛造。模具載荷減輕，比摩擦壓力機模具壽命明顯提高。電耗降低，結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，易于維護，無液壓驅(qū)動單元，使用維護費用明顯減少?？蛇M行程序鍛造，主機能自動按預(yù)先設(shè)置的每工步打擊能量運行。打擊后，滑塊還可在下死點停頓，停頓時間能預(yù)先設(shè)置，以適應(yīng)某些工藝的要求。由于采用了變頻驅(qū)動，不會對工廠電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊和影響其它設(shè)備運行。行程高度方便調(diào)整，回程位置準(zhǔn)確安裝了自主研發(fā)的噸位指示器，精確控制打擊力，保護主機不致超載。圖4-16數(shù)控電動螺旋機數(shù)控電動螺旋機：圖4-16數(shù)控電動螺旋機2010.2.4液壓螺旋壓力機特點：工作速度較高，生產(chǎn)率較高。便于采用能量預(yù)選和工作過程的數(shù)控，操作方便，容易實現(xiàn)壓力機以最佳的能耗工作。成本較高，一般液壓螺旋壓力機都為較大型設(shè)備。10.2.4液壓螺旋壓力機特點：21液壓螺旋壓力機液壓缸傳動式壓力機液壓馬達傳動式壓力機螺旋運動液壓缸式壓力機直線運動液壓缸式壓力機分類：液壓螺旋壓力機液壓缸傳動式壓力機液壓馬達傳動式壓力機螺旋運動221、液壓馬達-齒輪式液壓螺旋壓力機：它的飛輪是一個大齒輪5，由若干個帶小齒輪6的液壓馬達7驅(qū)動，使之正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而帶動主螺桿3滑塊2上、下運動，完成工作循環(huán)。大齒輪的厚度等于小齒輪的厚度加上滑塊行程，因此，飛輪的結(jié)構(gòu)尺寸很大。若干個液壓馬達均勻分布在飛輪的圓周上，并固定在壓力機的機身上。高壓油由液壓泵蓄能器供給。工作原理：圖4-11液壓馬達-齒輪式液壓螺旋壓力機示意圖1、拉桿2、滑塊3、主螺桿4、主螺母5、大齒輪6、小齒輪7、液壓馬達1、液壓馬達-齒輪式液壓螺旋壓力機：工作原理：圖4-11液232、螺旋液壓缸式液壓螺旋壓力機：飛輪7的上方與主螺桿8同軸串聯(lián)著副螺旋副，其導(dǎo)程和旋向與主螺旋副相同，副螺母4在支座上固定不動。副螺桿2(即為活塞桿)下端與飛輪7連接，上端為活塞1。高壓油進入液壓缸3上腔作用在活塞上時，活塞與副螺桿便相對副螺母下行并作螺旋運動，帶動飛輪與主螺桿同步運動，同時飛輪加速積蓄能量。當(dāng)液壓缸上腔排油、下腔進油時，推動主、副螺桿反向做螺旋運動，于是滑塊被提升回程。圖4-12副螺桿式液壓螺旋壓力機傳動部件結(jié)構(gòu)圖1、活塞2、副螺桿3、液壓缸4、副螺母5、支座6、尼龍十字形聯(lián)軸節(jié)7、飛輪8、主螺桿2、螺旋液壓缸式液壓螺旋壓力機：圖4-12副螺桿式液壓螺旋243、直動式液壓缸式液壓螺旋壓力機：機身兩側(cè)裝有兩個液壓缸3，其活塞桿與滑塊鉸接。當(dāng)高壓油進入液壓缸上腔，作用在活塞上時，便推動滑塊向下運動，帶動主螺旋副運動，使飛輪旋轉(zhuǎn)并積蓄能量。當(dāng)高壓油進入液壓缸下腔，而上腔排油時，滑塊便被提升回程。直動液壓缸式螺旋壓力機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，動作可靠，但主螺旋副在工作中磨損較嚴(yán)重，設(shè)備的傳動效率也較低。圖4-13直動液壓缸式液壓螺旋壓力機1、飛輪2、主螺桿3、液壓缸4、活塞5、滑塊3、直動式液壓缸式液壓螺旋壓力機：圖4-13直動液壓缸式液2510.2.5離合器式螺旋壓力機優(yōu)點：

打擊能量高悶?zāi)r間短，模具使用壽命長抗偏載能力強生產(chǎn)效率高、節(jié)省能源。缺點：

機器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，既有機械離合器傳動，又有用于滑塊回程的液壓傳動。在鍛擊和回程時，主螺桿和螺母的螺牙為同一受力面，潤滑液不易補充，導(dǎo)致螺母螺牙容易磨損。10.2.5離合器式螺旋壓力機優(yōu)點：26圖4-18J55系列離合器式螺旋壓力機圖4-18J55系列離合器式螺旋壓力機27螺旋壓力機簡介281、工作過程

1）飛輪由電動機通過皮帶驅(qū)動，總朝一向個方向旋轉(zhuǎn)；2）向下行程時，由液壓推動離合器接合，帶動螺桿轉(zhuǎn)動，通過固定在滑塊上的螺母使滑塊向下運動，進行打擊；3）離合器接合后，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速降到一定數(shù)值時離合器脫開，飛輪繼續(xù)沿原方向旋轉(zhuǎn)，并逐漸恢復(fù)速度；4）打擊完成后，液壓回程缸推動滑塊上行，完成一個工作循環(huán)。1、工作過程292、打擊力的控制高能螺旋壓力機一次打擊能量不是飛輪的全部動能，通常設(shè)計為飛輪轉(zhuǎn)速降12.5％時所釋放的能量。該種螺旋壓力機屬于壓力限定型設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)下列情況時打擊過程將結(jié)束：1）打擊力增大到給定數(shù)值時，摩擦離合器打滑，螺桿很快停止運動。打擊力可通過控制離合器缸的油壓來設(shè)定；2）滑塊行程達到給定數(shù)值時，位移傳感器發(fā)出信號控制杠桿系統(tǒng)使離合器脫開。2、打擊力的控制303、特點

1）從動件慣性小，冷擊時不會產(chǎn)生慣性螺旋壓力機那樣的冷擊力；2）向下空程速度快，打擊過程以飛輪同步速度快速完成；3）打滑時間短，換向速度快，悶?zāi)r間短（為10-20ms）；4）打擊能量高，能保證在任意位置的能量發(fā)揮；5）根據(jù)螺旋副力矩與力的關(guān)系，螺桿上的作用力與打滑力矩相對應(yīng)。離合器出現(xiàn)打滑時，打擊過程即告結(jié)束。3、特點314、打擊過程的三個階段1）離合器出現(xiàn)打滑之前是它的主要工作階段，打擊性質(zhì)同慣性螺旋壓力機一樣，但允許釋放的能量不同；2）離合器打滑階段和具有打滑飛輪的慣性螺旋壓力機打滑階段的情形一樣，打滑階段很短促，僅形成一個過渡；4、打擊過程的三個階段323）離合器脫開后，從動部分尚有部分動能，由于從動部分慣量較小，相當(dāng)一臺小的慣性螺旋壓力機進行打擊，打擊強度不大即結(jié)束了打擊過程，在冷擊時不會產(chǎn)生慣性螺旋壓力機那樣的冷擊力?？梢娺@兩種設(shè)備的工作特性截然不同。3）離合器脫開后，從動部分尚有部分動能，由于從動部3310.2.6螺旋壓力機的工藝特性螺旋壓力機的工作特性與鍛錘相同，工作時依靠沖擊動能使工件變形，工作行程結(jié)束時滑塊速度減小為零。螺旋壓力機的工藝適應(yīng)性好，可用于模鍛及各類沖壓工序。螺旋壓力機的滑塊行程不固定，下止點可改變，工作時壓力機模具系統(tǒng)沿滑塊運動方向的彈性變形，可由螺桿的附加轉(zhuǎn)角得到自動補償，實際上影響不到制件的精度。適用于精鍛、精整、精壓、壓印、校正及粉末冶金壓制等工序。10.2.6螺旋壓力機的工藝特性螺旋壓力機的工作3410.3螺旋壓力機的力能關(guān)系一、螺旋壓力機工作時的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備運動部分的動能：飛輪、螺桿、滑塊的平動動能+飛輪、螺桿的轉(zhuǎn)動動能。打擊結(jié)束時，滑塊速度為零，打擊能量轉(zhuǎn)化為：工件變形功、設(shè)備及模具彈性變形功、摩擦功。10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系35一、螺旋壓力機工作時能量分配E=Wd+Wt+WmWd—工件變形功；Wt—受力件變形功；Wm—摩擦損失功Wd=?Fδδ—機身受力件的彈性變形量一、螺旋壓力機工作時能量分配36§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系二、飛輪的力能關(guān)系E=Et+Ed+EmEd—工件變形能Et—受力零件彈性變形能（螺桿、螺母、機身等零件因受力變形吸收的彈性變形能。）Em—摩擦損耗能（鍛擊時在螺旋副和滑塊內(nèi)踵片所消耗的摩擦能）§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系二、飛輪的力能關(guān)系E=Et+E37§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系整體飛輪的力能關(guān)系Wd：Wd=E-（Wt+Wm）Fmax：冷擊力（沒有毛坯，模具對模具直接打擊的力）螺旋壓力機是能量限定設(shè)備§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系整體飛輪的力能關(guān)系Wd：Wd=38機身及鍛模的彈性變形功Wt：打擊時，螺旋壓力機的螺桿、螺母、機身以及安裝在其上的模具等因素受力而發(fā)生彈性變形，各自將吸收相應(yīng)的彈性變形功，Wt時這些受力零件所消耗的彈性變形功之和，在彈性極限內(nèi)的彈性變形功為：F—打擊力，kNδ—機身及模具等受力件的彈性變形量。在彈性極限范圍內(nèi)，螺旋壓力機的總剛度C為:將上述公式聯(lián)合解得：機身及鍛模的彈性變形功Wt：F—打擊力，kNδ—機39摩擦功Wm：螺旋壓力機在打擊時，螺旋副、螺桿下端與止推軸承之間以及滑塊與導(dǎo)軌直接按等處都有用于克服摩擦；而消耗的摩擦功，可用下式近似計算：式中：η為機械效率，一般為0.8~0.85。所以，摩擦功一般認(rèn)為是一常數(shù)，飛輪所儲存的動能E轉(zhuǎn)化為彈性變形Wt、摩擦功Wm及工件變形功Wd的分配情況。摩擦功Wm：式中：η為機械效率，一般為0.8~0.85。所以40由此可見，螺旋壓力機時能量限定設(shè)備。而能量的分配關(guān)系與不同的打擊力相對應(yīng)?；瑝K壓力越大及模具吸收部分變形能就越大。一般為充分利用螺旋壓力機的能力，且有能滿足工藝特點的需要，壓力機應(yīng)在工件變形力：（1）一般對于變形量較小的精壓進而校正工序，通常需要以大壓力、小能量來工作，所以螺旋壓力機可在1.6Fg附近的區(qū)段工作，根據(jù)所需工藝力F選擇螺旋壓力機時，壓力機的公稱壓力可選取為F/1.6。（2）對于變形量稍大的模鍛工序，螺旋壓力機可在1.3Fg附近的區(qū)段工作，同樣螺旋壓力機的公稱壓力可選取為F/1.3。（3）對于變形量和變形能的需要都較大的模鍛，螺旋壓力機可在（0.9~1.1）Fg區(qū)段工作，公稱壓力可選取為F/（0.9~1.1）。由此可見，螺旋壓力機時能量限定設(shè)備。而能量的41對于變形量大，需要壓力較小的鍛件，壓力機能給出較大的塑性變形能，產(chǎn)生較小的打擊力；對于變形量小、薄壁的鍛件（如葉片），壓力機則給予較小的變形能，但能產(chǎn)生較大的打擊力。螺旋壓力機絕對禁止在飛輪全能量下進行冷擊

對于變形量大，需要壓力較小的鍛件，壓力機能給出較大的塑性變形42螺旋壓力機模鍛時負(fù)荷圖(a)理想狀態(tài)(b)欠鍛狀態(tài)(c)過鍛狀態(tài)螺旋壓力機模鍛時負(fù)荷圖43對中小型螺旋壓力機，通常在工作臺上加墊板，減小滑塊的行程來減小打擊能量大型螺旋壓力機都有能量調(diào)節(jié)裝置，如控制滑塊位移式，控制滑塊位移速度式以及控制時間式對中小型螺旋壓力機，通常在工作臺上加墊板，減小滑塊的行44§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系三、能量調(diào)節(jié)§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系三、能量調(diào)節(jié)45§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系說明：1.300T以下工作臺上加墊板；2.大型螺旋壓力機專門裝有能量調(diào)節(jié)裝置3.最大打擊力與最大打擊能量二者不可兼得§10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系說明：46第10章螺旋壓力機一、螺旋壓力機的原理及特性1.螺旋壓力機的工作原理原理：采用螺旋機構(gòu)傳遞飛輪能量。通過摩擦、液壓或電機直接驅(qū)動等傳動裝置使飛輪加速轉(zhuǎn)動以積蓄能量，同時，由螺旋副將飛輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為滑塊的上、下直線運動。螺旋壓力機是用螺桿﹑螺母作為傳動機構(gòu)﹐并靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運動的鍛壓機械。第10章螺旋壓力機一、螺旋壓力機的原理及特性原理：采用螺旋47螺旋壓力機簡介482.用途：用于金屬零件的模鍛、校正、擠壓、壓印、切邊和沖壓等工序。是進行葉片、齒輪等零件精密模鍛的最佳鍛壓設(shè)備。3.特性：a.工作行程前存儲能量E=?Iω2+?mv2I—飛輪轉(zhuǎn)動慣量ω—飛輪角速度m—滑塊質(zhì)量v—滑塊直線速度工作瞬間能量全部釋放(與錘的工作特性相同)2.用途：49b.工作時機身行程封閉離心，對基礎(chǔ)震動沖擊小，不需要龐大的基礎(chǔ)。（兼有壓力機的工作特性）優(yōu)點：1、工藝適應(yīng)性廣：可根據(jù)變形量的要求提供能量a）沒有固定的下止點，當(dāng)?shù)谝粨翦懩Ｎ创蚩繒r可進行第二擊。b）滑塊速度較低，適于鍛造一些對變形敏感的鋁、銅等合金材料b.工作時機身行程封閉離心，對基礎(chǔ)震動沖擊50c）有頂出裝置便于復(fù)雜零、精密模鍛的成形2、鍛件豎向精度高由于沒有固定的下死點，機身等零件的彈性變形和熱變形均可由滑塊位移來補償。3、機器結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維修方便。4、模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。5、飛輪能量在一次加壓時被全部消耗掉對產(chǎn)品產(chǎn)生很大的變形能量。6、鍛造時成形速度極快，最適用于熱鍛，溫鍛加工。缺點：行程次數(shù)較低，生產(chǎn)率低；承受偏載能力差只適用于單模膛模鍛；摩擦損耗大，傳動效率低。c）有頂出裝置便于復(fù)雜零、精密模鍛的成形51§10.1螺旋壓力機的分類及參數(shù)一、分類1.機械摩擦傳動—摩擦壓力機2.液壓傳動—液壓螺旋壓力機3.電動傳動—電動螺旋壓力機4.離合器式螺旋壓力機5.氣液螺旋壓力機二、主要技術(shù)參數(shù)1、公稱壓力Fg：在此壓力下螺旋壓力機工作時能提供較多的有效能量。不是壓力機的最大壓力。最大打擊能量：ET=?Iωmax§10.1螺旋壓力機的分類及參數(shù)一、分類522、許用力Fa：螺旋壓力機連續(xù)打擊時所允許的最大載荷，為公稱壓力的1.6倍，是螺旋壓力機最有實用意義的力參數(shù)。3、最大打擊ET：螺旋壓力機所能提供的最大打擊能量，是螺旋壓力機的最主要的技術(shù)參數(shù)。反映了設(shè)備的最大工作能力。4、滑塊最大行程S：滑塊從設(shè)計規(guī)定的上止點到下極限位置之間的距離。行程較大，能加工變形程度較大、高度較高的工件，通用性強。5、滑塊行程次數(shù)n0：螺旋壓力機每分鐘能完成的全行程的次數(shù)。n0=60/t。t為螺旋壓力機空行程時滑塊往復(fù)運動一次的時間。6、最小裝模高度。7、工作臺尺寸。2、許用力Fa：螺旋壓力機連續(xù)打擊時所允許的最大載荷，為公稱53螺旋壓力機的型號表示方法其型號用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示。螺旋壓力機分為以下5種型號：53型：雙盤摩擦螺旋壓力機。55型：離合器式螺旋壓力機。57型：液壓螺旋壓力機。58型：電動螺旋壓力機。59型：氣液螺旋壓力機。例如：JB53-200A型號的意義J-機械壓力機代號。B-同一種型號的第二次變型。53-雙盤摩擦螺旋壓力機。200-主參數(shù)，公稱壓力為2000KN。A-第一次改進。螺旋壓力機的型號表示方法54結(jié)構(gòu)組成：五大組成部分傳動部分工作部分機身部分操縱系統(tǒng)附屬裝置圖10-33000kN雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)圖1、機身2、滑塊3、螺桿4、斜壓板5、緩沖圈6、拉緊螺栓7、飛輪8、傳動帶9.11、摩擦盤10、傳動軸12、鎖緊螺母13、軸承14、支臂15、上橫梁16、制動裝置17、卡板18、操縱裝置19、拉桿20、頂料器座大型的采用液壓或氣動助力結(jié)構(gòu)組成：圖10-33000kN雙盤摩擦壓力機結(jié)構(gòu)圖大型的55設(shè)備工作特征：無固定下死點，對較大的模鍛件可多次打擊成形，可進行單打、連打和寸動。打擊力與工件的變形量有關(guān)，變形大時打擊力小，變形小(如冷擊)時打擊力大，與鍛錘相似。它的滑塊速度低(約0.5米/秒，僅為鍛錘的1/10)，打擊力通過機架封閉，故工作平穩(wěn)，振動比鍛錘小得多，不需要很大的基礎(chǔ)。裝有打滑保險機構(gòu)，將最大打擊力限制在公稱壓力的2倍以內(nèi)，以保護設(shè)備安全。設(shè)備工作特征：56分類：按傳動機構(gòu)的類型可以分為：摩擦式、電動式、液壓式、離合器式。按螺旋副的工作方式分為螺桿直線運動式、螺桿旋轉(zhuǎn)運動式和螺桿螺旋運動式三大類。按螺桿數(shù)量分為單螺桿、雙螺桿和多螺桿式。按工藝用途分為粉末制品壓力機、萬能壓力機、沖壓用壓力機、鍛壓用壓力機等。按結(jié)構(gòu)形式分為有砧座式和無砧座式等。分類：571、機架2、滑塊3、電動機4、螺桿5、螺母6、帶7、摩擦盤8、飛輪9、操縱氣缸10、大齒輪(飛輪)11、小齒輪12、液壓馬達13、液壓缸14、電動機定子15、電動機轉(zhuǎn)子(飛輪)16、回程缸17、離合器圖10-4螺旋壓力機的傳動類型圖10-4螺旋壓力機的傳動類型58圖10-5螺旋副的工作方式圖10-5螺旋副的工作方式5910.2.1摩擦壓力機工作原理：

電動機通過摩擦盤帶動飛輪輪緣而使飛輪旋轉(zhuǎn)。雙盤式摩擦壓力機應(yīng)用最廣。特點：動作較快，可使滑塊停在行程內(nèi)的任意位置，一旦超負(fù)荷時，只引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致?lián)p壞機件。1、分配閥液壓缸2、分配閥3、液壓缸4、活塞5、操縱手柄6、撥叉7、曲桿8、操縱桿9、控制桿10、上碰塊11、上行程限位板12、下行程限位板13、下碰塊14、彈簧15、壓力計16、溢流閥17、液壓泵18、電動機19、油箱圖10-6摩擦壓力機操縱系統(tǒng)原理圖10.2.1摩擦壓力機工作原理：1、分配閥液壓缸圖10-60圖4-6J53-2500T雙盤螺旋摩擦壓力機圖4-7FPRN系列摩擦螺旋壓力機圖4-6J53-2500T雙盤螺旋摩擦壓力機圖4-7FP611、7、手輪2、6、氣缸3、5、摩擦盤4、橫軸8、飛輪9、主螺桿10、主螺母11、滑塊12、機身圖4-8采用氣動操縱系統(tǒng)的摩擦壓力機10.2.2氣動摩擦壓力機1、7、手輪圖4-8采用氣動操縱系統(tǒng)的摩擦壓力機10.2.26210.2.3電動螺旋壓力機工作原理：壓力機的工作是靠轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場產(chǎn)生的力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子(飛輪)正、反轉(zhuǎn)，通過主螺旋副的螺旋運動，使滑塊完成工作循環(huán)。圖4-14電動螺旋壓力機1、主螺桿2、導(dǎo)套3、制動器4、轉(zhuǎn)子5、電動機定子6、風(fēng)機10.2.3電動螺旋壓力機工作原理：圖4-14電動螺旋壓63圖4-15J58系列電動螺旋壓力機J58系列電動螺旋壓力機是一種工藝適用性極強的鍛壓設(shè)備。它既能用于熱鍛，又能用于精鍛、精整；既能適用于不銹鋼復(fù)底鍋壓力焊接工藝，又能適用于鈦合金葉片及其他葉片的精密鍛造。具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、傳動鏈短、操作便捷、運行安全、維修工作量小的特點，該機打擊能量可準(zhǔn)確設(shè)置，打擊力有顯示，可根據(jù)成型精度調(diào)節(jié)能量、打擊力，以減少模具的機械應(yīng)力和熱接觸時間，延長模具壽命。圖4-15J58系列電動螺旋壓力機J58系列電動64結(jié)構(gòu)組成：

電動機定子5，安裝在機身上，而電動機的轉(zhuǎn)子4(即為飛輪)與主螺桿上端相連，二者均為圓筒形。轉(zhuǎn)子高度為滑塊行程加定子高度，由低碳鑄鋼制成，結(jié)構(gòu)簡單、加工容易，可靠性好。壓力機的工作是靠轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場產(chǎn)生的力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子(飛輪)正、反轉(zhuǎn)，通過主螺旋副的螺旋運動，使滑塊完成工作循環(huán)。特點：

傳動環(huán)節(jié)少、容易制造、操作方便、沖壓能量穩(wěn)定。與同噸位摩擦壓力機相比，每分鐘行程次數(shù)提高了2～3倍，不必經(jīng)常更換磨損件，近年來增長很快，并向大型化發(fā)展。結(jié)構(gòu)組成：65數(shù)控電動螺旋機：打擊能量可精確設(shè)置，成形精度高，制件公差小，適合于精密鍛造。模具載荷減輕，比摩擦壓力機模具壽命明顯提高。電耗降低，結(jié)構(gòu)簡單，故障率低，易于維護，無液壓驅(qū)動單元，使用維護費用明顯減少?？蛇M行程序鍛造，主機能自動按預(yù)先設(shè)置的每工步打擊能量運行。打擊后，滑塊還可在下死點停頓，停頓時間能預(yù)先設(shè)置，以適應(yīng)某些工藝的要求。由于采用了變頻驅(qū)動，不會對工廠電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊和影響其它設(shè)備運行。行程高度方便調(diào)整，回程位置準(zhǔn)確安裝了自主研發(fā)的噸位指示器，精確控制打擊力，保護主機不致超載。圖4-16數(shù)控電動螺旋機數(shù)控電動螺旋機：圖4-16數(shù)控電動螺旋機6610.2.4液壓螺旋壓力機特點：工作速度較高，生產(chǎn)率較高。便于采用能量預(yù)選和工作過程的數(shù)控，操作方便，容易實現(xiàn)壓力機以最佳的能耗工作。成本較高，一般液壓螺旋壓力機都為較大型設(shè)備。10.2.4液壓螺旋壓力機特點：67液壓螺旋壓力機液壓缸傳動式壓力機液壓馬達傳動式壓力機螺旋運動液壓缸式壓力機直線運動液壓缸式壓力機分類：液壓螺旋壓力機液壓缸傳動式壓力機液壓馬達傳動式壓力機螺旋運動681、液壓馬達-齒輪式液壓螺旋壓力機：它的飛輪是一個大齒輪5，由若干個帶小齒輪6的液壓馬達7驅(qū)動，使之正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而帶動主螺桿3滑塊2上、下運動，完成工作循環(huán)。大齒輪的厚度等于小齒輪的厚度加上滑塊行程，因此，飛輪的結(jié)構(gòu)尺寸很大。若干個液壓馬達均勻分布在飛輪的圓周上，并固定在壓力機的機身上。高壓油由液壓泵蓄能器供給。工作原理：圖4-11液壓馬達-齒輪式液壓螺旋壓力機示意圖1、拉桿2、滑塊3、主螺桿4、主螺母5、大齒輪6、小齒輪7、液壓馬達1、液壓馬達-齒輪式液壓螺旋壓力機：工作原理：圖4-11液692、螺旋液壓缸式液壓螺旋壓力機：飛輪7的上方與主螺桿8同軸串聯(lián)著副螺旋副，其導(dǎo)程和旋向與主螺旋副相同，副螺母4在支座上固定不動。副螺桿2(即為活塞桿)下端與飛輪7連接，上端為活塞1。高壓油進入液壓缸3上腔作用在活塞上時，活塞與副螺桿便相對副螺母下行并作螺旋運動，帶動飛輪與主螺桿同步運動，同時飛輪加速積蓄能量。當(dāng)液壓缸上腔排油、下腔進油時，推動主、副螺桿反向做螺旋運動，于是滑塊被提升回程。圖4-12副螺桿式液壓螺旋壓力機傳動部件結(jié)構(gòu)圖1、活塞2、副螺桿3、液壓缸4、副螺母5、支座6、尼龍十字形聯(lián)軸節(jié)7、飛輪8、主螺桿2、螺旋液壓缸式液壓螺旋壓力機：圖4-12副螺桿式液壓螺旋703、直動式液壓缸式液壓螺旋壓力機：機身兩側(cè)裝有兩個液壓缸3，其活塞桿與滑塊鉸接。當(dāng)高壓油進入液壓缸上腔，作用在活塞上時，便推動滑塊向下運動，帶動主螺旋副運動，使飛輪旋轉(zhuǎn)并積蓄能量。當(dāng)高壓油進入液壓缸下腔，而上腔排油時，滑塊便被提升回程。直動液壓缸式螺旋壓力機結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，動作可靠，但主螺旋副在工作中磨損較嚴(yán)重，設(shè)備的傳動效率也較低。圖4-13直動液壓缸式液壓螺旋壓力機1、飛輪2、主螺桿3、液壓缸4、活塞5、滑塊3、直動式液壓缸式液壓螺旋壓力機：圖4-13直動液壓缸式液7110.2.5離合器式螺旋壓力機優(yōu)點：

打擊能量高悶?zāi)r間短，模具使用壽命長抗偏載能力強生產(chǎn)效率高、節(jié)省能源。缺點：

機器結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，既有機械離合器傳動，又有用于滑塊回程的液壓傳動。在鍛擊和回程時，主螺桿和螺母的螺牙為同一受力面，潤滑液不易補充，導(dǎo)致螺母螺牙容易磨損。10.2.5離合器式螺旋壓力機優(yōu)點：72圖4-18J55系列離合器式螺旋壓力機圖4-18J55系列離合器式螺旋壓力機73螺旋壓力機簡介741、工作過程

1）飛輪由電動機通過皮帶驅(qū)動，總朝一向個方向旋轉(zhuǎn)；2）向下行程時，由液壓推動離合器接合，帶動螺桿轉(zhuǎn)動，通過固定在滑塊上的螺母使滑塊向下運動，進行打擊；3）離合器接合后，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速降到一定數(shù)值時離合器脫開，飛輪繼續(xù)沿原方向旋轉(zhuǎn)，并逐漸恢復(fù)速度；4）打擊完成后，液壓回程缸推動滑塊上行，完成一個工作循環(huán)。1、工作過程752、打擊力的控制高能螺旋壓力機一次打擊能量不是飛輪的全部動能，通常設(shè)計為飛輪轉(zhuǎn)速降12.5％時所釋放的能量。該種螺旋壓力機屬于壓力限定型設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)下列情況時打擊過程將結(jié)束：1）打擊力增大到給定數(shù)值時，摩擦離合器打滑，螺桿很快停止運動。打擊力可通過控制離合器缸的油壓來設(shè)定；2）滑塊行程達到給定數(shù)值時，位移傳感器發(fā)出信號控制杠桿系統(tǒng)使離合器脫開。2、打擊力的控制763、特點

1）從動件慣性小，冷擊時不會產(chǎn)生慣性螺旋壓力機那樣的冷擊力；2）向下空程速度快，打擊過程以飛輪同步速度快速完成；3）打滑時間短，換向速度快，悶?zāi)r間短（為10-20ms）；4）打擊能量高，能保證在任意位置的能量發(fā)揮；5）根據(jù)螺旋副力矩與力的關(guān)系，螺桿上的作用力與打滑力矩相對應(yīng)。離合器出現(xiàn)打滑時，打擊過程即告結(jié)束。3、特點774、打擊過程的三個階段1）離合器出現(xiàn)打滑之前是它的主要工作階段，打擊性質(zhì)同慣性螺旋壓力機一樣，但允許釋放的能量不同；2）離合器打滑階段和具有打滑飛輪的慣性螺旋壓力機打滑階段的情形一樣，打滑階段很短促，僅形成一個過渡；4、打擊過程的三個階段783）離合器脫開后，從動部分尚有部分動能，由于從動部分慣量較小，相當(dāng)一臺小的慣性螺旋壓力機進行打擊，打擊強度不大即結(jié)束了打擊過程，在冷擊時不會產(chǎn)生慣性螺旋壓力機那樣的冷擊力?？梢娺@兩種設(shè)備的工作特性截然不同。3）離合器脫開后，從動部分尚有部分動能，由于從動部7910.2.6螺旋壓力機的工藝特性螺旋壓力機的工作特性與鍛錘相同，工作時依靠沖擊動能使工件變形，工作行程結(jié)束時滑塊速度減小為零。螺旋壓力機的工藝適應(yīng)性好，可用于模鍛及各類沖壓工序。螺旋壓力機的滑塊行程不固定，下止點可改變，工作時壓力機模具系統(tǒng)沿滑塊運動方向的彈性變形，可由螺桿的附加轉(zhuǎn)角得到自動補償，實際上影響不到制件的精度。適用于精鍛、精整、精壓、壓印、校正及粉末冶金壓制等工序。10.2.6螺旋壓力機的工藝特性螺旋壓力機的工作8010.3螺旋壓力機的力能關(guān)系一、螺旋壓力機工作時的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備運動部分的動能：飛輪、螺桿、滑塊的平動動能+飛輪、螺桿的轉(zhuǎn)動動能。打擊結(jié)束時，滑塊速度為零，打擊能量轉(zhuǎn)化為：工件變形功、設(shè)備及模具彈性變形功、摩擦功。10.3螺旋壓力機的力能關(guān)系81一、螺旋壓力機工作時能量分配E=Wd+Wt+WmWd—工件變形功；Wt—受力件變形功；Wm—摩擦損失功