其它成形設(shè)備

1第七章其他成形設(shè)備27.1螺旋壓力機(jī)的工作原理及工作特性3一、工作原理：螺旋副（以慣性螺旋壓力機(jī)為例進(jìn)行說明）

1）慣性螺旋壓力機(jī)的共同特征是采用一個慣性飛輪；2）打擊前傳動系統(tǒng)輸送的能量以動能形式暫時存放在打擊部分（包括飛輪和直線運(yùn)動質(zhì)量），飛輪處于慣性運(yùn)動狀態(tài)；

3）打擊過程中，飛輪的慣性力矩經(jīng)螺旋副轉(zhuǎn)化成打擊力使毛坯產(chǎn)生變形，對毛坯作變形功；4）打擊部件受到毛坯的變形抗力阻抗，速度下降，釋放動能，直到動能全部釋放停止運(yùn)動，打擊過程結(jié)束；

5）慣性螺旋壓力機(jī)每次打擊，都需要重新積累動能，打擊后所積累的動能完全釋放；

6）每次打擊的能量是固定的，這是慣性螺旋壓力機(jī)的基本工作特征。45二、螺旋壓力機(jī)的工作特性

1）工藝適應(yīng)性好，鍛造同樣的零件可選用公稱壓力比熱模鍛壓力機(jī)小25-50%的螺旋壓力機(jī)。多數(shù)螺旋壓力機(jī)的允許壓力為公稱壓力的1.6倍，配上摩擦過載保險裝置，允許在這個壓力下長期工作；2）滑塊位移不受運(yùn)動學(xué)上的限制，終鍛可以一直進(jìn)行到上下模打靠為止。與熱模鍛曲柄壓力機(jī)相比，鍛件在垂直方向上的尺寸精度高；

3）模具安裝調(diào)試方便，不需調(diào)整封閉高度或?qū)к夐g隙；

4）滑塊速度較低（0.6-1.5m/s）；適合各種鋼和合金的鍛造，模具所受應(yīng)力較小（設(shè)備剛性較?。?7.2螺旋壓力機(jī)的典型結(jié)構(gòu)一、摩擦壓力機(jī)（摩擦螺旋壓力機(jī)、螺旋錘）兼有錘和壓力機(jī)的某些特性1、特點(diǎn)

1）工藝萬能性強(qiáng)；

2）結(jié)構(gòu)簡單操作方便、制造使用成本低；

3）模具結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)整方便；

4）傳動效率低（打滑）；

5）行程速度低，生產(chǎn)率不高。78注意：1）飛輪的驅(qū)動、離合、換向2）打滑（影響傳動效率）●環(huán)向打擊行程：飛輪從靜止開始加速，滑動較小返回行程：打滑劇烈，回程困難―┐

大型設(shè)備配備平衡缸←┘●徑向：也存在相對滑動9二、電動螺旋壓力機(jī)利用可逆式電動機(jī)不斷做正反方向的換向轉(zhuǎn)動，帶動飛輪和螺桿旋轉(zhuǎn)，使滑塊上、下運(yùn)動。1、分類

1）電動機(jī)直接傳動式

2）電動機(jī)機(jī)械傳動式102、結(jié)構(gòu)簡介1）電動機(jī)直接傳動式采用特殊電動機(jī)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子就是壓力機(jī)的飛輪或飛輪的一部分。傳動環(huán)節(jié)少，結(jié)構(gòu)簡單，打擊能量恒定，操作維修方便。1112注意前圖：o哪個件上下運(yùn)動？滑塊和誰相連？o空程上下時，飛輪、螺旋副、滑塊重量的支承；o打擊時踵塊的作用；o電機(jī)散熱問題。2）電動機(jī)機(jī)械傳動式由于特殊電機(jī)成本高，公稱壓力超過4000噸后，通常采用電機(jī)—齒輪傳動。13三、液壓螺旋壓力機(jī)

相對于摩擦和電動螺旋壓力機(jī)，液壓螺旋壓力機(jī)具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。易于實(shí)現(xiàn)工作能力大型化，公稱壓力4000-14000噸。14分類1）液壓馬達(dá)式●對比電機(jī)直接傳動

●液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子可以直接和螺桿連接，也可通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)和螺桿連接。2）缸推式15

膠木副螺母能儲存微量潤滑油，自潤滑性能好，傳動效率95%以上。副螺母固定在液壓缸支座上旋轉(zhuǎn)向下上下腔停止供油，滑塊靜止16四、離合器式高能螺旋壓力機(jī)高能螺旋壓力機(jī)采用復(fù)合傳動形式，利用液壓缸回程。高能螺旋壓力機(jī)和慣性螺旋壓力機(jī)的區(qū)別：飛輪的工作方式完全不同。1、工作過程飛輪由電動機(jī)通過皮帶驅(qū)動，總朝一向個方向旋轉(zhuǎn)；17液壓→2→螺桿/飛輪通過從動盤結(jié)合螺桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動固定在滑塊上的螺母旋轉(zhuǎn)滑塊向下運(yùn)動/鍛擊18

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；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)。192、打擊力的控制高能螺旋壓力機(jī)一次打擊能量不是飛輪的全部動能，通常設(shè)計(jì)為飛輪轉(zhuǎn)速降12.5％時所釋放的能量。該種螺旋壓力機(jī)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(yùn)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(dá)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。203、特點(diǎn)

1）從動件慣性小，冷擊時不會產(chǎn)生慣性螺旋壓力機(jī)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。217.3螺旋壓力機(jī)的力能關(guān)系一、螺旋壓力機(jī)工作時的能量轉(zhuǎn)化設(shè)備運(yùn)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。2223從圖中可以看出：1)螺旋壓力機(jī)具有較好的工藝力能性（變形力大、變形力小都能適應(yīng)）；2）絕對禁止在全能量下進(jìn)行冷擊（滑塊壓力越大，用于鍛件變形的能量越小）；243）螺旋壓力機(jī)能量的調(diào)節(jié)（希望鍛造時給出的能量剛好滿足工藝要求）：中小型設(shè)備：●工作臺加墊板；減小滑塊行程（減小飛輪轉(zhuǎn)速）。對大型設(shè)備（有能量調(diào)節(jié)裝置）：●控制滑塊位移；控制滑塊速度；●時間控制。257.4螺旋壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)及使用一、技術(shù)參數(shù)

o公稱壓力

o運(yùn)動部分能量

o滑塊行程

o滑塊行程次數(shù)26二、使用螺旋壓力機(jī)大多數(shù)結(jié)構(gòu)允許以1.25-1.6倍公稱壓力長期工作，允許以2倍公稱壓力短期工作。在公稱壓力使用時有效能量不低于60%。注意：該設(shè)備行程次數(shù)低，不適合拔長、滾壓；不適合預(yù)鍛；鍛件尺寸精度較高。27

（一）工作原理在極短時間內(nèi)將落下部分在行程中積蓄的能量施加到鍛件上使其變形工作特點(diǎn)：定能量設(shè)備不會超載，可多次打擊變形速度快，振動噪聲大7.5鍛錘鍛錘工作原理a)砧座固定的有砧座錘b）對擊錘工作介質(zhì)：壓縮空氣28鍛錘的分類按打擊特性——對擊錘和有砧座錘按工藝用途——自由鍛錘、模鍛錘、板料沖壓錘按驅(qū)動形式——蒸汽-空氣錘、空氣錘、蒸汽-空氣對擊錘、液壓錘等2930空氣錘空行程:兩缸上下腔-大氣懸空：下腔-下腔壓緊：壓縮缸上腔-工作缸下腔-大氣壓縮缸下腔-工作缸上腔打擊：上腔-上腔，活塞上行，上腔壓縮氣體進(jìn)入工作缸上腔。特點(diǎn)立柱直接安放在砧座上，用8根帶彈簧的強(qiáng)力拉緊螺栓連接在一起，與氣缸底板構(gòu)成一個封閉框架，保證上下模對中，提高了鍛錘的剛性。為了提高打擊剛性，模鍛錘砧座重量為落下部分重量的20-30倍。模鍛錘立柱采用較長的導(dǎo)軌，以提高錘頭運(yùn)動的導(dǎo)向精度。腳踏板操縱，可一個工人完成。在工作循環(huán)中以擺動代替懸空，松開踏板錘頭在行程上方往復(fù)擺動，踏下踏板進(jìn)行模鍛。31蒸汽-空氣模鍛錘32液壓錘33打擊回程蓄能能滿卸荷對擊模鍛錘上下錘頭行程相等和下錘頭小行程的對擊錘。適用于單模膛鍛造，需在其他設(shè)備上預(yù)鍛，效率低。適用于中小批量生產(chǎn)，是大型模鍛的主要設(shè)備之一。目前MAX氣動對擊錘打擊能量為1500kJS12=2S10上下錘頭行程/打擊速度相等34高速錘打擊速度高、能量大，金屬變形熱效應(yīng)高，提高了金屬的塑性變形性能，適用于高強(qiáng)度、塑性低、鍛造溫度窄的合金鍛造。氣液驅(qū)動35高速錘=對擊錘(上下錘頭行程與各自質(zhì)量成正比，下錘頭行程?。╁戝N的主要技術(shù)參數(shù)和使用打擊能量——度量鍛錘的打擊力，可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擇和使用設(shè)備的需要。36打擊時間短，打擊力大，相當(dāng)于落下部分重量的幾千倍至一萬多倍。鍛件溫度越低，變形越小，打擊力越大。鍛造時，以最大打擊速度鍛冷鍛件或空擊會產(chǎn)生極大的打擊力，影響模具和鍛錘易損零件壽命。每次開錘前，應(yīng)將錘桿預(yù)熱至120-150，鍛模預(yù)熱至150-350。鍛錘長時間不工作時，進(jìn)氣管閥門及節(jié)氣閥應(yīng)關(guān)閉，錘頭處于下極限點(diǎn)。377.6多點(diǎn)成形壓力機(jī)實(shí)現(xiàn)板料無模、快速、柔性化成形各基本體單元的高度可調(diào)38偏心布局分區(qū)、分段成形小設(shè)備實(shí)現(xiàn)大制件成形39圖7-18基本體結(jié)構(gòu)基本體方體長絲桿基本體裝配件基本體結(jié)構(gòu)40圖7-19串行調(diào)形的機(jī)構(gòu)和工作原理串行調(diào)形方式的原理圖b)基體高度調(diào)整裝置示意圖1-滾動軸承2-滑動軸承3-高度調(diào)整裝置4-Y軸電動機(jī)5-導(dǎo)桿6-滾珠絲杠7-X軸電動機(jī)8-Z軸9-調(diào)整頭10-絲桿11-方體基本體的調(diào)形方法41圖7-20多軸齒輪式并行調(diào)形機(jī)構(gòu)的工作原理1-動力輸入齒輪2-電磁鐵3-第二級分流齒輪4-推桿5-絲桿6-方體7-離合器8-串聯(lián)齒輪1輸入動力→8（4個）→二級分流齒輪2級變速，傳遞542圖7-21630kN多點(diǎn)成形壓力機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理1-液壓泵電動機(jī)2、6-單向閥3、10-溢流閥4、5-換向閥7-節(jié)流閥8-液控單向閥9-二位二通電磁換向閥11-充液閥12-壓制液壓缸13-上基本體群14-下基本體群15、17-截止閥16、18-壓力表19、20-濾油器空載啟動工作缸上群體快速下落慢速下落快速回程43圖7-21630kN多點(diǎn)成形壓力機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理1-液壓泵電動機(jī)2、6-單向閥3、10-溢流閥4、5-換向閥7-節(jié)流閥8-液控單向閥9-二位二通電磁換向閥11-充液閥12-壓制液壓缸13-上基本體群14-下基本體群15、17-截止閥16、18-壓力表19、20-濾油器44圖7-21630kN多點(diǎn)成形壓力機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理1-液壓泵電動機(jī)2、6-單向閥3、10-溢流閥4、5-換向閥7-節(jié)流閥8-液控單向閥9-二位二通電磁換向閥11-充液閥12-壓制液壓缸13-上基本體群14-下基本體群15、17-截止閥16、18-壓力表19、20-濾油器多點(diǎn)成形技術(shù)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)快速成形——（模具）節(jié)約模具設(shè)計(jì)、制造調(diào)試的人力、物力、財(cái)力，縮短生產(chǎn)周期；（手工）產(chǎn)品精度高、質(zhì)量好，提高生產(chǎn)效率。改善和優(yōu)化變形路徑——通過多次成形與多點(diǎn)成形，改善了板料的變形路徑和受力狀態(tài)，實(shí)時控制變形曲面，提高了材料成形極限，實(shí)現(xiàn)板料無缺陷大變形、難加工材料的塑性變形。實(shí)現(xiàn)精確成形——反復(fù)成形，消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)小或無回彈成形，提高成形精度。小設(shè)備成形大型件——分段多點(diǎn)成形。數(shù)字化快速成形設(shè)備造價較高——難以成形復(fù)雜曲面，基體調(diào)形機(jī)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)備造價高。45機(jī)械折彎機(jī)——機(jī)構(gòu)龐大，制造成本高，用于中小件折彎。優(yōu)點(diǎn)——滑塊與工作臺平行精度較高，能承受偏載。缺點(diǎn)——行程速度不可調(diào)壓力不能控制，設(shè)備在滑塊行程周期的大部分時間里達(dá)不到額定壓力操作難度大，運(yùn)行前要對機(jī)器的封閉高度進(jìn)行仔細(xì)調(diào)整機(jī)器的結(jié)構(gòu)布局難以實(shí)現(xiàn)數(shù)控化和自動化操作467.7板料折彎機(jī)47液壓折彎機(jī)——采用液壓直接驅(qū)動。上模調(diào)整折彎時，液壓墊內(nèi)的油擠出，上模回縮運(yùn)動；回程時，液壓墊補(bǔ)油，上模復(fù)位。工件彎曲角不取決于滑塊下死