沖壓與塑料成型設(shè)備(模具設(shè)計方向)

1、材料成型設(shè)備第第2章章 曲柄壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)材料成型設(shè)備2.1 概述概述2.1.3 曲柄壓力機(jī)的用途和分類1. 標(biāo)稱壓力標(biāo)稱壓力Fg及標(biāo)稱壓力行程及標(biāo)稱壓力行程Sg標(biāo)稱壓力Fg（或額定壓力）：指滑塊所允許承受的最大作用力。標(biāo)稱壓力行程Sg（或額定壓力行程）：指滑塊到達(dá)下止點(diǎn)前某一特定距離之內(nèi)允許承受標(biāo)稱壓力，這一特定距離稱為標(biāo)稱壓力行程。標(biāo)稱壓力角g（或額定壓力角）：指標(biāo)稱壓力行程所對應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角。標(biāo)稱壓力是壓力機(jī)的主參數(shù)，我國壓力機(jī)標(biāo)稱壓力已系列化，如160、 200、250、315、400、500、630、800、1000、1600、2500、3150、4000、6300 kN等。 材料成

2、型設(shè)備2. 滑塊行程滑塊行程SS等于曲柄半徑的2倍。S大小反映出壓力機(jī)的工作范圍，行程長，則能生產(chǎn)高度較高的零件。 材料成型設(shè)備3. 滑塊行程次數(shù)滑塊行程次數(shù)n它是指滑塊每分鐘往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)。一般行程次數(shù)越大，生產(chǎn)率就越高。行程次數(shù)超過一定數(shù)值后，必須配備自動送料裝置，否則不可能實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)率。 材料成型設(shè)備4. 最最大裝模高度大裝模高度H1及裝模高度及裝模高度調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)量H1裝模高度裝模高度：指滑塊在下止點(diǎn)時，滑塊下表面到工作臺墊板上表面的距離。 最大裝模高度最大裝模高度：指裝模高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最高位置時，對應(yīng)的裝模高度。最小裝模高度最小裝模高度：滑塊調(diào)整到最低位置時的裝模高度。封閉高

3、度封閉高度：指滑塊在下止點(diǎn)時，滑塊下表面到工作臺上表面的距離，它和裝模高度之差等于工作臺墊板的厚度T 。 材料成型設(shè)備裝模高度和封閉高度均表示壓力機(jī)所能使用的模具高度。模具的閉合高度應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度或最大封閉高度。裝模高度調(diào)節(jié)量裝模高度調(diào)節(jié)量H1：指裝模高度調(diào)節(jié)裝置所能調(diào)節(jié)的距離。 材料成型設(shè)備5. 工作臺板及滑塊底面尺寸工作臺板及滑塊底面尺寸它是指壓力機(jī)工作空間的平面尺寸。工作臺板工作臺板（墊板）的上平面，用“左右前后”的尺寸表示，即圖2-9中的 LB ?；瑝K下平面滑塊下平面，也用“左右前后”的尺寸表示，即圖2-9中的ab。 開式壓力機(jī)所用模具的上模外形尺寸不宜大于不宜大于滑塊下平

4、面尺寸。材料成型設(shè)備6. 工作臺孔尺寸工作臺孔尺寸工作臺孔工作臺孔尺寸L1B1（左右前后）、D1（直徑），如圖2-9所示。工作臺孔主要用作向下出料或安裝頂出裝置的空間。 材料成型設(shè)備7. 立柱間距立柱間距A和喉深和喉深C立柱間距立柱間距：指雙柱式壓力機(jī)立柱內(nèi)側(cè)面之間的距離。 喉深喉深是開式壓力機(jī)特有的參數(shù)，它指滑塊中心線至機(jī)身的前后方向的距離C。喉深直接限制加工件的尺寸，也與壓力機(jī)機(jī)身的剛度有關(guān)。材料成型設(shè)備8. 模柄孔尺寸模柄孔尺寸模柄孔模柄孔尺寸dl是“直徑孔深”，沖模模柄尺寸應(yīng)和模柄孔尺寸相適應(yīng)。表2-1、表2-2是我國生產(chǎn)的部分通用壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。 材料成型設(shè)備2.1.4 曲柄壓力機(jī)

5、的型號按照鍛壓機(jī)械型號編制方法（JB/GQ2003-84）的規(guī)定，曲柄壓力機(jī)的型號用漢語拼音字母、英文用漢語拼音字母、英文字母和數(shù)字表示字母和數(shù)字表示。材料成型設(shè)備有些鍛壓設(shè)備緊接組、型代號后面還有一個字母，代表設(shè)備的通用特性，例如J21G-200中的“G”代表“高速”；J92K-250中的“K”代表“數(shù)控”。材料成型設(shè)備2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)2.2.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律結(jié)點(diǎn)偏置機(jī)構(gòu)主要用于改善壓力機(jī)的受力狀態(tài)和運(yùn)動特性，以適應(yīng)工藝要求。 負(fù)偏置機(jī)構(gòu)：滑塊有急回特性，其工作行程速度較小，回程速度較大，有利于冷擠壓工藝，常在冷擠壓機(jī)中采用。正偏置機(jī)構(gòu)：滑塊有

6、急進(jìn)特性，常在平鍛機(jī)中采用。 材料成型設(shè)備結(jié)點(diǎn)正置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律 當(dāng)曲柄以角速度等速轉(zhuǎn)動時，滑塊的位移S、速度、加速度是隨曲柄的轉(zhuǎn)角的變化而改變的。 滑塊位移S與曲柄轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系：整理得 222)sin(1cos)sin(cosLRLRRLRCBOCOBOBLRS2)sin(11)cos1 (LRLRS材料成型設(shè)備一般R/L1/3，對于通用壓力機(jī)，R/L一般在0.10.2范圍內(nèi)，則 則有對S求導(dǎo)，得滑塊速度公式22)sin(211)sin(1LRLR)sin2cos1 (2LRRSdtdLRRdddtdddsdtsRd)sin2cos1 ()2(2dtd)2sin2(sinLRR

7、式中速度v向下為正。材料成型設(shè)備對求導(dǎo)，得滑塊加速度公式式中，是滑塊加速度，向下方向?yàn)檎╩/s2）。 )2sin2(sinLRRdddtddddtda)2cos(cos2LRRa材料成型設(shè)備根據(jù)上述公式可作出滑塊的位移S、速度、加速度a隨曲柄轉(zhuǎn)角變化的曲線，稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動線圖曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動線圖。材料成型設(shè)備滑塊的速度直接影響加工的變形速度和生產(chǎn)率，因而它也受工藝的合理速度的限制。材料成型設(shè)備2.2.2 曲柄壓力機(jī)滑塊許用負(fù)荷圖曲柄壓力機(jī)滑塊許用負(fù)荷圖為了不使壓力機(jī)超載，規(guī)定了曲柄壓力機(jī)滑塊許用負(fù)荷圖，它表明壓力機(jī)在滿足強(qiáng)度要求的前提下，滑塊允許承受的載荷與行程s（或曲柄轉(zhuǎn)角）之間

8、的關(guān)系。 材料成型設(shè)備2.2.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)1. 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動形式曲軸式 曲拐式 偏心齒輪式材料成型設(shè)備（1）曲軸驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)組成：由曲軸9、連桿（連桿體7和調(diào)節(jié)螺桿6）和滑塊2組成。 特點(diǎn)：n曲柄半徑一般為定值，滑塊行程不可調(diào)。n曲軸既受彎矩，又受扭矩作用，且不斷變化。n大型曲軸鍛造加工難，在大型壓力機(jī)上應(yīng)用受限。 材料成型設(shè)備（2）曲拐驅(qū)動的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)組成：由曲拐軸5、偏心套6、調(diào)節(jié)螺桿2、連桿體3和滑塊1組成。 特點(diǎn)：n便于調(diào)節(jié)行程且結(jié)構(gòu)較簡單，但由于曲柄懸伸，受力情況較差。n主要在中、小型機(jī)械壓力機(jī)上應(yīng)用。材料成型設(shè)備（3）偏心齒輪驅(qū)動

9、的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)組成：由偏心齒輪9、芯軸10、調(diào)節(jié)螺桿7、連桿體8和滑塊6組成。特點(diǎn)：n芯軸只承受彎矩，受力比曲軸好，且剛度較大。 n偏心齒輪的鑄造比曲軸鍛造容易解決。n偏心齒輪機(jī)構(gòu)常用于大中型壓力機(jī)。材料成型設(shè)備2連桿結(jié)構(gòu)及裝模高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為適應(yīng)不同閉合高度模具的安裝，一般通過連桿長度或連桿與滑塊的連接件的調(diào)節(jié)，以達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度的目的。 調(diào)節(jié)方式分為手動調(diào)節(jié)和機(jī)動調(diào)節(jié)兩種。手動調(diào)節(jié)適用于小型壓力機(jī)，大、中型壓力機(jī)則采用機(jī)動調(diào)節(jié)。材料成型設(shè)備（1）球頭式連桿連桿由連桿體7和調(diào)節(jié)螺桿6組成，用扳手轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺桿，即可調(diào)節(jié)連桿長度。為了防止裝模高度在沖壓過程中因松動而改變，設(shè)有鎖緊裝置。材料成

10、型設(shè)備圖2-19所示也是球頭連桿，與圖2-16不同的是，它的裝模高度采用機(jī)動調(diào)節(jié)。球頭式連桿結(jié)構(gòu)較緊湊，壓力機(jī)高度可以降低，但連桿的調(diào)節(jié)螺桿容易彎曲，且球頭加工也較困難。材料成型設(shè)備（2）柱銷式連桿 如圖2-20所示，連桿3是個整體，其長度不可調(diào)節(jié)。當(dāng)驅(qū)動蝸桿蝸輪轉(zhuǎn)動時，滑塊即可相對調(diào)節(jié)螺桿上下移動，達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度的作用。柱銷式連桿結(jié)構(gòu)沒有球頭式緊湊，但加工較容易。柱銷承受很大的彎矩和剪切力，大型壓力機(jī)不宜采用柱銷式連桿結(jié)構(gòu)。材料成型設(shè)備（3）柱面式連桿工作行程時，連桿端部柱面與滑塊接觸，傳遞載荷；銷子只在回程時承受滑塊的重量和脫模力，大大減輕了銷的負(fù)荷，銷的直徑可以減小許多。材料成型設(shè)備（

11、4）三點(diǎn)傳力柱銷式連桿在調(diào)節(jié)螺桿與柱銷配合面上多了一個中間支點(diǎn)，工作載荷通過三個支點(diǎn)傳給柱銷，再傳給連桿，柱銷的彎矩和剪切力大為減小。三點(diǎn)傳力柱銷式連桿既保持了柱銷式連桿加工容易的優(yōu)點(diǎn)，又解決了柱銷受力狀態(tài)惡劣的問題，便于在中、大型壓力機(jī)上應(yīng)用。 材料成型設(shè)備（5）柱塞導(dǎo)向連桿連桿不直接與滑塊連接，而是通過一個導(dǎo)向柱塞5及調(diào)節(jié)螺桿6與滑塊連接。優(yōu)點(diǎn)：n偏心齒輪可被密封在機(jī)身的上梁中浸油潤滑，減少齒輪的磨損、降低傳動噪聲。n導(dǎo)向柱塞在導(dǎo)向套筒4內(nèi)滑動，相當(dāng)于加長了滑塊的導(dǎo)向長度，提高了壓力機(jī)的運(yùn)動精度。廣泛應(yīng)用于大中型壓力機(jī)。 材料成型設(shè)備3滑塊與導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)壓力機(jī)的滑塊是一個箱形結(jié)構(gòu)，它的上部與連

12、桿連接，下面開有“T”型槽（圖2-19）或模柄孔（圖2-16），用以安裝模具的上模。為保證滑塊的運(yùn)動精度，滑塊的導(dǎo)向面應(yīng)盡量長，即滑塊的高度要足夠高，滑塊高度與寬度的比值，在閉式單點(diǎn)壓力機(jī)上約1.081.32，在開式壓力機(jī)上則高達(dá)1.7左右。 除了增大導(dǎo)向長度來保證滑塊的運(yùn)動精度外，導(dǎo)軌的形式也是影響滑塊運(yùn)動精度的一個重要因素。在開式壓力機(jī)上，目前絕大多數(shù)采用成雙對稱布置的90V形導(dǎo)軌（圖2-16）。材料成型設(shè)備矩形導(dǎo)軌，其導(dǎo)向精度高，而摩擦損失小，但間隙調(diào)整比V形導(dǎo)軌困難。國內(nèi)外高性能壓力機(jī)均采用這一形式。材料成型設(shè)備在閉式壓力機(jī)上，大多數(shù)采用四面斜導(dǎo)軌。其四個導(dǎo)軌均可通過各自的一組推拉螺釘進(jìn)行單獨(dú)調(diào)整，因而能提高滑塊運(yùn)動精度，但調(diào)節(jié)困難。材料成型設(shè)備八面平導(dǎo)軌：八個導(dǎo)軌面可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，每個調(diào)節(jié)面都有一組推拉螺釘。這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)向精度高，調(diào)節(jié)又方便。高速壓力機(jī)上滑塊導(dǎo)向還有采用滾針加預(yù)壓負(fù)載的結(jié)構(gòu)，消除了間隙，可以保證滑塊進(jìn)行高速精密運(yùn)轉(zhuǎn)。材料成型設(shè)備2.4 機(jī)身機(jī)身2.4.1 機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式機(jī)身結(jié)構(gòu)：分開式機(jī)身和閉式機(jī)身兩類，它決定于使用時的工藝要