其它成形設(shè)備

1、1第七章 其他成形設(shè)備27.1 螺旋壓力機的工作原理及工作特性3一、工作原理：螺旋副（以慣性螺旋壓力機為例進行說明） 1） 慣性螺旋壓力機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（包括飛輪和直線運動質(zhì)量），飛輪處于慣性運動狀態(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動，打擊過程結(jié)束； 5） 慣性螺旋壓力機每次打擊，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的基本工

2、作特征。45二、螺旋壓力機的工作特性 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小25-50%的螺旋壓力機。多數(shù)螺旋壓力機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） 滑塊位移不受運動學(xué)上的限制，終鍛可以一直進行到上下模打靠為止。與熱模鍛曲柄壓力機相比，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?。ㄔO(shè)備剛性較?。?。67.2 螺旋壓力機的典型結(jié)構(gòu)一、摩擦壓力機（摩擦螺旋壓力機、螺旋錘） 兼有錘和壓力機的某些特

3、性1、 特點 1）工藝萬能性強； 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 利用可逆式電動機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、下運動。1、 分類 1）電動機直接傳動式 2）電動機機械傳動式102、 結(jié)構(gòu)簡介1） 電動機直接傳動式 采用特殊電動機，電動機的轉(zhuǎn)子就是壓力機的飛輪或飛輪的一部

4、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 電機散熱問題。2） 電動機機械傳動式 由于特殊電機成本高，公稱壓力超過4000噸后，通常采用電機齒輪傳動。13三、液壓螺旋壓力機 相對于摩擦和電動螺旋壓力機，液壓螺旋壓力機具有高效節(jié)能的優(yōu)點。易于實現(xiàn)工作能力大型化，公稱壓力4000 -14000噸。14分類1） 液壓馬達式 對比電機直接傳動 液壓馬達轉(zhuǎn)子可以直接和螺桿連接， 也可通過齒輪傳動機構(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

5、好，傳 動效率95%以上。副螺母固定在液壓缸支座上副螺母固定在液壓缸支座上旋轉(zhuǎn)向下旋轉(zhuǎn)向下上下腔停止供油，滑塊靜止上下腔停止供油，滑塊靜止16四、離合器式高能螺旋壓力機 高能螺旋壓力機采用復(fù)合傳動形式，利用液壓缸回程。高能螺旋壓力機和慣性螺旋壓力機的區(qū)別：飛輪的工作方式完全不同。1、 工作過程 飛輪由電動機通過皮帶驅(qū)動，總朝一向個方向旋轉(zhuǎn)；17液壓液壓22螺桿螺桿/ /飛輪通過從動盤結(jié)合飛輪通過從動盤結(jié)合螺桿旋轉(zhuǎn)運動螺桿旋轉(zhuǎn)運動固定在滑塊上的螺母旋轉(zhuǎn)固定在滑塊上的螺母旋轉(zhuǎn)滑塊向下運動滑塊向下運動/鍛擊鍛擊18 離合器接合后，飛輪轉(zhuǎn)速逐漸下降，當飛輪轉(zhuǎn)速降到一定數(shù)值時離合器脫開，飛輪繼續(xù)沿原方向

6、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。203 3、 特點特點 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，

7、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。2223從圖中可以看出：1) 螺旋壓力機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行冷擊（滑塊壓力 越大，用于鍛件變形的能量越?。?；243） 螺旋壓

8、力機能量的調(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 螺旋壓力機的技術(shù)參數(shù)及使用一、技術(shù)參數(shù) o 公稱壓力 o 運動部分能量 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）工作原理工作原理在極短時間內(nèi)將落下部分在極短時間內(nèi)將落下部分

9、在行程中積蓄的能量施加在行程中積蓄的能量施加 到鍛件上使其變形到鍛件上使其變形工作特點：工作特點： 定能量設(shè)備定能量設(shè)備 不會超載，可多次打擊不會超載，可多次打擊 變形速度快，振動噪聲大變形速度快，振動噪聲大7.5 7.5 鍛錘鍛錘鍛錘工作原理鍛錘工作原理a) 砧座固定的有砧座錘砧座固定的有砧座錘 b）對擊錘）對擊錘工作介質(zhì)：壓縮空氣工作介質(zhì)：壓縮空氣28鍛錘的分類鍛錘的分類按打擊特性按打擊特性對擊錘和有砧座錘對擊錘和有砧座錘按工藝用途按工藝用途自由鍛錘、模鍛錘、板料沖自由鍛錘、模鍛錘、板料沖壓錘壓錘按驅(qū)動形式按驅(qū)動形式蒸汽蒸汽- -空氣錘、空氣錘、蒸汽空氣錘、空氣錘、蒸汽- -空氣對擊錘、液

10、壓錘等空氣對擊錘、液壓錘等2930空氣錘空氣錘空行程空行程:兩缸上下腔兩缸上下腔-大氣大氣懸空：懸空：下腔下腔-下腔下腔壓緊：壓緊：壓縮缸上腔壓縮缸上腔-工作工作缸下腔缸下腔-大氣大氣壓縮缸下腔壓縮缸下腔-工作缸上腔工作缸上腔打擊：打擊：上腔上腔-上腔，活塞上腔，活塞上行，上腔壓縮氣體進入上行，上腔壓縮氣體進入工作缸上腔。工作缸上腔。特點特點立柱直接安放在砧座上，用8根帶彈簧的強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，以提高錘頭運動的導(dǎo)向精度。腳踏板操縱，可一個工

11、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，踏下踏板進行模鍛。31蒸汽蒸汽- -空氣模鍛錘空氣模鍛錘32液壓錘液壓錘33打擊回程蓄能能滿卸荷對擊模鍛錘對擊模鍛錘上下錘頭行程相等上下錘頭行程相等和下錘頭和下錘頭小行程的對擊錘。小行程的對擊錘。適用于單模膛鍛造，需在其適用于單模膛鍛造，需在其他設(shè)備上預(yù)鍛，效率低。他設(shè)備上預(yù)鍛，效率低。適用于中小批量生產(chǎn)，是大適用于中小批量生產(chǎn)，是大型模鍛的主要設(shè)備之一。型模鍛的主要設(shè)備之一。目前目前MAX氣動對擊錘打擊氣動對擊錘打擊能量為能量為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，金屬打擊速度高

12、、能量大，金屬變形熱效應(yīng)高，提高了金屬變形熱效應(yīng)高，提高了金屬的塑性變形性能，適用于高的塑性變形性能，適用于高強度、塑性低、鍛造溫度窄強度、塑性低、鍛造溫度窄的合金鍛造。的合金鍛造。氣液驅(qū)動氣液驅(qū)動35高速錘高速錘=對擊錘對擊錘(上下錘頭行程與上下錘頭行程與各自質(zhì)量成正比，下錘頭行程?。└髯再|(zhì)量成正比，下錘頭行程?。╁戝N的主要技術(shù)參數(shù)和使用鍛錘的主要技術(shù)參數(shù)和使用打擊能量打擊能量 度量鍛錘的打擊力，可以滿足鍛錘零件的度量鍛錘的打擊力，可以滿足鍛錘零件的強度校核、模具承壓面的確定及正確選擇和使用設(shè)強度校核、模具承壓面的確定及正確選擇和使用設(shè)備的需要。備的需要。36打擊時間短，打擊力大，相當于落下

13、部分重量的幾打擊時間短，打擊力大，相當于落下部分重量的幾千倍至一萬多倍。千倍至一萬多倍。鍛件溫度越低，變形越小，打擊力越大。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。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)熱至每次開錘前，應(yīng)將錘桿預(yù)熱至120-150120-150，鍛模預(yù)熱，鍛模預(yù)熱至至150-350150-350。鍛錘長時間不工作時，進氣管閥門及節(jié)氣閥應(yīng)關(guān)閉鍛錘長時間不工作時，進氣管閥門及節(jié)氣閥應(yīng)關(guān)閉，錘頭處于下極限點。，錘頭處于下極限點。377.6

14、 7.6 多點成形壓力機多點成形壓力機實現(xiàn)板料無模、快速、柔性化成形實現(xiàn)板料無模、快速、柔性化成形各基本體各基本體單元的高單元的高度可調(diào)度可調(diào)38偏心布局偏心布局分區(qū)、分段成形分區(qū)、分段成形小設(shè)備實現(xiàn)大制件成形小設(shè)備實現(xiàn)大制件成形39圖圖7-18 基本體結(jié)構(gòu)基本體結(jié)構(gòu)a) 基本體方體基本體方體b) 長絲桿長絲桿c) 基本體裝配件基本體裝配件基本體結(jié)構(gòu)基本體結(jié)構(gòu)40圖圖7-19 串行調(diào)形的機構(gòu)和工作原理串行調(diào)形的機構(gòu)和工作原理a) 串行調(diào)形方式的原理圖串行調(diào)形方式的原理圖 b) 基體高度調(diào)整裝置示意圖基體高度調(diào)整裝置示意圖1-滾動軸承滾動軸承 2-滑動軸承滑動軸承 3-高度調(diào)整裝置高度調(diào)整裝置

15、4-Y軸電動機軸電動機 5-導(dǎo)桿導(dǎo)桿 6-滾珠絲杠滾珠絲杠 7-X軸電動機軸電動機 8-Z軸軸 9-調(diào)整頭調(diào)整頭 10-絲桿絲桿 11-方體方體基本體的調(diào)形方法基本體的調(diào)形方法41圖圖7-20 多軸齒輪式并行調(diào)形機構(gòu)的工作原理多軸齒輪式并行調(diào)形機構(gòu)的工作原理1-動力輸入齒輪動力輸入齒輪 2-電磁鐵電磁鐵 3-第二級分流齒輪第二級分流齒輪 4-推桿推桿 5-絲桿絲桿 6-方體方體7-離離合器合器 8-串聯(lián)齒輪串聯(lián)齒輪1輸入動力8 8（4 4個）個） 二級分流齒輪二級分流齒輪2級變速，傳遞542圖圖7-21 630kN多點成形壓力機液壓系統(tǒng)工作原理多點成形壓力機液壓系統(tǒng)工作原理1-液壓泵電動機液壓

16、泵電動機 2、6-單向閥單向閥 3、10-溢流閥溢流閥 4、5-換向閥換向閥 7-節(jié)流閥節(jié)流閥 8-液液控單向閥控單向閥 9-二位二通電磁換向閥二位二通電磁換向閥 11-充液閥充液閥 12-壓制液壓缸壓制液壓缸 13-上基本體群上基本體群 14-下基本體群下基本體群 15、17-截止閥截止閥 16、18-壓力表壓力表 19、20-濾油器濾油器空載啟動空載啟動工作缸上群體快速下落工作缸上群體快速下落慢速下落慢速下落快速回程快速回程43圖圖7-21 630kN多點成形壓力機液壓系統(tǒng)工作原理多點成形壓力機液壓系統(tǒng)工作原理1-液壓泵電動機液壓泵電動機 2、6-單向閥單向閥 3、10-溢流閥溢流閥 4、

17、5-換向閥換向閥 7-節(jié)流閥節(jié)流閥 8-液液控單向閥控單向閥 9-二位二通電磁換向閥二位二通電磁換向閥 11-充液閥充液閥 12-壓制液壓缸壓制液壓缸 13-上基本體群上基本體群 14-下基本體群下基本體群 15、17-截止閥截止閥 16、18-壓力表壓力表 19、20-濾油器濾油器44圖圖7-21 630kN多點成形壓力機液壓系統(tǒng)工作原理多點成形壓力機液壓系統(tǒng)工作原理1-液壓泵電動機液壓泵電動機 2、6-單向閥單向閥 3、10-溢流閥溢流閥 4、5-換向閥換向閥 7-節(jié)流閥節(jié)流閥 8-液液控單向閥控單向閥 9-二位二通電磁換向閥二位二通電磁換向閥 11-充液閥充液閥 12-壓制液壓缸壓制液壓

18、缸 13-上基本體群上基本體群 14-下基本體群下基本體群 15、17-截止閥截止閥 16、18-壓力表壓力表 19、20-濾油器濾油器多點成形技術(shù)特點多點成形技術(shù)特點實現(xiàn)快速成形實現(xiàn)快速成形（模具）節(jié)約模具設(shè)計、制造調(diào)（模具）節(jié)約模具設(shè)計、制造調(diào)試的人力、物力、財力，縮短生產(chǎn)周期；（手工）產(chǎn)試的人力、物力、財力，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。品精度高、質(zhì)量好，提高生產(chǎn)效率。改善和優(yōu)化變形路徑改善和優(yōu)化變形路徑通過多次成形與多點成形通過多次成形與多點成形，改善了板料的變形路徑和受力狀態(tài)，實時控制變形，改善了板料的變形路徑和受力狀態(tài)，實時控制變形曲面，提高了材料成形極限

19、，實現(xiàn)板料無缺陷大變形曲面，提高了材料成形極限，實現(xiàn)板料無缺陷大變形、難加工材料的塑性變形。、難加工材料的塑性變形。實現(xiàn)精確成形實現(xiàn)精確成形反復(fù)成形，消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)反復(fù)成形，消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力，實現(xiàn)小或無回彈成形，提高成形精度。力，實現(xiàn)小或無回彈成形，提高成形精度。小設(shè)備成形大型件小設(shè)備成形大型件分段多點成形。分段多點成形。數(shù)字化快速成形數(shù)字化快速成形設(shè)備造價較高設(shè)備造價較高難以成形復(fù)雜曲面，基體調(diào)形機難以成形復(fù)雜曲面，基體調(diào)形機構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)備造價高。構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致設(shè)備造價高。45機械折彎機機械折彎機機構(gòu)龐大，制造成本高，用于中小件折彎機構(gòu)龐大，制造成本高，用于中小件折彎。優(yōu)點優(yōu)點滑塊與

20、工作臺平行精度較高，能承受偏載?；瑝K與工作臺平行精度較高，能承受偏載。缺點缺點行程速度不可調(diào)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不壓力不能控制，設(shè)備在滑塊行程周期的大部分時間里達不到額定壓力到額定壓力操作難度大，運行前要對機器的封閉高度進行仔細調(diào)整操作難度大，運行前要對機器的封閉高度進行仔細調(diào)整機器的結(jié)構(gòu)布局難以實現(xiàn)數(shù)控化和自動化操作機器的結(jié)構(gòu)布局難以實現(xiàn)數(shù)控化和自動化操作467.7 7.7 板料折彎機板料折彎機47液壓折彎機液壓折彎機采用液壓直接驅(qū)動。采用液壓直接驅(qū)動。上模調(diào)整上模調(diào)整折彎時，液壓墊內(nèi)的油擠出，上模回縮運動；折彎時，液壓墊內(nèi)的油擠出，上?；乜s運動；回程時，液壓墊補油，上模復(fù)位?；爻虝r，液壓墊補油，上模復(fù)位。工件彎曲角不取決于滑工件彎曲角不取決于滑塊下死點位置塊下死點位置48下模調(diào)整下模調(diào)整氣缸楔塊調(diào)整機構(gòu)氣缸楔塊調(diào)整機構(gòu)氣缸活塞右移工件彎曲角調(diào)大。通氣通氣49下定位機構(gòu)下定位機構(gòu)限定下模調(diào)整機構(gòu)中的活塞桿，限定下模調(diào)整機構(gòu)中的活塞桿，使下?；顒訅|塊準確定位使下?；顒訅|塊準確定位電動機轉(zhuǎn)動電動機轉(zhuǎn)動齒形帶輪齒形帶輪3 3 齒輪傳送帶齒輪傳送帶4 4 齒形帶齒形帶輪輪5 5 摩擦離合器摩擦離合器6 6 絲絲桿桿2 2 變?yōu)槁菽缸優(yōu)槁菽? 9的左右的左右直線運動直線運動9 9移動至確定移動至確定位置位置限定撞塊限定撞塊1010和