沖壓與塑料成型曲柄壓力機肆

成型設備概論

2022/10/141第四章液壓機

4.1概述了解液壓機的工作原理、特點及各種分類方法。學習液壓機的編號規(guī)定。2022/10/1424.1.1液壓機工作原理液壓機的基本工作原理是帕斯卡原理。它利用液體的壓力能，依靠靜壓作用使工件變形，或使物料被壓制成型。圖4-1YQ32系列液壓機2022/10/143按工作介質分類：液壓機的工作介質為液體，主要有兩種，采用乳化液的一般稱為水壓機，采用油的稱為油壓機。水壓機——乳化液價格便宜，不燃燒，不易污染工作場地，故耗油量大的以及熱加工用的液壓機多為水壓機。油壓機——在防腐蝕、防銹和潤滑性能方面，油優(yōu)于乳化液。但油的成本高，也易污染工作場地。2022/10/144圖4-2液壓機工作原理1、小柱塞2、大柱塞如圖，兩個充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道連接，當小柱塞上作用的力為F1時，在大柱塞上將產生向上的作用力F2，迫使制件變形，且：F2=F1×A2/A1A1、A2分別為小柱塞和大柱塞的工作面積。2022/10/145圖4-3液壓機工作過程2022/10/1464.1.2液壓機的特點與應用優(yōu)點：容易獲得最大壓力。容易獲得大的工作行程，并能在行程的任意位置發(fā)揮全壓，適合要求工作行程大的場合。容易獲得大的工作空間。壓力與速度可以在大范圍內方便地進行無級調節(jié)，而且可按工藝要求在某一行程作長時間的保壓。另外，還便于調速和防止過載。設計、制造、操作和維修方便，便于實現(xiàn)遙控與自動化。2022/10/147缺點：對液壓元件精度要求較高，結構較復雜，機器的調整和維修比較困難。高壓液體易泄露，不但污染工作環(huán)境，浪費壓力油，對于熱加工場所還有火災的危險。效率較低，且運動速度慢，降低了生產率，對于快速小型的液壓機，不如曲柄壓力機簡單靈活。2022/10/148液壓機主要應用領域：金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝。主要用在汽車、家電行業(yè)中金屬覆蓋件的成形加工。金屬機械零件的壓力成形。主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝。粉末制品行業(yè)。如磁性材料、粉末冶金等。非金屬材料的壓制成形，如SMC成型、汽車內飾件的熱壓成型、橡膠制品等。木制品的熱壓成型。比如植物纖維板材、型材的熱壓加工。其他應用。如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝。2022/10/1494.1.3液壓機的分類一、按用途分類手動液壓機：一般為小型液壓機，用于壓制、壓裝等工藝。(2)鍛造液壓機：用于自由鍛造、鋼錠開坯以及有色與黑色金屬模鍛。(3)沖壓液壓機：用于各種板材沖壓。(4)校正壓裝液壓機：用于零件校形及裝配。2022/10/1410一、按用途分類(5)層壓液壓機：用于膠合板、刨花板、纖維板及絕緣材料板等的壓制。行程大，層數多，層間距離大，可壓制的板數較多。(6)擠壓液壓機：用于擠壓各種有色金屬和黑色金屬的線材、管材、棒材及型材。(7)壓制液壓機：用于粉末冶金及塑料制品壓制成型等。(8)打包、壓塊液壓機：用于將金屬切屑等壓成塊及打包等。2022/10/1411圖4-4YS系列手動液壓機圖4-5YDZ1000柱式自由鍛造液壓機2022/10/1412圖4-6YQ27系列單動沖壓液壓機2022/10/1413圖4-8YJ61系列金屬擠壓液壓機圖4-7YHL41系列單柱校正壓裝液壓機2022/10/1414二、按動作方式分類(1)上壓式液壓機：該類液壓機的工作缸安裝在機身上部，操作方便，容易實現(xiàn)快速下行，應用最廣。(2)下壓式液壓機：該類液壓機的工作缸裝在機身下部，重心位置較低，穩(wěn)定性好，制品可避免漏油污染。雙動液壓機：上活動橫梁分為內、外滑塊，分別由不同的液壓缸驅動，壓力為內外滑塊壓力的總和。工作方式靈活，適合金屬板料的拉深成形，在汽車制造業(yè)應用廣泛。(4)特種液壓機：如角式液壓機、臥式液壓機等。2022/10/1415圖4-10Y34系列下壓式油壓機圖4-9下壓式液壓機工作原理2022/10/1416圖4-11Y71系列上壓式四柱型液壓機圖4-12雙動液壓機2022/10/1417圖4-13臥式金屬擠壓成型液壓機2022/10/1418三、按機身結構分類(1)柱式液壓機：液壓機的上橫梁與下橫梁（工作臺）的連接采用立柱，由鎖緊螺母鎖緊。壓力較大的液壓機多為四立柱結構，機器穩(wěn)定性好，采光也較好。(2)整體框架式液壓機：機身由鑄造或型鋼焊接而成，一般為空心箱形結構，抗彎性能較好，立柱部分做成矩形截面，便于安裝平面可調導向裝置?；顒訖M梁運動精度較高，在塑料制品和粉末冶金、薄板沖壓液壓機中獲得廣泛應用。2022/10/1419四、按傳動形式分類(1)泵直接傳動液壓機：每臺液壓機單獨配備高壓泵，中小型液壓機多為這種傳動形式。(2)泵蓄能器傳動液壓機：高壓液體采用集中供應的辦法，可節(jié)省資金，提高液壓設備的利用率，但需要高壓蓄能器和一套中央供壓系統(tǒng)，以平衡低負荷和負荷高峰時對高壓液體的需要。在使用多臺液壓機（尤其多臺大中型液壓機）的情況下較為可行。2022/10/1420五、按操縱方式分類手動液壓機半自動液壓機全自動液壓機圖4-14YT-5T二柱半自動液壓機2022/10/1421目前使用較多的是上壓式泵直接傳動半自動和手動柱式或框架式液壓機。對層壓機一般采用下壓式液壓機。2022/10/14224.1.4液壓機的技術參數及型號液壓機最大總壓力(噸位)是表示液壓機壓制能力Fp的主要參數，一般用它來表示液壓機的規(guī)格。壓制能力Fp與最大總壓力F的關系：一、最大總壓力2022/10/1423二、工作液壓力工作液壓力不宜過低，否則不能滿足液壓機最大總壓力的需要。反之，工作液壓過高，液壓機密封難以保證，甚至損壞液壓密封元件。目前國內塑料液壓機所用的工作液壓力在16MPa～50MPa之間，最常用為32MPa左右的工作液壓力。2022/10/1424三、最大回程力液壓機活動橫梁在回程時要克服各種阻力和運動部件的重力。液壓機最大回程力約為最大總壓力的20%～50%。2022/10/1425升壓時間指壓力上升到工作所需要的值所需時間。目前，最大總壓力5000kN以下的塑料液壓機，其升壓時間均要求在10s以內。四、升壓時間2022/10/1426項目、型號單位YC32-315公稱力KN3150頂出力KN630回程力KN600工作液體最大壓力MPa25滑塊距工作臺最大開口(A)mm1250滑塊最大行程(B)mm800頂出器最大行程(G)mm300滑塊行程速度下行mm/s120工作mm/s6～12回程mm/s60頂出器行程速度頂出mm/s55回程mm/s100工作臺有效面積(E×D)mm1200×1260立柱中心距左右mm1400前后mm900工作臺面距地面高(I)mm650電動機功率KW22.6機器外形尺寸前后（F）mm200左右（G）mm2360地面以上高（H）mm4175機器重量t16表4-1YC32型四柱通用液壓機主要技術參數2022/10/14271主壓油缸型號YG300/220-1850數量1只公稱推力2000KN行程1850mm2門蓋油缸型號YG160/105-1160數量1只公稱推力530KN行程1160mm3小門油缸型號YG110/70-300數量2只公稱推力250KN行程300mm4液壓系統(tǒng)工作壓力25MPa5壓縮室尺寸1400×700×600mm6包塊截面尺寸(200～300)×700×280mm表4-2Y81Q-2000金屬打包液壓機主要技術參數2022/10/14287單次循環(huán)時間約65秒8電動機型號Y225M-6額定功率30KW額定轉速980rpm數量1臺型號Y160L-4額定功率15KW額定轉速1440rpm數量1臺9液壓泵型號160YCY14-1B額定壓力31.5MPa公稱排量160ml/r數量1臺型號63YCY14-1B額定壓力31.5MPa公稱排量63ml/r數量1臺10設備總重×103kg～8.2續(xù)表4-2Y81Q-2000金屬打包液壓機主要技術參數2022/10/1429液壓機型號表示方法：例如：Y32A—315表示最大總壓力為3150kN，經過一次變型的四柱立式萬能液壓機，其中32表示四柱式萬能液壓機的組型代號。液壓機型號表示的主要原則如下圖。圖4-15液壓機型號表示方法2022/10/1430鍛壓機械的組、型（系列）代號及主參數：（JB/T9965－1999

）1、每類鍛壓機械分為10組，每組分為10個型（系列），用兩位數字組成，位于類代號或結構變化代號之后。2、主參數采用實際數值或實際數值的十分之一（僅限于公稱力kN和能量kJ）表示，位于組、型（系列）或特性代號之后，并用短橫線“–”隔開。3、組、型（系列）的劃分及型號中主參數的表示方法應符合要求。2022/10/1431組型鍛壓機械名稱主參數名稱單位手動液壓機04手動液壓機公稱力kN沖壓拉伸液壓機20單柱單動拉伸液壓機公稱力kN21單柱沖壓液壓機公稱力kN26精密沖裁液壓機總力kN27單動薄板沖壓液壓機公稱力kN28雙動薄板拉伸液壓機公稱拉伸力/總力kN/kN一般用途液壓機30單柱液壓機公稱力kN31雙柱液壓機公稱力kN32四柱液壓機公稱力kN33四柱上移式液壓機公稱力kN34框架液壓機公稱力kN36切邊液壓機公稱力kN38單柱沖孔液壓機公稱力kN表4-3液壓機組、型（系列）的劃分（JB/T9965－1999）2022/10/1432校正、壓裝液壓機40單柱校直液壓機公稱力kN41單柱校正壓裝液壓機公稱力kN42雙柱校直液壓機公稱力kN43四柱校直液壓機公稱力kN45龍門移動式液壓機公稱力/工作臺長×寬kN/mm×mm47單柱壓裝液壓機公稱力kN層壓液壓機51膠合板熱壓機公稱力/熱板尺寸kN/mm52刨花板熱壓機公稱力/熱板尺寸kN/mm53纖維板熱壓機公稱力/熱板尺寸kN/mm55塑料貼面板熱壓機公稱力/熱板尺寸kN/mm擠壓液壓機61金屬擠壓液壓機公稱力kN65碳極擠壓液壓機公稱力kN68模腔擠壓液壓機公稱力kN續(xù)表4-3液壓機組、型（系列）的劃分（JB/T9965－1999）2022/10/1433壓制液壓機70側壓式粉末制品液壓機公稱力kN71塑料制品液壓機公稱力kN72磁性材料液壓機公稱力kN74陶瓷磚壓制液壓機公稱力kN75超硬材料壓制液壓機公稱力kN76耐火磚液壓機公稱力kN78磨料制品液壓機公稱力kN79粉末制品液壓機公稱力kN打包、壓塊液壓機81金屬打包液壓機公稱力kN82非金屬打包液壓機公稱力kN83金屬屑壓塊液壓機公稱力kN其它液壓機90金屬壓印液壓機公稱力kN92輪軸壓裝液壓機公稱力kN93等靜壓液壓機公稱力kN98模具研配液壓機公稱力kN續(xù)表4-3液壓機組、型（系列）的劃分（JB/T9965－1999）2022/10/1434

4.2液壓機的結構

Y32—300液壓機的結構

Y32—300液壓機的操縱部分和動力部分2022/10/1435液壓機的基本結構組成一般分為：

本體部分

動力部分操縱部分2022/10/1436圖4-16Y32—300液壓機圖4-17Y32—300液壓機機身外形圖1、緊固螺母2、調節(jié)螺栓3、框架4、導軌5、固定螺栓2022/10/1437公稱壓力/kN3000滑塊行程/mm800頂出力/kN300工作臺尺寸(前后×左右×距地面高)1140×1210×700工作行程速度(mm/s)4.3活動橫梁至工作臺最大距離/mm1240液體工作壓力/MPa2000表4-4Y32-300四柱萬能液壓機主要參數2022/10/14384.2.1本體部分設備的本體部分包括：

機身

工作缸與工作活塞充液油箱

活動橫梁下橫梁

頂出裝置2022/10/1439一、機身

Y32—300型液壓機機身屬于四立柱機身。四立柱機身在液壓機上用的最廣，由上橫梁、下橫梁和四根立柱組成，每根立柱都有3個螺母分別與上下橫梁緊固連接在一起，組成一個堅固的受力框架。圖4-18Y32—300液壓機機身結構1.3.7、螺母2、上橫梁4、立柱5、限位套6、下橫梁2022/10/1440機身應具有足夠的剛度、強度和制造精度。液壓機的各個部件都安裝在機身上，裝配情況如下：上橫梁的中間孔安裝工作缸，下橫梁的中間孔安裝頂出缸。上、下橫梁結構相似，采用鑄造方法鑄成箱體結構。下橫梁(工作臺)的臺面上開有T形槽，供安裝模具用?；顒訖M梁靠4個角上的孔套裝在四立柱上，上方與工作缸的活塞相連接，由其帶動活動橫梁上下運動。在四根立柱上各裝一個限位套，限制活動橫梁下行的最低位置，防止活動橫梁過度降落導致工作活塞撞擊工作缸的密封裝置。2022/10/1441二、工作缸圖4-19活塞式雙作用液壓缸Y32—300型液壓機采用一個活塞式雙作用液壓缸，對于大型且要求壓力分級的液壓機可采用多個工作缸。液壓機的工作缸在液壓機工作時承受很高的壓力，因此必須具有足夠的強度和韌性，同時還要求組織致密，避免高壓油液的滲漏。2022/10/1442活塞式雙作用缸的結構如圖所示。工作缸靠缸口凸肩與螺母緊固在上橫梁內。在工作缸上部裝有充液閥和充液油箱。活塞上設有雙向密封裝置，將工作缸分成上下腔，在下部缸端蓋裝有導向套和密封裝置，并借法蘭壓緊，以保證下腔的密封?；钊麠U下端與活動橫梁用螺栓剛性連接。圖4-20活塞式雙作用液壓缸結構1、充液閥接口2、工作缸缸筒3、活塞桿4、螺母5、上橫梁6、導向套7、凸肩8、活動橫梁2022/10/1443液壓機工作中需要滿足慢速壓制和快速回程的工藝要求，在此期間工作缸工作過程如下：當壓力油從缸上腔進入時，缸下腔的油液排至油箱；活塞帶動活動橫梁向下運動，其速度較慢，壓力較大；當壓力油從油缸下腔進入時，缸上腔的油液便排入油箱，活塞向上運動，其運動速度較快，壓力較小。2022/10/1444三、活動橫梁活動橫梁是立柱式液壓機的運動部件，位于液壓機本體的中間。采用HT200鑄成箱形結構，中間的圓柱孔與上面的工作活塞桿連接，四角的圓柱孔內裝有導向套，在工作活塞的帶動下，靠立柱導向作上下運動。在活動橫梁的底面同樣開有T形槽，用來安裝模具。圖4-21活動橫梁2022/10/1445頂出缸設在機身下部，通過頂桿將成形后的工件頂出。頂出缸結構與工作缸相似，也是活塞式液壓缸，安裝在工作臺底部的中間位置，同樣采用缸的凸肩及螺母與工作臺緊固連接。四、頂出缸圖4-22頂出缸1、活塞桿2、頂出缸筒3、螺母4、活塞5、缸蓋2022/10/14464.2.2動力部分組成——高壓泵作用——將機械能轉變?yōu)橐簤耗?，向液壓機的工作缸與頂出缸提供高壓液體。Y32—300型液壓機使用的是臥式柱塞泵。2022/10/14474.2.3操縱及液壓系統(tǒng)泵11——BFW型偏心柱塞泵。

(2)閥1、2——溢流閥，保護液壓系統(tǒng)，限制液壓系統(tǒng)最高壓力的作用。(3)閥3、5——分別為頂出缸和工作缸的手動換向閥，兩閥互鎖，保證工作缸工作與頂出缸頂出不同時動作。(4)閥4——背壓閥，保證壓力油只能單向流動，且油液單向通過時油壓必須等于或大于調定的壓力。(5)閥7——液控止回閥，防止活動橫梁產生超前速度，并使活動橫梁穩(wěn)定地停止在所需位置。一、Y32—300型液壓機的液壓系統(tǒng)2022/10/1448(6)閥6——溢流閥，在系統(tǒng)控制回程時防止工作缸下腔出現(xiàn)超壓狀態(tài)。(7)閥8——液控止回閥，工作時起保壓作用，回程時起工作缸上腔先卸壓后回程的作用。(8)充液閥9和充液油箱10——在活塞靠自重下行時，靠負壓對工作缸充液，以提高空行程的速度。圖4-23Y32—300型液壓機液壓系統(tǒng)2022/10/1449二、Y32—300型液壓機的操縱控制液壓機工作循環(huán)動作過程：工作活塞空行程向下運動工作行程保壓回程頂出缸頂出工件2022/10/14501、頂出缸回程

在每一工作循環(huán)開始之前，頂出油缸必須處在回程位置。頂出缸的手動換向閥3轉到“回程”位置，壓力油通過換向閥3右位進入頂出缸上腔。由于止回閥4的背壓作用，油泵輸出的壓力油首先使頂出缸回程。當頂出缸回程完畢后，泵輸出的壓力油便推開止回閥4，通過工作缸換向閥5中位排入油箱，這時泵出口保持10～12MPa的壓力。2022/10/14512、空行程向下頂出缸回程后，將換向閥5的手柄轉到“工作”位置，壓力油經閥3右位—閥4—閥5右位—閥8進入工作缸上腔。由于閥7關閉，工作缸下腔的壓力油不能回油，使進油路壓力升高，推開閥7，工作缸下腔的油液經閥7—閥5右位流回油箱。工作缸上腔通入壓力油后，使活動橫梁向下運動。在此空行程階段，因活動橫梁等的自重作用，其運動速度較快，工作缸上腔形成負壓，打開充液閥9，充液油箱10中的油液自動給予補充。2022/10/1452充液閥：充液閥實際上是液控止回閥。當充液閥的控制油口通以壓力油或充液閥的下腔形成真空時，閥門被打開，充液箱中的油液與充液閥下腔連通，否則處于關閉狀態(tài)。圖4-24充液閥1、控制油口2、活塞3、彈簧4、閥門2022/10/14533、工作行程與空行程向下運動相比，工作行程時施加于活塞上的壓力要大，速度要慢。為此換向閥5的手柄仍處于“工作”位置。當空行程向下運動，使活動橫梁上的模具接觸工件后，工作缸上腔負壓消失，充液閥自動關閉。工作缸活塞在壓力油作用下繼續(xù)向下運動，對工件加壓，此時油液壓力可以達到原先調定的壓力（由溢流閥1決定），下壓速度由泵流量控制。2022/10/14544、保壓時間——當工作行程結束后，需要對工件繼續(xù)施壓一段時間時。操作——把換向閥5的手柄轉到“停止”位置，工作缸上腔的壓力油被液控止回閥8封閉，產生保壓作用，而泵輸出的油液通過換向閥5排入油箱而卸荷。2022/10/14555、回程將換向閥5的手柄轉到“回程”位置，則泵輸出的壓力油通入工作缸下腔，同時經控制油路打開液控止回閥8，使工作缸上腔卸壓。工作活塞開始時以較慢速度上升，當打開充液閥9的大閥門以后，使活塞上腔的油液大量排入充液油箱，以實現(xiàn)快速回程。2022/10/14566、停止目的——使活動橫梁停止在某一位置。操作——將換向閥3及5的手柄轉到“停止”位置，液壓泵通過換向閥3或閥5卸荷，工作活塞下腔的油液被液控止回閥7封閉，則工作活塞（活動橫梁）很穩(wěn)定地停止在某一位置上。2022/10/14577、頂出缸頂出工件當將換向閥3的手柄轉到“頂出”位置時，泵輸出的壓力油通過換向閥3進入頂出缸的下腔，上腔回油，驅動頂出活塞上行，完成頂出工件的動作。頂出工件后，液壓機完成一次工作循環(huán)。2022/10/14581、液壓機的液壓控制系統(tǒng)，必須具有以下特性，即當液壓泵啟動后，只有操縱滑塊啟動裝置，滑塊才能動作。2、液壓控制系統(tǒng)中，須有急停按鈕。當急?？刂频乃矔r動作一旦發(fā)生，必須使滑塊立即停止運動。

3、在液壓控制系統(tǒng)中，必須設有供選擇壓力機運轉規(guī)范的行程選擇器。但只有“脫開”和“連續(xù)行程”功能的液壓機不在此限。行程選擇器應有“脫開”、“寸動”、“單次行程”和“連續(xù)行程”運轉規(guī)范，按順時針方向依次排列?！钜簤簷C液壓控制系統(tǒng)安全要求：2022/10/14594、當既可用手又可用腳兩種操縱方式時，必須設有一個手、腳控制選擇器，兩者擇其一后，另一種操縱方式必須失效。5、在液壓控制系統(tǒng)中，必須使單次行程和/或連續(xù)行程在一次循環(huán)過程中具有下列特性：

a.

滑塊空程快速下降；b.

滑塊慢速趨近工件；

c.

滑塊負載慢速工作行程；d.

滑塊空程快速上升。2022/10/14606、多泵傳動的液壓機，應有液泵控制機構，保證各泵只能依次進行啟動。