1.4-壓力機(jī)的選擇與使用解析

沖壓與塑壓成形設(shè)備----普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材閆亞林主編

1.4壓力機(jī)的選擇與使用重點(diǎn)掌握壓力機(jī)的選用、壓力機(jī)的正確使用和維護(hù)。了解壓力機(jī)的常見故障和排除方法。

在選擇壓力機(jī)時(shí)主要考慮因素：壓力機(jī)的類型壓力機(jī)的能力壓力機(jī)的規(guī)格1.4.1壓力機(jī)的類型壓力機(jī)類型的選擇，主要是根據(jù)沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、制件的幾何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定的。按用途分類：通用壓力機(jī)

主要適用于普通沖裁、彎曲和中小型簡(jiǎn)單拉深件的成形，適用于一般生產(chǎn)批量。專用壓力機(jī)生產(chǎn)批量較大時(shí)，應(yīng)盡量選用適應(yīng)于沖壓工藝特點(diǎn)的專用壓力機(jī)。通用壓力機(jī)基本類型：1.按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類——曲柄式和摩擦式;

2.按滑塊個(gè)數(shù)——單動(dòng)和雙動(dòng);

3.按床身結(jié)構(gòu)形式——開式和閉式;

4.按自動(dòng)化程度——普通壓力機(jī)和高速壓力機(jī)。表2-8常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點(diǎn)

沖壓類型沖壓設(shè)備沖裁彎曲簡(jiǎn)單拉深復(fù)雜拉深整形校平成形小行程通用壓力機(jī)√○××××中行程通用壓力機(jī)√○√○○×大行程通用壓力機(jī)√○√○√√雙動(dòng)拉深壓力機(jī)××○√××高速自動(dòng)壓力機(jī)√×××××摩擦壓力機(jī)○√×××√表2-9沖壓類型與沖壓設(shè)備選用對(duì)照表注：表中√表示適用，○表示尚可使用，×表示不適用。1.4.2壓力機(jī)的能力1、壓力和扭矩能力在選用壓力機(jī)時(shí)，應(yīng)使沖壓變形力和沖壓變形曲線位于滑塊許用負(fù)荷曲線之下。如果是復(fù)合沖壓，應(yīng)將幾個(gè)工序的變形力的曲線加起來，然后再進(jìn)行比較。1）當(dāng)壓力機(jī)對(duì)坯料施加壓力的行程小于5%的壓力機(jī)行程時(shí)，壓力機(jī)壓力選擇的計(jì)算式為F≥1.3∑F

式中：F——壓力機(jī)的公稱壓力；∑F——沖壓變形力、推件力、頂件力，卸料力等力的總和。2）當(dāng)壓力機(jī)對(duì)坯料施加壓力的行程大于5%的壓力機(jī)行程時(shí)，如拉深成形，在淺拉深時(shí)，最大變形力應(yīng)限制在公稱壓力的70%～80%；在深拉深時(shí)，最大變形力應(yīng)限制在公稱壓力的50%～60%。

2、功率能力壓力機(jī)的功率能力是由電動(dòng)機(jī)功率和飛輪能量等因素決定的。沖壓功率不能超過壓力機(jī)功率，否則會(huì)導(dǎo)致功率超載。沖壓功校核：

對(duì)于沖裁加工，由于沖裁工作行程較短，一般壓力和扭矩不超載時(shí)，沖壓功就不會(huì)超載。但是對(duì)于拉深成形的大工作行程來說，一般都應(yīng)該進(jìn)行沖壓功校核，以保證沖壓功不超載。沖壓功校核的計(jì)算公式如下：沖壓成形的變形功（A）一定要小于壓力機(jī)的有效功（Ap），即A<Ap。1）壓力機(jī)有效功Ap當(dāng)壓力機(jī)單行程工作時(shí)，且在速度可以降低20%的條件下，則飛輪的有效能量即壓力機(jī)的有效功。

當(dāng)壓力機(jī)連續(xù)工作時(shí)，且在速度可以降低10%的條件下，則有效功Ap（mJ）的計(jì)算式為：式中，m——壓力機(jī)飛輪的質(zhì)量(kg)：D——壓力機(jī)飛輪的直徑(m)；n——壓力機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速(r/min)。2）沖壓成形的變形功A①?zèng)_裁加工所需要的沖裁功A(mJ)的計(jì)算式為A=Ftf式中，F(xiàn)——沖裁力(N)；t——沖裁板料的厚度(mm)；

f——切入率。沖裁間隙小時(shí)，f＝0.6～0.8；沖裁間隙大時(shí)，f＝0.25～0.5。

②V形件彎曲所需的彎曲功A(mJ)的計(jì)算式為A＝Fhk式中，F(xiàn)——彎曲力(N)；h——彎曲工作行程(mm)；k——系數(shù)，k＝0.63。③圓筒形件拉深時(shí)的拉深功A(mJ)的計(jì)算式為A＝Fhc式中，F(xiàn)——拉深力(N)；h——拉深工作行程(mm)；c——系數(shù)，當(dāng)拉深系數(shù)為0.55時(shí)，c＝0.8；當(dāng)拉深系數(shù)為0.65時(shí)，c＝0.74。1、壓力機(jī)的裝模高度模具的閉合高度應(yīng)介于壓力機(jī)的最大閉合高度和最小閉合高度之間，并考慮留有適當(dāng)余量。當(dāng)模具安裝固定需要附加墊板時(shí)，還應(yīng)考慮附加墊板厚度的影響。H-5mm≥H≥H-M+10mm式中，H——壓力機(jī)最大閉合高度(mm)；

Hd——模具的閉合高度(mm)； M——壓力機(jī)連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度(mm)。

1.4.3壓力機(jī)的規(guī)格2、滑塊行程選擇壓力機(jī)時(shí)，滑塊行程長(zhǎng)度應(yīng)保證毛坯能順利地放入模具和沖壓件能順利地從模具中取出。一般按下式估算：

h≥2.5h0

式中，h——壓力機(jī)滑塊行程；

h0——拉深制件的高度。當(dāng)采用導(dǎo)板模結(jié)構(gòu)時(shí)，為保證凸模始終不與導(dǎo)板脫開，應(yīng)該選擇滑塊行程可調(diào)節(jié)的偏心式壓力機(jī)。

3、工作臺(tái)板及滑塊尺寸工作臺(tái)面長(zhǎng)、寬尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，并每邊留出不小于50～70mm的安裝尺寸，以便于安裝固定模具用的螺栓、墊鐵和壓板。當(dāng)制件或廢料需下落時(shí)，工作臺(tái)面孔尺寸必須大于下落件的尺寸。對(duì)有彈頂裝置的模具，工作臺(tái)面孔尺寸還應(yīng)大于下彈頂裝置的外形尺寸?；瑝K上，模柄孔直徑要與模柄直徑相符，模柄孔的深度應(yīng)大于模柄的長(zhǎng)度。

4、工作臺(tái)板漏料孔當(dāng)小型模具的下模板尺寸接近工作臺(tái)板漏料孔尺寸時(shí)，應(yīng)增加附加墊板，當(dāng)下模漏料范圍尺寸大于工作臺(tái)板漏料孔尺寸時(shí)，應(yīng)增加附加墊板。當(dāng)下模安裝通用彈頂器時(shí)，彈頂器的外形尺寸應(yīng)小于工作臺(tái)板漏料孔尺寸。5、生產(chǎn)率壓力機(jī)每分鐘的行程次數(shù)應(yīng)滿足沖壓工藝的要求。1.5壓力機(jī)的正確使用與維護(hù)目的：減少機(jī)械故障延長(zhǎng)使用壽命充分發(fā)揮其功能保證產(chǎn)品質(zhì)量避免事故發(fā)生1、壓力機(jī)能力的正確發(fā)揮避免超負(fù)荷

壓力機(jī)的使用者必須明確所使用壓力機(jī)的加工能力（標(biāo)稱壓力、許用負(fù)荷圖、電動(dòng)機(jī)功率），并且在使用過程中，讓壓力機(jī)的能力留有余地，避免超負(fù)荷。這是使用壓力機(jī)的最基本條件。1.5.1壓力機(jī)的使用超負(fù)荷的后果：電動(dòng)機(jī)功率超負(fù)荷，將引起：電動(dòng)機(jī)電流增高，電動(dòng)機(jī)過熱；單次行程時(shí)，每次沖壓的減速都很大；連續(xù)行程時(shí)，隨著作用次數(shù)的增加，速度逐漸減小，直至滑塊停止運(yùn)轉(zhuǎn)。超負(fù)荷的后果：如果工作負(fù)荷曲線超出許用負(fù)荷曲線，將出現(xiàn)：曲柄發(fā)生扭曲變形；齒輪破損；連接鍵損壞；離合器打滑、過熱。超負(fù)荷的后果：③如果標(biāo)稱壓力超負(fù)荷，將出現(xiàn)：沖壓聲音沉悶，振動(dòng)大；曲柄彎曲變形；連桿破損機(jī)身出現(xiàn)裂紋；過載保護(hù)裝置動(dòng)作或破壞的現(xiàn)象。2、壓力機(jī)結(jié)構(gòu)的正確使用1）偏心負(fù)荷對(duì)滑塊受力的影響單點(diǎn)壓力機(jī)在偏心負(fù)荷作用下會(huì)使滑塊承受附加力矩，因而在滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生阻力矩。附加力矩使滑塊傾斜，加快了滑塊與導(dǎo)軌間的不均勻磨損。因此，進(jìn)行偏心負(fù)荷較大的沖壓加工時(shí)，應(yīng)避免使用單點(diǎn)壓力機(jī)，而應(yīng)使用雙點(diǎn)壓力機(jī)。雙點(diǎn)壓力機(jī)在承受偏心負(fù)荷時(shí)不產(chǎn)生附加力矩。圖2-62偏心負(fù)荷對(duì)滑塊受力的影響2）壓力機(jī)各活動(dòng)連接處的間隙壓力機(jī)各活動(dòng)連接處的間隙不能太大，否則將降低精度。檢驗(yàn)連接處間隙是否過大的方法：在滑塊向下行程進(jìn)行沖壓時(shí)，用手指觸摸滑塊側(cè)面，在下止點(diǎn)如有振動(dòng)，說明間隙過大，必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)，不要過分追求精度而使滑塊過緊，過緊將發(fā)熱磨損。有適當(dāng)?shù)拈g隙對(duì)改善潤(rùn)滑、延長(zhǎng)使用壽命是必要的。各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分都必須保證良好的潤(rùn)滑，按要求添加潤(rùn)滑油（脂）。3）離合器、制動(dòng)器及滑塊平衡裝置開機(jī)前要試車檢查離合器、制動(dòng)器的動(dòng)作是否準(zhǔn)確、靈活、可靠。氣動(dòng)摩擦離合器—制動(dòng)器使用的壓縮空氣必須達(dá)到要求的壓力標(biāo)準(zhǔn)?；瑝K平衡裝置應(yīng)在每次更換模具后，根據(jù)模具的重量加以調(diào)整，保證平衡效果。3、模具對(duì)壓力機(jī)正確使用的影響模具尺寸與壓力機(jī)工作臺(tái)尺寸應(yīng)相適應(yīng)。一般模具安裝面積太小時(shí)，應(yīng)加墊板，以分散沖壓力。對(duì)于閉合高度較小的模具，也應(yīng)加墊板安裝，避免調(diào)節(jié)螺桿伸出過長(zhǎng)，導(dǎo)致強(qiáng)度和剛度降低，產(chǎn)生危險(xiǎn)。4、操作應(yīng)準(zhǔn)確無誤①必須準(zhǔn)確可靠地安裝好模具，保證模具間隙均勻，閉合狀態(tài)良好，沖壓過程不移位。②嚴(yán)格遵守壓力機(jī)操作規(guī)程，工作中及時(shí)清除工作臺(tái)上的工件和廢料，清除時(shí)要用鉤子或刷子等專用工具，不能圖省事，直接徒手進(jìn)行。③板料沖裁時(shí)，不應(yīng)讓兩塊坯料重疊在一起沖裁。隨時(shí)注意壓力機(jī)工作情況，當(dāng)發(fā)生不正常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該立即停止工作，切斷電源，進(jìn)行檢查和處理。④工作完畢后，應(yīng)使離合器脫開，然后才可以切斷電源，清除工作臺(tái)上的雜物，清潔、涂油防銹。每天工作前、開機(jī)加工中、作業(yè)后，都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的檢查和維護(hù)。離合器、制動(dòng)器的保養(yǎng)；拉緊螺栓及其他各類螺栓的檢修；給油裝置的檢修；供氣系統(tǒng)的檢修；定期精度檢查；傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和各種輔助裝置功能的檢查維修。1.5.3壓力機(jī)的維護(hù)2.7.3壓力機(jī)常見故障及排除方法壓力機(jī)在使用中，由于維護(hù)不當(dāng)或正常的損耗，常會(huì)出現(xiàn)一些故障，影響正常的工作。壓力機(jī)關(guān)鍵零、部件常見故障及排除方法參見附錄B表B1～表B4。

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學(xué)習(xí)著，工作著，健康著——壓力機(jī)正確使用與安全據(jù)1999年9月2日《天津日?qǐng)?bào)》報(bào)道，現(xiàn)在壓力機(jī)傷手事故已經(jīng)司空見慣，有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)一年就有三四十個(gè)人被傷著手指頭，有的廠甚至訂出“每月斷指頭不超過兩個(gè)則為安全生產(chǎn)”的荒唐指標(biāo)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在廣東每年有二萬宗以上的工傷案件。浙江樂清市1997年度因機(jī)械壓力機(jī)造成的工傷事故2500起。在該市每天都有被壓力機(jī)沖掉手指的操作工被送去進(jìn)行急治，最輕的為一至二節(jié)離斷性傷，重者沖掉整個(gè)手掌。每年全國(guó)至少要沖軋掉5萬個(gè)手指頭。(/society/1999-9-2/10958.html）有關(guān)沖壓事故的機(jī)制分析如下：

（1）危險(xiǎn)因素：滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)形式和上、下模具的相對(duì)位置及間距。

（2）危險(xiǎn)空間：指在滑塊上所安裝的模具（包括附屬裝置）對(duì)工作面在行程方向上的投影所包含的空間區(qū)域，即上、下模具之間形成的?？趨^(qū)。

（3）危險(xiǎn)時(shí)間：滑塊的下行程，而在上行程滑塊向上運(yùn)動(dòng)離開下模，是安全的。

（4）人的行為：腳踏開關(guān)操縱設(shè)備，手工取工件，放原料。

（5）危險(xiǎn)事件：在特定時(shí)間（滑塊的下行程），當(dāng)人的手臂仍然處于危險(xiǎn)空間（?？趨^(qū)）．發(fā)生擠壓、剪切等機(jī)械傷害。

絕大多數(shù)沖壓事故是發(fā)生在沖壓作業(yè)的正常操作過程中。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，因送取料而發(fā)生的約占38%，由于校正加工件而發(fā)生的約占20%，因清理邊角加工余料或其他異物的占14%，多人操作不協(xié)調(diào)或模具安裝調(diào)整操作不當(dāng)?shù)恼?1%，其余是因機(jī)械故障引起的。在沖壓生產(chǎn)中引發(fā)事故的主要原因：沖壓安全管理工作不善，例如安全技術(shù)培訓(xùn)教育、安全裝置的合理使用、管理及文明生產(chǎn)等。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)條件不符合要求，例如照明條件不合適、噪聲大等。無安全技術(shù)措施或安全技術(shù)措施不夠完善，例如壓力機(jī)上未配備可靠的安全裝置或安全裝置發(fā)生故障和損壞等。4)模具結(jié)構(gòu)不合理；模具因結(jié)構(gòu)原因而引起傾斜、破碎，或因模具造