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冲压加工的主要液压设备
发布时间: 2018-7-12 10:41:16
  根据冲压加工原理可知,冲压件主要是利用板料,通过安放在液压机上的模具来完成加工的。因此,材料、冲压设备、模具就构成了冲压加工的基本生产要素。
  1.冲压用原材料
  冲压加工常用的原材料主要有金属板料和卷料两种,其中又以板料应用得最多,有时也可对某些型材(管材)及非金属材料进行加工。冲压板料的常用材料如图l-3所示。
  尽管为满足不同产品的使用要求,冲压生产中所用的原材料相当广泛,但并不是所有的材辩飙用来进行冲压加工。用来冲压加工的材料必须具有良好的冲压性能、良好的使餍性能及良好的表面质量,使之适合冲压工艺的特点,易争接受冲压加工。有关冲压加工用原材料的要求,将在后续章节进行详细的介绍。
  2.冲压设备
  用作冲压加工的设备称为冲压设备,主要包括机械液压机、油压机和剪切机等。其中,机械液压机在冲压生产中应用最广。随着现代冲压技术的发展,高速液压机(冲压速度大于600次/min,送料精度高达±(0.01~0.03)mIn,主要用于电子、仪表、汽车等行业的特大批量的冲裁、弯曲、浅拉深等加工的冲孔、落料等工序)、多工位自动液压机(结构与闭式双点液压机相似,但装有自动进料机构和工位间的传送装置,传送机构与主轴和主滑块机械连接,在任何速度下都能保持同步操作,能按一定顺序自动完成落料、冲孔、拉深、弯曲、整形等工序,每一行程可生产一个制件)、数控圆转头液压机(整机由计算机控制,带有模具刀库的数控冲裁及步冲液压机,能自动快速地换模,通用性强,生产率高,突破了传统冲压加工离不开专用模具的束缚,主要用于冲裁、切口及浅拉深)、精密冲裁液压机(整机除主滑块之外还设有压边和反压装置,其压力可分别调整,机身精度高,刚性好,具有封闭高度调节机构,调节精度高,主要用于精密冲裁)等各种新型液压机得到了广泛的应用。
  (1)机械液压机冲压车间常用的机械液压机有曲柄液压机和摩擦液压机等。
  1)曲柄液压机。曲柄液压机是以曲柄传动的锻压机械,按公称压力的大小分为大、中、小型。小型液压机的公称压力小于1000KN,中型液压机的压力为1000~3000kN,3000kN以上的为大型液压机。按液压机连杆数目可分为单点式液压机和双点式液压机。其中,单点式液压机的滑块由一个连杆带动,用于台面较小的液压机;双点式液压机的滑块由两个连杆带动,用于左、右台面较宽的液压机。按液压机滑块的数目可分为单动液压机、双动液压机和三动液压机。图1.4所示为不同运动滑块数目的曲柄液压机工作示意图。单动液压机只有一个滑块,主要用于冲裁、弯曲等作业,拉深作业时,常利用气垫医边。双动液压机有内、外两个滑块,两个持块可分别运动,外滑块主要用于压边,内滑块用于拉深,所以又称为拉深液压机,通常内滑块采用曲柄连杆机构驱动,外滑块用曲轴凸轮机构,带侧滑块用曲柄杠杆机构或多杠杆机构驱动,外滑块通常有四个加力点,用于调整作用于坯料周边的压边力。三动液压机除了液压机的上部有一个内滑块和一个外滑块之外,液压机下部有一个下滑块,上、下两面的滑块做相反方向的运动,用以完成相反方向的拉深工作,主要用于大型覆盖件的拉深和成形。
  
  
  图4 不同运动滑块数目曲柄液压机工作示意图
  a)单动液压机b)双动液压机c)三动液压机
  1-工作台2-外滑块3-内瀑块4-凸轮5-下滑块
  此外,曲柄液压机按结构形式还可分为开式液压机和闭式液压机,由于都属于通用性冲压设备,故应用广泛。
  ①曲柄开式液压机。曲柄开式液压机主要用于冲压加工中的冲孔、落料、切边、浅拉深、成形等工序。床身多为c型结构,从而使操作者可以从前、左、右三个方向接近工作台,液压机采用刚性离合器,结构简单,不能实现寸动行程,工作台下设有气垫供浅拉深时切边或工件顶出之用。可附设通用的辊式或夹钳式等送料装置,实现自动送料。小吨位液压机采用滑块行程调节机构及无级变速装置,可提高行程次数。由于床身刚性所限,开式液压机只适用作中、小型匪力机。
  开式液压机按其工作台结构可分为可倾液压机(液压机的工作台及床身可以在一定角度范围内向后倾斜)、固定式液压机(液压机的工作台及床身固定)、升降式液压机(液压机的工作台可以在一定范围内升降),如图5所示。
  尽管曲柄液压机的种类较多,但工作原理基本相同。简单地说,就是通过曲柄机构(曲柄‘连杆机构、曲桶射杆机构等)增力和改变运动形式,利用飞轮来储存和释放能量,通过曲柄液压机产生的工作压力来完成冲压作业。以下以 JB23-63曲柄开式可倾液压机为例来说明其结构图与运动原理,如图6所示。
  
    b) c)
  图5  开式液压机的工作台形式
   a)固定式 b)可倾式 c)升降台式
  
  图6  JB23—63曲柄开式可倾液压机结构图与运动原理图
  1-电动机2-小带轮3-大带轮4-小齿轮5-犬齿轮6-离合器7-曲轴8-制动器 9-连杆10-滑块11-上模12-下模13-垫板14-工作台15-机身
  液压机运动时,电动机1通过V带把运动传绘大带轮3,再经小齿轮4、大齿轮5传给曲轴7。连杆9上端装在曲轴上,下端与滑块,10连接,把曲轴的旋转运动变为滑块的往复直线运动。滑块10运动的最高位置称为上死(止)点位置,而最低位置称为下死(止)点位置。由于生产工艺的需要滑块有时运动,有时停止,所以装有离合器6和制动器8。由于液压机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短,大部分时间为无负荷的空程。为了使电动机的负荷均匀,有效地利用设备的能量,因而装有飞轮。大带轮同时起飞轮的作用。
  当液压机工作时,将所用模具的上模1l装在滑块上,下模12直接装在工作台14上或在工作台面上加垫板13,便可获得合适的闭合高度。此时将材料放在上下模之间,即可进行冲裁或其他变形工艺加工了。
  由图1-6可知,滑块lO的行程(即滑块上死点至下死点的距离)等于曲轴7偏心距的两倍,因此该液压机具有行程较大且不能调节的特点。但是,由于曲轴在液压机上由两个或多个对称的轴承支撑着,因此液压机所受的负荷较均匀,故可制。成大行程和大吨位的液压机。
  图7所示为偏心液压机,通过调节液压机中偏心套5的位置可实现液压机滑块行程的调节,该类液压机具有行程不大但可适当调节的特点,因此可用于要求行程不大的导板式等模具的冲藏加工。
  ②曲柄闭式液压机。这种液压机操作者只能从前后两个方向接近工作台,床身为左右封闭的形式,雕性较好,能承受较大的压力.因此适于用作一般要求的大、中型液压机和精度要求较高的轻型液压机,主要用于冷冲压加工中的冲孔、落料、切边、弯曲、拉深、成形等工序。曲柄闭式液压机一般采用摩擦离合器及制动器,有复杂的控制系统,并采用平衡器来平衡连杆和滑块部位,工作起来比较平稳,同时设有气垫。图I·8所示为曲柄闭式液压机的外形及传动示意图。
  
  图7偏心液压机结构简图
  1-脚踏板2--工作台3-滑块4-连杆 5-偏心套6-铡动器7-信心主轴 8-离合器9-带轮10-电动机 l1-床身12-操纵杆13-工作台垫板
  
  图8 曲柄闭式液压机外形及传动示意图
   a)外形b)传动示意
  1-电动机2-小带轮3-大带轮4-制动器5-离合器6、8-小齿籍 7-大齿轮9-带偏心轴颈的大齿轮-10-轴ll-床身12--连杆 13-滑块14-垫板 15-工作台 16-液压气垫
  2)摩擦液压机。摩擦液压机与曲柄液压机一样有增力机构和飞轮,是利用螺旋传动机构来增力和改变运动形式的,在生产实际中应用最为广泛。图9所示为摩擦液压机的结构简图。
  
  图9摩擦液压机结构简图
  1-操纵手柄 2-床身 3-滑块 4-螺杆 5-螺纹套筒 6-飞轮 7、12-支架 8-带轮 9、11-摩擦盘 10-转轴 13、15一杠杆系统 14一横梁 16一工作台
  工作时,用操纵手柄l通过杠杆系统13、15,操纵转轴lO向左或向右移动。摩擦盘9和1 1之间的距离,略大于飞轮6的直径。转轴lO由电动机通过带轮传动而旋转,当其向左或向右移动时,摩擦盘与螺纹套筒5是传动螺纹配合,于是滑块3被带动向上或向下傲直线运动。向上为圆程,向下为工作行程。
  摩擦液压机因为没有固定的下死点,所以作业范围受到限制,一般用于校平、压印、切边、切断和弯曲等冲压作业和模锻作业。
  (2)冲压液压机冲压液压枧用于板材冲压成形,适用于冷挤压、复杂拉深及成形等冲压工序。其工作原理是静压传递原理(帕斯卡原理),即将高压液体压人液压缸内,借助于液压柱塞推动滑块运行实现冲压。
  液压机的工作介质主要有两种,采用乳化液的一般称为水压机,采用油的称为油压机。
  乳化液由2%的乳化脂和98%的软水混合而成,乳化液具有较好的防腐和防锈性能,并有一定的润滑作用。乳化液价格较低,不燃烧,不易污染环工作场地,故热量大的或热加工用的液压机多为水压机。油压机应用的工作介质为全损耗系统用油,有时也采用透平机油或其他类型的压油,在防腐蚀、防锈和润滑性能方面优于乳化液,但油的成本高,也易于污染场地,故中小型液压机多采用油压机。
  常用的冲压液压枫主要有上压式液压机(见图l-lOa)及下压式液压机两种。上压式液压机的活塞从上向下移动对工件加压,送料和取件操作在固定工作台上进行,操作方便,而且易实现快速下行,应用广泛。下压式液压机的上横粱固定在立柱上不动,当柱塞上升时带动活动横梁上升,对工件施压。卸压时,柱塞靠自重复位。下压式液压机的重心位置较低,稳定性好。
  
  图10 液压机的种类
  a)上压式液压枫
  1-预出缸 2-锁紧螺母 3-下横梁 4-活动横粱 5-立柱 6-上横粱 7-工作缸
  b)下压式液压机
  1-工作缸2-活塞杆 3-活动横粱 4-立拄 5-上横粱
  3.冲压模具
  冲压模具简称冲模,是冲压生产中必不可少的工艺装备,其设计、制造质量直接影响冲压件的加工质量、生产效率及制造成本。
  一般说来,冲压件不同的加工工序需要有不同的模具与之配套,丽采用不同的加工工艺就餐要设计有不同结构的摸具与其对应,即使对相同结构的冲压件,若生产批量、设备、规模不同也需要由与之协调的不同模具来完成。冲压加工的这种特点使模具的结构多样,类塑很多。冲模的分类如图11所示。模具零件分类如图12所示。
  
 
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