第六章曲柄压力机.docVIP

PAGE 第六章 冲压压力机的选择与使用 一．冲压压力机的选择 在冷冲压生产中，冲压设备的选择，是一项非常重要的工作，它直接关系到设备的安全和合理使用，同时也关系到冲压工艺是否能顺利进行和模具的寿命、产品的质量、生产效率以及成本的高低等一系列问题。 选择设备，首先要清楚地了解被加工产品的特点(包括所采用的冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形状及尺寸、精度要求、工序的分配、成品取件方法、废料处理等)和各类冲压设备的特点(包括压力及功率的大小、辅助装置及功能，滑块行程、速度大小、精度、装模空间大小、操作空间大小等)。然后使所选用设备的性能与产品的加工对设备性能的要求相适应，尽量不造成欠缺或浪费。最后，确定出设备的类型及其规格。 1．曲柄压力机的工艺特性与结构特性 通用曲柄压力机有较大的工艺适应范围，几乎能用于所有的冲压加工，但冲压工艺及其模具的设计制造相对专用压力机复杂，且生产效率也比专用压力机低。专用压力机一般价格较高，缺乏通用性。在选用机种时，要全面考虑这些问题。产量大小是选用机种的重要因素之一。产量小、冲压性质多变时，可选用通用压力机；产量大或冲压工艺性质较稳定时，可考虑使用专用压力机。 开式压力机机身结构的主要优点是操作空间大，而闭式压力机机身结构的主要优点是刚度好。因此，对于精度要求高，模具寿命要求长的冲压宜选用闭式压力机；而对于需要方便操作，或要安装自动送料装置的冲压则宜选用开式压力机。 压力机的行程次数和行程长度决定了滑块的行程速度，确定时既要考虑产量的需求，也要考虑冲压工序性质的要求。对于拉深、挤压等塑性变形量大的工序，要限制行程速度。而冲裁加工，则可以根据产量及操作条件(手工操作或自动送料)的许可采用较高的速度。但是，行程速度越快，振动、噪声就越大，对模具寿命也有影响，这一点必须加以考虑。 压力机的行程长度和装模高度，对压力机的整体刚性是有影响的。行程长度越长，则曲轴的曲柄半径越大，曲柄臂刚度越差，而且立柱也越高，机身垂直变形量越大。装模高度越高，机身的垂直变形量也越大，且当模具的闭合高度较小，要将压力机的装模高度调得较小时，连杆便调得较长，刚度也随之下降。因此，在满足冲压变形的要求及不妨碍取件的情况下，压力机的行程不必选择过长。装模高度也应针对模具闭合高度选取。 2．曲柄压力机的压力特性 曲柄压力机的许用负荷随滑块行程位置的不同有很大的变化。其标称压力一般在下止点前几毫米到十几毫米(即标称压力行程)内才能产生，而在冲压过程中，不同冲压工艺方法的工作负荷与滑块行程的关系是不同的。有的冲压工艺工作行程较短，只在下止点附近才产生高压，如冲裁、压印；而有的冲压工艺工作行程较长，距下止点较高的位置就开始产生相当高的压力，如弯曲、拉深。对于后者，当压力机标称压力大于其最大冲压力F max时，压力机还有可能发生过载。对于工作行程大于压力机的标称压力行程的冲压加工，必须根据负荷曲线来确定压力机的规格。确认冲压的工作负荷曲线无论在哪一位置都不超出压力机的许用负荷曲线，而且由于工作负荷曲线随材料的变化和加工条件的变化而变化，因此，许用负荷要留有充分的余地。 工作负荷曲线应在工序决定之后做出，对于组合工序要注意考虑压力是否有叠加。另外，工作负荷不仅包括冲压变形力，而且要加上与变形力同时存在的其它工艺力，如压料力、弹性卸料力、弹性顶件力、推件力等。 例1 如图所示的工件，落料拉深复合模冲制成形。已知落料力为200kN，拉深力为100kN，压料力为10kN。现有J23—25和JH23—40两台压力机，问压力机是否适用? 解：根据冲压力和工作行程可作出工作负荷曲线：对于有凸缘件的拉探行程应等于工件的深度。所以，拉深要在滑块位移为24mm时开始，在位移为o(即下止点)时结束；落料必须在拉探开始前结束，根据料厚为1.5mm，则落料在滑块位移为26mm时开始；而压料在落料开始时便起作用，且随着滑块的下行压料力而增大，由于拉深压料弹簧一般选择刚度较小、而自身高度比拉深行程大得多的弹簧，所以，为了方便起见，可近似认为压料力在拉探过程中保持不变。将工作负荷曲线与压力机的许用负荷曲线(可从有关压力机资料查得)绘在一起进行比较，即可看出：J23—25压力机不能用，因为落料时的工作负荷已超出滑块的许用负荷曲线。JH23—40压力机的许用负荷曲线各处均高于工作负荷曲线，所以适用于该落料拉深复合工序。 3．曲柄压力机的做功特性 曲柄压力机克服冲压力所做的功相当于工作负荷曲线下所包含的面积。这个功是在较短的时间里完成的，而一个工作周期内较长的时间曲柄压力机是在空程运转。为了提高效率，曲柄压力机传动系统中设置了飞轮，利用飞轮吸收积蓄空程运转时电动机输出的能量(飞轮转速提高)，在冲压工件的瞬间释放出来(飞轮减速)。这样，电动机功率可以大为减小