成型设备第2章.doc

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第二章曲柄压力机
第二章 曲柄压力机
也称通用压力机，电机将电能变为回转机械能，通过曲柄连杆机构变为直线往复运动，带动模具，制成所需工件，是材料成形(塑性成形)中广泛应用的设备可以进行冲压、挤压、锻造等工艺。
第一节 曲柄压力机的工作原理与分类
一：通用压力机的工作原理和结构组成
模具
传动系统
1.工作原理
电机曲柄滑块工件

工作原理：电动机1通过V带把运动传递给大带轮3，在经过小齿轮4和大齿轮5的啮合传动，将运动传递给曲柄，从而通过连杆带动滑块做上下往复直线运动。
2.曲柄压力机的组成
1）工作机构——曲柄、连杆、滑块
作用：将旋转运动转换为往复直线运动
2）传动系统——齿轮、带传动
作用：将电动机能量传输至工作机构，在传输过程中，实现转速的逐级递减，转矩的逐渐增加。
3）操纵系统——离合器、制动器及相应的电气系统
作用：在电动机启动后，控制工作机构的运行状态，实现工作系统的间歇或连续工作。
4）能源系统——电机、飞轮
作用：机器运行的能量由电动机直接提供，开机后电动机对飞轮进行加速，压力机短时工作能量则由飞轮提供，飞轮起储存和释放能量的作用。
5）支承部件——机身、工作台和紧固件等
作用：把压力机的所用零件联结成一个整体。
6）辅助系统——润滑系统、过载保护、气垫、气路系统、打料装置等
作用：提高压力的安全性和操作方便性。
第二章 曲柄压力机
第一节 曲柄压力机的工作原理与分类
三：曲柄压力机的分类和特点
机身类型
开式：左右、前面敞开，三方向能接近模具，操作方便，刚度差，有角变形存在，影响精度，适用于1000KN以下的小型压力机。
闭式：机身左右封闭，只能前后接运模具，操作不太方便，但刚度好，压机精度高，适用于中大型曲柄压力机。
曲柄形式
1.曲轴式2.偏心式3.曲拐轴式4.偏心齿轮式
滑块数
1.单动2..双动3.三动（有一下滑块，完成相反方向拉深）
连杆数
1.单点2..双点3.四点用于大中型
工作台特点：固定台，活动台（可倾、升降、可移、回转）
按工艺用途分
板料冲压压力机
通用压力机——冲裁、落料、弯曲、线拉伸
拉深压力机拉深
板冲高速自动机连续进送料的自动冲压工艺
板冲多工位自动机连续传送工件的自动冲压工艺
体积横锻压力机
1）挤压机冷压机
2）热模锻压机
3）精压机平面精压、体积精压、及表面压印
4）平锻机
5）冷墩自动机制螺钉、螺母等标准件
6）精锻机精锻各种轴类工件
剪切机
板料剪切机
棒料剪切机

四．曲柄压力机型号表示

根据JB/T9965-1999的规定，曲柄压力机型号由汉语拼音、英文字母和数字表示，表示方法如下：
J()—()
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)
(1)位为类代号，以汉语拼音首起字母代替；如J表示机械压力机，Y表示液压机；
(2)位为变形设计代号，以英文字母表示次要参数在基本型号上所作的改进，依次为A、B、C；
(3)位为压力机组别，以数字表示。例如2组为开式曲柄压力机，3组为闭式曲柄压力机；
(4)位为压力机型别，以数字表示，如1型为固定台式曲柄压力机，2型为活动台式曲柄压力机；
(5)位为分隔符，以横线表示；
(6)位为设备的工作能力，以数字表示，如160表示1600kN；
(7)位为改进设计代号，以英文字母表示，对设备的结构和性能所作的改进，依次以A、B、C表示；
例如：JB23-63为次要参数做了第二次改进的开式双柱可倾曲柄压力机，标称压力630kN；J21-125为开式固定台曲柄压力机，标称压力为1250kN。
第二节曲柄滑块机构的运动与受力特点
曲柄滑块机构是曲柄压力机的工作机构，也是压力机的核心部分，因此分析它的运动与受力特点是学习曲柄压力机的的关键。
一、曲柄滑块机构的运动分析
滑块位移与曲柄转角的关系
，令
整理得

将根号内部分采用幂指数展开后取前两项，整理得

式中，为滑块行程，为曲柄转角，曲柄半径，
为连杆长度
滑块速度与曲柄转角的关系
图2-4曲柄滑块机构简图
且
所以：
为滑块速度，向下为正；为曲柄角速度，逆行为正。
滑块加速度与曲柄转角的关系

为滑块加速度，向下为正
了解滑块的位移、速度、加速度有利于设备的正确选用，因为不同的成形工艺和成形材料长要求不同的成行速度和加速度。例如，拉深时需要较慢的变形速度。
二．曲柄滑块机构受力分析
(一)理想状态下曲柄滑块受力
理想状态即忽略机器在运行时各节点及滑块部分的摩擦力。

图2-6通用曲柄滑块机构受力简图
连杆和导轨受力分析
由几何关系得：，
一般情况，，对应，故上式可以简化为：
，
为连杆作用力，为导轨作用力，为工件变形力，为连杆长度系数，为曲柄转角
曲轴受扭矩
曲轴所受扭矩
因为
且
所以
即
上式描述了曲轴受扭矩、工件变形