材料加工设备基础-锻压设备

1、锻压设备锻压设备School of Materials Science and Engineering, CUMT2第一章第一章 加热设备加热设备第二章第二章 连续铸造设备连续铸造设备第三章第三章 锻压设备锻压设备 包括锻锤、曲柄压力机、液压机包括锻锤、曲柄压力机、液压机第四章第四章 挤压与拉拔设备挤压与拉拔设备第五章第五章 轧制设备轧制设备第六章第六章 剪切机剪切机第七章第七章 矫直机矫直机School of Materials Science and Engineering, CUMT33.1 锻锤锻锤3.2 曲柄压力机曲柄压力机3.3 液压机液压机School of Materials

2、Science and Engineering, CUMT4v概述概述v锻锤种类锻锤种类v锻锤工作特性锻锤工作特性School of Materials Science and Engineering, CUMT5School of Materials Science and Engineering, CUMT6l利用工作部分利用工作部分(落下部分或是活动部分落下部分或是活动部分)在工作行在工作行程中所积蓄的动能对锻件进行打击，使锻件获得程中所积蓄的动能对锻件进行打击，使锻件获得塑性变形的锻压设备。塑性变形的锻压设备。 l结构简单、操作方便、适应性强、投资少，但伴结构简单、操作方便、适应性强、

3、投资少，但伴有很大的振动和噪音有很大的振动和噪音 l锻制带有薄筋板、形状复杂的而且有锻制带有薄筋板、形状复杂的而且有重量公差重量公差要要求的锻件。特别适合多品种、小批量生产求的锻件。特别适合多品种、小批量生产 School of Materials Science and Engineering, CUMT7l按驱动动力：单作用锤和双作用锤按驱动动力：单作用锤和双作用锤l按工艺用途：自由锻锤和模锻锤按工艺用途：自由锻锤和模锻锤l按打击特性：按打击特性：有砧座锤和对击锤有砧座锤和对击锤 l按驱动原理、结构特点和工艺用途：按驱动原理、结构特点和工艺用途： 机械锤、空气锤、蒸汽机械锤、空气锤、蒸汽-

4、空气锤、液压锤、高速空气锤、液压锤、高速锤锤、螺旋压力机、螺旋压力机 School of Materials Science and Engineering, CUMT8l使用空气作为工作介质使用空气作为工作介质 ，通过，通过减速机构和曲轴减速机构和曲轴带带动动压缩活塞压缩活塞做上下往复运动，在压缩缸内产生压做上下往复运动，在压缩缸内产生压缩空气，压缩空气通过缩空气，压缩空气通过配气旋阀配气旋阀进入工作缸的上进入工作缸的上腔或下腔，驱动工作腔或下腔，驱动工作活塞和锤头活塞和锤头进行进行打击或回程打击或回程做上下往复运动。做上下往复运动。l主要应用于自由锻件的锻造和胎膜锻。主要应用于自由锻件的锻

5、造和胎膜锻。 空气锤空气锤School of Materials Science and Engineering, CUMT91一踏杆；一踏杆；2一砧座；一砧座；3一砧垫；一砧垫；4一下砧；一下砧；5一上砧；一上砧；6一锤杆；一锤杆；7一工作缸；一工作缸；8一下旋阀；一下旋阀；9一上旋阀；一上旋阀；10一压缩缸；一压缩缸； 11一手柄；一手柄；12一锤身；一锤身；13一减速一减速器；器；14一电动机；一电动机；15一工作活塞；一工作活塞；16一压缩活塞；一压缩活塞；17一连杆；一连杆；18一曲柄一曲柄空气锤工作原理空气锤工作原理电动机减速机构电动机减速机构 曲柄轴连杆曲柄轴连杆 压缩活塞压缩活

6、塞 压缩空压缩空气气 工作缸工作工作缸工作活塞锤头运动活塞锤头运动 锤头动作是由压缩活塞往复运动导致气缸气压变化引起锤头动作是由压缩活塞往复运动导致气缸气压变化引起School of Materials Science and Engineering, CUMT10空气锤的结构空气锤的结构 落下部分落下部分砧座砧座工作部分工作部分 配气操纵部分配气操纵部分传动部分传动部分电动机电动机减速机构减速机构曲柄机构曲柄机构压缩活塞压缩活塞空气分配阀空气分配阀操纵机构操纵机构机身部分机身部分工作气缸工作气缸压缩气缸压缩气缸立柱立柱底座底座School of Materials Science and E

7、ngineering, CUMT11l工作部分工作部分：包括落下部分（工作活塞、锤杆、上砧块）和：包括落下部分（工作活塞、锤杆、上砧块）和砧座部分（下砧块、砧垫、砧座）。砧座部分（下砧块、砧垫、砧座）。l动力传动部分动力传动部分：由电动机、皮带轮、减速机构、曲柄连杆：由电动机、皮带轮、减速机构、曲柄连杆机构和压缩活塞等组成机构和压缩活塞等组成 l配气操纵部分配气操纵部分：由：由空气分配阀（上、下旋阀和中间旋阀）、空气分配阀（上、下旋阀和中间旋阀）、操纵手柄和杠杆系统操纵手柄和杠杆系统组成。控制压缩气体的流向，使锤头组成。控制压缩气体的流向，使锤头产生不同的工作循环。产生不同的工作循环。 l机身

8、部分机身部分：由立柱（工作缸、压缩缸与机身立柱铸成一体）：由立柱（工作缸、压缩缸与机身立柱铸成一体）和底座组成，立柱和底座用套环热装连成一体和底座组成，立柱和底座用套环热装连成一体 空气锤的构成空气锤的构成School of Materials Science and Engineering, CUMT12空气锤的工作循环过程空气锤的工作循环过程 空行程空行程悬空悬空打击打击压紧压紧School of Materials Science and Engineering, CUMT13l锤头打击频率和曲轴每分钟转数一致锤头打击频率和曲轴每分钟转数一致l安装费用低，使用维护方便，操作灵活可靠，特别

9、适用于安装费用低，使用维护方便，操作灵活可靠，特别适用于中、小型锻造车间。中、小型锻造车间。 l每一个工作循环中都要由外界补气和向外排气，噪声较大；每一个工作循环中都要由外界补气和向外排气，噪声较大；空气在气缸内反复压缩，缸壁和机身发热，因此使工作环空气在气缸内反复压缩，缸壁和机身发热，因此使工作环境恶化，且吨位越大越严重境恶化，且吨位越大越严重 空气锤特点空气锤特点School of Materials Science and Engineering, CUMT14l蒸汽或压缩空气通过滑阀配汽机构在工作汽缸内蒸汽或压缩空气通过滑阀配汽机构在工作汽缸内进行各种热力过程，将热力能转换成锻锤落下部

10、进行各种热力过程，将热力能转换成锻锤落下部分的动能，从而完成锻件变形。分的动能，从而完成锻件变形。 l根据用途和打击原理分为：根据用途和打击原理分为：蒸汽蒸汽-空气自由锻锤、空气自由锻锤、蒸汽蒸汽-空气模锻锤和蒸汽空气模锻锤和蒸汽-空气对击锤空气对击锤。蒸汽蒸汽- -空气锤空气锤School of Materials Science and Engineering, CUMT15蒸汽蒸汽-空气锤工作原理图空气锤工作原理图1进气管 2节气阀 3滑阀 4上气道 5下气道 6气缸 7活塞 8锤杆 9锤头 10上砧 11坯料 12下砧 13砧垫 14砧座 15排气管School of Material

11、s Science and Engineering, CUMT16单柱式单柱式捶身只有一个立柱，可捶身只有一个立柱，可以从三个方面操作，操以从三个方面操作，操作空间大。作空间大。锤身刚性较差，不适宜锤身刚性较差，不适宜于大吨位于大吨位 ，落下部分质，落下部分质量一般在量一般在1t 以下以下 蒸汽空气锤分类蒸汽空气锤分类蒸汽蒸汽-空气锤的结构形式可分为三种：空气锤的结构形式可分为三种：单柱式、单柱式、双柱式和桥式双柱式和桥式。School of Materials Science and Engineering, CUMT17双柱拱式双柱拱式 两个立柱组成拱门形状，上端两个立柱组成拱门形状，上端

12、通过螺柱、气缸垫板与气缸连通过螺柱、气缸垫板与气缸连在一起，下端固定在基础底板在一起，下端固定在基础底板上形成框架上形成框架 锤身刚性好，落下部分质量在锤身刚性好，落下部分质量在15t 之间，是应用最为广泛之间，是应用最为广泛的一种锻锤。的一种锻锤。 School of Materials Science and Engineering, CUMT18双柱桥式双柱桥式 两个立柱和横梁连接成桥两个立柱和横梁连接成桥形框架，锤身下面操作空形框架，锤身下面操作空间较大，适合于锻造轮廓间较大，适合于锻造轮廓尺寸较大的大型锻件。尺寸较大的大型锻件。锤身结构尺寸大，刚性较锤身结构尺寸大，刚性较差，落下部分

13、质量在差，落下部分质量在35t之间之间 School of Materials Science and Engineering, CUMT19l由由落下部分、气缸部分、锤身（机架）部分、砧座基础落下部分、气缸部分、锤身（机架）部分、砧座基础部分和滑阀配气机构部分和滑阀配气机构等组成。等组成。l落下部分包括落下部分包括锤头、锤杆、活塞和上砧块锤头、锤杆、活塞和上砧块。l气缸由气缸由缓冲缸、气体缸、阀体和蒸汽通道缓冲缸、气体缸、阀体和蒸汽通道等组成。为了等组成。为了便于修复，缸内壁镶有铸铁缸套。便于修复，缸内壁镶有铸铁缸套。l砧座部分包括下砧块、砧垫和砧座砧座部分包括下砧块、砧垫和砧座 ，包括下砧

14、块、砧，包括下砧块、砧垫和砧座垫和砧座 ，隔振基础。，隔振基础。 蒸汽蒸汽- -空气自由锻锤的主要构成空气自由锻锤的主要构成School of Materials Science and Engineering, CUMT20l打击：压下手柄，滑阀拉杆上升，锤头下降打击：压下手柄，滑阀拉杆上升，锤头下降l压紧：手柄在最低位置，锤头最低，滑阀最高，气缸上腔压紧：手柄在最低位置，锤头最低，滑阀最高，气缸上腔进气，下腔排气进气，下腔排气l提锤：手柄抬至最高，滑阀下降，下腔进气，上腔排气，提锤：手柄抬至最高，滑阀下降，下腔进气，上腔排气，活塞带动锤头上升活塞带动锤头上升l悬锤：通过滑阀的通气槽悬锤：通

15、过滑阀的通气槽K使进气与气缸下腔相通，上腔使进气与气缸下腔相通，上腔与排气相通，所以锤头在最高位置可保持悬空状态与排气相通，所以锤头在最高位置可保持悬空状态工作循环工作循环School of Materials Science and Engineering, CUMT21单打循环：单打循环：l上行程中下腔气体是上行程中下腔气体是进气进气-膨胀膨胀过程，上腔气体是过程，上腔气体是排气排气-压缩压缩过程；过程；l下行程中上腔气体是下行程中上腔气体是进气进气-节流节流过程，下腔气体是过程，下腔气体是排气排气过程过程。自动连打：自动连打：l上行程时下腔气体为上行程时下腔气体为进气进气-膨胀膨胀-排气

16、排气，上腔气体为，上腔气体为排气排气-压缩压缩-提前进气提前进气；l下行程时上腔气体为下行程时上腔气体为进气进气-膨胀膨胀-排气排气，下腔气体为，下腔气体为排气排气-压缩压缩-提前进气提前进气。 School of Materials Science and Engineering, CUMT22蒸汽蒸汽- -空气模锻锤空气模锻锤School of Materials Science and Engineering, CUMT23摆动循环摆动循环工作循环工作循环模锻锤有模锻锤有摆动循环、重打和轻打摆动循环、重打和轻打三种工作循环方式，通过操三种工作循环方式，通过操纵系统控制纵系统控制配气阀的进

17、排气方向和气量大小配气阀的进排气方向和气量大小来体现。来体现。l进气管滑阀打开，蒸汽进入气缸的下腔，使锤头上升。进气管滑阀打开，蒸汽进入气缸的下腔，使锤头上升。l当锤头提升一个全行程当锤头提升一个全行程H时，在刀形杆的作用下，滑阀相时，在刀形杆的作用下，滑阀相应上升。这时气缸的上腔进气，下腔排气，锤头立即下落。应上升。这时气缸的上腔进气，下腔排气，锤头立即下落。l由于刀形杆的作用，滑阀下移一定距离，改变了配气关系由于刀形杆的作用，滑阀下移一定距离，改变了配气关系而变成下腔进气和上用排气，因此锤头又立即向上死点运动，而变成下腔进气和上用排气，因此锤头又立即向上死点运动，随着锤头上升，滑阀上升。这

18、样往复运动，使锤头在上方随着锤头上升，滑阀上升。这样往复运动，使锤头在上方0.7H范围内实现摆动循环。范围内实现摆动循环。School of Materials Science and Engineering, CUMT24工作循环工作循环 单次打击单次打击 踩下锤头打击，松开，向上行程踩下锤头打击，松开，向上行程 连续打击连续打击 锤头接近行程高点时，再次踩下脚踏板锤头接近行程高点时，再次踩下脚踏板 摆动循环锤头的位置变化摆动循环锤头的位置变化较打，锤头摆到低位时踩下踏板较打，锤头摆到低位时踩下踏板重打，锤头摆到高位时踩下踏板重打，锤头摆到高位时踩下踏板School of Materials

19、 Science and Engineering, CUMT25单次打击单次打击：当锤头向下运动一个行程后，滑阀也下降一个行：当锤头向下运动一个行程后，滑阀也下降一个行程程 ，松开脚踏板，则滑阀下降，气缸下腔进气，上腔排，松开脚踏板，则滑阀下降，气缸下腔进气，上腔排气，锤头提升，完成一个循环气，锤头提升，完成一个循环 连续打击连续打击：则连续踩下脚踏板即可实现。模锻锤的打击能量：则连续踩下脚踏板即可实现。模锻锤的打击能量和打击适度可通过控制锤头提升高度和脚踏板的压下量来和打击适度可通过控制锤头提升高度和脚踏板的压下量来实现。实现。 School of Materials Science and

20、 Engineering, CUMT26结构上的特点：结构上的特点：1）模锻锤的立柱直接安装在砧座上。）模锻锤的立柱直接安装在砧座上。2）立柱与砧座之间采用凸台与楔铁定位。）立柱与砧座之间采用凸台与楔铁定位。3）模锻锤砧座质量比自由锻锤大，为锻锤落下部分质量的）模锻锤砧座质量比自由锻锤大，为锻锤落下部分质量的20倍到倍到30倍。倍。4）模锻锤采用较长而坚固的导轨，且导轨与锤头之间的间）模锻锤采用较长而坚固的导轨，且导轨与锤头之间的间隙可通过调节楔来调节。导轨与锤头之间的间隙比自由锻隙可通过调节楔来调节。导轨与锤头之间的间隙比自由锻锤小。锤小。蒸汽蒸汽- -空气模锻锤特点空气模锻锤特点Schoo

21、l of Materials Science and Engineering, CUMT27操作上的特点：操作上的特点：1）模锻锤的司锤与工艺操作应由一个人同时进行。除）模锻锤的司锤与工艺操作应由一个人同时进行。除10t以以上的模锻锤外均采用脚踏板操纵。上的模锻锤外均采用脚踏板操纵。2）脚踏板同时带动滑阀和节气阀，即可同时实现进气压力）脚踏板同时带动滑阀和节气阀，即可同时实现进气压力和进气量的调节。和进气量的调节。3）在工作循环中以摆动循环代替悬锤。当锤头摆动到不同）在工作循环中以摆动循环代替悬锤。当锤头摆动到不同高度时踩下脚踏板，可获得不同的打击能量，并可保证打高度时踩下脚踏板，可获得不同的

22、打击能量，并可保证打击的快速性。击的快速性。 School of Materials Science and Engineering, CUMT28用活动的下锤头代替固定的砧座。用活动的下锤头代替固定的砧座。工作时，气缸中的蒸汽（或压缩工作时，气缸中的蒸汽（或压缩空气）驱动上锤头向下打击的同空气）驱动上锤头向下打击的同时，联动机构（或下气缸单独驱时，联动机构（或下气缸单独驱动）驱动下锤头向上做加速运动，动）驱动下锤头向上做加速运动，以大致相等的速度和行程与上锤以大致相等的速度和行程与上锤头实现对击。头实现对击。 蒸汽蒸汽- -空气对击锤空气对击锤 School of Materials Sci

23、ence and Engineering, CUMT29l下锤头的动量略大于上锤头的动量；下锤头的动量略大于上锤头的动量；l活动的下锤头代替了砧座，一般是相同吨位有砧活动的下锤头代替了砧座，一般是相同吨位有砧座锤质量的座锤质量的1/21/3；l减轻了对地基的冲击和振动，并减少了基础的造减轻了对地基的冲击和振动，并减少了基础的造价；价；l对击锤的下锤头不会出现打击时产生退让的现象，对击锤的下锤头不会出现打击时产生退让的现象，打击效率比有砧座锤高打击效率比有砧座锤高510%对击锤结构设计和使用特点对击锤结构设计和使用特点 School of Materials Science and Engine

24、ering, CUMT30蒸汽蒸汽-空气模锻锤与自由锻锤不同之处？空气模锻锤与自由锻锤不同之处？School of Materials Science and Engineering, CUMT31l电动机驱动，靠机械传动提升锤头的锻锤，统称电动机驱动，靠机械传动提升锤头的锻锤，统称为机械锤，机械传动部分由弹性、刚性和挠性连为机械锤，机械传动部分由弹性、刚性和挠性连接所组成接所组成l主要依靠重力位能实现锻件变形的单作用落锤主要依靠重力位能实现锻件变形的单作用落锤l分为分为夹板锤（或夹杆锤）、弹簧锤和钢丝绳锤夹板锤（或夹杆锤）、弹簧锤和钢丝绳锤（或链条锤）（或链条锤）机械锤机械锤School o

25、f Materials Science and Engineering, CUMT32机械锤简图机械锤简图夹板锤夹板锤 弹簧锤弹簧锤 钢丝锤钢丝锤School of Materials Science and Engineering, CUMT33液压锤液压锤 l以液压油为工作介质，利用液压传动来带动锤头以液压油为工作介质，利用液压传动来带动锤头作上下运动，完成锻压工艺。作上下运动，完成锻压工艺。分纯液压式和气液分纯液压式和气液式两种。式两种。l气液驱动原理：借助于下腔压力的改变，对定量气液驱动原理：借助于下腔压力的改变，对定量的封闭气体进行反复的压缩和膨胀作功，使锤头的封闭气体进行反复的压缩

26、和膨胀作功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。得到提升和快速下降进行锻击。l纯液压式模锻锤的特点是：纯液压式模锻锤的特点是：液压缸下腔通常压；液压缸下腔通常压；上腔进油，锤头快速下降并进行锻击，上腔排油，上腔进油，锤头快速下降并进行锻击，上腔排油，锤头提升。锤头提升。 School of Materials Science and Engineering, CUMT34液压锤工作原理图液压锤工作原理图 a纯液压式；纯液压式；b气液式气液式缺点缺点l操作灵活性和工艺万能性不如操作灵活性和工艺万能性不如传统锻锤传统锻锤l制造精度、密封程度要求较严，制造精度、密封程度要求较严，易出现漏油现象易出现漏

27、油现象l使用维护比传统锻锤复杂使用维护比传统锻锤复杂 School of Materials Science and Engineering, CUMT35 l工作原理：工作原理：气缸中一次性充入高压氮气，回程时靠来自于液压系统的高气缸中一次性充入高压氮气，回程时靠来自于液压系统的高压液体驱动锤头回程，使气缸中的气体得到进一步压缩；压液体驱动锤头回程，使气缸中的气体得到进一步压缩；打击时，液体快速排出，气体膨胀，驱动锤头快速下落，与打击时，液体快速排出，气体膨胀，驱动锤头快速下落，与此同时，气缸中气体反作用力驱动锤身向上运动，与锤头实此同时，气缸中气体反作用力驱动锤身向上运动，与锤头实现对击。

28、现对击。l特点：特点：打击速度高打击速度高(一般在一般在20m/s左右左右)，能力大，能力大 高速锤高速锤School of Materials Science and Engineering, CUMT36高速锤示意图高速锤示意图School of Materials Science and Engineering, CUMT37l打击速度高，成形工艺性好；打击速度高，成形工艺性好；l行程次数高，空气锤打击次数在行程次数高，空气锤打击次数在100250次次/min之间，蒸汽之间，蒸汽空气锤全行程打击次数也在空气锤全行程打击次数也在70次次/min，打击效率高；，打击效率高；l操作方便，灵活性

29、强，无需配备预锻设备，适用性强；操作方便，灵活性强，无需配备预锻设备，适用性强；l结构简单，制造容易，安装方便，维护费用低；设备投资少结构简单，制造容易，安装方便，维护费用低；设备投资少 ；l缺点是有砧座锤振动，噪声大，能量利用率低。缺点是有砧座锤振动，噪声大，能量利用率低。锻锤的主要特点锻锤的主要特点 School of Materials Science and Engineering, CUMT38l锻锤的打击特性锻锤的打击特性l锻锤的打击过程和打击效率锻锤的打击过程和打击效率 l锻锤的打击力锻锤的打击力 School of Materials Science and Engineeri

30、ng, CUMT39有砧座锤，打击能量：有砧座锤，打击能量：221mEh2222112121mmEh对击锤，打击能量：对击锤，打击能量：单作用锤单作用锤 mghEEMPMh双作用锤双作用锤 ）pdVmghEWEMPeMh()(锻锤的打击特性锻锤的打击特性School of Materials Science and Engineering, CUMT40锻锤的打击过程锻锤的打击过程加载阶段：加载阶段：l锻件、砧座模具弹性变形恢复锻件、砧座模具弹性变形恢复l锤头和砧座彼此分离，直至锤头离开锻件锤头和砧座彼此分离，直至锤头离开锻件l打击力越来越小打击力越来越小l锤头和砧座彼此接近，锤头动能释放，打

31、击力越来越大锤头和砧座彼此接近，锤头动能释放，打击力越来越大l锻件产生弹性、塑性变形，锻件产生弹性、塑性变形， 砧座、模具弹性变形砧座、模具弹性变形l锤头能量释放完毕，锻件、砧座，模具获最大变形锤头能量释放完毕，锻件、砧座，模具获最大变形l锤头，砧座不再接近，全系统的重心速度达到一致锤头，砧座不再接近，全系统的重心速度达到一致卸载阶段：卸载阶段：School of Materials Science and Engineering, CUMT41)1 (2212Kmmm1 1）砧座锻锤的打击效率）砧座锻锤的打击效率 结论：结论： 砧座锻锤的打击效率与恢复系数砧座锻锤的打击效率与恢复系数K、砧座

32、质量、砧座质量m2、锤头质量锤头质量m1有关。恢复系数有关。恢复系数K与锻件温度有关。与锻件温度有关。 恢复系数恢复系数K为定值时，打击效率和砧座与锤头的质量为定值时，打击效率和砧座与锤头的质量比比m2/m1有关。有关。School of Materials Science and Engineering, CUMT42砧座与锤头质量比对打击效率的影响砧座与锤头质量比对打击效率的影响School of Materials Science and Engineering, CUMT432 2）对击式锻锤打击效率）对击式锻锤打击效率21 KEEhd对击式锻锤与有砧座锻锤哪种打击效率高？对击式锻锤与

33、有砧座锻锤哪种打击效率高？School of Materials Science and Engineering, CUMT44 打击力以及由此引起的运动部件的惯性力是打击力以及由此引起的运动部件的惯性力是锻锤受力分析和主要零部件强度校核的依据。锻锤受力分析和主要零部件强度校核的依据。 同一能量锻锤的打击力，与锻件大小、形状同一能量锻锤的打击力，与锻件大小、形状和变形温度有关，即使是每一次打击过程中打和变形温度有关，即使是每一次打击过程中打击力也是变化的击力也是变化的。三、锻锤的打击力三、锻锤的打击力 School of Materials Science and Engineering, C

34、UMT45v曲柄压力机工作原理及结构组成曲柄压力机工作原理及结构组成v曲柄压力机曲柄压力机类型及技术参数类型及技术参数v曲柄滑块机构的工作特性曲柄滑块机构的工作特性v专用曲柄压力机专用曲柄压力机School of Materials Science and Engineering, CUMT46v实质实质利用曲柄连杆利用曲柄连杆机构将电动机的旋转运机构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复运动转变为滑块的往复运动动v可用于多种成形工艺，可用于多种成形工艺，如冲压、挤压、模锻、如冲压、挤压、模锻、精压、粉末冶金、剪切精压、粉末冶金、剪切等等School of Materials Science an

35、d Engineering, CUMT47School of Materials Science and Engineering, CUMT48v能源系统能源系统为设备运行提供能量（电动机、飞轮）v传动系统传动系统传递能量至工作机构（传动轴、皮带轮、齿轮等）v工作机构工作机构将曲轴的旋转变为滑块的往复运动（曲柄、连杆、滑块等）v操纵与控制系统操纵与控制系统控制设备的运行（离合器-制动器、电子监测装置等）v支承部件支承部件将机器各部分连为一个整体并承受工作负荷（机身、导轨等）v辅助机构辅助机构如安全生产、润滑、气垫等结构组成结构组成School of Materials Science and

36、Engineering, CUMT49v刚性传动，滑块运动具有强制性质刚性传动，滑块运动具有强制性质 a. 上下死点、运动速度、闭合高度等固定便于实现机械化和自动化 b. 定行程设备自我保护能力差v工作时形成封闭力系工作时形成封闭力系 a. 不会造成强烈冲击和振动 b. 不允许超负荷使用v一个工作循环中负荷作用时间短，大部分为无负一个工作循环中负荷作用时间短，大部分为无负荷的空程。荷的空程。曲柄压力机的特点曲柄压力机的特点School of Materials Science and Engineering, CUMT50v板料冲压压力机板料冲压压力机v 通用压力机v 拉深压力机v 板料高速自

37、动机v 板冲多工位压力机v体积模锻压力机体积模锻压力机v 热模锻压力机v 挤压机v 精压机v 平锻机v 冷墩自动机v 精锻机v剪切机剪切机v 板料剪切机v 棒料剪切机按工艺用途分类按工艺用途分类School of Materials Science and Engineering, CUMT51v按结构形式分类：按结构形式分类： 开式结构三面敞开，便于操作，但刚性差 多用于小型 闭式结构机身刚性好，导向精度高 多用于中大型v按传动特点分类按传动特点分类： 按曲柄连杆机构的组数曲柄连杆机构的组数分： 单点、双点、四点v按滑块的个数分：按滑块的个数分： 单动、双动School of Materia

38、ls Science and Engineering, CUMT52开式与闭式开式与闭式School of Materials Science and Engineering, CUMT53v单位单位 kN；v定义定义滑块运行到距下死点前某一特定距离或滑块运行到距下死点前某一特定距离或曲柄旋转到距下死点前某一特定角度时，滑块所曲柄旋转到距下死点前某一特定角度时，滑块所允许承受的最大作用力；允许承受的最大作用力；v直接反映曲柄压力机的工作能力，是主参数。直接反映曲柄压力机的工作能力，是主参数。（一）标（公）称压力（一）标（公）称压力School of Materials Science and

39、Engineering, CUMT54v单位单位 mm；v定义定义滑块从上死点运行到下死点所走过的距离；滑块从上死点运行到下死点所走过的距离；v反映了压力机的工作范围；反映了压力机的工作范围；v行程大，可生产较高的零件，但曲柄尺寸大，造价高，行程大，可生产较高的零件，但曲柄尺寸大，造价高，且单位时间行程次数少；且单位时间行程次数少；v行程小，单位时间行程次数多，生产率高。行程小，单位时间行程次数多，生产率高。（二）滑块行程（二）滑块行程School of Materials Science and Engineering, CUMT55v单位单位 次次/分；分；v定义定义空载时，滑块每分钟从上

40、死点到下死点空载时，滑块每分钟从上死点到下死点再回到上死点所往复的次数；再回到上死点所往复的次数；v反映了生产效率的高低；反映了生产效率的高低；v近年有增高趋势，但高于一定值后要配备机械化近年有增高趋势，但高于一定值后要配备机械化或自动化接送料装置；或自动化接送料装置；v实际有工作负荷时的行程次数要小于空载次数。实际有工作负荷时的行程次数要小于空载次数。（三）滑块行程次数（三）滑块行程次数School of Materials Science and Engineering, CUMT56v单位单位 mm；v封闭高度封闭高度滑块在下死点时，其下表面到工作滑块在下死点时，其下表面到工作台上表面的

41、距离；台上表面的距离；v装模高度装模高度滑块在上死点时，其下表面到工作滑块在上死点时，其下表面到工作台垫板上表面的距离；台垫板上表面的距离；v反映了压力机在高度方向安装空间的大小。反映了压力机在高度方向安装空间的大小。（四）封闭高度与装模高度（四）封闭高度与装模高度School of Materials Science and Engineering, CUMT57v单位单位mmmmv定义定义工作台上表面（滑块下表面）可用于工作台上表面（滑块下表面）可用于安装模具的有效尺寸，一般为左右安装模具的有效尺寸，一般为左右前后；前后；v反映了压力机工作空间的平面尺寸；反映了压力机工作空间的平面尺寸；v

42、影响可安装模具的大小；影响可安装模具的大小；v决定压力机的平面轮廓。决定压力机的平面轮廓。（五）工作台尺寸与滑块底面尺寸（五）工作台尺寸与滑块底面尺寸School of Materials Science and Engineering, CUMT58（六）滑块许用负荷曲线（六）滑块许用负荷曲线v曲柄压力机在冲压时，曲轴在各种不同的角度曲柄压力机在冲压时，曲轴在各种不同的角度上，所允许使用的冲压力是不同的上，所允许使用的冲压力是不同的；v滑块许用负荷曲线就是表明这种关系的曲线。滑块许用负荷曲线就是表明这种关系的曲线。v滑块许用负荷曲线是根据压力机的主要零件，滑块许用负荷曲线是根据压力机的主要零

43、件，如曲轴、齿轮的许用负荷确定的。如曲轴、齿轮的许用负荷确定的。School of Materials Science and Engineering, CUMT59v 坐标原点为下死点，方向向上v 滑块行程S表示为： S = ( R+L ) - ( R cos+ L cos) 令：= R / L，为连杆系数 将上式简化、整理，可得： S = R (1-cos) +(1-cos2) / 4 对该式微分，又可得滑块速度和加速度： v = R ( sin+ sin 2/ 2 ) a = -2 R ( cos+cos2)运动特性运动特性School of Materials Science and

44、Engineering, CUMT60v由图可看到：由图可看到：v滑块的运动速度是滑块的运动速度是变化的，这对要求变化的，这对要求速度恒定的工艺不速度恒定的工艺不完全合适完全合适v不同的工艺常要求不同的工艺常要求不同的速度范围，不同的速度范围，为适应某些工艺需为适应某些工艺需要，不少压力机设要，不少压力机设计成节点偏置型计成节点偏置型减速上行减速上行加速上行加速上行减速下行减速下行 加速下行加速下行School of Materials Science and Engineering, CUMT61节点正节点正置与节置与节点偏置点偏置School of Materials Science an

45、d Engineering, CUMT62v以B点为研究对象，有： FAB= F /cos F为工艺力 FQ = Ftanv简化： FAB= F FQ = Fsin= Fsinv作用于曲轴上的扭矩为 M t =F OD = FR sin(+) = F R ( sin+sin2/ 2 )受力特性受力特性DSchool of Materials Science and Engineering, CUMT63v拉深压力机拉深压力机v热模锻压力机热模锻压力机School of Materials Science and Engineering, CUMT64JB46-315型双点双动型双点双动拉深压力

46、机总图拉深压力机总图School of Materials Science and Engineering, CUMT65双动压力机拉深双动压力机拉深School of Materials Science and Engineering, CUMT66用于筒形件、盒形件及复杂空心件等的成形，尤其是大用于筒形件、盒形件及复杂空心件等的成形，尤其是大型薄板件（如汽车覆盖件）的成形。型薄板件（如汽车覆盖件）的成形。用途用途特点特点l有内、外两个滑块，分别实现压边和拉深，压边稳定有内、外两个滑块，分别实现压边和拉深，压边稳定可靠；可靠；l滑块工作行程大（滑块工作行程大（82），占总行程的近一半；），占

47、总行程的近一半；l外滑块提前压边，接触冲击小；外滑块提前压边，接触冲击小；l外滑块回程滞后外滑块回程滞后18.5，可防止工件卡在凸模上；，可防止工件卡在凸模上；l外滑块具有导前行程量，有利于拉深件从凸模上取下外滑块具有导前行程量，有利于拉深件从凸模上取下School of Materials Science and Engineering, CUMT671、 压边圈压紧板料压边圈压紧板料 弹性压边：压边和拉深一般同时进行，单动压力机；弹性压边：压边和拉深一般同时进行，单动压力机； 固定间隙压边：先压边再拉深，双动压力机；固定间隙压边：先压边再拉深，双动压力机；2、 拉深拉深 弹性压边：弹簧进一

48、步压缩，压边力逐渐上升；弹性压边：弹簧进一步压缩，压边力逐渐上升； 固定间隙压边：压边力不变，双动压力机；固定间隙压边：压边力不变，双动压力机；3、 模具回程模具回程 弹性压边：弹簧压缩量逐渐减小，压边力逐渐减小。弹性压边：弹簧压缩量逐渐减小，压边力逐渐减小。 固定间隙压边：双动压力机压边圈动作滞后于凸模。固定间隙压边：双动压力机压边圈动作滞后于凸模。拉深过程拉深过程School of Materials Science and Engineering, CUMT68外滑块外滑块内滑块内滑块JB46-315型双型双动拉深压力机动拉深压力机内外滑块连杆内外滑块连杆机构传动图机构传动图HSchoo

49、l of Materials Science and Engineering, CUMT69School of Materials Science and Engineering, CUMT70用途用途适用于批量大，精度要求高的模锻件生产。适用于批量大，精度要求高的模锻件生产。 锻件精度高，加工余量少，材料利用率高；锻件精度高，加工余量少，材料利用率高； 成形温度高；成形温度高； 冲击较大；冲击较大； 通常需要多模膛成形。通常需要多模膛成形。热模锻工艺的特点热模锻工艺的特点School of Materials Science and Engineering, CUMT71 连杆式（连杆式（M

50、P型压力机）型压力机） 楔式（楔式（KP型压力机）型压力机） 双滑块式双滑块式 双动式双动式按工作机构分类按工作机构分类School of Materials Science and Engineering, CUMT72连杆式（连杆式（MPMP型压力机）型压力机）School of Materials Science and Engineering, CUMT73 采用与通用曲柄压力机相似的曲柄滑块机构，在热模锻压采用与通用曲柄压力机相似的曲柄滑块机构，在热模锻压力机中应用最广；力机中应用最广； 采用两级传动（一级带传动、一级齿轮传动）；采用两级传动（一级带传动、一级齿轮传动）； 气动连锁离

51、合器制动器；气动连锁离合器制动器； 采用有附加导向的象鼻式滑块或长滑块结构，提高了抗倾采用有附加导向的象鼻式滑块或长滑块结构，提高了抗倾斜能力；斜能力； 采用双楔式工作台调节装模高度；采用双楔式工作台调节装模高度； 有上下顶件装置。有上下顶件装置。连杆式（连杆式（MPMP型压力机）特点型压力机）特点School of Materials Science and Engineering, CUMT74 滑块由楔块驱动；滑块由楔块驱动； 楔块楔块30倾角；倾角； 设备尺寸小。设备尺寸小。楔式楔式( (KP型压力机型压力机) )School of Materials Science and Engi

52、neering, CUMT75 1） 滑块承受偏载的能力强，倾斜度小，有利多膛模锻，导轨受滑块承受偏载的能力强，倾斜度小，有利多膛模锻，导轨受力及磨损小；力及磨损小； 滑块可承受设备公称压力的面积大（约为滑块可承受设备公称压力的面积大（约为24%），是双点的），是双点的 3倍；倍； 滑块可承受滑块可承受60%公称压力的面积达公称压力的面积达80%，为双点的，为双点的 3.5倍。倍。 2） 机身有预紧（注意图中的拉杆），设备刚度大，设备垂直变机身有预紧（注意图中的拉杆），设备刚度大，设备垂直变形小（约为单点的形小（约为单点的60%，双点的，双点的75%），锻件精度高；），锻件精度高； 3） 采用

53、偏心套（偏心蜗轮）调节装模高度，方便可靠；采用偏心套（偏心蜗轮）调节装模高度，方便可靠；优点：优点：School of Materials Science and Engineering, CUMT76装模高度调节机构装模高度调节机构 上调节式：采用上调节式：采用偏心销、偏心蜗轮、偏心轴承偏心销、偏心蜗轮、偏心轴承等等结构，改变滑块下死点的位置。结构，改变滑块下死点的位置。 下调节式：通过楔形工作台调节工作台的高度。下调节式：通过楔形工作台调节工作台的高度。注意：因调节困难，热模锻压力机装模高度调节注意：因调节困难，热模锻压力机装模高度调节范围小（范围小（10- 30mm）。）。School

54、of Materials Science and Engineering, CUMT77v液压机工作原理、特点及分类液压机工作原理、特点及分类v液压机的基本参数液压机的基本参数v液压机的结构液压机的结构School of Materials Science and Engineering, CUMT78F 液压机的基本工作液压机的基本工作原理是原理是帕斯卡原理帕斯卡原理，是，是一种以液体为介质用来一种以液体为介质用来传递能量以实现多种锻传递能量以实现多种锻压工艺的机器。压工艺的机器。工作原理工作原理School of Materials Science and Engineering, CUM

55、T79l在小柱塞在小柱塞1上施加的力上施加的力P1产生一产生一个压强个压强pl根据帕斯卡原理，封闭容器内各根据帕斯卡原理，封闭容器内各处压强相等，方向垂直于容器表面，处压强相等，方向垂直于容器表面，因而，在大柱塞因而，在大柱塞2表面各处均受压表面各处均受压强力的作用，此压强产生一个向上强力的作用，此压强产生一个向上推力推力P2： P2 P1A2/ A1由于由于A2 A1，故，故， P2 P1。即：大柱塞上获得了一个较大的力。即：大柱塞上获得了一个较大的力。School of Materials Science and Engineering, CUMT80 液压机的工作介质为液体，主要有两种，

56、采用乳液压机的工作介质为液体，主要有两种，采用乳化液的一般称为化液的一般称为水压机水压机，采用油的称为，采用油的称为油压机油压机。水压机水压机乳化液价格便宜，不燃烧，不易污乳化液价格便宜，不燃烧，不易污染工作场地，故耗油量大的以及热加工用的液染工作场地，故耗油量大的以及热加工用的液压机多为水压机。压机多为水压机。 油压机油压机在防腐蚀、防锈和润滑性能方面，在防腐蚀、防锈和润滑性能方面，油优于乳化液。但油的成本高，也易污染工作油优于乳化液。但油的成本高，也易污染工作场地。场地。按工作介质分类按工作介质分类School of Materials Science and Engineering, C

57、UMT81优点：优点： 容易获得最大压力。容易获得最大压力。 容易获得大的工作行程，并能在行程的任意位置发挥全容易获得大的工作行程，并能在行程的任意位置发挥全压，适合要求工作行程大的场合。压，适合要求工作行程大的场合。 容易获得大的工作空间。容易获得大的工作空间。 压力与速度可以在大范围内方便地进行无级调节，而且压力与速度可以在大范围内方便地进行无级调节，而且可按工艺要求在某一行程作长时间的保压。另外，还便于可按工艺要求在某一行程作长时间的保压。另外，还便于调速和防止过载。调速和防止过载。 设计、制造、操作和维修方便，便于实现遥控与自动化。设计、制造、操作和维修方便，便于实现遥控与自动化。Sc

58、hool of Materials Science and Engineering, CUMT82缺点：缺点： 对液压元件精度要求较高，结构较复杂，机器的调整和对液压元件精度要求较高，结构较复杂，机器的调整和维修比较困难。维修比较困难。 高压液体易泄露，不但污染工作环境，浪费压力油，对高压液体易泄露，不但污染工作环境，浪费压力油，对于热加工场所还有火灾的危险。于热加工场所还有火灾的危险。 效率较低，且运动速度慢，降低了生产率，对于快速小效率较低，且运动速度慢，降低了生产率，对于快速小型的液压机，不如曲柄压力机简单灵活。型的液压机，不如曲柄压力机简单灵活。School of Materials

59、Science and Engineering, CUMT831、按用途分类、按用途分类手动液压机：一般为小型液压机，用于压制、压装等工手动液压机：一般为小型液压机，用于压制、压装等工艺。艺。(2) 锻造液压机：用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色锻造液压机：用于自由锻造、钢锭开坯以及有色与黑色金属模锻。金属模锻。(3) 冲压液压机：用于各种板材冲压。冲压液压机：用于各种板材冲压。(4) 校正压装液压机：用于零件校形及装配。校正压装液压机：用于零件校形及装配。液压机分类液压机分类School of Materials Science and Engineering, CUMT841、按用途分类

60、、按用途分类(5) 层压液压机：用于胶合板、刨花板、纤维板及绝缘材料板层压液压机：用于胶合板、刨花板、纤维板及绝缘材料板等的压制。行程大，层数多，层间距离大，可压制的板数较等的压制。行程大，层数多，层间距离大，可压制的板数较多。多。(6) 挤压液压机：用于挤压各种有色金属和黑色金属的线材、挤压液压机：用于挤压各种有色金属和黑色金属的线材、管材、棒材及型材。管材、棒材及型材。(7) 压制液压机：用于粉末冶金及塑料制品压制成型等。压制液压机：用于粉末冶金及塑料制品压制成型等。(8) 打包、压块液压机：用于将金属切屑等压成块及打包等。打包、压块液压机：用于将金属切屑等压成块及打包等。School o