第三章-塑形成形装备

1、材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化精品课程精品课程“机械工程机械工程”专业学科基础课之一专业学科基础课之一李春辉李春辉2015.10.8本章主要内容本章主要内容概述概述液压成形装备液压成形装备精冲压力机精冲压力机多工位压力机多工位压力机数控冲压装备数控冲压装备伺服压力机伺服压力机塑性成形自动化塑性成形自动化第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化？塑形成形塑形成形含义含义？塑形成形塑形成形方法方法？常见塑形成形常见塑形成形制品制品？你能想到的相关塑形成形你能想到的相关塑形成形设备设备有哪些有哪些第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化复习思考复习思考第第3 3

2、章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1概述概述第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1概述概述第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1概述概述 数控数控成形设备数量不断增长成形设备数量不断增长 高效高效精密精密成形设备水平日益提高成形设备水平日益提高 塑性成形塑性成形柔性柔性加工系统前途广阔加工系统前途广阔第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.2塑性成形装备发展趋势塑性成形装备发展趋势？含义含义：利用材料塑形性质进行加工的成形方法：利用材料塑形性质进行加工的成形方法？方法方法：板料成形（落料、冲孔、弯曲、拉伸、胀形、翻

3、边）：板料成形（落料、冲孔、弯曲、拉伸、胀形、翻边） 体积成形（锻造、挤压、拉拔、轧制）体积成形（锻造、挤压、拉拔、轧制）？制品：日用品、机器零件、车辆覆盖件、制品：日用品、机器零件、车辆覆盖件、？设备设备：板料成形：板料成形：剪板机、折弯机、冲床、可倾式压力机；剪板机、折弯机、冲床、可倾式压力机； 体积成形：体积成形：自由锻、锤上模锻、压力机上模锻；自由锻、锤上模锻、压力机上模锻； 挤压机、拉拔机、轧制机挤压机、拉拔机、轧制机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化复习思考复习思考第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的

4、分类其他锻压设备其他锻压设备T弯曲校正机弯曲校正机W剪切机剪切机Q锻机锻机D锤锤C线材成形自动机线材成形自动机Z液压机液压机Y机械压力机机械压力机J我国塑性我国塑性成形装备成形装备第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的分类机械压力机机械压力机手动压力机手动压力机单柱单柱开式开式板料自动板料自动压制压制螺旋螺旋拉延拉延闭式闭式其他其他精压挤压精压挤压第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的分类液压机液压机手动液压机手动液压机锻造锻造冲压冲压压制压制挤压挤压层压层压校正压装校正压装

5、一般用途一般用途其他其他打包压块打包压块第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的分类线材成形自动机线材成形自动机自动墩锻机自动墩锻机自动切边滚丝机自动切边滚丝机滚珠钢球自动冷墩机滚珠钢球自动冷墩机其他自动机其他自动机自动弯曲机自动弯曲机自动制链条机自动制链条机自动制弹簧机自动制弹簧机多工位自动墩锻机多工位自动墩锻机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的分类锤锤蒸汽蒸汽-空气自由锻锤空气自由锻锤蒸汽空气模锻锤蒸汽空气模锻锤空气锤空气锤气动液压模锻锤等气动液压模锻锤等对击式模锻锤对

6、击式模锻锤落锤落锤锻机锻机平锻机平锻机热模锻压力机热模锻压力机辊锻横轧机辊锻横轧机其他锻机其他锻机径向锻造机径向锻造机辗环机辗环机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的分类剪切机剪切机手动剪切机手动剪切机板料手动剪切机板料手动剪切机板料曲线剪切机板料曲线剪切机其他剪切机其他剪切机型材棒料剪断机型材棒料剪断机联合冲剪机联合冲剪机弯曲校正机弯曲校正机板料弯曲机板料弯曲机型材弯曲机型材弯曲机校正弯曲机校正弯曲机其他弯曲校正机等其他弯曲校正机等旋压机旋压机板料折压机板料折压机型材校直机型材校直机板料校平机板料校平机第第3 3章章塑性成形塑性成

7、形装备装备及自动化及自动化3.1.3 塑性成形装备的分类塑性成形装备的分类其他锻压设备其他锻压设备轧制机轧制机冷拔机冷拔机锻造操作机锻造操作机专门用途设备等专门用途设备等板料自动送卸料装置板料自动送卸料装置4、冲床、冲床：可完成可完成除剪切除剪切外的绝大多数外的绝大多数冲压基本工序冲压基本工序 分类：按分类：按结构结构可分为可分为单柱式单柱式和和双柱式双柱式、开式开式和和闭式闭式等；等； 按按滑块的驱动方式滑块的驱动方式分为分为液压驱动液压驱动和和机械驱动机械驱动两类。两类。 机械式冲床机械式冲床的工作机构主要由的工作机构主要由滑块驱动机构滑块驱动机构（如曲柄、偏心齿轮（如曲柄、偏心齿轮、凸轮

8、等）、凸轮等）、连杆连杆和和滑块滑块组成。组成。 第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化板料成形板料成形-冲床冲床第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化板料成形板料成形-开式双柱式开式双柱式冲床冲床第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化板料成形板料成形-开式双柱式冲床开式双柱式冲床冲床冲床操作安全规范操作安全规范： 冲压工艺所需的冲剪力或变形力要冲压工艺所需的冲剪力或变形力要低于或等于低于或等于冲床的标称压力。冲床的标称压力。 开机前开机前应应锁紧锁紧所有调节和紧固螺栓，以免模具等松动而造成设备所有调节和紧固螺栓，以免模具等松动而造成设备、模具损

9、坏和人身安全事故。、模具损坏和人身安全事故。 开机后开机后，严禁将，严禁将手手伸入上下模之间，取下工件或废料应使用工具伸入上下模之间，取下工件或废料应使用工具。冲压进行时严禁将。冲压进行时严禁将工具工具伸入冲模之间。伸入冲模之间。 两人以上共同操作时应由一人专门控制两人以上共同操作时应由一人专门控制踏脚板踏脚板，踏脚板上应有防，踏脚板上应有防护罩，或将其放在隐蔽安全处，护罩，或将其放在隐蔽安全处，工作台工作台上应取尽杂物，以免杂物坠上应取尽杂物，以免杂物坠落于踏脚板上造成误冲事故。落于踏脚板上造成误冲事故。 装拆或调整装拆或调整模具应模具应停机停机进行。进行。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备

10、装备及自动化及自动化3.2 液压成形装备液压成形装备11控制泵组控制泵组 22主电机主电机 33液压泵液压泵 4,10 4,10 电液换向阀电液换向阀 5,7,8 5,7,8 溢流阀溢流阀66节流阀节流阀99远程调压阀远程调压阀 1111电磁换向阀电磁换向阀 1212液控单向阀液控单向阀 1313支承阀支承阀 1414充液阀充液阀 1515液动滑阀液动滑阀 1616单向阀单向阀 1717压力继电器压力继电器 1818顺序阀顺序阀第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.1 液压机的控制原理与特点液压机的控制原理与特点 本体结构本体结构也不复杂，也不复杂，压力压力、行程行程、

11、速度速度等参数的等参数的调节调节及及过载保护过载保护等方面都比较等方面都比较简单易行简单易行，所以板料冲压液压机得到较大的发展。，所以板料冲压液压机得到较大的发展。 执行元件（缸及柱塞或活塞）结构简单执行元件（缸及柱塞或活塞）结构简单，易于实现较大工作压力，易于实现较大工作压力、较大工作空间、较长工作行程，适于加工大型或较高较长件；、较大工作空间、较长工作行程，适于加工大型或较高较长件； 在在任何行程位置任何行程位置均可产生均可产生额定最大压力额定最大压力，便于在下转换点长时间，便于在下转换点长时间保压保压 可用可用各种简单阀各种简单阀实现一个工作循环中的实现一个工作循环中的调压和限压调压和限

12、压，不易超载，不易超载，保护模具保护模具 滑块滑块总行程总行程可以在可以在一定范围内调节一定范围内调节 滑块滑块速度速度可以在可以在一定范围内调节一定范围内调节 工作平稳，撞击、振动、噪音小，工作平稳，撞击、振动、噪音小，环保环保。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.1 液压机的特点液压机的特点第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2液压成形装备发展趋势液压成形装备发展趋势第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材

13、冲压液压机1-充液罐充液罐2-上横梁上横梁3-主工作缸及活塞主工作缸及活塞4-动梁动梁5-立柱立柱6-下横梁下横梁7-顶出缸顶出缸 起动起动 活动横梁活动横梁空程空程快速快速下降下降 活动横梁活动横梁慢速慢速下降及加压下降及加压 保压保压 卸压卸压回程回程 浮动浮动压边压边 顶出缸顶出缸顶出顶出及及退回退回 全部电磁铁处于全部电磁铁处于断电断电状态状态 其他其他第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.1 液压机的控制原理液压机的控制原理1-充液罐充液罐2-上横梁上横梁3-主工作缸及活塞主工作缸及活塞4-动梁动梁5-立柱立柱6-下横梁下横梁7-顶出缸顶出缸第第3 3章章塑性

14、成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机上梁上梁2内装有主工作缸内装有主工作缸3， 带动活动横梁带动活动横梁4上下运动，上下运动， 完成各种冲压工作。完成各种冲压工作。下横梁下横梁6下部装有顶出缸下部装有顶出缸7， 可将冲压完的制件从模具内顶出。可将冲压完的制件从模具内顶出。 顶出缸还可起液压垫作用，顶出缸还可起液压垫作用， 供拉深时压边用。供拉深时压边用。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机1-液压机动力机构液压机动力机构2-拉深拉深缸缸3-充液装置充液装置4-压边缸压边缸5-压边动梁压边动梁6-拉

15、深动梁拉深动梁7-机架机架8-控制装置控制装置9-移动工作台移动工作台10-顶出缸顶出缸 起动起动 活动横梁空程快速下降活动横梁空程快速下降 活动横梁慢速下降及加压活动横梁慢速下降及加压 保压保压 卸压回程卸压回程 浮动压边浮动压边 顶出缸顶出及退回顶出缸顶出及退回 全部电磁铁处于断电状态全部电磁铁处于断电状态 其他其他第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机机架机架7的上横梁由四根立柱支承，的上横梁由四根立柱支承，通过立柱内的拉杆预紧固定，形成一个封闭的预应力框架，承受冲压变形压力。通过立柱内的拉杆预紧固定，形成一个封闭的预应力框架，承受

16、冲压变形压力。拉深缸拉深缸2和压边缸和压边缸4均固定于横梁内，均固定于横梁内，拉深柱塞与拉深动粱拉深柱塞与拉深动粱6联接固定，联接固定，压边柱塞与压边动梁压边柱塞与压边动梁5联接固定。联接固定。每根立柱有两根可调导轨，分别作为拉深动梁和压边动梁的导向。每根立柱有两根可调导轨，分别作为拉深动梁和压边动梁的导向。下横梁上面装有移动工作台，并可前后移动，以便更换摸具，下横梁上面装有移动工作台，并可前后移动，以便更换摸具，工作台中部设有若干顶杆孔，在下横梁下部中间装有顶出缸，工作台中部设有若干顶杆孔，在下横梁下部中间装有顶出缸，通过顶杆顶出制件或成形内凹形制件。通过顶杆顶出制件或成形内凹形制件。在拉深

17、动梁在拉深动梁6和压边动梁和压边动梁5的下平面均开有的下平面均开有T型槽以分别固定上模的凸模和压边部分，型槽以分别固定上模的凸模和压边部分，在工作台的上平面也开有在工作台的上平面也开有T形槽，用于固定下模部分。形槽，用于固定下模部分。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机（3） 汽车纵梁冲压汽车纵梁冲压液压机液压机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.2 板材冲压液压机板材冲压液压机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及

18、自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机 精冲原理精冲原理1-凸模凸模 2-齿圈压板齿圈压板 3-被冲材料被冲材料 4-反向顶杆反向顶杆 5-凹模凹模 6-下模座下模座精冲零件一精冲零件一第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机精冲零精冲零件二件二第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机精冲模具精冲模具第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机精冲压力机精冲压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机各种精冲压力机各种精冲压力

19、机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机 11精冲机精冲机 22液压系统液压系统 33电气系统电气系统 44校平装置校平装置 55带材检测器带材检测器 66带材末端检测器带材末端检测器 77送料装置送料装置 88模具模具 99模具保护装置模具保护装置 1010废料切刀废料切刀 1111光电保护装置光电保护装置第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3精冲压力机特点精冲压力机特点11电动机电动机 22变速箱变速箱33带轮带轮 44飞轮飞轮 55离合器离合

20、器 66蜗轮蜗杆蜗轮蜗杆 77双边传动齿轮双边传动齿轮 88曲轴曲轴 99机身机身 1010压力活塞压力活塞 1111封闭高度调节机构封闭高度调节机构 1212滑块滑块1313反压活塞反压活塞 1414双肘杆机构双肘杆机构第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机 图是图是YY9925YY99254040精冲压力机的送料装置。精冲压力机的送料装置。由固定夹持器由固定夹持器1 1、活动夹持器、活

21、动夹持器2 2、油缸体、油缸体3 3、活塞、活塞4 4等组成。等组成。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3 精冲压力机精冲压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.3精冲压力机精冲压力机 一种高效自动冲压设备一种高效自动冲压设备, ,在压力机在压力机一次行程一次行程中中, ,以以多种模多种模具同时具同时进行落料、冲孔、弯曲、拉深、切边等进行落料、冲孔、弯曲、拉深、切边等多工序多工序加工加工第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.4 多工位压力机多工位

22、压力机多工位压力机的工作原理及特点多工位压力机的工作原理及特点 多工位压力机的工作原理是按照多工位冲压工艺的要求确定的多工位压力机的工作原理是按照多工位冲压工艺的要求确定的，即在，即在一台多工位压力机一台多工位压力机上可以安装上可以安装多副模具多副模具进行冲压生产，进行冲压生产，并且通过一套并且通过一套工位间的传递机构工位间的传递机构使压力机在一次往复行程中可使压力机在一次往复行程中可以完成一个冲压件的以完成一个冲压件的全部冲压工序全部冲压工序（即落料、冲孔、拉深、弯（即落料、冲孔、拉深、弯曲、切边、压印、整形等工序），而实现自动化生产曲、切边、压印、整形等工序），而实现自动化生产。第第3 3

23、章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.4 多工位压力机多工位压力机 在在大批量大批量生产冲压件的企业中，生产冲压件的企业中，自动化生产自动化生产得到广泛应用得到广泛应用. 自动化生产线的应用可以自动化生产线的应用可以降低成本，提高生产率降低成本，提高生产率.第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术p146板料冲压生产线自动化：板料冲压生产线自动化：（1）冲压生产自动化的特点）冲压生产自动化的特点 以冲裁为例，由四个部分组成自动化系统：以冲裁为例，由四个部分组成自动化系统：普通曲柄压力机普通曲柄压力机 冲压模具冲压模具 自动上下料

24、机构自动上下料机构 自动控制系统自动控制系统 第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术冲压生产过程冲压生产过程控制系统控制系统按按设定值设定值形式不同分为三大类型：形式不同分为三大类型： 定值控制定值控制系统系统 在生产中要求在生产中要求被控量被控量保持在规定的小范围附近，此规定保持在规定的小范围附近，此规定值就是控制器的设定值。值就是控制器的设定值。设定值设定值是固定不变的，引起系统变是固定不变的，引起系统变化的只是扰动信号。可以认为，以化的只是扰动信号。可以认为，以扰动量扰动量为输入的系统是定为输入的系统是定值控制系统。值控制系统。

25、 随动控制随动控制系统系统 随着随着设定值设定值的无规律变化，的无规律变化，被控量被控量相当准确而又及时地相当准确而又及时地跟随设定值变化，自动达到平衡的位置。跟随设定值变化，自动达到平衡的位置。 程序控制程序控制系统：系统： 控制系统的控制系统的设定值按生产工艺要求有规律地变化设定值按生产工艺要求有规律地变化，被控，被控量需要按规定的程序自动进行，保证冲压生产过程顺利完成量需要按规定的程序自动进行，保证冲压生产过程顺利完成，达到程序控制的目的。，达到程序控制的目的。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术（2）板料冲压生产自动化）板料冲

26、压生产自动化 冲压生产自动化构成：冲压生产自动化构成：主机主机和和附设附设机构。机构。 主机主机: :完成冲压的完成冲压的各类压力机各类压力机和必要的各类其他加工机床。和必要的各类其他加工机床。 附设机构附设机构：完成各种辅助工作所需要的：完成各种辅助工作所需要的机械装置和检测装置机械装置和检测装置。 采用采用自动送料装置自动送料装置是冲压生产是冲压生产自动化自动化的主要内容的主要内容 两大类型两大类型: : 条料、卷料和板料条料、卷料和板料送料装置送料装置, ,冲压半成品冲压半成品送料装置送料装置 板料板料送料装置送料装置 ：摩擦式（辊式和夹持式）、机械式（钩式和：摩擦式（辊式和夹持式）、机

27、械式（钩式和夹刃式）夹刃式） 半成品半成品送料装置：通常基本结构组成：送料装置：通常基本结构组成：送料送料机构、机构、储料储料斗、斗、料料槽槽、分配分配机构、机构、定向定向机构、机构、出件出件机构和机构和理件理件机构等。机构等。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术冲压自动线形式：冲压自动线形式： 直流型直流型自动线自动线 转子型转子型自动线自动线 直流型直流型： 压力机从工序间的压力机从工序间的传送装置传送装置是是按顺序直线排列按顺序直线排列，在不同的时间内完成毛坯的加工和传送工作，在压力机进在不同的时间内完成毛坯的加工和传送工作，

28、在压力机进行冲压时，行冲压时，毛坯不动毛坯不动，在传送毛坯时、冲压加工要停止。，在传送毛坯时、冲压加工要停止。 转子型转子型：毛坯的加工是在毛坯的加工是在模具模具及及毛坯毛坯 同时连续移动同时连续移动的过程的过程中进行的。中进行的。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术按其工序间的联系特点分类：按其工序间的联系特点分类： 刚性刚性联系自动线联系自动线 柔性柔性联系自动线联系自动线 刚性刚性联系自动线：工序之间联系自动线：工序之间无半成品储备作为补偿无半成品储备作为补偿，严格要，严格要求各台设备之间同步。求各台设备之间同步。 柔性柔性联

29、系自动线联系自动线：设备之间设：设备之间设有储料器有储料器，储存一部分半成品来，储存一部分半成品来进行补偿，设备之间不严格要求绝对协调：进行补偿，设备之间不严格要求绝对协调：第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术1-开剁送料器开剁送料器 2-曲力轴曲力轴 3-翻料器翻料器 4-双动压力机下料器双动压力机下料器 5-上料器上料器 6-组合式上料器组合式上料器 7-单动压力机下料器单动压力机下料器刚性联系自动线刚性联系自动线第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术 柔柔性联系自动线

30、性联系自动线：设备之间设：设备之间设有储料器有储料器，储存一部分半成品来，储存一部分半成品来进行补偿，设备之间不严格要求绝对协调：进行补偿，设备之间不严格要求绝对协调：第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术锻造液压机锻造液压机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.3 锻造液压机锻造液压机锻造液压机的发展和进步：锻造液压机的发展和进步： 锻造液压机、操作机、移动砧库等组成机组，由计算机控制，锻造液压机、操作机、移动砧库等组成机组，由计算机控制，一人操作，劳动生产率大幅度提高，从根本上改变了自由锻的生产一人操作，劳

31、动生产率大幅度提高，从根本上改变了自由锻的生产方式和车间面貌；方式和车间面貌； 在每分钟锻造次数高达在每分钟锻造次数高达8080次以上时，能实现液压机与操作机的次以上时，能实现液压机与操作机的自动联动；锻件精度为自动联动；锻件精度为1mm1mm。8MN8MN比例插装阀控制系统的原理图比例插装阀控制系统的原理图第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.3 锻造液压机锻造液压机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.3 锻造液压机锻造液压机液压模锻压力机液压模锻压力机第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.2.3 锻造液压机锻造液压机锻压

32、锻压生产的柔性加工系统生产的柔性加工系统 锻压生产的发展大致可分为四锻压生产的发展大致可分为四个阶段：个阶段： 第一阶段第一阶段：手工操作的单机手工操作的单机加加工。由人工操作和控制一台加工。由人工操作和控制一台加工机械。工机械。 第二阶段第二阶段：数控机床单机数控机床单机加工加工 加工机械由数控系统控制。加工机械由数控系统控制。 但加工机械之间的物料传输但加工机械之间的物料传输 由人工完成。由人工完成。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术 第三阶段第三阶段：柔性加工单元柔性加工单元（FMCFMC），在计算机控制（），在计算机控制（

33、CNCCNC）下，加工单元可以独立地完成零件加工。坯料的送入与工下，加工单元可以独立地完成零件加工。坯料的送入与工件的退出、模具的更换等都按照加工程序自动完成。件的退出、模具的更换等都按照加工程序自动完成。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术 第四阶段第四阶段；柔性加工系统柔性加工系统（FMSFMS）。柔性加工系统包括多台加工）。柔性加工系统包括多台加工机床或加工单元组成的机床或加工单元组成的自动化加工自动化加工系统、系统、物料输送物料输送系统和系统和计算计算机信息机信息系统三大部分。系统三大部分。 FMSFMS可以自动完成从零件设

34、计、制订加工工艺、物料输送、零件可以自动完成从零件设计、制订加工工艺、物料输送、零件加工直至工件运送输出的全过程。同时，可以在很短的时间内加工直至工件运送输出的全过程。同时，可以在很短的时间内更换产品品种。更换产品品种。FMSFMS既保持了刚性流水线生产自动化水平较高，既保持了刚性流水线生产自动化水平较高，生产效率高的优点，又增加了生产的灵活性和适应能力。生产效率高的优点，又增加了生产的灵活性和适应能力。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术 锻压生产的柔性锻压生产的柔性包括三个方面：包括三个方面：加工过程加工过程的柔性、的柔性、加加

35、工工艺工工艺的柔性及的柔性及生产管理生产管理的柔性的柔性 加工过程加工过程的柔性：强化加工设备本身的功能，并且增加设备的柔性：强化加工设备本身的功能，并且增加设备与设备之间柔性的工件传送，使生产系统利用尽可能少的设与设备之间柔性的工件传送，使生产系统利用尽可能少的设备，可以适应尽可能多的加工程序备，可以适应尽可能多的加工程序 加工工艺加工工艺的柔性：加工工艺能适合多种类型工件的成型和加的柔性：加工工艺能适合多种类型工件的成型和加工。无模具加工的各种新工艺，如激光切割、等离子切割、工。无模具加工的各种新工艺，如激光切割、等离子切割、水射切割等加工工艺都具有很好的柔性。水射切割等加工工艺都具有很好

36、的柔性。 生生产管理产管理的柔性：生产系统能灵活地制订、调整和修改作业的柔性：生产系统能灵活地制订、调整和修改作业计划。计划。 实现锻压生产的柔性，主要依赖于实现锻压生产的柔性，主要依赖于锻压设备锻压设备的自动化、的自动化、物流物流的自动化和的自动化和信息流信息流的自动化。的自动化。 锻压生产的柔性加工系统锻压生产的柔性加工系统是锻压生产当前发展的是锻压生产当前发展的最高最高阶段。阶段。锻压生产的锻压生产的FMSFMS，特别是板材加工的，特别是板材加工的FMSFMS技术已相当成熟技术已相当成熟第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术锻压

37、生产板材柔性加工系统大致可分为三类：锻压生产板材柔性加工系统大致可分为三类： 1、以、以数控冲模回转头压力机数控冲模回转头压力机（激光冲模或等离子冲模组（激光冲模或等离子冲模组合压力机）、合压力机）、数控直角剪板机数控直角剪板机、数控四边折弯机数控四边折弯机为主机组为主机组成的板材成的板材FMS，主要用来加工，主要用来加工配电面板配电面板等板材；等板材；第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术2、以、以多工位压力机多工位压力机为主机的冲压为主机的冲压FMS，用来加工冲压零件，用来加工冲压零件；第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动

38、化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术3、以、以各种锻造设备各种锻造设备为主机的锻造为主机的锻造FMS，用于锻造各种坯料。，用于锻造各种坯料。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术板材柔性加工板材柔性加工系统系统 板材板材FMSFMS一般由一般由仓库仓库单元、单元、冲裁冲裁单单元、元、剪切剪切单元、单元、折弯折弯单元、单元、辅助辅助设备及设备及计算机控制管理计算机控制管理系统组成系统组成 仓库单元、冲裁单元、剪切单元仓库单元、冲裁单元、剪切单元和折弯单元既可以在和折弯单元既可以在FMSFMS中统一中统一由中央计算机管理，

39、完成多工序由中央计算机管理，完成多工序加工，又可以脱离主生产线，独加工，又可以脱离主生产线，独立运行完成单立运行完成单工艺的加工。工艺的加工。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术 FMSFMS均由一些均由一些标标准化准化的易于采的易于采用的用的产品产品组成组成，分别采用这，分别采用这些产品的不同些产品的不同组合，构成满组合，构成满足不同生产要足不同生产要求的柔性制造求的柔性制造系统。系统。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术1数控冲床等数控冲床等 2原材料及产品固定轨道和

40、柔性运输网原材料及产品固定轨道和柔性运输网3模具更换系统模具更换系统 4自动上料机和冲压件卸料机自动上料机和冲压件卸料机 5自动仓库自动仓库 6能同时生产多种工件的优化排样软件包能同时生产多种工件的优化排样软件包 7计算机控制系统计算机控制系统 2 4 5 6 7（1）仓库单元仓库单元 由由货架、堆垛机、托盘、自动检测装置、自动控制装置和计算机货架、堆垛机、托盘、自动检测装置、自动控制装置和计算机管理系统管理系统组成组成 堆垛机堆垛机将放在托盘上的板材运送到仓库的指定货位或从指定货位中取出板材将放在托盘上的板材运送到仓库的指定货位或从指定货位中取出板材 堆垛机的检测包括堆垛机的检测包括地址地址

41、检测、检测、货物货物检测、检测、货位状态货位状态检测等。检测等。 地址检测地址检测：检测堆垛机行走的位置。：检测堆垛机行走的位置。 货物检测货物检测：传感器探测货物在堆垛机上的高度和宽度，以控制货物不能超高：传感器探测货物在堆垛机上的高度和宽度，以控制货物不能超高、超宽，保证堆垛机行走过程中货物不碰撞货架。货物检测还包括重量检测、超宽，保证堆垛机行走过程中货物不碰撞货架。货物检测还包括重量检测，货物超重时发出报警信息，货物超重时发出报警信息 货位状态检测货位状态检测；堆垛机将货物放进指定货位之前，先通过传感器探测，确认；堆垛机将货物放进指定货位之前，先通过传感器探测，确认货位是空的，再行操作，

42、防止出现碰撞。货位是空的，再行操作，防止出现碰撞。 堆垛机的控制指令堆垛机的控制指令由仓库管理与控制系统发送。仓库管理系统根据加工系统由仓库管理与控制系统发送。仓库管理系统根据加工系统的要求查询所需物料存放的货位，再根据的要求查询所需物料存放的货位，再根据“先人先出先人先出”等一系列出库管理原等一系列出库管理原则，确定出库货位，并将该货位的行列码通过监控系统传送给堆垛机的控制则，确定出库货位，并将该货位的行列码通过监控系统传送给堆垛机的控制器指挥堆垛机到指定货位取出板材。器指挥堆垛机到指定货位取出板材。第第3 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7组成板材组成板材FMS的各部分的

43、各部分（2）冲裁单元冲裁单元 数控数控冲孔、步冲设备是冲孔、步冲设备是冲裁单元的核心设备。冲裁单元的核心设备。 数控冲床将数控冲床将CADCAD和和CAMCAM紧密结合，在板件设计过程中，同时制订紧密结合，在板件设计过程中，同时制订加工工艺，提供必要的工艺数据，如模具尺寸、材料规格、轮加工工艺，提供必要的工艺数据，如模具尺寸、材料规格、轮廓加工工序等。廓加工工序等。 板材加工经常要考虑在同一块板上加工若干种零件，用板材加工经常要考虑在同一块板上加工若干种零件，用套裁套裁的的办法可以充分利用材料。办法可以充分利用材料。CADCADCAMCAM也可实现工件在板材上也可实现工件在板材上排样排样的优化

44、。的优化。 板材板材FMSFMS冲裁单元除以冲裁单元除以数控冲模回转头压力机数控冲模回转头压力机为主要设备外，为主要设备外，有时也用有时也用激光冲切压力机激光冲切压力机或或数控等离子冲切压力机数控等离子冲切压力机。 根据零件的形状，大小、批量等，选择加工方法。根据零件的形状，大小、批量等，选择加工方法。 形状复杂，尺寸变化大批量小的零件用激光切割或等离子切形状复杂，尺寸变化大批量小的零件用激光切割或等离子切割；反之，则用模具加工更加适合。在数控系统的控制下，压割；反之，则用模具加工更加适合。在数控系统的控制下，压力机可自动选择和交替采用不同的加工工艺力机可自动选择和交替采用不同的加工工艺第第3

45、 3章章塑性成形塑性成形装备装备及自动化及自动化3.7 塑性成形自动化技术塑性成形自动化技术（3）剪切单元剪切单元 剪切单元的核心设备是剪切单元的核心设备是数控剪板机。数控剪板机。 数控直角剪板机数控直角剪板机为龙门式结构，两个立柱、上横梁与底座为龙门式结构，两个立柱、上横梁与底座通过预应力拉杆连接组成一个封闭框架。刀架在上横梁内通过预应力拉杆连接组成一个封闭框架。刀架在上横梁内作垂直运动。刀架上有互成直角的两个上刀片。作垂直运动。刀架上有互成直角的两个上刀片。个是平个是平行于龙门的纵向刀片，另行于龙门的纵向刀片，另个是垂直于龙门的横向刀片。个是垂直于龙门的横向刀片。 与直角剪板机相配套的有：与直角剪板机相配套的有：带吸盘的供料装置带吸盘的供料装置、分选机构分选机构、卸料系统卸料系统。 直角剪板机可以直角剪板机可以一次剪切矩形板料一次剪切矩形板料，不需要将板坯退回、，不需要将板坯退回、回转、重新定位，因此生产率高，也容易保证剪切精度。回转、重新定位，因此生产率高，也容易保证剪切精度。 直角剪板机直角剪板机可进行编程操作可进行编程