材料成形设备及控制-塑性成形设备8章

1、8.1 概述概述冲压加工对冲压设备的基本要求冲压加工对冲压设备的基本要求1）冲压设备的）冲压设备的公称压力要大于公称压力要大于冲压工序所需要的冲压工序所需要的变形力变形力，同时设备的冲压，同时设备的冲压 变形功也能够满足冲压工序的要求。变形功也能够满足冲压工序的要求。2）冲压设备的）冲压设备的工作行程要保证工作行程要保证冲压毛坯能够放入冲压毛坯能够放入冲压模具内冲压模具内，并顺利进行，并顺利进行冲压，冲压结束后又能顺利地从模具内取出制件。冲压，冲压结束后又能顺利地从模具内取出制件。3）冲压设备的）冲压设备的工作速度工作速度首先要首先要符合冲压变形速度符合冲压变形速度的要求，又能满足生产效的要求

2、，又能满足生产效率的要求。率的要求。4）冲压设备的）冲压设备的装模高度要与模具的闭合高度相协调装模高度要与模具的闭合高度相协调。5）冲压设备的）冲压设备的滑块和工作台垫板尺寸滑块和工作台垫板尺寸，要保证模具正确安装和可靠工作，要保证模具正确安装和可靠工作，同时工作台垫板孔又能顺利卸料。同时工作台垫板孔又能顺利卸料。一、通用压力机的工作原理一、通用压力机的工作原理电动机电动机 1 通过小带轮通过小带轮 2 和传动带把能量和速度传给大带轮和传动带把能量和速度传给大带轮 3，再经过传动轴，再经过传动轴和小齿轮和小齿轮 4、 大齿轮大齿轮 5 传给曲轴传给曲轴 7。连杆连杆 9 上端装在曲轴上，下端与

3、滑块上端装在曲轴上，下端与滑块 10 连接，通过曲轴上的曲柄把旋转运连接，通过曲轴上的曲柄把旋转运动变为滑块的往复直线运动。动变为滑块的往复直线运动。冲压模具的上模冲压模具的上模 11 装在滑块上，下模装在滑块上，下模 12 装在垫板装在垫板 13 上。上。当板料放在上模当板料放在上模 11、 下模下模 12 之间时，即可以进行冲裁或成形加工。之间时，即可以进行冲裁或成形加工。曲轴曲轴7上装有离合器上装有离合器6和制动器和制动器8，只有当离合器，只有当离合器 6 和大齿轮和大齿轮 5啮合时，曲轴啮合时，曲轴 7 才才开始转动。开始转动。曲轴停止转动可通过离合器与齿轮脱开啮合和制动器制动实现，当

4、制动器制动曲轴停止转动可通过离合器与齿轮脱开啮合和制动器制动实现，当制动器制动时，曲轴停止转动，但大齿轮仍在曲轴上旋转。时，曲轴停止转动，但大齿轮仍在曲轴上旋转。压力机在一个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空程压力机在一个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空程运转。运转。为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量,，带轮，带轮3起着用来起着用来储存能量的飞轮储存能量的飞轮作用。作用。1、工作机构、工作机构即曲柄滑块机构即曲柄滑块机构(或称曲柄连杆机构或称曲柄连杆机构)，它由曲轴、连杆、滑块，它由曲轴、连杆、滑块等零件组成，

5、其作用是将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，再由等零件组成，其作用是将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，再由滑块带动模具工作。滑块带动模具工作。2、传动系统、传动系统包括齿轮传动、带传动等机构，起能量传递作用和速度转换作包括齿轮传动、带传动等机构，起能量传递作用和速度转换作用。用。3、操纵系统、操纵系统包括离合器、制动器等部件，用以控制工作机构的工作和停止。包括离合器、制动器等部件，用以控制工作机构的工作和停止。4、能源系统、能源系统包括电动机、飞轮。包括电动机、飞轮。5、支承部分、支承部分主要指机身，把压力机所有部分联结成一个整体。主要指机身，把压力机所有部分联结成一个整体。6、

6、辅助系统和装置、辅助系统和装置 如润滑系统、如润滑系统、 过载保护装置以及气垫等。过载保护装置以及气垫等。 曲柄压力机具有短期高峰负荷的特点（工作角度范围曲柄压力机具有短期高峰负荷的特点（工作角度范围30），为减少电动机的），为减少电动机的装机容量、降低能耗，在设备上加装飞轮。装机容量、降低能耗，在设备上加装飞轮。 a. 工作时，工作时，飞轮减速释放能量。飞轮减速释放能量。 b. 不工作时，不工作时，飞轮加速储存能量。飞轮加速储存能量。设备开动起来后，为保证工作必须使飞轮保持一定转速，为控制设备动作，必设备开动起来后，为保证工作必须使飞轮保持一定转速，为控制设备动作，必须用离合器须用离合器-制

7、动器对设备进行控制。制动器对设备进行控制。 a. 工作时，工作时，制动器脱开离合器结合，输入能量。制动器脱开离合器结合，输入能量。 b. 停止时，停止时，离合器脱开制动器结合，吸收剩余能量。离合器脱开制动器结合，吸收剩余能量。应注意！应注意！二、曲柄压力机的特点二、曲柄压力机的特点1.刚性传动刚性传动，滑块运动具有强制性质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。便于实现机械化和自动化。 b. 定行程设备定行程设备自我保护能力差。自我保护能力差。2.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。

8、不会造成强烈冲击和振动。 b. 不允许超负荷使用。不允许超负荷使用。3.一个工作循环中负荷作用时间短，主要靠飞轮释放能量。一个工作循环中负荷作用时间短，主要靠飞轮释放能量。 a. 工作时尖峰负荷工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击。不会对电网造成冲击。 b. 不能够超能量使用。不能够超能量使用。4.机械压力机的机身刚度大，滑块导向性能较好。机械压力机的机身刚度大，滑块导向性能较好。8.2 曲柄滑块机构曲柄滑块机构一、曲柄滑块机构的运动及受力分析一、曲柄滑块机构的运动及受力分析1.节点正置与节点偏置节点正置与节点偏置2.曲柄滑块机构的运动规律曲柄滑块机构的运动规律由图可看到：由图可看到：滑块的滑块的

9、运动速度是变化的运动速度是变化的，这对要求速度恒定的工艺不完全合适不同的工，这对要求速度恒定的工艺不完全合适不同的工艺常要求不同的速度范围，为适应某些工艺需要，不少压力机设计成艺常要求不同的速度范围，为适应某些工艺需要，不少压力机设计成节点节点偏置型偏置型。曲线表明：曲线表明：随着曲柄转角的变化，滑块上所允许的作用力也随之改随着曲柄转角的变化，滑块上所允许的作用力也随之改变。变。因此选用压力机时制件变形抗力曲线必须全都位于阴影线之内。因此选用压力机时制件变形抗力曲线必须全都位于阴影线之内。3.曲柄滑块机构的受力曲柄滑块机构的受力4.考虑摩擦时考虑摩擦时 一般摩擦系数一般摩擦系数f随机械压力机种

10、类的不同而不同，对开式压力机随机械压力机种类的不同而不同，对开式压力机=0.040.05，对，对于闭式压力机于闭式压力机=0.0450.055。二、曲柄滑块机构的设计二、曲柄滑块机构的设计1.曲轴结构形式及材料曲轴结构形式及材料曲轴是曲柄压力机传递运动和动力的主要零件，通用机械压力机的曲轴通常有以下曲轴是曲柄压力机传递运动和动力的主要零件，通用机械压力机的曲轴通常有以下四种基本结构形式：四种基本结构形式：1）、（纯）曲轴驱动式）、（纯）曲轴驱动式曲柄半径曲柄半径R较大，适用于滑块行程较大的压力机。较大，适用于滑块行程较大的压力机。2）、偏心轴驱动式）、偏心轴驱动式曲柄颈短而粗，支座间距小，结构

11、紧凑，刚性好。缺点是偏心直径大，摩曲柄颈短而粗，支座间距小，结构紧凑，刚性好。缺点是偏心直径大，摩擦损耗多，制造困难，适用于行程小的压力机。擦损耗多，制造困难，适用于行程小的压力机。3）、曲拐驱动式）、曲拐驱动式曲拐颈在轴的一端，形成悬臂，刚性较差。适用于开式单柱压力机。曲拐颈在轴的一端，形成悬臂，刚性较差。适用于开式单柱压力机。4）、偏心齿轮驱动式）、偏心齿轮驱动式应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负荷分配合应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负荷分配合理，加工制造也方便，但偏心轴直径大，有一理，加工制造也方便，但偏心轴直径大，有一 定磨损功耗。定磨损功

12、耗。2.曲轴的材质曲轴的材质机械压力机中的曲轴一般用机械压力机中的曲轴一般用45号钢锻制，而大型机械压力机的曲轴用合金钢（号钢锻制，而大型机械压力机的曲轴用合金钢（40Cr、40CrMnMo）锻造而成，锻造比：碳钢为）锻造而成，锻造比：碳钢为2.53.0、合金钢大于、合金钢大于3.0。曲轴锻件在粗加。曲轴锻件在粗加工后调质处理并进行超声波检验。曲轴中的支撑颈、曲柄颈处均应进行磨光，滚压工后调质处理并进行超声波检验。曲轴中的支撑颈、曲柄颈处均应进行磨光，滚压强化以提高其使用寿命。强化以提高其使用寿命。3.曲轴驱动式曲轴驱动式组成：曲轴、连杆、滑块。组成：曲轴、连杆、滑块。特点：特点：1、可设计成

13、较大的曲柄半径，但曲柄半径一般是固定，即行程不可调。、可设计成较大的曲柄半径，但曲柄半径一般是固定，即行程不可调。2、曲轴在工作中既受弯矩，又受扭矩，且所受力不断变化，故对曲轴的加工要、曲轴在工作中既受弯矩，又受扭矩，且所受力不断变化，故对曲轴的加工要求较高。求较高。3、大型曲轴的锻造困难，故曲轴式的曲柄滑块机构在大型压力机上受到限制。、大型曲轴的锻造困难，故曲轴式的曲柄滑块机构在大型压力机上受到限制。4.曲拐轴驱动式曲拐轴驱动式组成：曲拐轴、偏心套、调节螺杆、连杆体、滑块。组成：曲拐轴、偏心套、调节螺杆、连杆体、滑块。特点：特点：1、通过改变偏心套在曲拐轴颈上的相对位置，改变曲柄半径的大小，

14、从、通过改变偏心套在曲拐轴颈上的相对位置，改变曲柄半径的大小，从而调节行程。而调节行程。2、曲拐轴式曲柄滑块机构便于调节行程，结构简单，但由于曲柄旋伸，、曲拐轴式曲柄滑块机构便于调节行程，结构简单，但由于曲柄旋伸，受力情况较差，主要在中、小型压力机上应用。受力情况较差，主要在中、小型压力机上应用。5.偏心齿轮驱动式偏心齿轮驱动式组成：偏心齿轮、轴芯、连杆体、调节螺杆、组成：偏心齿轮、轴芯、连杆体、调节螺杆、 滑块滑块特点：特点：1、偏心齿轮的偏心颈相对于芯轴有偏心距，相当于曲柄半径。、偏心齿轮的偏心颈相对于芯轴有偏心距，相当于曲柄半径。2、偏心齿轮在工作时只传递扭矩，弯矩由芯轴承受，因此偏心齿

15、轮和、偏心齿轮在工作时只传递扭矩，弯矩由芯轴承受，因此偏心齿轮和芯轴的受力情况比曲轴好，且芯轴刚度较大，偏芯轴的受力情况比曲轴好，且芯轴刚度较大，偏 心齿轮的锻造比曲轴心齿轮的锻造比曲轴锻造容易，故偏心齿轮驱动的方式常用锻造容易，故偏心齿轮驱动的方式常用 于大、中型压力机。于大、中型压力机。二、连杆机构二、连杆机构机械压力机的曲柄连杆滑块工作机构是将曲柄的旋转运动转换成滑块的直线运机械压力机的曲柄连杆滑块工作机构是将曲柄的旋转运动转换成滑块的直线运动，而连杆做平面运动。连杆的大端与曲轴铰接，小端和滑块铰接。动，而连杆做平面运动。连杆的大端与曲轴铰接，小端和滑块铰接。按驱动同一滑块运动的连杆个数

16、划分，将按驱动同一滑块运动的连杆个数划分，将压力机分为单点（一根连杆）、双点压力机分为单点（一根连杆）、双点（两根连杆）、四点（四根连杆）三种不同类型。（两根连杆）、四点（四根连杆）三种不同类型。按照机械压力机的装模高度调节方式的不同可将机械压力机中的连杆分按照机械压力机的装模高度调节方式的不同可将机械压力机中的连杆分为以下两种结构形式：为以下两种结构形式：1、长度可调节连杆、长度可调节连杆所谓的连杆长度是指连杆大小端铰接中心之间的长度。所谓的连杆长度是指连杆大小端铰接中心之间的长度。连杆的长度可以调节，该连杆有连杆体和调节螺杆组成，调节螺杆下端连杆的长度可以调节，该连杆有连杆体和调节螺杆组成

17、，调节螺杆下端采用球头或柱销采用球头或柱销和和滑块滑块连接。若滑块尺寸、质量小时，采用手动方式进连接。若滑块尺寸、质量小时，采用手动方式进行装模高度调节。若滑块尺寸大，质量大通常采用行装模高度调节。若滑块尺寸大，质量大通常采用涡轮或齿轮机构涡轮或齿轮机构进行进行装模高度的调节。如装模高度的调节。如球头式连杆球头式连杆。球头式连杆球头式连杆2、长度不可调节连杆、长度不可调节连杆一般为保证连杆有足够的强度、刚度和尺寸精度，受力较大的大中型机械一般为保证连杆有足够的强度、刚度和尺寸精度，受力较大的大中型机械压力机多采用长度不可调节的连杆。如压力机多采用长度不可调节的连杆。如柱销式连杆或柱面式连杆、柱

18、塞导柱销式连杆或柱面式连杆、柱塞导向连杆向连杆。一般柱销式连杆一般柱销式连杆JA31-160A，柱销式连杆机构，柱销式连杆机构 连杆连杆3是一整体，通过连杆销是一整体，通过连杆销8、调节螺杆调节螺杆2与滑块与滑块6连接。连接。 调节螺杆由蜗轮调节螺杆由蜗轮4、蜗杆、蜗杆5驱动。驱动。转动蜗轮、蜗杆、滑块即可达到转动蜗轮、蜗杆、滑块即可达到调节装模高度的目的。调节装模高度的目的。柱面式连杆柱面式连杆销子与连杆孔有间隙，工销子与连杆孔有间隙，工作行程时，柱面接触，传作行程时，柱面接触，传递载荷。递载荷。回程时销子承受滑块的重回程时销子承受滑块的重量和脱模力。量和脱模力。柱面加工困难。柱面加工困难。

19、三点传力的柱销式连杆结构三点传力的柱销式连杆结构柱销中部增加了一个支承面，柱销中部增加了一个支承面，柱销的弯矩和剪力减小，柱销的弯矩和剪力减小，柱销的直径减小。柱销的直径减小。柱塞导向连杆柱塞导向连杆连杆通过导向柱塞连杆通过导向柱塞5与滑块连接；与滑块连接；偏心齿轮为浸油式润滑，减少齿偏心齿轮为浸油式润滑，减少齿轮磨损，降低噪声。轮磨损，降低噪声。加长了滑块的导向长度，提高了加长了滑块的导向长度，提高了压力机的运动精度。压力机的运动精度。中大型压力机广泛应用。中大型压力机广泛应用。这两种结构形式中连杆的大小端的长度不变。对该结构的连杆采用调节这两种结构形式中连杆的大小端的长度不变。对该结构的连

20、杆采用调节连杆小端与滑块下表面连杆小端与滑块下表面之间距离的方法来达到对封闭高度进行调节。之间距离的方法来达到对封闭高度进行调节。封闭高度封闭高度H为：为：通常曲柄半径通常曲柄半径R不可调节，工作台上表面距曲柄不可调节，工作台上表面距曲柄轴回转中心的长度轴回转中心的长度L0是一个不变量是一个不变量这样这样L0-R就是常数就是常数C，则封闭高度，则封闭高度H就可简化为：就可简化为：显然封闭高度显然封闭高度H通过改变通过改变L1、L2中的任一个均可调整。中的任一个均可调整。连杆形状复杂且尺寸大，连杆体连杆形状复杂且尺寸大，连杆体一般用一般用ZG35或或HT21-40铸成铸成。调节螺母一般用调节螺母

21、一般用45号钢号钢锻成。圆球传力部分表面硬度为锻成。圆球传力部分表面硬度为42HRC，圆柱销用，圆柱销用40Cr锻成、表面硬度为锻成、表面硬度为52HRC。三、滑块与导轨三、滑块与导轨 滑块外形：压力机滑块是箱形结构，上部与连杆连接，下部有滑块外形：压力机滑块是箱形结构，上部与连杆连接，下部有T型槽或型槽或模柄孔，用于安装模具的上模。模柄孔，用于安装模具的上模。 滑块作用：滑块作用：在曲柄连杆驱动下，沿机身导轨做上、下往复运动，并在曲柄连杆驱动下，沿机身导轨做上、下往复运动，并直接承受上模传递的工作负荷。直接承受上模传递的工作负荷。 滑块要求：有足够的强度，导向面与导轨之间的间隙要合适。滑块要

22、求：有足够的强度，导向面与导轨之间的间隙要合适。1.导轨形式：导轨形式：双对称布置的双对称布置的90度度V型导轨（多数开式压力机使用）。型导轨（多数开式压力机使用）。矩形导轨（导向精度高，磨损小，间隙调整比矩形导轨（导向精度高，磨损小，间隙调整比v型困难）。型困难）。四面斜导轨（是个推拉螺钉调整，滑块运动精度高，调节困难）。四面斜导轨（是个推拉螺钉调整，滑块运动精度高，调节困难）。八面平导轨（精度高，调节方便）。八面平导轨（精度高，调节方便）。的制造精度的制造精度为了保证滑块底面和工作台上平面的平行度，一般要求滑块的制造为了保证滑块底面和工作台上平面的平行度，一般要求滑块的制造精度为：精度为：

23、下平面的平面度下平面的平面度 （0.050.06）/1000；导向面的平面度导向面的平面度 （0.030.05）/1000；下平面对导向面的垂直度下平面对导向面的垂直度 （0.030.05）/1000；四个导向面对母线的直线度四个导向面对母线的直线度 0.04 / 1000。许用许用滑块工作时受到压力作用而产生弯曲变形，最大挠度出现在滑块中间处，滑块工作时受到压力作用而产生弯曲变形，最大挠度出现在滑块中间处，因此滑块应该有足够的因此滑块应该有足够的强度和刚度强度和刚度，一般滑块的许用变形为滑块宽度的，一般滑块的许用变形为滑块宽度的1/60001/8000。滑块还应该滑块还应该越轻越好越轻越好，

24、质量轻的滑块上升时消耗的能量小，可以减少滑块，质量轻的滑块上升时消耗的能量小，可以减少滑块停止在上死点位置时的制动力。停止在上死点位置时的制动力。导向间隙导向间隙滑块的导向面与机身导轨之间，需保持一定的间隙。滑块的导向面与机身导轨之间，需保持一定的间隙。间隙过小，润滑条件差，摩擦阻力大，会加剧磨损，降低传动效率，增大能量损失。间隙过小，润滑条件差，摩擦阻力大，会加剧磨损，降低传动效率，增大能量损失。间隙过大，无法保证滑块的运动精度，影响上下模具之间的间隙，承受偏心载荷时滑间隙过大，无法保证滑块的运动精度，影响上下模具之间的间隙，承受偏心载荷时滑块会产生倾斜，加剧模具和导向面的磨损。块会产生倾斜

25、，加剧模具和导向面的磨损。导向间隙应该是可调的，便于滑块导向面与机身导轨磨损后能够调整导向间隙。导向间隙应该是可调的，便于滑块导向面与机身导轨磨损后能够调整导向间隙。5.滑块材料滑块材料小型压力机的滑块常用铸铁小型压力机的滑块常用铸铁HT200；中型压力机的滑块常用铸铁中型压力机的滑块常用铸铁HT200、稀土球铁、稀土球铁、Q235钢板焊接；钢板焊接；大型压力机的滑块一般用大型压力机的滑块一般用Q235钢板焊接，焊后退火处理。钢板焊接，焊后退火处理。6.导轨滑动面的材料导轨滑动面的材料常用铸铁常用铸铁HT200；若速度高，偏载大，则采用铸铁锡青铜（若速度高，偏载大，则采用铸铁锡青铜（ZCuSn

26、6Pb3）或铸造黄铜）或铸造黄铜（ZCuZn38Mn2Pb2）；）；常采用导轨镶条结构，镶条材料为酚醛树脂压板、锌铝合金、离子硬渗氮钢，常采用导轨镶条结构，镶条材料为酚醛树脂压板、锌铝合金、离子硬渗氮钢，以降低摩擦因数。以降低摩擦因数。8.3传动系统传动系统1.传动系统关键零部件的放置方式传动系统关键零部件的放置方式1）曲轴的横放与纵放）曲轴的横放与纵放曲轴的曲轴的横放与纵放横放与纵放是指曲轴中心线平行还是垂直于压力机正面。是指曲轴中心线平行还是垂直于压力机正面。目前目前小型开式压力机小型开式压力机采用采用曲轴横放曲轴横放结构形式结构形式.该形式曲轴及传动轴尺寸较长，曲轴及传动轴是悬臂梁方式的

27、受力状况。该形式曲轴及传动轴尺寸较长，曲轴及传动轴是悬臂梁方式的受力状况。齿轮传动暴露在外无法采用闭式浸油方式润滑，整机外形不美观，但安装齿轮传动暴露在外无法采用闭式浸油方式润滑，整机外形不美观，但安装维修方便。维修方便。大中型压力机大中型压力机特别是多点压力机常采用纵放形式。该形式便于将传动系统特别是多点压力机常采用纵放形式。该形式便于将传动系统封闭在机身之内进行集中润滑，外形美观。因此美国、日本等发达国家的封闭在机身之内进行集中润滑，外形美观。因此美国、日本等发达国家的小型压力机均采用这种结构形式。小型压力机均采用这种结构形式。2）开式与闭式传动）开式与闭式传动 齿轮安装在机身外面齿轮安装

28、在机身外面暴露在空气中的传动称为暴露在空气中的传动称为开式传动开式传动。该传动方式用稠油分散润滑方式，缺点是运转时噪声振动大，齿轮寿命低，该传动方式用稠油分散润滑方式，缺点是运转时噪声振动大，齿轮寿命低，磨损严重，精度差。磨损严重，精度差。 3）单边传动与）单边传动与双双边传动边传动齿轮有安放于机身之外和机身之内两种情况，齿轮有安放于机身之外和机身之内两种情况，齿轮放于机身之外称为开式齿轮放于机身之外称为开式安放，齿轮放于机身之内称为闭式安放，齿轮放于机身之内称为闭式安放。安放。闭式安放的齿轮工作条件较好，外形较美观；闭式安放的齿轮工作条件较好，外形较美观；如果齿轮安放在油池之内，则可大大降低

29、齿轮传动的噪音，但安装和维修如果齿轮安放在油池之内，则可大大降低齿轮传动的噪音，但安装和维修不方便。不方便。大型压力机多采用闭式安放。大型压力机多采用闭式安放。开式安放的齿轮工作条件恶劣，传动噪音大，污染环境。开式安放的齿轮工作条件恶劣，传动噪音大，污染环境。国外发达国家大多数开式压力机均采用闭式传动。我国大多数压力机均为国外发达国家大多数开式压力机均采用闭式传动。我国大多数压力机均为开式传动，开式传动，一般曲轴纵放易实现闭式传动。一般曲轴纵放易实现闭式传动。曲轴或传动轴仅由一端的齿轮传动方式称为曲轴或传动轴仅由一端的齿轮传动方式称为单边传动单边传动。曲轴或传动轴由两侧两个大齿轮传动的称为曲轴

30、或传动轴由两侧两个大齿轮传动的称为双边传动双边传动。双边传动的齿轮尺寸可减小，传动系统总体尺寸减小，改善曲轴受力条件。双边传动的齿轮尺寸可减小，传动系统总体尺寸减小，改善曲轴受力条件。双边传动齿轮多，安装调整困难，如果制造装配精度不高，还会造成传力双边传动齿轮多，安装调整困难，如果制造装配精度不高，还会造成传力不均匀的现象。不均匀的现象。双边传动齿轮传递的扭矩理论上为单边的一半，所以双边传动方式可以减双边传动齿轮传递的扭矩理论上为单边的一半，所以双边传动方式可以减少齿轮模数，使齿轮轴的扭矩大约减少一半左右，改善轴的受力条件。但少齿轮模数，使齿轮轴的扭矩大约减少一半左右，改善轴的受力条件。但制造

31、成本高，安装调整不便。特别是对于传动力矩很大的大型机械压力机制造成本高，安装调整不便。特别是对于传动力矩很大的大型机械压力机而言。而言。4）上传动与下传动）上传动与下传动压力机的动力传动系统在工作台之上，称为压力机的动力传动系统在工作台之上，称为上传动上传动；动力传动系统在工作台之下称为动力传动系统在工作台之下称为下传动下传动。下传动的优点是：下传动的优点是：压力机重心低，运动平稳，能减少噪音和振动，劳动条件好。压力机重心低，运动平稳，能减少噪音和振动，劳动条件好。下传动压力机地面以上高度小，适宜高度较低的厂房。下传动压力机地面以上高度小，适宜高度较低的厂房。下传动可以使滑块高度和导轨长度增大

32、，从而提高滑块运动精度，保证冲下传动可以使滑块高度和导轨长度增大，从而提高滑块运动精度，保证冲压件质量，延长模具寿命。压件质量，延长模具寿命。下传动压力机工作载荷主要由拉杆和工作台承受，使立柱和横梁的受力状下传动压力机工作载荷主要由拉杆和工作台承受，使立柱和横梁的受力状况得到改善。况得到改善。下传动的缺点是：下传动的缺点是：压力机平面尺寸较大，压力机质量比上传动的大压力机平面尺寸较大，压力机质量比上传动的大10%20%，造价高。，造价高。动力传动系统置于地坑之中，检修不方便。动力传动系统置于地坑之中，检修不方便。上传动压力机与下传动压力机相比，上传动压力机与下传动压力机相比，优点是：优点是：重

33、量较轻，成本低。重量较轻，成本低。安装和维修较方便。安装和维修较方便。地基较简单。地基较简单。上传动的缺点：上传动的缺点：压力机地面高度较大，运行不够平稳。压力机地面高度较大，运行不够平稳。现在的通用压力机多数为上传动。现在的通用压力机多数为上传动。2.传动级数和各级速比分配传动级数和各级速比分配各级最大传动比有一定限制，带传动为各级最大传动比有一定限制，带传动为68，齿轮传动为，齿轮传动为69，各级速比，各级速比分配遵循分配遵循“最大速比原则最大速比原则”和和“速比递增原则速比递增原则”，即各级传动尽量用到允，即各级传动尽量用到允许的最大速比，从高速轴到低速轴按许的最大速比，从高速轴到低速轴

34、按22.5、2.93.9、5.58.5递增，并且递增，并且各级传动比最好安排在不循环小数。各级传动比最好安排在不循环小数。3.离合器和制动器的位置离合器和制动器的位置通用压力机的离合器有通用压力机的离合器有刚性离合器刚性离合器和和摩擦离合器摩擦离合器两种。两种。对于对于单级传动单级传动的压力机，由于刚性离合器不宜在高速下工作，所以的压力机，由于刚性离合器不宜在高速下工作，所以离合器和离合器和制动器只能安置在曲轴上。制动器只能安置在曲轴上。摩擦离合器与飞轮通常安装在同一传动轴上，摩擦离合器与飞轮通常安装在同一传动轴上，制动器的位置和离合器同轴制动器的位置和离合器同轴。对于对于多级传动多级传动的压

35、力机，的压力机，摩擦离合器可以安装在低速轴上，也可以安装在高摩擦离合器可以安装在低速轴上，也可以安装在高速轴上。速轴上。低速轴的扭矩大，低速轴的扭矩大， 要增大离合器的尺寸。要增大离合器的尺寸。对对采用偏心齿轮的闭式传动采用偏心齿轮的闭式传动的板料冲压机械压力机，由于传动齿轮布置结构的板料冲压机械压力机，由于传动齿轮布置结构原因，原因，离合器只能安离合器只能安在转速较高的在转速较高的传动轴传动轴上，而不能安装在曲轴上。上，而不能安装在曲轴上。对板料冲压用的大型闭式压力机，离合器与制动器几乎全部和飞轮一起安在对板料冲压用的大型闭式压力机，离合器与制动器几乎全部和飞轮一起安在高速轴上。高速轴上。通

36、常，形程次数较高的压力机（如热模锻压机）离合器最好安在曲轴上，这通常，形程次数较高的压力机（如热模锻压机）离合器最好安在曲轴上，这样从动系统的零部件数量少，从动系统转动惯量小，离合器和制动器动作过样从动系统的零部件数量少，从动系统转动惯量小，离合器和制动器动作过程产生的损耗功少，摩擦面的磨损与发热小，工作条件改善。程产生的损耗功少，摩擦面的磨损与发热小，工作条件改善。对于对于大中型通用板料冲压大中型通用板料冲压成形的机械压力机，成形的机械压力机，离合器和制动器常放在高速轴离合器和制动器常放在高速轴上。上。4.传动系统的布置与传动参数传动系统的布置与传动参数 所谓传动系统的布置是所谓传动系统的布

37、置是指传动轴的位置布置方式和齿轮的数量指传动轴的位置布置方式和齿轮的数量。传动。传动轴的数量即传动级数决定于轴的数量即传动级数决定于总传动比总传动比和和各级传动比各级传动比的允许最大值。的允许最大值。传动系统的齿轮数量还与两曲柄的旋转方向机齿轮模数有关，为了减小齿传动系统的齿轮数量还与两曲柄的旋转方向机齿轮模数有关，为了减小齿轮模数可采用双齿轮传达或双边传动。轮模数可采用双齿轮传达或双边传动。为调整双点压力机偏心齿轮的转向需要增加惰轮，这都需要增加齿轮和传为调整双点压力机偏心齿轮的转向需要增加惰轮，这都需要增加齿轮和传动轴的数量。动轴的数量。8.4离合器与制动器离合器与制动器离合器和制动器概述

38、离合器和制动器概述 在曲柄压力机开机运转中，电动机和蓄能飞轮是不停地旋转的，而作在曲柄压力机开机运转中，电动机和蓄能飞轮是不停地旋转的，而作为工作机构的曲柄滑块机构，却必须根据工艺操作的需要时动时停。这就为工作机构的曲柄滑块机构，却必须根据工艺操作的需要时动时停。这就需要用需要用离合器来控制传动系统和工作机构的接合或脱开离合器来控制传动系统和工作机构的接合或脱开，每当滑块需要运，每当滑块需要运动时，则离合器接合，飞轮便通过离合器将运动传递给其后的从动部分动时，则离合器接合，飞轮便通过离合器将运动传递给其后的从动部分（传动系统和工作机构），使滑块运动；当滑块需要停止在所需要的位置（传动系统和工作

39、机构），使滑块运动；当滑块需要停止在所需要的位置上（滑块行程的上止点或行程中的任意位置）时，则离合器脱开，飞轮便上（滑块行程的上止点或行程中的任意位置）时，则离合器脱开，飞轮便与其后的从动部分脱离联系，飞轮自己空运转。但由于惯性作用，与飞轮与其后的从动部分脱离联系，飞轮自己空运转。但由于惯性作用，与飞轮脱离联系的从动部分还会继续运动，脱离联系的从动部分还会继续运动，引起滑块连冲现象引起滑块连冲现象。为了使滑块立即。为了使滑块立即停止在所需要的位置上，必须停止在所需要的位置上，必须设置制动器来对从动部分进行制动设置制动器来对从动部分进行制动。 由此可见，离合器和制动器是在电动机和飞轮不停地转动的

40、情况下，由此可见，离合器和制动器是在电动机和飞轮不停地转动的情况下，控制压力机曲柄滑块机构运动或停止的部件，也是防止事故、提高质量和控制压力机曲柄滑块机构运动或停止的部件，也是防止事故、提高质量和生产率的重要部件。压力机的离合器、制动器是在非常恶劣的条件下工作生产率的重要部件。压力机的离合器、制动器是在非常恶劣的条件下工作的，所以很容易出现故障，影响生产的正常进行。的，所以很容易出现故障，影响生产的正常进行。从操作的可靠性和安全性考虑，操纵系统必须符合以下要求：从操作的可靠性和安全性考虑，操纵系统必须符合以下要求：1、离合器和制动器的动作必须协调。、离合器和制动器的动作必须协调。2、工作正确，

41、不能有误动作。、工作正确，不能有误动作。3、动作要灵敏、稳定、可靠。、动作要灵敏、稳定、可靠。一、离合器的结构形式一、离合器的结构形式 压力机常用的离合器可分为压力机常用的离合器可分为刚性离合器刚性离合器和和摩擦离合器摩擦离合器两大类，常用的两大类，常用的制制动器有圆盘式动器有圆盘式和和带式两类带式两类。1.刚性离合器刚性离合器曲柄压力机的离合器是由曲柄压力机的离合器是由主动部分、从动部分、连接主动部分和从动部分的主动部分、从动部分、连接主动部分和从动部分的连接零件以及操纵机构连接零件以及操纵机构等部分组成。仅等部分组成。仅用于小型压力机用于小型压力机，且常，且常和带式制动和带式制动器配合使用

42、。器配合使用。刚性离合器是靠连接零件把主动部分和从动部分刚性连接起来，这类离合器刚性离合器是靠连接零件把主动部分和从动部分刚性连接起来，这类离合器根据接合零件的结构可分为根据接合零件的结构可分为转键式、滑销式、滚柱式和牙嵌式转键式、滑销式、滚柱式和牙嵌式等几种，它们等几种，它们属于老式淘汰结构，用得最多的是属于老式淘汰结构，用得最多的是转键式离合器及超越式离合器转键式离合器及超越式离合器。转键式刚性离合器转键式刚性离合器按转键数目分：单、双转键式，按转键中部形状分：半圆形，矩形。按转键数目分：单、双转键式，按转键中部形状分：半圆形，矩形。转键式离合器特点：转键式离合器特点：结构简单，容易制造。

43、无需气源。冲击力大，容易损坏。结构简单，容易制造。无需气源。冲击力大，容易损坏。只能上死点附近停车，不安全。只能上死点附近停车，不安全。2.摩擦式离合器和摩擦式制动器摩擦式离合器和摩擦式制动器 摩擦式离合器传递扭矩大、工作平稳、没有冲击，滑块可在任意位置使摩擦式离合器传递扭矩大、工作平稳、没有冲击，滑块可在任意位置使用离合器，调整模具方便，超负荷时，摩擦片之间打滑可以一定的保险作用。用离合器，调整模具方便，超负荷时，摩擦片之间打滑可以一定的保险作用。摩擦式离合器和摩擦时制动器按照摩擦副所处的环境氛围干式（空气中）和摩擦式离合器和摩擦时制动器按照摩擦副所处的环境氛围干式（空气中）和湿式（液体），

44、驱动摩擦盘的动力主要有压缩空气、液压油与电磁力三种，湿式（液体），驱动摩擦盘的动力主要有压缩空气、液压油与电磁力三种，期中以期中以气动方式气动方式最为广泛。最为广泛。 摩擦离合器可分为摩擦离合器可分为圆盘式和浮动镶块圆盘式和浮动镶块式两种，浮动镶块式更换摩擦材料式两种，浮动镶块式更换摩擦材料方便。方便。气动摩擦离合器与气动摩擦制动器是压力机的心脏部件。为了使离合器和制气动摩擦离合器与气动摩擦制动器是压力机的心脏部件。为了使离合器和制动器在工作时的协调工作不发生干涉，要求两者有正确的连锁反应关系，即动器在工作时的协调工作不发生干涉，要求两者有正确的连锁反应关系，即要求在要求在气动离合器的摩擦副接

45、合前气动离合器的摩擦副接合前，气动摩擦，气动摩擦制动器应先分离而不制动制动器应先分离而不制动。而。而在气动摩擦制动器摩擦副接触进行机械制动前，离合器摩擦副应先分离。一在气动摩擦制动器摩擦副接触进行机械制动前，离合器摩擦副应先分离。一般为满足上述正确的联锁动作协调性要求，般为满足上述正确的联锁动作协调性要求，国内外的机械压力多国内外的机械压力多采用气阀式和刚性式两种采用气阀式和刚性式两种联锁方式，其中刚性联锁方式联锁方式，其中刚性联锁方式工作可靠，操纵系统简单、动作迅速。工作可靠，操纵系统简单、动作迅速。3.摩擦式离合器和摩擦式制动器的分析摩擦式离合器和摩擦式制动器的分析对离合器进行分析对离合器

46、进行分析1）先找到摩擦工作副，摩擦材料用交叉剖面线或涂黑部分。）先找到摩擦工作副，摩擦材料用交叉剖面线或涂黑部分。2）以摩擦副为分界线，找出主动及从动部分的有关零件。）以摩擦副为分界线，找出主动及从动部分的有关零件。通常和离合器轴通常和离合器轴紧固在一起的或随其同时转动的部分为从动部分紧固在一起的或随其同时转动的部分为从动部分。和大飞轮紧固在一起的为。和大飞轮紧固在一起的为主动部分。主动部分。3）控制操纵离合部件。摩擦离合器和摩擦制动器均采用气动方式进行离合）控制操纵离合部件。摩擦离合器和摩擦制动器均采用气动方式进行离合动作。气动力通过采用气缸捏的活塞来产生的。活塞有动作。气动力通过采用气缸捏

47、的活塞来产生的。活塞有圆形圆形和和半圆形半圆形之分，之分，活塞上有橡胶圈，通过橡胶圈找到活塞。活塞上有橡胶圈，通过橡胶圈找到活塞。4）连锁方式。离合器结合前，制动器摩擦面脱开而不制动，制动器制动时，）连锁方式。离合器结合前，制动器摩擦面脱开而不制动，制动器制动时，离合器摩擦面先脱开。离合器摩擦面先脱开。5）摩擦副间隙调整装置。离合器和制动器的摩擦片在工作一段时间后都要）摩擦副间隙调整装置。离合器和制动器的摩擦片在工作一段时间后都要发生磨损，摩擦材料过量磨损会使两者动作迟缓、灵敏性差。因此常调整垫发生磨损，摩擦材料过量磨损会使两者动作迟缓、灵敏性差。因此常调整垫片组、台阶块及螺纹三种方式。片组、

48、台阶块及螺纹三种方式。对制动器进行分析对制动器进行分析1）确定工作摩擦副。）确定工作摩擦副。2）寻找运动部分和不动部分。）寻找运动部分和不动部分。3）分析控制摩擦副合分的机构工作原理。）分析控制摩擦副合分的机构工作原理。4）摩擦副调整机构的工作原理分析。）摩擦副调整机构的工作原理分析。特点：特点：传递扭矩大，工作平稳可在任意位置结合，且超负荷时可以打滑，起传递扭矩大，工作平稳可在任意位置结合，且超负荷时可以打滑，起保险作用结构复杂，需要气源。保险作用结构复杂，需要气源。摩擦离合器的优点：与嵌摩擦离合器的优点：与嵌入式离合器相比，它在运入式离合器相比，它在运动过程中能平稳地离合；动过程中能平稳地

49、离合；当从动轴发生过载时，离当从动轴发生过载时，离合器摩擦表面之间打滑，合器摩擦表面之间打滑，因而能保护其他零件免于因而能保护其他零件免于损坏。损坏。摩擦离合器的缺点：摩擦离合器的缺点：发热较高，磨损较大。发热较高，磨损较大。摩擦离合器摩擦离合器浮动镶块式离合器与制动器浮动镶块式离合器与制动器带式制动器带式制动器常用的带式制动器有种：常用的带式制动器有种：偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式制动器。制动器。右图所示为偏心带式制动器，右图所示为偏心带式制动器，制动轮用键紧固在曲轴的制动轮用键紧固在曲轴的一端；制动带包在制动轮的一端；制动带包在制动轮的外

50、沿，其内层铆接着摩擦带，外沿，其内层铆接着摩擦带，制动带的两端各铆接在拉板制动带的两端各铆接在拉板和上，紧边拉板与机身铰和上，紧边拉板与机身铰接，松边拉板用制动弹簧接，松边拉板用制动弹簧张紧。制动轮与曲轴有一偏心张紧。制动轮与曲轴有一偏心距。因此，当滑块向下运动时，距。因此，当滑块向下运动时，偏心轮对制动带的张紧力逐渐偏心轮对制动带的张紧力逐渐减小，制动力矩也逐渐减小。减小，制动力矩也逐渐减小。滑块到下止点时，制动带最松，滑块到下止点时，制动带最松，制动力矩最小。当滑块向上运制动力矩最小。当滑块向上运动时，制动带逐渐拉紧，制动动时，制动带逐渐拉紧，制动力矩增大，滑块在上止点时，力矩增大，滑块在上止点时，制动带绷得最紧，制动力矩最制动带绷得最紧，制动力矩最大。大。带式制动器的摩擦材料多为石棉铜，制动带为带式制动器的摩擦材料多为石棉铜，制动带为或或钢，制动钢，制动轮用铸铁。轮用铸铁。 从上述制动器结构来看，不论哪一种形式的制动器，其制动力都是从上述制动器结构来看，不论哪一种形式的制动器