四柱液压机冲裁缓冲系统

四柱液压机是通过液压系统中活塞的下行运动带动上下模具快速合模，使金属板材发生永久变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工设备。板材冲压工艺由于工件形状及尺寸固定、加工成本低效率高、适合于批量生产等特点，广泛应用于汽车、军工、工程机械、家用电器、纺织、航空等领域。板料冲裁时，在金属材料断裂瞬间液压机突然卸载、失荷，使工件负载突然消失，油缸内的液体压缩能和机身弹性变形能急剧释放，造成板材在断裂瞬间冲头突然失控，以极大的速度下冲，压机会产生巨大的强烈的弹跳、冲击和振动，并产生很大的噪声。不仅使工作环境恶化，而且对设备和模具都造成损害，易使液压阀损坏，严重影响设备的精度和使用寿命。为此，业界在对液压机上进行冲裁工艺作了广泛研究，获得了许多成果。目前的快速冲压液压机一般都具有冲裁功能，如汽车纵梁成形液压机大都能进行落料、冲孔、弯曲与成形工序操作。2、减少冲裁噪声的方法液压机在冲裁时产生冲击及振动的根本原因，是在板料断裂瞬间压机突然失荷，油缸的液压能与机身弹性变形能急速释放所造成的。其现象是冲头瞬间突然失控，以极大的速度下冲，伴以压机晃动与巨大的噪声。针对这种冲裁过程的负荷特点，我们可以采用以下几种应对方法。(1)在液压缸内加缓冲装置。其原理是利用活塞在其行程即将走向终端时，在活塞与缸底之间封住一部分液压油，强迫它从油缸内的小孔或缝隙中挤出，产生节流背压阻力，使工作部件受到牵制，逐渐减慢运动速度，达到缓冲的目的。通过试验证明此方法达不到缓冲的预期效果.表现为缓冲作用过大、缓冲作用失效和缓冲过程爬行。(2)国外有工程师曾经研制过一种冲裁缓冲装置，该装置只能吸收冲裁过程中产生的巨大冲击能量的40%~60%，因此缓冲效果不甚理想，其噪声仍然很大。实际生产中的冲裁噪声使压机的工作吨位也受到限制。为了提高液压机的使用效率，延长使用寿命，进一步扩大其工艺用途，我们可以在四柱液压机上加装缓冲缸达到相应效果。3、缓冲原理我们采用了在工作台两端加装缓冲缸。其基本原理是在板料断裂的瞬间，由缓冲缸提供反向力作用在滑块上，以代替冲裁时板料作用在滑块上的载荷，使压机由冲裁工艺载荷平稳过渡到缓冲缸载荷，使主油缸内积聚的液压能与机身弹性变形能受控释放，消除突然卸载现象，

也就消除了压机产生的冲击与振动。如图1所示。缓冲缸结构如图2所示。圏L缓冲原理示意團F=kLtI式中：K,冲裁系数，一般取1.3；L,冲裁周长丄=(1750+1250)x2+250x3.14x2=7570mm;T,板材厚度；Z,抗剪强度，不锈钢2=510MPa=5100kg/cm2计算得：F=5018910kg~500t而试验证明，缓冲力为冲裁力的50%左右即可获得良好的缓冲效果。即缓冲缸的公称力可按压机公称力的40%~60%选取，即缓冲力为250t。因缓冲缸加在工作台的两边，则一边的缓冲力为125t,即125000kg。液体最大工作压力p=25MPa=250kg/cm2o根据油缸工作压力p=F/s，贝U：S=F/p=125000/250=500cm2由s=3.14xd2/4,求得d=252mm,即缓冲缸上活塞的直径为252mm。采用缓冲缸的关键是缓冲力的建立及何时作用在滑块上。冲力过早作用在滑块上，则滑块载荷等于冲裁力加缓冲力，缓冲力过大，压机无法进行满负荷冲裁工作；若在板料断裂后作用到滑块上，则无法实现载荷的平稳过渡，产生冲击。4、结论通过对四柱液压机加装缓冲缸进行冲裁工艺实验，得出以下结论：1） 冲裁力与缓冲力的关系。缓冲力为冲裁力的50%左右即可获得良好的缓冲效果。即缓冲缸的公称力可按压机公称力的40%~60%选取。2） 缓冲缸预充压力对缓冲效果无明显影响。试验中对缓冲缸内预压力大小进行了调节，发现无预压力也能达到满意的缓冲效果。3） 缓冲力起始作用点对缓冲效果的影响。缓冲力起始作用点的调节应根据冲裁件断面上的光亮带宽度确定。缓冲力起始作用点过早时，虽也能实现良好的缓冲效果，但附加力增大；起始点过迟，则冲裁时产生明显的振动与噪声。因此，在实际应用中只要不在压机满负荷下冲裁，可适当提前缓冲作用点。故缓冲力起始作用点的调节无需高精度的调节。4）压机主油缸容积的影响。无缓冲时，改变主油缸储油容积对冲击、振动是有影响的，但是有缓冲缸后主缸储油容积大小对缓冲效果无明显影响，无需人为减小主缸储油容积，如增加工艺垫板等。5）缓冲系统刚度的影响。缓冲系统刚度具有决定性的影响，应尽量减小缓冲缸储油容积，包括管道容积。特别是系统内的气体对刚度影响很大，要保证系统充分排气。6）冲裁工艺问题。在试验中，用同一块板料，在同一副模具上落料，发现无缓冲时冲裁质量比较好，而有缓冲时冲裁质量差。对端面质量起决定作用的是冲裁间隙，当冲裁间隙过大时，板料受拉伸弯曲的作用加大，光亮带高度缩短，断裂带高度增加，斜度也加大；当间隙过小，上、下裂纹不重合，产生第二次剪切，从而在剪切面上形成第二光亮带，在光亮带与第二光