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1、成型机械与模具设计第二章曲柄压力机 所应用的加工工艺冲裁、弯曲、成形、浅拉深等加工工艺。所应用的加工领域汽车、拖拉机、电子、医疗机械、动力机械、国防及日用品等领域。曲柄压力机的用途：曲柄压力机的用途：工作机构：工作机构：即曲柄滑块机构（或称曲柄连杆机构）。由曲轴、连杆、滑块等零件组成。传动系统：传动系统：包括齿轮传动、带传动等机构。操纵系统：操纵系统：包括离合器、制动器等零部件。曲柄压力机基本组成：曲柄压力机基本组成：能源系统：能源系统：包括电动机、飞轮。支撑部分：支撑部分：主要指机身。辅助系统和装置：辅助系统和装置：润滑系统、保护装置及气垫等。图图2-2 JC23-63压力机运动原理图压力机
2、运动原理图1、电动机 2、小带轮 3、大带轮 4、中间传动轴5、小齿轮 6、大齿轮 7、离合器 8、机身 9、曲轴 10、制动器 11、连杆 12、滑块 13、上模 14、下模 15、垫板 16、工作台图图2-3 2-3 J31-315压力机运动原理图压力机运动原理图1、电动机 2、小带轮 3、大带轮 4、制动器 5、离合器 6,8、小齿轮 7、大齿轮 9、偏心齿轮 10、芯轴 11、机身 12、连杆 13、滑块 14、上模 15、下模 16、垫板 17、工作台 18、液压气垫二、曲柄压力机工作原理二、曲柄压力机工作原理F电机通过带轮和齿轮带动曲柄，通过由曲柄机构（曲柄连杆机构，曲柄肘杆机构）
3、产生增力或改变形式，将旋旋转转运运动动变变为为往往复复直直线线运运动。动。图图2-4 曲柄压力机工作原理曲柄压力机工作原理框架:接受施加压力垫枕部:固定模具滑块:被装上模具后做功。连杆:联接曲柄轴与滑块联接，传递能量。曲柄轴:将旋转的能量通过连杆转化为直线运动。导向装置:限制滑块的运动。惯性轮离合器通过惯性轮储存能量，通过离合器的接通或中断使滑块产生运动。F 压力机在整个工作周期内有负荷的工作时间短，大部分时间为空行程大部分时间为空行程。F 将上模固定在滑块上，下模固定于工作台垫板上，压力机便对置于上、下模间的材料加压，实施压力加工。F 在传动轴端装有飞轮，起到储储存存和和释释放放能能量量作用
4、。其中，大带轮和大齿轮也起到飞轮的作用。工作特点：工作特点：工作机构：工作机构：将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，由滑块带动模具工作。传动系统：传动系统：能量传递、速度转换。操纵系统：操纵系统：控制工作机构的工作和停止。各部分功能：各部分功能：能源系统：能源系统：提供工作所用能量、储能。支撑部分：支撑部分：把压力机所有部分连接成一个整体。辅助系统和装置：辅助系统和装置：润滑、保护等。三、曲柄压力机的类型三、曲柄压力机的类型F按工艺用途通用压力机、专用压力机。F按机身结构形式开式压力机、闭式压力机。开式压力机又可分为单柱和双柱压力机两种。开式压力机按照工作台的结构不同又可分为可倾台式压力
5、机、固定台式压力机和升降台式压力机。F按运动滑块的数量单动、双动和三动压力机。F按连接曲柄和滑块的连杆数单点压力机、双点压力机、四点压力机。图图2-5 单柱固定台式压力机单柱固定台式压力机图图2-6 升降台式压力机升降台式压力机图图2-7 单点压力机（左）、双点压力机（右上）、四点压力机（右下）单点压力机（左）、双点压力机（右上）、四点压力机（右下）图图2-8 单动压力机（左）、双动压力机（右）单动压力机（左）、双动压力机（右）应注意！曲柄压力机具有短期高峰负荷短期高峰负荷的特点（工作角度范围30），为减少电动机的装机容量、降低能耗，在设备上加装飞轮a.工作时，飞轮减速释放能量b.不工作时，飞
6、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使飞轮保持一定转速，为控制设备动作，必须用离合器-制动器对设备进行控制a.工作时，制动器脱开离合器结合，输入能量b.停止时，离合器脱开制动器结合，吸收剩余能量曲柄压力机的特点刚性传动，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.工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击b
7、.不能够超能量使用2.1.2 曲柄压力机的主要技术参数曲柄压力机的主要技术参数标称压力Fg（公称力）及标称压力行程Sg（公称力行程）曲柄压力机的标称压力Fg是指曲柄旋转至下止点前，某一特定距离或曲柄转角时，滑块允许的最大作用力，此特定距离称为标称压力行程Sg，特定转角称为标称压力角g。滑块行程S指滑块从上止点到下止点，所经过的距离，它是曲柄半径或偏心齿轮、偏心轴的偏心距的两倍。滑块行程次数n指滑块每分钟往复运动的次数。最大装模高度H1及装模高度调节量H1装模高度是指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。装模高度的最大值称为最大装模高度，滑块调整到最低位置时得到最小装模高度。封闭高
8、度是指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台上表面的距离，它与装模高度之差等于工作台垫板的厚度T。装模高度调节的距离，称为装模高度调节量H1。工作台板及滑块底面尺寸指压力机工作空间的平面尺寸。工作台板（垫板）的上平面，用“左右前后”的尺寸表示。滑块下平面，也用“左右前后”的尺寸表示。闭式压力机，其滑块尺寸和工作台板的尺寸大致相同，而开式压力机滑块下平面尺寸小于工作台板尺寸。工作台孔尺寸工作台孔尺寸L1B1（左右前后）、D1（直径），用做向下出料或安装顶出装置的空间。立柱间距A和喉深C立柱间距是指双柱式压力机立柱内侧面之间的距离。喉深是开式压力机特有的参数，它是指滑块中心线至机身的前后方向的距离。模
9、柄孔尺寸模柄孔尺寸dl是“直径孔深”，冲模模柄尺寸应和模柄孔尺寸相适应。压力机的技术参数反映一台压力机的工艺能力、所能加工制件的尺寸范围以及有关生产率指标，同时也是选择、使用压力机和设计模具的重要依据。图图2-9 压力机基本参数压力机基本参数公称力KN630公称力行程mm8.5滑块行程mm120行程次数min50最大封闭高度mm360装模高度调节量mm80喉 深mm260工作台板前后mm480左右mm710工作台孔尺寸 前后mm200左右mm340直径mm250滑块底面前后mm272左右mm320 模柄孔尺寸mm50 x80 立柱间距离mm350 垫板间距离mm90机身最大可倾角度 Degre
10、e30主电机型号/Y132M2-6功率KW5.5外型尺寸前后mm1810左右mm1350高度mm2740 净 重kg4000 毛 重kg 4600表表2-1 JC23-632-1 JC23-63开式可倾压力机主要技术参数开式可倾压力机主要技术参数2.1.3 曲柄压力机的型号曲柄压力机的型号图图2-10 曲柄压力机的型号曲柄压力机的型号按照锻压机械型号编制方法（JB/GQ200384）的规定，曲柄压力机的型号用汉语拼音字母、英文字母和数字表示。第一个字母为类代号，用汉语拼音字母表示。第二个字母代表同一型号产品的变型顺序号。第三、第四个数字分别为组、型代号。横线后面的数字代表主参数。一般用压力机的
11、标称压力作为主参数。最后一个字母代表产品的重大改进顺序号。有些锻压设备紧接组、型代号后面还有一个字母，代表设备的通用特性。压力机类代码：压力机类代码：J-机械压力机D-锻机Y-液压压力机A-剪切机Z-自动压力机W-弯曲校压机C-锤T-其它表表2-2 2-2 通用曲柄压力机型号通用曲柄压力机型号组型号名称组型号名称特征号特征号开式单柱112单柱固定台压力机单柱升降台压力机单柱柱形台压力机开式双柱289开式柱形台压力机开式底传动压力机开式双柱212345开式双柱固定台压力机开式双柱升降台压力机开式双柱可倾台压力机开式双柱转台压力机开式双柱双点压力机闭式3123679闭式单点压力机闭式单点切边压力机
12、闭式侧滑块压力机闭式双点压力机闭式双点切边压力机闭式四点压力机2.2 曲柄滑块机构曲柄滑块机构 掌握曲柄和连杆的各类形式。掌握曲柄和连杆的各类形式。学习曲柄滑块机构的工作过程。学习曲柄滑块机构的工作过程。掌握装模高度的调节方式和方法。掌握装模高度的调节方式和方法。2.2.1 曲柄形式曲柄形式曲轴驱动的曲柄滑块机构偏心轴驱动的曲柄滑块机构曲拐驱动的曲柄滑块机构偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构图图2-11 曲柄滑块机构的驱动形式曲柄滑块机构的驱动形式1支承颈;2曲柄臂;3曲柄颈;4连杆;5曲拐颈;6心轴;7偏心齿轮一、曲轴驱动的曲柄滑块机构一、曲轴驱动的曲柄滑块机构工作原理：曲轴旋转时，连杆作摆动和上、
13、下运动，使滑块在导轨中作上、下往复直线运动。特点：曲轴双端支承，受力好；滑块行程较大，行程不可调。大型曲轴锻造困难，受弯、扭作用，制造要求高。适用范围：主要用于较大行程的中小型压力机上。图图2-13 JC23-63压力机的曲柄滑块机构结构图压力机的曲柄滑块机构结构图1、打料横梁2、滑块3、压塌块4、支承座5、盖板6、调节螺杆7、连杆体8、轴瓦9、曲轴10、锁紧螺钉11、锁紧块12、模具夹持块图图2-12 JC23-63压力机压力机二、偏心轴驱动的曲柄滑块机构二、偏心轴驱动的曲柄滑块机构工作原理：当偏心轴转动时，曲轴颈的外圆中心以偏心轴中心为圆心做圆周运动，带动连杆、滑块运动。特点：曲轴颈短而粗
14、，支座间距小，结构紧凑，刚性好。但偏心部分直径大，摩擦损耗多，制造比较困难。适用范围：主要用于行程小压力机上。三、曲拐驱动的曲柄滑块机构三、曲拐驱动的曲柄滑块机构工作原理：当曲拐轴转动时，偏心套的外圆中心以曲拐轴的中心为圆心做圆周运动，带动连杆、滑块运动。特点：曲拐轴单端支承，受力条件差；滑块行程可调（偏心套或曲拐轴颈端面有刻度）。便于调节行程且结构简单，但曲柄悬伸刚度差。适用范围：主要用于中、小型压力机上。图图2-15 JB21-100压力机的曲柄滑压力机的曲柄滑块机构结构图块机构结构图1、滑块2、调节螺杆3、连杆体4、压板5、曲拐轴6、偏心套图图2-14 JB21-100压力机压力机四、偏
15、心齿轮驱动的曲柄滑块机构四、偏心齿轮驱动的曲柄滑块机构工作原理：偏心齿轮在芯轴上旋转时，其偏心颈就相当于曲柄在旋转，从而带动连杆使滑块上下运动。特点：偏心齿轮芯轴双端支承，受力好；偏心齿轮只传递扭矩，弯矩由芯轴承受；受力情况比曲轴好，芯轴刚度大。结构相对复杂，但铸造比曲轴锻造容易解决。适用范围：常用于大中型压力机上。J31-315压力机曲柄滑块机构结构示意图1.连杆体;2.调节螺杆;3.滑块;4.拨块;5.蜗轮;6.保护装置;7.偏心齿轮;8.心轴;9.电动机;10.蜗杆图图2-16 2-16 用偏心套调节行程示意图用偏心套调节行程示意图O-主轴中心 A-偏心轴销中心 M-偏心套外圆中心四种结
16、构的区别：四种结构的区别：曲轴式压力机行程不可调；偏心轴式、偏心齿轮式和曲拐式压力机的行程可设计成可调节结构；设备总体结构曲拐式更美观。2.2.2 曲柄滑块机构的工作原理曲柄滑块机构的工作原理一、曲柄滑块机构的运动原理一、曲柄滑块机构的运动原理曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构也称曲柄连杆机构。图图2-17 2-17 曲柄滑块机构曲柄滑块机构滑块滑块曲柄曲柄图图2-18 2-18 曲柄滑块机构的运动简图曲柄滑块机构的运动简图图图2-19 2-19 压力机中曲柄滑块机构动作示意压力机中曲柄滑块机构动作示意压力机工作时，由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮
17、）经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后滑块迴程上行离合器自动脱开同时曲柄轴上的自动器接通使滑块停止在上止点附近。工作过程：工作过程：图图2-20 2-20 曲柄滑块机构的分类及各自特点曲柄滑块机构的分类及各自特点二、曲柄滑块机构的结构二、曲柄滑块机构的结构 压力机中曲柄滑块机构的附加装置：压力机中曲柄滑块机构的附加装置：压塌块式过载保护装置压力机工作时，工件的变形抗力通过滑块、保护装置（压塌块）和支承座传递到连杆上，如果变形抗力超过了滑块的允许负荷时，保护装置会被压坏，从而使压力机得到保护。模具夹持装置滑块底部和模具夹持块12有模柄孔，安装模具时，将上模模柄套
18、入其模柄孔内。对于大中型压力机，在滑块底平面开有T形槽，用T形螺钉及压板将上模固定在滑块的下底面上。压力机中曲柄滑块机构的附加装置：压力机中曲柄滑块机构的附加装置：滑块重量平衡器为平衡滑块重量，压力机还装有平衡器。大中型压力机多采用气动平衡器，一般为两个。横孔与打料横梁在滑块的下部有一横孔，内装打料横梁。冲压时冲压件或废料被卡在模具上模内，上模里的打料杆等和滑块内的打料横杆被冲压件或废料顶起，当滑块回程到一定高度时，打料横杆被机身上的限位装置限死，而滑块继续回程，打料横杆通过模具的打料装置将冲压件或废料打出。2.2.3 连杆结构及装模高度调节机构连杆结构及装模高度调节机构作用及特点：作用及特点
19、：连杆将曲柄和滑块连接在一起，并通过其运动将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动。连杆和曲柄及滑块都必须是铰接。装模高度调节方式：装模高度调节方式：目的为适应不同闭合高度模具的安装，一般压力机都通过连杆长度的调节或连杆与滑块的连接件的调节，实现滑块位置的上下调整，以调节装模高度。调节方式分为手动调节和机动调节两种。手动调节适用于小型压力机，大、中型压力机则采用机动调节。连杆类型特点及调节方式球头式连杆 连杆由连杆体和调节螺杆组成。手动调节式：用扳手转动调节螺杆 机动调节式：通过拨块带动调节螺杆转动柱销式连杆 连杆通过连杆销、调节螺杆与滑块连接。驱动蜗杆蜗轮转动，带动滑块相对调节螺杆上下移动，
20、调节装模高度。柱面式连杆 针对柱销式连杆的缺点改进设计。其销子与连杆孔有间隙三点传力柱销式连杆 在调节螺杆与柱销配合面上比柱销式连杆多了一个中间支点柱塞导向连杆 连杆通过一个导向柱塞5及调节螺杆6与滑块连接。表表2-3 2-3 连杆类型、特点及各自的装模高度调节方式连杆类型、特点及各自的装模高度调节方式2.2.4 滑块与导轨结构滑块与导轨结构一、滑块一、滑块 形式特征：形式特征：一个箱形结构，上部与连杆连接，下面开有“T”形槽或模柄孔，用以安装模具的上模。运动特征：运动特征：滑块在曲柄连杆的驱动下，沿机身导轨上下往复运动，并直接承受上模传来的工作负荷。二、导轨二、导轨分类：分类：矩形导轨、矩形
21、导轨、V形导轨、形导轨、八面平导轨等。八面平导轨等。矩形导轨特点：矩形导轨特点：导向精度高但导向精度高但导轨间隙调整比导轨间隙调整比V形导轨困难；形导轨困难；高性能压力机均采用矩形导轨高性能压力机均采用矩形导轨结构。结构。V形导轨特点：形导轨特点：导向精度较高，导向精度较高，导轨间隙可单独调整，但调节导轨间隙可单独调整，但调节较困难；闭式压力机常用。较困难；闭式压力机常用。八面平导轨特点：八面平导轨特点：导向精度高，导向精度高，导轨间隙可单独调整，且调节导轨间隙可单独调整，且调节方便；高速压力机滚针方便；高速压力机滚针+预压预压负载结构，消除了间隙。负载结构，消除了间隙。图图2-20 滑块、导
22、轨形式滑块、导轨形式三、工作要求三、工作要求滑块的导向面必须与底平面垂直。滑块的高度要足够高。滑块还应有足够的强度。导轨和滑块的导向面应保持一定的间隙，导向间隙必须可调。图图2-21 2-21 导轨间隙调节结构导轨间隙调节结构1、滑块 2,9、推拉螺钉组 3,10、固定挡块 4,6,7,8、固定螺钉组 5、调整块 11、导轨 12,13、导向面镶条 14、机身立柱2.3 离合器和制动器离合器和制动器 了解离合器和制动器的功用了解离合器和制动器的功用 了了解解离离合合器器和和制制动动器器的的常常用用类类型型及及使用特点。使用特点。重重点点掌掌握握转转键键离离合合器器及及其其操操纵纵机机构构和圆盘
23、式离合器和圆盘式离合器制动器的工作原理。制动器的工作原理。结构组成：结构组成：主动部分从动部分连接零件操纵机构作用：作用：离离合合器器控控制制传传动动系系统统和和工工作作机机构构的的接接合合或脱开。或脱开。当滑块需要运动时，离合器接合，飞轮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。当滑块需要停止在某一位置（行程上止点或行程中的任意位置）时，离合器脱开，飞轮空运转。制动器制动器对从动部分进行制动。对从动部分进行制动。由于惯性作用，离合器脱开后，与飞轮脱离联系的从动部分还会继续运动，引起滑块不能准确停止，而制动器可使滑块立即停止在所需位置上。分类：分类：离合器刚性离合
24、器、摩擦离合器。制动器圆盘式、带式。工作要求：工作要求：离合器、制动器必须密切配合和协调工作，否则很容易出现故障，影响生产的正常进行。压力机的离合器和制动器不允许有同时接合的时刻存在，一般压力机在不工作时，离合器总是脱开状态，而制动器则总是处于制动状态。2.3.1 刚性离合器刚性离合器分类：分类：转键式滑销式滚柱式牙嵌式特点：特点：刚性离合器的主动部分和从动部分接合时是刚性连接的。结构简单，容易制造。工作时有冲击，滑销、转键等接合件容易损坏，噪声较大。只能在上止点附近脱开，不能实现寸动操作及紧急停车，使用的方便性、安全性较差。转键离合器及其操纵机构转键离合器及其操纵机构结构组成（半圆形双转键离
25、合器）：结构组成（半圆形双转键离合器）：F主动部分大齿轮、中套、滑动轴承等；F从动部分曲轴、内套、外套等；F接合件转键、工作键（主键）和副键；F操纵机构关闭器等。图图2-22 双转键离合器双转键离合器1.大齿轮2、6.滑动轴承3.内套4.曲轴（右端）5.中套7.平键8.外套9.端盖10.副键11.凸块12.工作键13.润滑棉芯14.弹簧15.尾板16.关闭器17.副键柄18.拉板19.工作键柄构造关系：构造关系：1、连接关系：中套装在大齿轮内孔中部，用平键与大齿轮连接，跟随大齿轮转动；内套和外套分别用平键与曲轴连接；尾板与主键连接在一起；副键通过装在键尾的四连杆机构跟着工作键转动，但二者转向相
26、反。构造关系：构造关系：2、开槽设计：中套内孔开有四个缺月形的槽；内、外套的内孔上各加工出两个缺月形的槽；曲轴的右端加工出两个半月形的槽；内、外套内孔上的两个槽分别与曲轴右端上的两个槽组成两个圆孔，主键和副键便装在这两个圆孔中，并可在圆孔中转动。工作原理：工作原理：F当转键的半月形截面转入中套缺月形槽内时，则大齿轮带动曲轴一起转动，即离合器接合。F当转键的半月形截面完全处于曲轴上的半月形槽内时，则中套便可与大齿轮一起自由转动，即离合器脱开。图图2-23 2-23 双转键离合器的构造关系图双转键离合器的构造关系图1、机身立柱 2、曲轴(右端)3、挡圈 4、内套 5、中套 6、外套 7、主键 8、
27、尾板 9、副键图图2-24 2-24 转键结构示意图转键结构示意图图图2-25 2-25 双转键键柄工作关系图双转键键柄工作关系图1、副键柄 2、主键柄 3、尾板离合器接合与脱开工作过程：离合器接合与脱开工作过程：1、离合器接合：使关闭器转动，让开尾板，尾板连同工作键在弹簧的作用下，反时针旋转。主键向反时针方向转过一个角度，镶入中套的槽中。与此同时，副键顺时针转动，镶入中套的另一个槽中。大齿轮带动曲轴一起转动，即离合器接合。离合器接合与脱开工作过程：离合器接合与脱开工作过程：2、离合器脱开：将关闭器转动一角度，挡住尾板。曲轴继续旋转，由于相对运动，转键转至分离位置。大齿轮空转，装在曲轴另一端的
28、制动器把曲轴制动。图图2-26 2-26 电磁铁控制的操纵机构电磁铁控制的操纵机构1、拉杆 2.4.9、弹簧 3、销子 5、齿轮 6、关闭器 7、凸块 8、打棒 10、齿条 11、机身 12、电磁铁 13、衔铁 14、摆杆电磁铁控制的操纵机构结构示意图1齿轮;2凸块;3打棒;4台阶面;5拉杆;6电磁铁;7衔铁;8摆杆;9机身;10关闭器;11销子;12齿条;13、14、15弹簧“超前超前”运动：运动：F概念：在滑块的重力作用下，曲柄的旋转速度超过飞轮的转速，或滑块回程时在气垫推力作用下，曲柄转速超过飞轮转速的现象。F 危害：会引起工作键与中套的撞击。F 解决方法：副键关闭器控制过程（电磁铁式）
29、：关闭器控制过程（电磁铁式）：1、单次行程：用销子连接拉杆与打棒。踩下踏板，电磁铁通电，衔铁上吸，拉杆向下拉打棒。齿条随拉杆向下运动，带动齿轮和关闭器转动。尾板与转键反时针转动，离合器接合，曲轴旋转，滑块向下运动。随曲轴一起旋转的凸块向右撞开打棒，齿条向上运动，经齿轮带动关闭器回到工作位置挡住尾板，离合器脱开。曲轴在制动器作用下停止转动，滑块完成一次行程。关闭器控制过程（电磁铁式）：关闭器控制过程（电磁铁式）：2、连续行程：用销子将拉杆直接与齿条相连，这样凸块和打棒将不起作用。踩住踏板不松开，保持电磁铁通电，滑块便可连续冲压，即实现连续行程。关闭器控制过程（电磁铁式）：关闭器控制过程（电磁铁式
30、）：3、单次行程和连续行程的转换：拉杆直接与齿条连接，由电器控制线路与操纵机构密切配合，只要改变转换开关的位置，即可实现单次行程和连续行程的变换。使用比较方便，但电器线路较复杂，容易产生故障。材料选用：材料选用：F转键常用合金结构钢40Cr、50Cr或碳素工具钢T7、T10制造，热处理硬度为5055HRC，在两端3040mm长度处回火至3035HRC。F 关闭器采用40Cr钢，热处理硬度为5055HRC。F 中套用45钢，热处理硬度为4045HRC。F 内、外套用45钢，调质处理硬度220250HBS。2.3.2 摩擦离合器摩擦离合器-制动器制动器分类：分类：F按其工作情况干式和湿式；F 按其
31、结构分离式和组合式；F 按其摩擦面的形状圆盘式、浮动镶块式、圆锥式、鼓形式等。原理：原理：F摩擦离合器借助摩擦力使主动部分与从动部分接合起来；F摩擦制动器靠摩擦传递扭矩、吸收动能；F摩擦离合器制动器通过适当的连锁方式（即控制接合与分离的先后次序）将二者结合在一起，并由同一操纵机构来控制压力机工作。离合器和制动器（摩擦式）特点及应用：特点及应用：F结构复杂，操作系统调整麻烦，外形尺寸大，制造较困难，成本高，且需要气源。F便于模具的安装调整和安装人身安全保护装置。F容易实现自动运转和远距离操作。F接合平稳，能在较高的转速下工作。F能传递大的扭矩。F在大型及高性能压力机上得到广泛应用。一、圆盘式摩擦
32、离合器制动器一、圆盘式摩擦离合器制动器结构组成：结构组成：F主动部分飞轮、离合器保持环、离合器摩擦片；F 从动部分离合器从动盘、从动轴；F 接合件摩擦片；F 操纵机构气缸、活塞(制动盘)及压缩空气等控制部分。图2-28JA31-160B型压力机的圆盘式摩擦离合器-制动器1气缸;2活塞;3离合器外齿圈;4空心传动轴;5推杆;6从动摩擦片;7大带轮;8离合器内齿圈;9主动摩擦片;10制动弹簧;11制动器内齿圈;12摩擦片;13制动器外齿圈;14小齿轮动作过程：动作过程：1、离合器接合：电磁空气分配阀通电开启后，压缩空气经导气旋转接头进入气缸。气缸活塞克服制动弹簧的力右移，使制动摩擦片与制动盘脱开。
33、气缸活塞右面的摩擦面将摩擦片压紧在离合器从动盘的摩擦面上，从动轴随着飞轮转动，离合器接合。动作过程：动作过程：2、离合器脱开：电磁空气分配阀断电后，气缸与大气相通。在制动弹簧的作用下，气缸左行，离合器松开，制动器接合。制动摩擦片对从动部分作用足够的制动力矩，使之停止转动。圆盘摩擦片：圆盘摩擦片：可以有单片或多片形式。所用的材料多为铜基粉末冶金零件。由于离合器摩擦片和制动器摩擦片的磨损，将使摩擦面之间的间隙增大，活塞的行程增加，此时可通过调整调节垫片的厚度来调整间隙。二、浮动镶块式摩擦离合器二、浮动镶块式摩擦离合器制动器制动器结构组成：结构组成：F主动部分飞轮、主动盘、气缸、活塞、推杆；F 从动
34、部分传动轴、保持盘、摩擦块；图图2-29 2-29 浮动镶块式摩擦离合器浮动镶块式摩擦离合器制动器制动器1.11、摩擦块 2.26、主动盘 3.18、保持盘 4、导气旋转接头 5、推杆 6、气缸 7、活塞 8.15、导向杆 9、传动轴 10.12、制动盘 13、弹簧 14、盖板 16.20、锁紧螺母 17、调整螺钉 19、调整螺套 21.29、双头螺柱 22.28、定距套管 23.27、调整垫片组 24、托架 25、飞轮构造关系：构造关系：气缸用双头螺柱固定在飞轮上，其间有定距套管和调整垫片组；活塞固定于气缸和飞轮之间的导向杆上，可轴向滑动；推杆与活塞固接，另一端支承在制动盘上。动作过程：动作
35、过程：接通电磁空气分配阀，压缩空气进入气缸，推动活塞。主动盘、推杆和制动盘克服弹簧的阻力右移，放松制动摩擦块，取消对从动部分的制动。主动盘将摩擦块夹紧，从动部分随飞轮转动。当气缸排气时，制动弹簧推动制动盘、推杆和活塞左移。主动盘与摩擦块脱开，切断从动部分与主动部分的联系。制动盘将摩擦块夹紧，靠摩擦力迫使从动部分停止转动。2.3.3 带式制动器带式制动器分类：分类：F偏心带式制动器；F凸轮带式制动器；F气动带式制动器。结构组成：结构组成：F制动带；F制动轮；F松闸器杠杆系统。一、偏心带式制动器一、偏心带式制动器工作特点：工作特点：偏心带式制动器在滑块的整个行程中，对曲轴作用着一个周期变化的制动力
36、矩。这个制动力矩能在一定程度上平衡滑块重量，克服刚性离合器的“超前”现象，其大小可调节。图图2-30 2-30 偏心带式制动器偏心带式制动器 1、调节螺钉 2、锁紧螺母 3、星形把手 4、机身 5、曲轴 6、制动轮 7、摩擦带 8、制动带 9、紧边拉板 10、制动弹簧 11、松边拉板二、凸轮带式制动器二、凸轮带式制动器工作特点：工作特点：与刚性离合器配合使用。滑块下行时，制动带不完全松开，保持一定的张紧力，防止连杆滑块的“超前”运动。当滑块上行时，制动带完全松开，减少能量的损耗。图图2-31 2-31 凸轮带式制动器凸轮带式制动器1、制动弹簧 2、杠杆 3、滚轮 4、制动带 5、制动轮 6、凸
37、轮三、气动带式制动器三、气动带式制动器工作特点：工作特点：结构较复杂，一般和摩擦离合器配合使用。气缸进气时，压缩制动器弹簧，制动带松开；排气时，在制动弹簧的作用下拉紧制动带，产生制动作用。能量损耗小，且可以任意角度制动曲轴。图图2-32 2-32 气动带式制动器气动带式制动器2.4 机身机身 了了解解开开式式机机身身和和闭闭式式机机身身的的特特点点及适用场合；及适用场合；理解机身变形对冲压工艺的影响。理解机身变形对冲压工艺的影响。F机身是压力机的基本部件。机身重量占整个压力机重量的50%70%，加工工时在整台压力机中所占的比例可达到30%，机身的变形量在压力机的总变形量中可达到35%。F机身结
38、构复杂，尺寸庞大，而且承受工作时的全部作用力。机身的性能将直接影响模具的寿命、产品的精度和压力机的寿命。2.4.1 机身的结构形式机身的结构形式F机身的结构形式主要决定于使用时的工艺要求和自身的承载能力。F机身不仅要承受压力机工作时全部的变形力，还要承受各种装置和各个部件的重力。机身除保证必要的刚度要求外，还要求具有较高的强度。分类及特点：分类及特点：1、开式机身：特点：机身呈C形，前、左、右三面敞开。结构简单、操作方便，易于实现自动化。机身刚性较差，影响制件精度和模具寿命，仅适用于404000千牛的中小型压力机。分类及特点：分类及特点：1、开式机身：主要类别：根据其机身结构不同双柱开式、单柱
39、开式；根据工作台结构不同固定台式、升降台式；根据机身可否倾斜可倾式、不可倾式。分类及特点：分类及特点：1、开式机身：常见类型：双双柱柱可可倾倾式式机机身身便于从机身背部出料，有利于冲压工作的机械化与自动化。单单柱柱固固定定台台式式机机身身承载能力相对较大，所以，一般用于标称压力较大的压力机。单单柱柱升升降降台台式式机机身身可以在较大范围内改变压力机的装模高度，运用工艺范围较广，但其承载能力相对较小。图图2-33 2-33 开式机身简图开式机身简图图图2-34 2-34 开式机身结构形式开式机身结构形式分类及特点：分类及特点：2、闭式机身：特点：机身呈框架形，机身前后敞开，刚性好，精度高，工作台
40、面的尺寸较大，适用于压制大型零件，公称工作力多为160060000KN。冷挤压、热模锻和双动拉深等重型压力机都使用闭式机身。分类及特点：分类及特点：2、闭式机身：主要类别：整整体体式式加工装配工作量较小，但加工、运输均较困难，一般被限制在3000kN以下的压力机上应用。组组合合式式用拉紧螺栓将上梁、立柱和底座连接紧固成为一体的。加工和运输比较方便，在大、中型压力机上应用较广。图图2-35 2-35 闭式机身简图闭式机身简图图图2-36 2-36 闭式机身结构形式闭式机身结构形式1、拉紧螺栓 2、上横梁 3、立柱 4、底座 5、紧固螺母分类及特点：分类及特点：3、半闭式机身：在开式压力机C型开口
41、处特殊处理，使上下成为整体（D形开口），成为半闭式机身，使压力机受力变形时，能承受很大的载荷，显著提高了机身体抗角变形和偏载的能力，兼具开式压力机和闭式压力机的优点。图图2-37 JY25系列高性能半闭式双点压力机系列高性能半闭式双点压力机机身的设计原则：机身的设计原则：1、在满足强度、刚度条件下，降低自重，节约金属；2、结构力求简单、美观，便于加工制造，并使装在机身上的各种零部件易于安装、调整及维修；3、有足够的底面积，以保证机器的稳定性；4、结构设计力求减少振动和噪声。2.4.2 机身变形对冲压工艺的影响机身变形对冲压工艺的影响图图2-38 2-38 影响冲压件精度的各因素影响冲压件精度的
42、各因素一一、闭闭式式压压力力机机弹弹性性变变形形产产生挠度生挠度影响：影响：破坏平面度，造成模具安装面和垫板上平面以及滑块下平面接触不紧密，引起模具变形。图图2-39 2-39 闭式压力机滑块及工作台的弹性变形闭式压力机滑块及工作台的弹性变形1、上横梁 2、滑块 3、上模 4、下模 5、垫板 6、底座 7、紧固螺母二二、开开式式压压力力机机弹弹性性变变形形引引起角变形起角变形图图2-40 2-40 开式压力机机身的弹性变形开式压力机机身的弹性变形机身的角变形主要指机身导轨处的角变形和工作台面的角变形之和。影响：影响：一方面，上模和下模产生前部张大的倾斜。因此，凸模和凹模的间隙就变得不均匀，制件
43、精度降低，同时出现制件前方毛刺增大后方卡住模具的倾向；另一方面，由于机身变形导轨也发生变形，从而造成滑块和导轨的接触不是平面接触而是线接触，加速了导轨的磨损。F角变形将严重影响工件精度、模具寿命和加速滑块导向部分的磨损。图图2-41 2-41 压力机角变形对冲压工艺的影响压力机角变形对冲压工艺的影响 使机身应力分布合理，减小应力集中现象，例如尽量加大过渡圆角，尽量减小壁厚的突然变化等，以增加机身刚度，减少机身变形。机身采用退火、振动时效处理等方法，使内应力去除彻底，避免因应力消除不彻底而引起机身变形。利用CAD技术和以有限元分析技术为核心的CAE技术对机身进行计算机工作状况的模拟，在设计之初发
44、现存在的问题与缺陷,为设计改进提供优化的方向。三、改进措施三、改进措施2.5 传动系统传动系统 掌握传动系统的布置方式。掌握传动系统的布置方式。掌握离合器与制动器的安装位置。掌握离合器与制动器的安装位置。作用：作用：将电动机的能量传递给曲柄滑块机构，并且达到滑块的行程次数。组成：组成：带传动、齿轮传动。影响：影响：传动系统的形式及布置对压力机的总体结构、外观、能量损耗及离合器的工作性能等都有影响。2.5.1 传动系统的布置方式传动系统的布置方式上传动传动机构设在工作台的上面。压力机的传动系统一般采用上传动方式布置。下传动传动机构设在工作台的下面。其特点是重心低，运转平稳，能减少振动和噪声；但造
45、价较高，且安装需要较深的地坑，基础庞大；传动部件及拉深垫维修不便。主要用于双动拉深压力机。上传动与下传动：上传动与下传动：平行安放各轴的长度较长，支承点跨距大，受力状态不好，且造型不够美观。多见于开式双柱压力机上。垂直安放闭式通用压力机、曲拐轴压力机、部分开式双柱压力机。平行安放和垂直安放：平行安放和垂直安放：外置齿轮工作条件较差，机器外形不美观，但安装和维修方便。内置外形美观，齿轮工作条件较好，如将齿轮浸入油池中，则可大大降低齿轮传动的噪声。但安装维修较困难。传动齿轮外置与内置：传动齿轮外置与内置：双边传动可以减小低速级齿轮直径，降低横梁体高度，也减少材料消耗，但它会造成零部件过多，安装与维
46、修工作量增加，加工装配比较困难。齿轮单边传动和双边传动：齿轮单边传动和双边传动：传动级数与电动机的转速和滑块的行程次数有关，并受各传动级数比及蓄能飞轮转速的制约。一级传动也称直传式，用于小型压力机或高速压力机上，行程次数大约在70次/min以上。多数压力机(行程次数在7030次/min)采用二级传动。行程次数小(30次/min以下)而要求加工能力大的大行程压力机需要三级或四级传动，以提供可安装飞轮的高速轴。不同传动级数：不同传动级数：2.5.2 离合器与制动器的安装位置离合器与制动器的安装位置单级传动压力机的离合器和制动器只能安置于曲轴上。刚性离合器不宜在高速下工作，故一般安置在曲轴上，此时制
47、动器也随之置于曲轴上。制动器位置随离合器而定，因为传动轴上制动力矩较小，所以装于传动轴上的制动器结构尺寸较小。摩擦离合器：一般行程次数较高的压力机离合器最好安装在曲轴上；行程次数较低的压力机，离合器多置于转速较高的传动轴上，一般是飞轮轴上。闭式通用压力机的传动系统多封闭在机身内部，并采用偏心齿轮结构，致使离合器不便安装在曲轴（偏心齿轮芯轴）上，通常只能安装在转速较高的传动轴上。闭式单点压力机常用传动系统结构：闭式单点压力机常用传动系统结构：三级传动，单边驱动。主轴垂直于压力机正面安放。所有传动齿轮都置于机身内部。离合器制动器装在高速轴上。图图2-42 J31315压力机的传动系统图压力机的传动
48、系统图2.6 辅助装置辅助装置 掌掌握握各各种种辅辅助助装装置置的的用用途途和和使使用用特点。特点。了了解解各各种种辅辅助助装装置置的的结结构构特特点点和和常见类型。常见类型。2.6.1 过载保护装置过载保护装置过载及其原因和影响：过载及其原因和影响：过载：过载指的是曲柄压力机的工作负荷超过许用负荷。过载及其原因和影响：过载及其原因和影响：引起过载的原因：压力机选用不当 模具调整不正确 坯料厚度不均匀 两个坯料重叠或杂物落入模腔内 其它原因过载及其原因和影响：过载及其原因和影响：过载的影响：过载会导致压力机的薄弱部分损伤，如：连杆螺纹破坏 螺杆弯曲 曲轴弯曲、扭曲或断裂 机身变形或开裂过载保护
49、装置是曲柄压力机不可缺少的一个组成部分。合理的设计过载保护装置标志着曲柄压力机的先进性,可靠性与安全性的程度。压力机在工作过程中因多种原因可能发生过载现象,所以在压力机上大多安装着过载保护装置。过载保护装置：过载保护装置：意义及重要性机械式（胀紧装置、压塌块式）液压式过载保护装置：过载保护装置：分类一、一、压塌块式保护装置压塌块式保护装置分类：分类：双剪切面形式的压塌块。单剪切面形式的压塌块（一般适用于小型曲柄压力机）。图图2-43 双剪切面形式的压塌块双剪切面形式的压塌块图图2-44 单剪切面形式的压塌块单剪切面形式的压塌块工作原理：工作原理：压塌块式保护装置通常装在滑块部件中。压力机工作时
50、，作用在滑块上的工作压力全部通过压塌块传给连杆。压力机过载时，压塌块发生剪切破坏，使连杆相对滑块移动一个距离，保证压力机的重要零件不过载。同时，控制线路切断电源，压力机停止运转，从而确保设备的安全。更换新的压塌块后，压力机便可继续正常工作。特点：特点：结构简单紧凑，制造方便，价格低廉。不能准确地限制过载力。更换压塌块需要一定时间，较为不便。在加工前需做试验,以确定其剪切强度,才能计算加工尺寸。应用：应用：不适用于双点或四点压力机上,因为过载时不能保证两根或四根连杠下的压塌块零件同时剪断。由于其工艺性要求低、成本低，在中低档压力机产品中还在使用。由于机械式过载保护装置在使用中的局限性，在不少压力