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1、第二章 曲柄压力机 一、本章教学目标及基本要求 二、曲柄压力机的工作原理与型号分类 三、曲柄滑块机构的运动与受力 四、通用曲柄压力机的主要结构 五、曲柄压力机的主要技术参数与选用 1、掌握曲柄压力机的工作原理与型号分类、掌握曲柄压力机的工作原理与型号分类2、熟练分析曲柄滑块机构的运动与受力特点、熟练分析曲柄滑块机构的运动与受力特点3、了解通用曲柄压力机的主要零部件结构、了解通用曲柄压力机的主要零部件结构4、掌握曲柄压力机的主要技术参数选用原则、掌握曲柄压力机的主要技术参数选用原则一、本章教学目标及基本要求一、本章教学目标及基本要求二、曲柄压力机的工作原理和结构组成二、曲柄压力机的工作原理和结构
2、组成1 1JB23JB236363型通用压力机型通用压力机 2 2J31J31315315型曲柄压力机型曲柄压力机 压压力力机机按按工工作作原原理理分分为为曲曲柄柄压压力力机机、螺螺旋旋压压力力机机和和液液压压机机三三种种；按工艺用途分为按工艺用途分为通用压力机通用压力机和和专用压力机专用压力机。通通用用压压力力机机是是采采用用曲曲柄柄滑滑块块机机构构的的锻锻压压机机构构，因因此此也也称称为为曲曲柄柄压压力力机。机。曲曲柄柄压压力力机机通通过过曲曲柄柄滑滑块块机机构构将将电电动动机机的的旋旋转转运运动动转转变变为为锻锻压压生生产产所所需需要要的的直直线线往往复复运运动动，在在锻锻压压生生产产中
3、中广广泛泛用用于于冲冲裁裁、弯弯曲曲、拉拉深深、翻翻边边及及体体积积成成型型等等工工序序。因因此此，曲曲柄柄压压力力机机是是冲冲压压设设备备中中最最基基本和应用最广泛的设备本和应用最广泛的设备。JB23JB236363型压力机运动原理图型压力机运动原理图1电动机电动机2小带轮小带轮3大带轮大带轮4小齿轮小齿轮5大齿轮大齿轮6离合器离合器7曲轴曲轴8制动器制动器9连杆连杆10滑块滑块11上模上模12下模下模13垫板垫板14工作台工作台15机身机身l电动机电动机1通过三角皮带把运动传给大皮带轮通过三角皮带把运动传给大皮带轮3，再经小齿轮，再经小齿轮4、大齿轮、大齿轮5传给曲轴传给曲轴7。连杆。连杆
4、9上端装在曲轴上，下端与滑上端装在曲轴上，下端与滑块块10连接，把曲轴的旋转运动变为滑块的直线往复运动。连接，把曲轴的旋转运动变为滑块的直线往复运动。上模上模11装在滑块上，下模装在滑块上，下模12装在工作台的垫板装在工作台的垫板13上，因此，上，因此，当材料放在上下模之间时，即能进行冲裁及其它冲压成形当材料放在上下模之间时，即能进行冲裁及其它冲压成形工艺。由于生产工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，工艺。由于生产工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，所以装有离合器所以装有离合器6与制动器与制动器8，压力机在整个工作周期内进，压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时
5、间很行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负短，大部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮。大皮带轮荷均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮。大皮带轮3即即起飞轮的作用。起飞轮的作用。JB23JB236363型压力机工作原理型压力机工作原理J31J31315315型型压压力力机机外形图外形图J31J31315315型压力机运动原理图型压力机运动原理图1电动机电动机2小小带轮带轮3大带轮大带轮4制动器制动器5离离合器合器6，8小齿小齿轮轮7大齿轮大齿轮9偏心齿轮偏心齿轮10心心轴轴11机身机身12连杆
6、连杆13滑块滑块14上模上模15下下模模16垫板垫板17工作台工作台18液压液压气垫气垫J31-315型压力机的工作原理型压力机的工作原理l工作原理：与工作原理：与JB23-63型压力机相同。型压力机相同。只是它的工作机构采用了偏心齿轮驱动只是它的工作机构采用了偏心齿轮驱动的曲柄连杆机构，即在最末一级齿轮上的曲柄连杆机构，即在最末一级齿轮上铸有一个偏心轮，构成偏心齿轮。如图铸有一个偏心轮，构成偏心齿轮。如图所示，偏心齿轮所示，偏心齿轮9由小齿轮由小齿轮8带动，在心带动，在心轴轴10上旋转，带动套在偏心齿轮上的连上旋转，带动套在偏心齿轮上的连杆杆12摆动，连杆带动滑块摆动，连杆带动滑块13上下运
7、动，上下运动，实现冲压加工。此外，这种压力机上还实现冲压加工。此外，这种压力机上还装有液压气垫装有液压气垫18，在拉深工序中起压边，在拉深工序中起压边作用或冲裁卸料时顶出制件。作用或冲裁卸料时顶出制件。曲柄压力机组成：曲柄压力机组成：（1）工工作作机机构构-曲曲柄柄crankshaft，连连杆杆connectingrod，滑滑块块slide 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（2）传动系统）传动系统-齿轮齿轮gear，轴，皮带，轴，皮带strap起能量传递作用和速度转换作用起能量传递作用和速度转换作用（3）操
8、纵系统）操纵系统-离合器离合器clutch、制动器、制动器brake、飞轮、飞轮flywheel用以控制工作机构的工作和停止用以控制工作机构的工作和停止（4）能源系统）能源系统-电机电机electromotor、飞轮、飞轮flywheel 电机提供机器运行能源，对飞轮加速，飞轮储存和释放能量电机提供机器运行能源，对飞轮加速，飞轮储存和释放能量（5）支承部件）支承部件-机身机身(machine)body（6）辅助系统）辅助系统-润滑润滑lubricate、保护、保护protect、气垫、气垫airspring 提高压力机安全性和操作方便性。提高压力机安全性和操作方便性。1 1、按机身结构形式分为
9、、按机身结构形式分为开式压力机开式压力机和和闭式压力机闭式压力机开式单点压力机开式单点压力机闭式单点压力机闭式单点压力机曲柄压力机的分类曲柄压力机的分类闭式整体机身闭式整体机身闭式组合机身闭式组合机身2 2、按压力机连杆数量分类、按压力机连杆数量分类 分分为为单单点点压压力力机机、双双点点压压力力机机和和四四点点压压力力机机。单单点点压压力力机机的的滑滑块块由由一一个个连连杆杆带带动动，一一般般均均为为小小型型压压力力机机。双双点点压压力力机机的的滑滑块块由由两两个个连连杆杆带带动动，运运动动平平稳稳、精精度度高高，一一般般为为中中型型压压力力机机。四四点点压压力力机机的的滑滑块块由由两两对对
10、连连杆带动，运动平稳。杆带动，运动平稳。双点压力机外形及工作原理图双点压力机外形及工作原理图四点压力机外形图四点压力机外形图3 3、按压力机滑块数量、按压力机滑块数量 分为分为单动压力机单动压力机、双动压力机双动压力机。双双动动压压力力机机在在工工作作机机构构中中有有内内外外两两个个滑滑块块，内内滑滑块块安安装装在在外外滑滑块块内内，各各种种机机构构分分别别驱驱动动。适合于大型制件拉深工艺，多用于车身制造。适合于大型制件拉深工艺，多用于车身制造。4 4、按压力机工作台特点分类、按压力机工作台特点分类 分分为为固固定定工工作作台台压压力力机机、可可倾倾工工作作台台压压力力机机、升升降降台台压压力
11、力机机、可可移移动动台台压压力力机机和和回回转转台台压压力机力机。曲柄压力机型号表示方法曲柄压力机型号表示方法锻压设备的型号由锻压设备名称、结构特征、主参数等项目的代号组成，用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。表示方法如下：l型号的第一个字母表示类别，即机械式压力机类，采用“机”字的汉语拼音第一个大写字母“J”表示。l型号的第二个字母表示压力机经过变型设计的代号，如A，B，C分别表示第一次、第二次、第三次变型设计。l字母后面的第一个数字表示压力机的列别，第二个数字表示压力机的组别，如“31”表示闭式曲轴压力机系列中的闭式压力机组。l“-”后面的数字表示压力机的标称压力（常称吨位），也就是压力机的规
12、格，转化为法定单位单位制的“kN”时，应把此数字乘以10，如160表示公称压力1600kNl型号最未端的字母表示压力机经过改进设计的代号，如A，B，C分别表示第一次、第二次、第三次改进设计。l压力机的规格除了在型号已表示出来的公称压力外，还有滑块行程、每分钟行程次数、最大闭合高度、工作台尺寸、电机功率等等。这些具体的技术规格是压力机选用、安装调整及工艺设计、模具设计等的必要数据。二次改进的二次改进的630KN630KN开式可倾曲柄压力机开式可倾曲柄压力机例如：例如：JB23-63AJB23-63A曲柄压力机的分类曲柄压力机的分类成型机械及控制前章回顾JB23JB236363型压力机运动原理图型
13、压力机运动原理图1电动机电动机2小带轮小带轮3大带轮大带轮4小齿轮小齿轮5大齿轮大齿轮6离合器离合器7曲轴曲轴8制动器制动器9连杆连杆10滑块滑块11上模上模12下模下模13垫板垫板14工作台工作台15机身机身二次改进的二次改进的630KN630KN开式可倾曲柄压力机开式可倾曲柄压力机型号识别型号识别:JB23-63A:JB23-63Al电动机电动机1通过三角皮带把运动传给大皮带轮通过三角皮带把运动传给大皮带轮3，再经小齿轮，再经小齿轮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，下端与滑上端装在曲轴上，下端与滑块块10连接，把曲轴的旋转运动变为滑块的直线往复运动。连接，
14、把曲轴的旋转运动变为滑块的直线往复运动。上模上模11装在滑块上，下模装在滑块上，下模12装在工作台的垫板装在工作台的垫板13上，因此，上，因此，当材料放在上下模之间时，即能进行冲裁及其它冲压成形当材料放在上下模之间时，即能进行冲裁及其它冲压成形工艺。由于生产工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，工艺。由于生产工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，所以装有离合器所以装有离合器6与制动器与制动器8，压力机在整个工作周期内进，压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负短，大
15、部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮。大皮带轮荷均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮。大皮带轮3即即起飞轮的作用。起飞轮的作用。JB23JB236363型压力机工作原理型压力机工作原理J31J31315315型型压压力力机机外形图外形图J31J31315315型压力机运动原理图型压力机运动原理图1电动机电动机2小小带轮带轮3大带轮大带轮4制动器制动器5离离合器合器6，8小齿小齿轮轮7大齿轮大齿轮9偏心齿轮偏心齿轮10心心轴轴11机身机身12连杆连杆13滑块滑块14上模上模15下下模模16垫板垫板17工作台工作台18液压液压气垫气垫J31-315型压力机
16、的工作原理型压力机的工作原理l工作原理：与工作原理：与JB23-63型压力机相同。型压力机相同。只是它的工作机构采用了偏心齿轮驱动只是它的工作机构采用了偏心齿轮驱动的曲柄连杆机构，即在最末一级齿轮上的曲柄连杆机构，即在最末一级齿轮上铸有一个偏心轮，构成偏心齿轮。如图铸有一个偏心轮，构成偏心齿轮。如图所示，偏心齿轮所示，偏心齿轮9由小齿轮由小齿轮8带动，在心带动，在心轴轴10上旋转，带动套在偏心齿轮上的连上旋转，带动套在偏心齿轮上的连杆杆12摆动，连杆带动滑块摆动，连杆带动滑块13上下运动，上下运动，实现冲压加工。此外，这种压力机上还实现冲压加工。此外，这种压力机上还装有液压气垫装有液压气垫18
17、，在拉深工序中起压边，在拉深工序中起压边作用或冲裁卸料时顶出制件。作用或冲裁卸料时顶出制件。压力机类别？压力机类别？开式可倾开式可倾闭式双点单动闭式双点单动闭式双动闭式双动二、曲柄滑块运动的运动与受力二、曲柄滑块运动的运动与受力（一）运动规律（一）运动规律（V速度速度t时间时间V速度速度转角）转角）S滑块位移滑块位移displacementV速度速度velocitya加速度加速度acceleration曲柄转角曲柄转角turningangle1 1、结点正置曲柄滑块机构、结点正置曲柄滑块机构结点：crunode结点正置滑块与连杆的连结点B的运动轨迹位于曲轴旋转中心O与B的连线上。(1)位移与转
18、角位移与转角(一般一般0.3常取常取0.10.2)1 1、结点正置曲柄滑块机构、结点正置曲柄滑块机构(2)速度与转角速度与转角（余弦定理）而=V必须合理必须合理国内一般取国内一般取Vmax=130435mm/s1 1、结点正置曲柄滑块机构、结点正置曲柄滑块机构(3)加速度与转角加速度与转角（余弦定理）而=滑滑块块在上下止点在上下止点时时，滑，滑块块速度速度为为零，加速度零，加速度值值最大，最大，相相应应运运动惯动惯性性较较大。并且大。并且转转速越高，速越高，w值值越大，越大，惯惯性力越大，性力越大，对对于高速冲床来于高速冲床来说说，设设法平衡法平衡惯惯性力性力对对于保于保证压证压力机正常工力机
19、正常工作非常重要。否作非常重要。否则则由于由于惯惯性力引起的不平衡会使机器性力引起的不平衡会使机器产产生生较较大的振大的振动动和噪声，减低加工零件和噪声，减低加工零件质质量。量。高速高速压压力机需要校核力机需要校核！1 1、结点正置曲柄滑块机构、结点正置曲柄滑块机构J31-160的位移、速度、加速度曲线的位移、速度、加速度曲线（余弦定理）而=了了解解滑滑块块的的位位移移、速速度度、加加速速度度，有有利利于于设设备备的的正正确确选选用用，因因为为不不同同成成形形工工艺艺和和成成形形材材料料常常常常要要求求不不同同的的成成形形速速度度和和加速度。加速度。如如：普普通通碳碳钢钢的的成成形形速速度度接
20、接近近不不锈锈钢钢的的最最大大成成形形速速度度的的两两倍倍。分分别别为为400mm/s和和180mm/s。2 2、结点偏置的曲柄滑块机构、结点偏置的曲柄滑块机构曲柄旋转中心与滑块的直线运动方向不在同一直线。曲柄旋转中心与滑块的直线运动方向不在同一直线。正偏置正偏置急进慢回特性，常用于：平锻机急进慢回特性，常用于：平锻机负偏置负偏置慢进急回特性，常用于：热模锻机，冷挤压机慢进急回特性，常用于：热模锻机，冷挤压机而=为负值转转角角=0时时，S、V、a均不均不为为0，具有急回（具有急回（负负偏置）或急偏置）或急进进（正偏置）特征。（正偏置）特征。（二）曲柄滑块受力（二）曲柄滑块受力1、结点正置结点正
21、置(1)连连杆受力杆受力(忽略摩擦力忽略摩擦力)F为为工件工件变变形力；形力；Q为导轨为导轨作用力；作用力；FAB为连为连杆作用力。杆作用力。（二）曲柄滑块受力分析（二）曲柄滑块受力分析1、结点正置结点正置(2)曲曲轴轴受力受力理想当量力臂理想当量力臂（二）曲柄滑块受力（二）曲柄滑块受力1、结点正置结点正置(2)曲曲轴轴受力受力F一定时，一定时，ML随随a变化，变化，a越大，越大，ML越大；越大；ML一一定定时时，机机构构能能承承受受的的工工件件变变形形抗抗力力随随a值值的的减减少少而而增增加加。即即在在较较小小的的a值值下下，能承受的工件变形抗力较大。能承受的工件变形抗力较大。定义一临界角（
22、标称压力角）定义一临界角（标称压力角）ag，在此点能承受的工件在此点能承受的工件变形抗力变形抗力称为标称压力称为标称压力Fg（二）曲柄滑块受力（二）曲柄滑块受力1、结点正置结点正置(3)压压力机力机许许用用负负荷荷考虑到机器的强度和刚度考虑到机器的强度和刚度当当aag,限定限定 F=Fg（二）曲柄滑块受力（二）曲柄滑块受力(4)考考虑虑摩擦摩擦时时的受力的受力（see:图图2-7，P17）1）滑）滑块块与与导轨导轨摩擦摩擦2）曲轴支承颈曲轴支承颈d0与轴承之间的摩擦摩擦力矩：与轴承之间的摩擦摩擦力矩：3）曲柄颈与连杆（）曲柄颈与连杆（dA）之间）之间4）连杆销（）连杆销（dB）与滑块之间）与滑
23、块之间根据功率平衡原理，根据功率平衡原理，曲轴总扭矩曲轴总扭矩mq当量力臂当量力臂摩擦系数摩擦系数取值：取值：开式开式0.040.05闭式闭式0.0450.055（二）曲柄滑块受力（二）曲柄滑块受力2、结点偏置结点偏置负负偏偏置置时时将将改改为为负负值值代代入入，摩摩擦擦扭矩计算同结点正置机构扭矩计算同结点正置机构（三）曲轴强度与滑块许用负荷（三）曲轴强度与滑块许用负荷强度计算：方法一强度计算：方法一:简支梁法简支梁法比实测大比实测大50%方法二方法二:弹性基础梁法弹性基础梁法比实例大比实例大100%方法三方法三:均布载荷简支梁均布载荷简支梁与实测值接近但有距离与实测值接近但有距离方法四方法四
24、:两集中力简支梁两集中力简支梁与实测接近与实测接近简化方法：简化方法：1）齿轮的作用力忽略）齿轮的作用力忽略2）连杆对对曲轴作用力等于公称压力）连杆对对曲轴作用力等于公称压力Pg危险截面：位置确定以及危险截面上的危险截面：位置确定以及危险截面上的、n:安全系数安全系数取取2.53.51、曲轴设计、曲轴设计制造材料：一般：制造材料：一般：45大型：合金大型：合金钢钢小型：小型：QT60-2锻锻造比取造比取2.53设计设计步步骤骤：1）先根据）先根据经验经验公式决定曲公式决定曲轴轴有关尺寸有关尺寸2）后根据理）后根据理论论公式公式进进行精确核行精确核验验。（三）曲轴强度与滑块许用负荷（三）曲轴强度
25、与滑块许用负荷2、许用负荷、许用负荷压力机驱动扭矩恒定，取值为标称压力点之压力机驱动扭矩恒定，取值为标称压力点之Mgq值值1）许许用用负负荷随荷随转转角角的增大而减少，的增大而减少，严严格格注意工作角度。在注意工作角度。在标标称行程外，称行程外，压压力机能抽力机能抽收的力达不到收的力达不到标标称称压压力数力数值值。2）在）在标标称行程内，模具工称行程内，模具工艺艺力也不能大力也不能大于于设备标设备标称称压压力。力。3）冲裁）冲裁时时、拉深、拉深时压时压力机力作用行程不力机力作用行程不一一样样，注意，注意选择选择。3、公称公称压压力角力角g：预预先先选选定工作角，此角定工作角，此角对应压对应压力
26、机的公称力机的公称压压力，力，对应对应于于公称公称压压力行程力行程Sg选选用范用范围围：小型：小型压压力机力机g=30o中大型中大型压压力机力机g=20o 三、曲柄压力机主要零部件结构三、曲柄压力机主要零部件结构（一）曲柄滑块机构（一）曲柄滑块机构（二）离合器与制动器（二）离合器与制动器（三）机身结构（三）机身结构（四）动力与传动系统（四）动力与传动系统（五）辅助装置（五）辅助装置（一）曲柄滑块机构（一）曲柄滑块机构1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构1-连杆体连杆体2-轴瓦轴瓦3-曲轴曲轴4-打料横杆打料横杆5-滑块滑块6-调节螺杆调节螺杆7-下支承座下支承座8-保护装置保护装置9
27、-锁紧螺钉锁紧螺钉10-锁紧块锁紧块11-模具夹持块模具夹持块12-锁紧块导向销锁紧块导向销JB23-63曲曲柄柄滑滑块块机机构构结构图结构图（一）曲柄滑块机构（一）曲柄滑块机构1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构1-连杆体连杆体2-调节螺杆调节螺杆3-滑块滑块4-拨块拨块5-蜗轮蜗轮6-保护装置保护装置7-偏心齿轮偏心齿轮8-芯轴芯轴9-电动机电动机10-蜗杆蜗杆J31-315压压力力机机曲曲柄柄滑滑块块机构结构图机构结构图1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构（1）曲柄曲柄（2）连杆连杆（3）滑块滑块（4）装模高度调节装置）装模高度调节装置（5）超载保护装置）超载保护装置
28、（6）顶件装置）顶件装置1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构（1）曲柄）曲柄a.曲柄轴式（曲轴式）曲柄轴式（曲轴式）特点：特点：两个对称的支撑颈和一两个对称的支撑颈和一个曲柄颈。个曲柄颈。R大，滑块行程大。大，滑块行程大。适用：适用：行程较大的压力机。行程较大的压力机。在工作台面较大的压力机上，采在工作台面较大的压力机上，采用双曲柄形式。曲轴毛坯为锻件，用双曲柄形式。曲轴毛坯为锻件，机械加工比较复杂。机械加工比较复杂。1-支承颈；支承颈；2-曲柄臂；曲柄臂；3-曲柄颈；曲柄颈；4-连杆；连杆；JB23-63压力机压力机设计设计关关键键：强强度校核与度校核与刚刚度校核度校核曲柄曲柄颈颈
29、截面校核抗弯截面校核抗弯强强度。度。支撑支撑颈颈截面校核抗扭截面校核抗扭强强度。度。1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构（1）曲柄）曲柄b.偏心轴式偏心轴式特特点点：曲曲轴轴颈颈短短而而粗粗，支支座座间间距小，结构紧凑，刚性好距小，结构紧凑，刚性好。1-支承颈；支承颈；3-曲柄颈；曲柄颈；4-连杆；连杆；曲柄颈与连杆（曲柄颈与连杆（dA）之间摩擦力矩）之间摩擦力矩但偏心部分直径大，摩擦损但偏心部分直径大，摩擦损耗多，制造较为困难。耗多，制造较为困难。适用：适用：行程较小的压力机。行程较小的压力机。1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构（1）曲柄）曲柄c.曲拐轴式曲拐轴式特特点
30、点：连连杆杆大大端端和和曲曲拐拐轴轴左左端端的的曲曲拐拐颈颈相相连连。曲曲拐拐颈颈形形成成悬悬臂臂，结结构构简简单单，制制造造方方便便。但但是是刚刚性性较差。较差。随随曲曲柄柄半半径径R增增加加，轴轴颈颈增增大大，摩摩擦擦损损耗耗增增大大，因因此此R不不能能太太大大。设设置置偏偏心心套套后后可可改改变变偏偏心心半半径径R值，即滑块行程可调。值，即滑块行程可调。适用：适用：开式单柱压力机。开式单柱压力机。1-支承颈；支承颈；4-连杆；连杆；5-曲拐颈；曲拐颈；1 1、曲柄滑块机构的结构、曲柄滑块机构的结构（1）曲柄）曲柄d.偏心齿轮式偏心齿轮式特特点点：曲曲柄柄颈颈是是大大齿齿轮轮上上所所带带的
31、的偏偏心心部部分分。受受力力情情况况较较好好，只只承承受扭矩，弯矩由芯轴承受。受扭矩，弯矩由芯轴承受。毛毛坯坯为为铸铸件件，芯芯轴轴为为光光轴轴，制制造造容容易易，结结构构紧紧凑凑。但但偏偏心心部部分分直直径径大大，工工作作时时磨磨擦擦损损失失大大，超超载载时容易发生卡死。时容易发生卡死。适适用用：中中大大型型冲冲床床和和冷冷挤挤压压机机上上广泛采用偏心齿轮代替曲轴。广泛采用偏心齿轮代替曲轴。4-连杆；连杆；6-芯轴；芯轴；7-偏心齿轮偏心齿轮J31-315压力机压力机随堂问答随堂问答:图图示示压压力力机机曲曲柄柄滑滑块块机机构构的的曲曲柄柄形形式式?1-偏心套偏心套;2-曲拐轴曲拐轴;3-连
32、杆连杆;4-滑块滑块曲拐轴式曲拐轴式（2 2）连杆及装模高度调节机构）连杆及装模高度调节机构为适应不同闭合高度的模具为适应不同闭合高度的模具,压力机的装模高度必须能够调节。压力机的装模高度必须能够调节。球头式连杆调节滑块高度（手动）球头式连杆由连杆1和调节螺杆6组成，调节螺杆下部的球头与滑块5连接，连杆体上部的轴瓦与曲轴3连接。用扳手转动调节螺杆，即可调节螺杆旋进/出连杆体，使装模高度增大/减小。为防止装模高度在冲压过程中自行改变，设有锁紧装置，由锁紧块10和锁紧螺钉9组成，拧动锁紧螺钉，可使两锁紧块压紧调节螺杆，防止松动。（2 2）连杆及装模高度调节机构）连杆及装模高度调节机构球头式连杆调节
33、滑块高度（机动）球头式连杆由连杆1和调节螺杆2组成，调节螺杆的转动靠拨块4完成。螺杆球头的侧面有两个销子，拨块上的两个叉口叉在销子上，拨快旋转时，通过销子拨动螺杆旋转。拨块由蜗轮5、蜗杆10带动。涡轮蜗杆由电机驱动，通过电机的正反转实现装模高度的增大与减小。特点：结构紧凑，可降低压力机高度。由于调节螺杆时需旋转，加上工作时连杆摆动，连杆与滑块的铰接处为球头。球头和支承座加工困难，需专用设备。螺杆抗弯性能不强。（2 2）连杆及装模高度调节机构）连杆及装模高度调节机构柱销式连杆（调节滑块高度）柱销式连杆不直接与滑块体相连，而是装配在调节螺杆上，调节螺杆通过蜗轮与滑块本体相连，转动蜗杆5使蜗轮转动，
34、使滑块本体上下移动，连杆与滑块的铰接点距滑块下平面的距离发生变化，从而调节装模高度。特点：柱销式连杆的抗弯强度提高，铰接柱销的加工方便。J31-160A连杆及装模高度调节装置图连杆及装模高度调节装置图1-导导套套；2-调调节节螺螺杆杆；3-连连杆杆；4-蜗蜗轮轮；5-顶料杆；顶料杆；6-滑块；滑块；7-蜗杆；蜗杆；8-连杆销连杆销（2 2）连杆及装模高度调节机构）连杆及装模高度调节机构柱塞导向式连杆（调节滑块高度）柱塞导向式连杆不直接与滑块体相连，而是通过一个导向柱塞5与滑块连接。偏心齿轮和连杆可以密封在机身的上横梁中，变为浸油润滑，减小齿轮磨损，降低传动噪声。此外，导向柱塞在导向导套4内滑动
35、，相当于加长了滑块的导向长度，提高了压力机的运动精度。在大型压力中应用广泛。1-偏偏心心齿齿轮轮；2-润润滑滑油油；3-上上横横梁梁；4-导导向导套；向导套；5-导向柱塞；导向柱塞；6-调节螺杆调节螺杆特点:加工、安装比较复杂，压力机高度有所增加。通过机动装置使滑块上下移动而调节装模高度。（2 2）连杆及装模高度调节机构）连杆及装模高度调节机构设计校核：1）支承处滑动轴承（轴瓦）一般载荷较大，应检查压强2）连杆及调节螺杆强度应校核压缩应力 连杆材料：45调质：180 Mpa QT45-5：85 Mpa QT60-2：120 Mpa螺母材料：HT20-40：55 Mpa ZG35：80 Mpa
36、QT45-5：70 Mpa 一般应校核螺母（因为螺母材料差），螺母螺纹常为锯齿螺纹和梯形螺纹，在螺牙根处有最大弯曲应力。（3 3）超载保护装置）超载保护装置按工作性质分：限制压力、限制扭矩。按结构工作原理分：破坏式、自动恢复式。压塌块式保护装置压力机过载时，压塌块a、b处二圆形截面首先发生剪切破坏，使连杆相对滑块移动一个距离，保证压力机的受力零件不过载，同时通过微动开关，控制线路切断。特点：装置结构简单，制造方便。但压塌块会由于材料的疲劳产生破坏，不能准确地限制过载力。并且不能用在多点压力机上，超载时无法保证多个连杆下的压塌块同时断裂。注意点：计算时考虑疲劳强度注意点：计算时考虑疲劳强度（3
37、3）超载保护装置）超载保护装置液压式过载保护装置液压垫内有一定预压力,过载时,液压垫内油压急剧升高而引起卸荷,液压垫内的油液经卸荷阀流回油箱,连杆相对滑块移动一个距离，压力机卸载，并触动限位开关5，切断控制线路，压力机停车。特点：过载临界点可以准确设定，过载后恢复容易，广泛应用于中大型压力机。注意点：注意点：1）初始油）初始油压选压选一定，太高不行、太低油可一定，太高不行、太低油可压缩压缩，影响精度，影响精度2）油流速）油流速3）油）油泵泵恒供高恒供高压压油，解决油，解决电电能消耗能消耗成型机械及控制前节回顾结点正置曲柄滑块机构结点正置曲柄滑块机构(一般一般0.3常取常取0.10.2)行程、行
38、程、速度、加速度曲线速度、加速度曲线（余弦定理）而=连杆及装模高度调节机构连杆及装模高度调节机构为适应不同闭合高度的模具为适应不同闭合高度的模具,压力机的装模高度必须能够调节。压力机的装模高度必须能够调节。球头式连杆调节滑块高度（手动）球头式连杆由连杆1和调节螺杆6组成，调节螺杆下部的球头与滑块5连接，连杆体上部的轴瓦与曲轴3连接。用扳手转动调节螺杆，即可调节螺杆旋进/出连杆体，使装模高度增大/减小。为防止装模高度在冲压过程中自行改变，设有锁紧装置，由锁紧块10和锁紧螺钉9组成，拧动锁紧螺钉，可使两锁紧块压紧调节螺杆，防止松动。连杆及装模高度调节机构连杆及装模高度调节机构球头式连杆调节滑块高度
39、（机动）球头式连杆由连杆1和调节螺杆2组成，调节螺杆的转动靠拨块4完成。螺杆球头的侧面有两个销子，拨块上的两个叉口叉在销子上，拨快旋转时，通过销子拨动螺杆旋转。拨块由蜗轮5、蜗杆10带动。涡轮蜗杆由电机驱动，通过电机的正反转实现装模高度的增大与减小。特点：结构紧凑，可降低压力机高度。由于调节螺杆时需旋转，加上工作时连杆摆动，连杆与滑块的铰接处为球头。球头和支承座加工困难，需专用设备。螺杆抗弯性能不强。连杆及装模高度调节机构连杆及装模高度调节机构柱销式连杆（调节滑块高度）柱销式连杆不直接与滑块体相连，而是装配在调节螺杆上，调节螺杆通过蜗轮与滑块本体相连，转动蜗杆5使蜗轮转动，使滑块本体上下移动，
40、连杆与滑块的铰接点距滑块下平面的距离发生变化，从而调节装模高度。特点：柱销式连杆的抗弯强度提高，铰接柱销的加工方便。J31-160A连杆及装模高度调节装置图连杆及装模高度调节装置图1-导导套套；2-调调节节螺螺杆杆；3-连连杆杆；4-蜗蜗轮轮；5-顶料杆；顶料杆；6-滑块；滑块；7-蜗杆；蜗杆；8-连杆销连杆销（4 4）滑块与导轨）滑块与导轨滑块作用：1）将连杆摆动转化为直线运动2）为模具提供初步导向3）安装上模，传递机构作用力4）安装打料杆、保护装置、调节装置等技术要求：1）垂直度与不平度2）导轨与滑块面保持一定间隙3）滑块导向面有足够长度/高/宽4）足够强度、刚度，截面合理，减轻重量5）力
41、求简单，紧凑、重心通过其几何中心（4 4）滑块与导轨）滑块与导轨滑块导轨结构形式a)、b)V形导轨，一边固定，一边可调，只能单面调节导轨间隙，一般用于开式压力机。c)四个导向面，两个面固定，承受滑块工作侧向力，另外两个45o面可调。结构调节容易，但精度一般，用于大中型闭式压力机。d)四个45o导向面，均单独可调，使各方向精确调整间隙，但调整困难。用于滑块较重，又不能水平移动的压力机上，如带有导向柱塞的压力机。e)八个导向面，均单独可调，导向精度高。在大中型压力机上广泛应用。（4 4）滑块与导轨）滑块与导轨滑块导轨设计校核：校核：强度，刚度，强度，刚度，变形（由弯曲变形和剪切变形组成）变形（由弯
42、曲变形和剪切变形组成）单点压力机，纯压缩不必计算，单点压力机，纯压缩不必计算，多点压力机，铸铁或钢板焊滑块，属短粗梁进行强度刚度计算多点压力机，铸铁或钢板焊滑块，属短粗梁进行强度刚度计算滑块倾斜：滑块倾斜：多点压力机滑块倾斜度分析，多点压力机滑块倾斜度分析，原因：原因：转角相位差引起倾斜，转角相位差引起倾斜，连杆结点偏差引起的滑块倾斜，连杆结点偏差引起的滑块倾斜，曲柄半径长度误差引起倾斜，曲柄半径长度误差引起倾斜，连杆长度误差引起倾斜连杆长度误差引起倾斜（5 5）模具装夹及打料）模具装夹及打料通过滑块上的模具夹持块夹紧模具的模柄来实现，若模具工作时回程力较大，除用模柄夹持外，还应用压板将上模压
43、紧在滑块上。中大型模具的上模多采用压板方式。通过打料横杆打料。1-连杆体连杆体2-轴瓦轴瓦3-曲轴曲轴4-打料横杆打料横杆5-滑块滑块6-调节螺杆调节螺杆7-下支承座下支承座8-保护装置保护装置9-锁紧螺钉锁紧螺钉10-锁紧块锁紧块11-模模具具夹夹持持块块12-锁锁紧紧块块导导向销向销2、机身机身机身类型机身类型：开式机身 闭式机身开式：双柱固定台，单柱固定台，单柱活动台闭式：整体式，组合式作用作用：上部分作为传动机构的支架，中间装有工作垫板，工作垫板和工作台上均有漏料孔。压力机工作时，机身要承受全部的变形力，其变形对冲压工艺有很大影响。要求：要求：1）强度、刚度满足要求 2）简单、方便 3
44、）易加工 4）振动、噪音少 5）美观2、机身机身开式机身开式机身三面敞开；刚度差，小型三面敞开；刚度差，小型开式压力机受力作用时开式压力机受力作用时,出现纵向变形，出现纵向变形，使压力机的装模高度变大，并使滑块相对使压力机的装模高度变大，并使滑块相对于工作台产生倾斜角。于工作台产生倾斜角。缺点：缺点：机身产生角变形，上下模具不能很好对中，冲头和凹模间隙不均匀,产生水平方向侧压力,加剧模具磨损，甚至引起冲头折断.影响冲压零件质量。开式机身由于角度形开式机身由于角度形应按刚度设计应按刚度设计提高刚度措施：提高刚度措施：1）合理设计截面；）合理设计截面；2）高弹模材料；）高弹模材料；3）改）改进进机
45、身机身结结构（加拉杆，构（加拉杆，组组合式）合式）2、机身机身闭式机身闭式机身两侧封闭，中大型两侧封闭，中大型闭式压力机形成对称封闭的框形结构，受闭式压力机形成对称封闭的框形结构，受力后仅产生垂直变形力后仅产生垂直变形,刚度比开式机身好。刚度比开式机身好。缺点：缺点：只能在前后两面操作；整体机身加工装配工作量小，但需大型设备。组合机身由横梁、底座、立柱和拉杆四部分组成，工作时框架受力，装配时立柱需要进行预紧，保证工作时设备框架在受力后不产生错移。预热法：see 图2-19，电加热法。2、机身机身闭式机身闭式机身两侧封闭，中大型两侧封闭，中大型强度计算：根据压力机参数标准核算危险截面的最大拉应力
46、与最大压应力注意点：1）静态实测比计算大，动态实测又比静态大 2）圆角转弯处应力集中厉害，必须注意大圆角及壁厚突变。需要考虑：立柱及拉紧螺栓 底座横梁厚大变形很小，立柱变形大，考虑预压缩（预紧）3、离合器和制动器、离合器和制动器clutchandbrake作用：控制压力机工作机构的运动和停止 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。这就需要用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。要求：l当滑块需要停
47、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，引起滑块连冲现象。为了使滑块立即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。l两者必须密切配合和协调工作，才能达到“令行禁止”的效果。除了少数小型压力机制动器是在经常作用外，多数压力机的离合器接合前，制动器必须松开；制动器制动前，离合器必须脱开，也就是说离合器和制动器不允许有同时接合的时刻存在，否则将引起摩擦元件严重发热和磨损，甚至无法继续工作。一般压力机在不工作时，离合器总是处于脱开状态，而制动器则总是处
48、在制动状态。l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；（2）工作正确，不能有误动作；（3）动作要灵敏、稳定、可靠。3、离合器和制动器、离合器和制动器clutchandbrake3、离合器和制动器、离合器和制动器clutchandbrake分类：离合器刚性离合器、摩擦离合器 制动器圆盘式制动器、带式制动器、闸瓦式制动器 其中：刚性离合器依靠刚性结合零件使主动部分和从动部分产生连接和分离两种状态，实现祛病机构的工作和停止。起来。分类转键式、滑销式、滚柱式、牙嵌式 （1）转键式离合器）转键式离合器双转键离合器双转键离合器有二个转键：工作键（主键）和填
49、充键（辅键），两者通过拉板连接得以联动。主键的作用是担负传递全部冲压工作行程的动力；铺键的作用，一是调整模具时可使曲轴反转，二是防止曲轴旋转发生“超前”现象。这种“超前”现象是由于连杆机构的自重作用或其它原因（如弹性卸料或压料装置的作用力）造成曲轴转速在工作行程或回程中发生短暂的超过大齿轮转速的现象。“超前”现象会造成主键与中套的撞击。工作原理：齿轮3与中套4通过平键连接；曲轴1与端套6、7通过键连接；齿轮3通过滑动轴承2支承在6、7上；分离状态：转键5、14隐藏在曲轴的半圆槽内；结合状态：转键5、14旋转，半圆形截面凸出曲轴凹槽，将中套4与曲轴连接一起旋转。转键操作原理：在工作转键5的右端装
50、有一套四连杆机构11，将工作转键5与止逆转键14连接在一起，使两者同步转动。弹簧10的一端与拔爪8相连，另一端通过端套7与轴1连接。弹簧10的收缩将转键旋入轴的半圆槽内，转键半月形部分与轴1的外圆构成光滑的圆柱体，此时齿轮3与轴1可自由相对转动，离合器外与分离状态，如图（b）所示。当操纵杆12将拨爪8连同一对键顺时针拨转45时，离合器外于接合状态，如图（c）所示。（1）转键式离合器）转键式离合器操纵机构操纵机构电磁铁吸合，摆杆电磁铁吸合，摆杆8拉动拉拉动拉杆杆5向下运动；向下运动；拉杆拉杆5带动打杆带动打杆3下行，同时下行，同时带动齿条下行，使齿轮带动齿条下行，使齿轮1旋旋转，关闭器旋转，让开