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发布时间:2020-06-14 21:30:27

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作者:成百辆

出版社:电子工业出版社

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冲压工艺与模具结构(第2版)

冲压工艺与模具结构(第2版)试读:

教育部职业教育与成人教育司推荐教材.中等职业学校模具设计与制造专业教学用书

冲压工艺与模具结构(第2版)

CIP号:第188819号

ISBN:978-7-121-09720-1

中图分类:TG38,TG76

关键词:冲压-工艺-专业学校-教材-冲模-结构设计

北京,2010/01,电子工业出版社

版次:2

印次:1

价格:24.00

印数:4000册

印张:15.25

字数:390.4

开本:787×1092 1/16

语种:中文摘要

本书对冲压工艺与模具结构做了系统论述。全书共七章,介绍了冲压基本知识、冲裁工艺与模具设计、弯曲工艺与弯曲模具结构、拉深工艺与模具结构、其他成型工艺与模具结构、级进模结构、冲压工艺规程的编制。每章内容前有知识目标和能力目标,便于师生明确教学目的;后面附有填空、选择、判断、简答等习题,便于学生巩固所学知识。

本书是根据职业教育的特点,结合模具工业发展对技能人才的知识和技能的要求编写而成的,可作为职业教育模具设计与制造相关专业人员的教材。

为了方便教师教学,本书还配有电子教学参考资料包(包括教学指南、电子教案及习题答案),详见前言。成百辆 主编李淑宝 副主编李影 责任编辑张凌 责任编辑张凌 其他贡献者王纲 其他贡献者再版前言

模具作为企业的效益放大器,是现代制造工业的基本工艺装备之一,对产品的产量和质量有着非常重要的作用。其制造技术水平可以衡量一个国家的产品制造水平。要发展我国模具工业,模具技术可以引进,但模具技能人才难以引进。为此,我们根据职业教育的特点,结合模具工业发展对技能人才的冷冲压知识要求,编写了《冲压工艺与模具结构(第2版)》一书。

本书本着够用和实用的原则,深入浅出地介绍了冷冲压的相关知识。其中重点放在了冷冲压各工艺的模具结构上,将复杂计算公式的推导和抽象概念进行了简化,非常符合技工教学的要求。本书图文并茂,简明精练,通俗易懂,实用性强。

本书由广东省高级技工学校成百辆老师主编,广东省机械高级技工学校李淑宝老师担任副主编,湖南省株洲职业技术学院欧阳波仪老师、广东省高级技工学校吴勇斌老师参加了编写。

本书由王振云、付宏生主审,经过教育部审批,被列为教育部职业教育与成人教育司推荐教材。

本书在编写过程中,曾参考、引用了有关资料,特向有关作者致谢。书中不足之处,请广大读者批评指正。

为了方便教师教学,本书还配有教学指南、电子教案及习题答案(电子版),请有此需要的教师登录华信教育资源网(http://www.hxedu.com.cn)免费注册后进行下载,遇到问题时请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系(E-mail:hxedu@phei.com.cn)。

编者

2009年9月第1章 冲压基本知识【知识目标】

掌握冲压工艺的分类,了解冲压加工的特点及其应用,了解冲压技术的发展。

掌握冷冲模的分类和基本结构,熟悉冷冲模的工作过程。

理解曲柄压力机的基本结构、工作原理及分类,掌握开式压力机上几个常用结构和压力机的选用。

理解剪板机的工作原理,掌握剪板机的间隙调整,以及挡料装置的使用。

熟悉冲床和剪床的操作安全规则和要求。【能力目标】

能够根据制件说出其主要的冲压工艺,能举出每道冲压工序在日常生活用品制造中的应用。

能够从外观分辨出冷冲模与型腔模,根据一副模具实物,能够说出其属性和零件名称。

通过现场教学,能准确判断出车间曲柄压力机的类型,能指出压力机的几个基本部分,熟练操作开式压力机,熟悉四个常用机构的使用方法。对照压力机上的铭牌,能够指出其技术参数的意义。

通过现场教学,能够熟练操作剪板机。

增强冲压安全意识,有效地防止人身、设备事故的发生。1.1 冲压的认识1.1.1 冲压的特点

冲压加工是利用安装在压力机上的模具,对板料施加压力,使板料在模具里产生变形或分离,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。由于冲压加工经常在常温状态下进行,因此也称冷冲压。冷冲压是金属压力加工方法之一,它是建立在金属塑性变形理论基础上的材料成型工程技术。冲压加工的原材料一般为板料,故也称板料冲压。如图1-1所示为常见冲压成型件。

如图1-2所示为某一自动冲压生产设备,卷料(1)通过自动送料机(2)送至曲柄压力机(4)中,在冷冲模(5)的成型作用下,产品从模具右端出来并落入盛物箱(6)中,废料从曲柄压力机下面落下。设备中装有光电感应安全装置(3),其作用是防止操作者身体没有离开危险区域时产生误动作而引起的人身安全事故。图1-1 常见冲压成型件图1-2 某一自动冲压生产设备1—卷料;2—自动送料机;3—光电感应安全装置;4—曲柄压力机;5—冷冲模;6—盛物箱

冲压生产靠模具和压力机完成加工过程,与其他加工方法相比,在技术和经济方面有如下特点:

① 冲压件的尺寸精度由模具来保证,所以质量稳定,互换性好;

② 由于利用模具加工,所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件;

③ 冲压加工一般不需要加热毛坯,也不像切削加工那样,大量切削金属,所以它不但节能,而且节约金属;

④ 普通压力机每分钟可生产几十个零件,高速压力机每分钟可生产几百至上千个零件,所以冲压生产是一种高效率的加工方法。

由于冲压工艺具有上述特点,因此在国民经济各个领域中得到广泛应用。例如,航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器等产业都有冲压加工。不但产业界广泛用到它,而且每一个人每天都直接与冲压产品发生联系。

冲压可制造钟表及仪器的小零件,也可制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。冲压材料可使用黑色金属、有色金属及某些非金属材料。

冲压也存在一些缺点,主要表现在冲压加工时的噪声、振动及模具加工成本高上。这些问题并不完全是冲压工艺模具本身带来的,而主要是由于传统的冲压设备落后所造成的。随着科学技术的进步,这些缺点一定会得到解决。1.1.2 冲压基本工序

冲压加工的零件,由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等不相同,生产中所采用的工艺方法也就多种多样。冲压基本工序概括起来可以分为两大类,即分离工序和变形工序。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而得到一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件工序,可分为冲孔、落料、切边等,具体见表1-1。变形工序是使冲压件在不破坏其完整性的条件下发生塑性变形,转化成所要求的制件形状的工序,可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩口等,具体见表1-2。表1-1 分离工序续表表1-2 变形工序续表1.1.3 冲压技术的发展

随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,冲压工艺和冲模技术也在不断地革新和发展。冲压加工技术在21世纪的发展方向和动向,主要有以下几个方面。

① 工艺分析计算的现代化。冲压技术与现代数学、计算机技术联姻,对复杂曲面零件(如覆盖件)进行计算机模拟和有限元分析,预测某一工艺方案对零件成型的可能性与成型过程中将会发生的问题,供设计人员进行修改和选择。这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计,缩短了模具设计与制造周期,节省了昂贵的模具试模费用等。

②模具计算机辅助设计、制造与分析(CAD/CAM/CAE)的研究和应用,将极大地提高模具制造效率与模具的质量,使模具设计与制造技术实现CAD/CAE/CAM一体化。目前,模具设计与制造中常用的软件有 AutoCAD,Pro-E,MasterCAM,UG,Cimatron,DellCAM,PressCAD,Mouldflow和Solidwork。

③ 冲压生产的自动化。为了满足大量生产的需要,冲压生产已向自动化、无人化方向发展。现在已经利用高速冲床和多工位精密级进模实现了单机自动生产,冲压的速度可达每分钟几百至上千次。大型零件的生产已经实现多机联合生产线,从板料的送进、冲压加工到最后的检验可全由计算机控制,极大地减轻工人的劳动强度,提高了生产率。目前已逐渐向无人化生产形成的柔性冲压加工中心发展。

④ 为适应市场经济需求,大批量与多品种小批量生产共存。应发展适宜于小批量生产的各种简易模具、经济模具和标准化且容易变换的模具系统。

⑤ 推广和发展冲压新工艺和新技术,如精密冲裁、液压拉深、电磁成型、超塑性成型等。

⑥ 与材料科学结合,不断改进板料性能,以提高其成型能力和使用效果。

习题1-1

一、填空题

1.冲压加工是利用安装在压力机上的_______,对板料施加变形力,使板料产生变形,

2.模具是指装在_______上,使材料发生分离或变形的模子或工具。它已成为衡量一个国家_______水平的重要标志之一。

3.冲压基本工序可以分为_______工序和_______工序两大类。

4.进行冲压加工所需的压力机统称为冲压设备,俗称为_______。应用最广泛的压力机是_______。

二、判断题

1.落料属于分离工序。()

2.冲孔是用冲模沿封闭轮廓线冲切,封闭线外是制件,封闭线内是废料的冲压工序。()

3.用模具加工的前提条件是该产品必须是大批量生产,这样才比较经济合算。()

4.冲压加工与普通的切削加工相比,具有节能,节约金属,效率高等特点,但质量不稳定,互换性差。()

5.所谓“高速”冲床,一般是指滑块每分钟行程500次以上的冲床。()

三、根据图1-3所示冲压加工毛坯与制作,写出工序名称图1-3 冲压加工毛坯与制作1.2 冷冲模基本结构及工作过程1.2.1 冷冲模分类

模具可分为型腔模和冷冲模两大类。

型腔模是指利用材料塑性或液态流动,填充型腔而制成零件的模具,它具有与成型零件外表面相同的型腔。塑料制品、低熔点合金制品等主要靠型腔模加工,如图1-4(b)所示为某一塑件的注塑模具结构。本书仅介绍冷冲压工艺及冷冲压模具的结构及设计。图1-4 冷冲模和型腔模

冷冲模,又称冷冲压模具、五金模等,冷冲模是冷冲压加工的模具,是指装在各种压力机上,使材料发生分离或变形的模型或工具。它以其特定的形状,通过一定的方式使原材料成型。如图1-4(a)所示为生产某一冲压产品的模具。

冷冲模的结构形式很多,通常按如下几种方式分类。

① 按工序性质分类,可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等。

② 按工序组合方式分类,可分为单工序模、级进模和复合模三种基本组合结构形式。

单工序模俗称简单模,即在压力机的一次行程中只能完成一道工序的模具,如冲孔、落料、弯曲、拉深等。它可以由一个凸模和一个凹模组成,也可由多个凸模和凹模孔口组成。

级进模(俗称连续模,也称跳步模),即在压力机一次行程中,在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序的模具。级进模所完成的同一零件的不同冲压工序是按一定顺序,相隔一定步距排列在模具的送料方向上的,压力机一次行程得到一个或数个冲压件。

复合模,即在压力机的一次行程中,在一副模具同一位置上完成数道冲压工序的模具。压力机一次行程一般得到一个冲压件。

③ 按上、下模的导向方式分类,可分为无导向的敞开模和有导向的导板模、导柱模。

④ 按凸、凹模的材料分类,可分为硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金冲模、聚氨酯冲模等。

⑤ 按凸、凹模的结构和布置方法分类,可分为整体模和镶拼模,正装模和倒装模。

正装模是指凹模在下模的模具结构,倒装模是指凹模在上模的模具结构。

⑥ 按自动化程度分类,可分为手工操作模、半自动模、自动模。

分类的方法还有很多,上述的各种分类方法从不同的角度反映了模具结构的不同特点。同时,一副模具可能兼有上述几种特征,如导柱模、复合模、手动模等。1.2.2 冷冲模基本结构

冷冲模一般在立式冲床上工作,因此按其在冲床上的安装位置,一幅模具结构可以分为上模和下模两大部分。上模是指模具固定在滑块上的部分,下模是指模具固定在工作台上的部分。

如图1-5所示的冲裁模,上模包括上模座、卸料板、优力胶(橡胶)、凸模固定板、垫板、内六角螺钉、凸模、模柄、骑缝螺钉、卸料螺钉、导套,下模包括下模座、导柱、圆柱销、凹模、挡料销等。

无论单工序模,还是连续模或复合模,无论是冲裁模,还是弯曲模和其他工序的冷冲模,冷冲模结构均是由工作零件、定位零件、退料零件和模架零件四大部分零件组成的。

1.工作零件

工作零件是直接对毛坯施压,使之发生分离或变形而得到所需形状和尺寸的模具零件,包括凸模、凹模、凸凹模。

2.定位零件

定位零件是保证板料(或毛坯)在冲裁模中具有准确位置的零件,包括挡料销、导尺、侧刃、导正销等。

3.退料零件

退料零件是保证材料(或毛坯)冲压后能顺利从工作零件上退出,以便下一次冲裁能顺利进行的零件,包括卸料零件、顶料零件、推件零件和缓冲零件。图1-5 冲裁模的基本结构1—下模座;2—凹模;3—挡料销;4—卸料板;5—优力胶(橡胶);6—凸模固定板;7—垫板;8—上模座;9—销钉;10—滑块;11—凸模;12—圆柱销;13—模柄;

14—骑缝螺钉;15—卸料螺钉;16—导套;17—导柱;18—圆柱销;19—内六角螺钉(1)卸料零件

卸料零件是将材料从凸模上卸下的零件,包括刚性卸料装置和弹性卸料装置。在图1-5中,卸料板就是弹性卸料装置。(2)顶料零件

顶料零件是将材料由凹模内逆着冲压方向顶出的零件,也包括弹性顶料装置和刚性顶料装置两种。主要零件有顶件板等。(3)推件零件

推件零件是将材料由凹模内顺着冲压方向推出的零件,正装模中推件由凸模直接完成,无须另外的推件零件,在倒装模中,由于凹模在上模,推件零件由推杆、推板等零件组成。(4)缓冲零件

缓冲零件在冲裁模中既起压料作用,又起卸料和顶料作用,包括弹簧、橡皮、气垫和顶杆等零件。在图1-5中,优力胶即属于缓冲零件。

4.模架零件

模架零件包括模具的导向零件、支承零件和紧固零件。(1)导向零件

导向零件是保证上、下模正确运动,不至于使上、下模位置产生偏移的零件,包括导柱、导套和导板。在图1-5中,导柱、导套就是这类零件。(2)支承零件

支承零件是连接和固定工作零件,使之成为完整模具的零件,包括模座(模板)、垫板、固定板、模柄等零件。在图1-5中,模柄、上模座、垫板、凸模固定板、下模座等都属这类零件。(3)紧固零件

紧固零件是将各类零件连接和紧固为一体的零件,包括各种螺钉、销钉。1.2.3 模具工作过程

尽管冷冲模具的结构零件是千变万化的,但模具工作的过程是基本相同的。下面以图1-5所示的冲裁模具结构为例,说明模具工作过程。

第一步,毛坯定位。在没有冲压工作时,滑块一般处于上死点位置,上、下模分开,此时将板料送入模具,并与挡料销接触,以保持板料冲压时的正确位置,如图1-6所示。

第二步,上模下行,材料分离。操纵离合器按钮,此时上模随压力机滑块迅速向下运动,卸料板与凹模夹住毛坯,如图1-7所示。上模随压力机滑块继续下行,弹性橡皮被压缩,材料在冲床的压力下迅速分离,冲下的制件落入凹模孔中,而坯料则卡在凸模上,如图1-8所示。图1-6 毛坯定位图1-7 卸料板与凹模夹住毛坯

第三步,上模上行,卸料和取出制件。压力机滑块通过下死点后自动回程带动上模上行,卡在凸模上的材料则卸料板借弹性橡皮的回弹力卸下,滑块回到上死点,冲裁过程完成一次。卡在凹模里的材料在以后冲裁中被不断往下推,直到从下模座的孔口中落下,如图1-9所示。图1-8 材料冲压分离图1-9 卸料和取出制件

习题1-2

一、填空题

1.模具可分为_______和_______两大类。

2.冲压加工一般在_______温下进行,它也称为_______,还可称为_______。

3.冷冲模又叫五金模、_______模具等,是指将材料发生_______加工成冲压零件的专用工具。

4.冷冲模的结构形式按工序组合方式分类,有_______、_______和_______。

5.按凸、凹模的结构和布置方法分类,可分为_______和_______,_______和_______。

二、简答题

1.冷冲模结构是由哪四大部分零件组成的?它们分别有哪些零件?

2.简述模具的工作过程。1.3 曲柄压力机

在冲压车间设备很多,如冲床、剪床等。用来安装模具进行生产的冲压设备统称冲床,冲床可分为机械压力机、液压机和摩擦压力机。在冲压生产中常用的冲床有曲柄压力机(如图1-10所示)、油压拉深机(如图1-11所示)等。图1-12所示为某厂大型零件冲压车间一角。图1-13所示为某厂小型零件冲压车间一角。图1-10 开式可倾曲柄压力机图1-11 油压拉深机1.3.1 曲柄压力机的工作原理

图1-10所示为一台开式可倾曲柄压力机。其传动系统如图1-14所示。图1-12 某厂大型零件冲压车间一角图1-13 某厂小型零件冲压车间一角图1-14 开式可倾曲柄压力机传动系统1—电动机;2—皮带轮;3,4—齿轮;5—离合器;6—连杆;7—滑块;8—曲轴

电动机的能量和运动通过带传动和齿轮传动传给曲轴,连杆上端套在曲轴上,下端与滑块铰接,因此,曲轴的旋转运动通过连杆转变为滑块的往复直线运动。模具的上模装在滑块上,即可随滑块上下往复运动,下模装在工作台上,压力机便能对置于上、下模间的材料实现冲压,将其制成工件,实现压力加工。由于工艺操作的需要,滑块有时运动,有时停止,因此装有离合器和制动器。压力机在整个工作周期内进行冲压的时间很短,即有负荷的工作时间很短,大部分时间为无负荷的空程运动。为了使电动机的负荷较均匀,有效地利用能量,因而装有大飞轮,起着储存和释放能量的作用。在该机上,大带轮和大齿轮均起飞轮的作用。

因此,曲柄压力机的工作原理为,利用曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转化为滑块的往复直线运动。1.3.2 曲柄压力机的用途和分类

曲柄压力机广泛地应用于汽车、农用机械、电器、仪表、电子、医疗机械、国防、航空航天及日用品等工业部门。

生产中为了适应不同的工艺要求,采用各种不同类型的曲柄压力机。这些压力机都具有自己的独特结构形式及作用特点。通常可以根据曲柄压力机的工艺用途及结构特点进行分类。

按工艺用途分类,曲柄压力机可分为通用压力机(如图1-5所示的冲裁模)和专用压力机两大类。通用压力机适用于多种工艺用途,如冲裁、弯曲、成型、浅拉深等。而专用压力机用途较单一,如双动拉深闭式压力机(如图1-15所示),主要用于冲压拉深工序;又如高速压力机(如图1-16所示),主要用于冲裁薄板小型件等。图1-15 双动拉深闭式压力机图1-16 高速压力机

按机身的结构形式不同,曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。开式压力机的机身形状似英文字母C,如图1-10所示,其机身前面及左右三面敞开,操作空间大。但机身刚度差,压力机在工作负荷的作用下会产生角变形,影响精度。所以,这类压力机的吨位都比较小,一般在2 000kN以下。开式压力机又可分为单柱压力机和双柱压力机两种。图1-17所示为单柱压力机,其机身也是前面及左右三面敞开,但后壁无开口。图1-10所示的压力机,其机身后壁有开口,形成两个立柱,故称双柱压力机。双柱压力机便于向后方排料。此外,开式压力机按照工作台的结构特点,又可分为可倾台式压力机(图1-10)、固定台式压力机(图1-17)。

闭式压力机机身左右两侧是封闭的。图1-12所示车间的曲柄压力机为闭式压力机,只能从前后方向接近模具,且装模距离远,操作不太方便。但因为机身形状对称,刚性好,压力机精度高。所以,压力超过2 500kN的大、中型压力机,几乎都采用此种形式;某些精度要求较高的小型压力机也采用此种形式。图1-17 单柱固定台式压力机

此外,按运动滑块的个数不同,曲柄压力机还可分为单动、双动和三动压力机;按与滑块相连的曲柄连杆个数不同,曲柄压力机可分为单点、双点和四点压力机;按传动机构的位置不同,可将曲柄压力机分为上传动式和底传动式两类。1.3.3 曲柄压力机的基本结构

从上述的工作原理可以看出,曲柄压力机一般由以下几个基本部分组成。

① 工作机构:一般为曲柄滑块机构,由曲轴、连杆、滑块、导轨等零件组成。其作用是将传动系统的旋转运动变成滑块的往复直线运动;承受和传递工作压力;在滑块上安装模具。

② 传动系统:包括带传动和齿轮传动等机构。它的作用是将电机的能量和运动传递给工作机构,并对电动机的转速进行减速,使滑块获得所需的行程次数。

③ 操纵系统:如离合器、制动器及其控制装置。它使压力机能够安全、准确地运转。

④ 能源系统:如电动机和飞轮。飞轮能将电动机空程运转时的能量吸收、积蓄起来,冲压时再释放出来。

⑤ 支承部件:如机身,把压力机所有的机构连接起来,承受全部工作变形力和各种装置的各个部件的重力,并保证全机所要求的精度和强度。

此外,还有各种辅助系统与附属装置,如润滑系统、顶件装置、保护装置、滑块平衡装置、安全装置等。1.3.4 开式压力机在曲柄滑块上的常用结构

1.装模高度调节装置

为了适应不同闭合高度的模具安装,在压力机曲柄滑块中,有调节压力机装模高度的装置。如图1-18所示,为JC23—63压力机曲柄滑块结构图,在调节时,先松开顶丝,再松开锁紧螺钉,然后旋转调节螺杆,使连杆伸长或缩短,从而使装模高度减小或增加。当模具安装调试好以后,应先后拧紧锁紧螺钉和顶丝,以防止连杆回松。对于大、中型压力机,则由一个单独的电动机,通过齿轮或蜗轮机构旋转调节螺杆。图1-18 JC23—63压力机曲柄滑块结构图1—打料横杆;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—模柄夹持块;13—夹持螺钉;14—顶紧螺钉;15—顶丝;16—过载保护装置外盖

2.顶料装置

压力机一般在滑块部件上设置顶料装置,供上模顶料用。顶料装置有刚性和气动两种,下面仅介绍刚性顶料装置。

如图1-19所示,为JC23—63压力机刚性顶料装置,它由一根穿过滑块的打料横杆及固定于机身上的挡头螺钉等组成。当滑块下行冲压时,由于工件的作用,通过上模中的顶杆使打料横杆在滑块中升起。当滑块回程上行接近上止点时,打料横杆两端被机身上的挡头螺钉挡住,滑块继续上升,打料横杆便相对滑块向下移动,推动上模中的顶杆将工件顶出。打料横杆的最大工作行程为H-h,打料横杆如果过早与挡头螺钉相碰,会发生设备事故。所以,在更换模具,调节压力机装模高度时,必须相应地调节挡头螺钉的位置。图1-19 JC23—63压力机刚性顶料装置1—机身;2—挡头座;3—挡头螺钉;4—打料横杆;5—挡销;6—滑块;7—顶杆;8—过载保护装置外盖

刚性顶料装置结构简单,动作可靠,应用广泛。其缺点是顶料力及顶料位置不能任意调节。

3.过载保护装置

曲柄压力机的工作负荷超过许用负荷,称为过载。引起过载的原因很多,如压力机选用不当,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等。过载会导致压力机损伤,如连杆螺纹破坏,螺杆弯曲,曲轴弯曲、扭曲或断裂,机身变形或开裂等。而曲柄压力机是比较容易发生过载的机器。为了防止过载,现已开发了各种各样的过载保护装置,一般大型压力机多用油压式保护装置,中、小型压力机用油压式或压塌块式保护装置。

图1-20所示为压塌块的结构。压塌块位于连杆下方,固定于滑块中。当压塌块式保护装置损坏后,将滑块回到上死点,打开滑块上的过载保护装置外盖(图1-18中件16),夹住孔内钢带把压塌块拖出,将新的压塌块用钢带包住塞入孔内,上好外盖即可。图1-20 压塌块的结构

4.模柄锁紧装置

对于大型模具,上模用压板固定在滑块上;对于中、小型模具,上模用模柄锁紧在滑块的模柄孔内固定。如图1-18所示,两个夹持螺钉起夹紧作用,顶紧螺钉起顶紧作用,对于重量较大的模具要在模柄上开槽,使顶紧螺钉顶入槽内,防止上模因夹紧力不够从滑块中掉下来(如图1-21所示)。当拆下上模时,如果上模较轻,松开左右两个螺钉,模柄仍不能从模柄孔中出来,则可通过顶紧螺钉顶开夹紧面,然后松开顶紧螺钉即可拆下上模。图1-21 模柄与模柄锁紧装置1.3.5 曲柄压力机的选用

1.曲柄压力机的主要技术参数

曲柄压力机的技术参数反映了压力机的工艺能力及有关生产率等指标。(1)公称压力及公称压力行程

曲柄压力机的公称压力,是指滑块离下止点前某一特定距离时,滑块上所允许的最大工作压力。这一特定距离称为公称压力行程。例如,JC23—63压力机的公称压力为630kN,公称压力行程为8mm,即指该压力机的滑块在离下止点前8mm之内,允许承受的最大压力为630kN。

公称压力是压力机的主参数,我国生产的压力机的公称压力已经系列化了,如160kN,200kN,250kN,315kN,400kN,500kN,630kN,800kN,1 000kN,1 600kN,2 500kN,3 150kN,4 000kN,6 300kN等。这个系列是从生产实践中归纳整理后制定的,既能满足生产需要,又不致使曲柄压力机的规格过多,给制造带来困难。(2)滑块行程

如图1-22中的S,它是指滑块从上止点到下止点所经过的距离,称为滑块行程。它是曲柄偏心量的两倍。它的大小也反映压力机的工作范围。行程长,则能生产高度较高的零件,通用性大。但压力机的曲柄尺寸要加大,随之而来的是齿轮模数和离合器尺寸均要增大,压力机造价增加,而且工作时模具的导柱、导套可能脱离,影响工件精度和模具寿命。因此,滑块行程并非越大越好,应根据加工行程的需要,监视送料形式和取件的需要,以及模具导向件工作要求等情况来选取。为满足生产实际的需要,有些压力机的行程长度做成可调节的。如J11—50压力机的滑块行程可在10~90mm之间调节,J23—100A,J23—100B压力机的滑块行程均可在16~140mm之间调节。(3)滑块行程次数

它是指滑块每分钟往复运动的次数。如果是连续作业,它就是每分钟生产工件的个数。所以,行程次数越大,生产率就越高。然而,当采用手动连续作业时,由于受送料时间的限制,即送料在整个作业中所占时间的比例很大,即使行程数再多,生产率也不可能很高,比如小件加工滑块行程次数最多也不过60~100次/min。所以,行程次数超过一定数值后,必须配备自动送料装置,否则不可能实现高生产率。拉深加工时,加工速度过快,会造成材料破损以至于不能继续加工,而加工速度与行程次数成正比关系。因此,选择行程次数不能单纯追求高生产率。目前实现了自动化的压力机多半采用可调行程次数,以期达到根据产品大小及变形特点选择最适当的行程次数的目的。图1-22 压力机基本技术参数(4)最大装模高度及装模高度调节量

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。当装模高度调节装置将滑块调整到最高位置时(连杆调至最短),装模高度达到最大值,称为最大装模高度(图1-22中的H)。1滑块调整到最低位置时,得到最小装模高度。与装模高度并行的参数有封闭高度。所谓封闭高度,是指滑块在下止点时,滑块下表面到工作台上表面的距离,它和装模高度之差等于工作台垫板的厚度T。图1-22中的H是最大封闭高度。装模高度和封闭高度都表示压力机所能使用的模具高度。模具的闭合高度应小于压力机的最大装模高度。装模高度调节装置所能调节的距离,称为装模高度调节量ΔH。装模高1度及其调节量越大,对模具的适应性也越大;但装模高度大,压力机也随之增高,且安装高度较小的模具时,需附加垫板,会给工作带来不便。同时,装模高度调节量越大,价格越高,并且刚度也会下降。因此,只要满足使用要求,没有必要使装模高度及其调节量过大。(5)工作台板及滑块底面尺寸

它是指压力机工作空间的平面尺寸。工作台板(垫板)的上平面(安装下模部分),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,其滑块底面尺寸和工作台板的尺寸大致相同;而开式压力机,其滑块下平面尺寸小于工作台板尺寸。所以,开式压力机所用模具尺寸要依滑块底面尺寸而定。不过,许多开式压力机,当滑块在上止点时,其底面仍低于导轨,这样就可以安装比滑块底面大的上模了。这种情况虽然使用方便,但产品精度会受一定的影响。(6)工作台孔尺寸

工作台孔尺寸L×B(左右×前后)、D(直径),如图1-22所示。111工作台孔用于排出工件或废料,或安装顶出装置。(7)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。对于开式压力机,其值主要关系到后侧排料或出件机构的安装。对于闭式压力机,其值直接限制了模具和加工板料的最宽尺寸。

喉深是开式压力机特有的参数,它是指滑块的中心线至机身的前后方向距离,如图1-22中的C。喉深直接限制加工件的尺寸,也与压力机机身的刚度有关。(8)模柄孔尺寸

模柄孔尺寸d×j是“直径×孔深”,冲模模柄尺寸应和模柄孔尺寸相适应。大型压力机没有模柄孔,而是开设T形槽,以T形槽螺钉紧固上模。

2.冲床规格的选用原则

① 冲床的公称压力应等于或稍大于冲压工作所需的变形力。尤其当进行弯曲或拉延工作时,因工作行程超过公称压力行程,应注意选用滑块在各处的压力都要大于冲压变形力的冲床。

② 冲床的行程应满足制件高度方面的要求,保证冲压后顺利地从模具上取件,这对于弯曲、拉延工序更为重要。

③ 冲床的闭合高度、工作台尺寸和滑块底面尺寸都应满足模具的安装要求。一般来说,最大装模高度-5>模具闭合高度>最小装模高度+5,如图1-23所示。

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