其中以曲柄连杆机构最为常见,每个曲柄连杆机构称为一个驱动“点”。最简单的机械压力机常采用单点式驱动,即只有一个曲柄连杆机构。大工作台面的机械压力机,为使滑块底面受力均匀和运动平稳而采用双点或四点驱动。
机械压力机
通过曲柄连杆机构、肘杆机构、凸轮机构或螺杆机构等将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动,并对坯料进行成形加工的压力机。
- 英文名称
- mechanical press
- 所属学科
- 机械工程
机械压力机动作平稳、工作可靠、精度高、操作条件好、生产效率高,易于实现自动化,适用于在自动线上工作,广泛应用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。机械压力机的数量在各类锻压设备总数中最多,约占一半以上。机械压力机的规格用公称工作力(千牛)表示,它是以滑块运动到距行程的下止点约10~15毫米处(或从下止点算起曲柄转角α为15°~30°时)为计算基点设计的最大工作力。
机械压力机工作时,由电动机驱动皮带轮(通常兼作飞轮),经过齿轮副和离合器带动曲柄连杆机构、肘杆机构、凸轮机构或螺杆机构等,使滑块在导向装置中做直线往复运动。锻压工作完成后滑块回程,离合器自动脱开,同时制动器接通,使滑块停止在上止点。
机械压力机的载荷是冲击性的,即在一个工作周期内锻压工作的时间很短。短时的最大功率比平均功率大十几倍以上,因此在传动系统中都设置有飞轮。按平均功率选用的电动机启动后,飞轮运转至额定转速,积蓄动能。滑块带动模具接触坯料开始锻压工作后,电动机的驱动功率小于载荷,转速降低,飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。锻压工作完成后,飞轮再次加速积蓄动能,以备下次使用。
机械压力机上的离合器与制动器之间设有机械或电气连锁,以保证离合器接合前制动器一定松开,制动器制动前离合器一定脱开。机械压力机的操作分为连续、单次行程和寸动(微动),大多数是通过控制离合器和制动器的动作来实现。滑块的行程长度不变,但其底面与工作台面之间的距离(称为封密高度),可以通过螺杆调节。生产中,有可能发生超过压力机公称工作力的现象。为保证设备安全,常在压力机上装设过载保护装置。为了保证操作者人身安全,压力机上面还装有光电式或双手操作式人身保护装置。
机械压力机按应用特点分为以下几种:①双动拉深压力机。有内、外两个滑块,用于杯形件的拉深成形。拉深前外滑块首先压紧板料外缘,然后内滑块带动凸模拉深杯体,以防板坯外缘起皱。拉深完成后内滑块先回程,外滑块后松开。内外滑块公称工作力之比为(1.7~1):1。②多工位自动压力机。在一台压力机上设有多个工位,装置多道成形模具,坯料依次自动向下一工位移动。在压力机的一次行程中,各工位同时进行各道成形工序,制成一个工件。③回转头压力机。在滑块与工作台之间设有可装置数十组模具的回转头,可按需要选用模具。坯料放在模具上而不再移动。每次行程完毕,回转头转动一个位置,完成一道工序。这种压力机定位精度高,便于调整产品,一机多用,多用于冲制仪器底板和面板等。回转头压力机可配上数控系统,根据编好的指令选用模具和板材成形部位,自动完成复杂的冲压工作。④热模锻压力机。主要用于进行成批大量的黑色和有色金属的模锻和精整锻件,具有锻造出的锻件精度高,材料的利用率高,生产效率高,易于实现自动化,对工人的操作技术要求低,噪声和振动小等优点,因而在现代锻压生产中的应用日趋广泛,是现代锻造生产不可缺少的高精锻造设备。⑤冷挤压机。用于冷、温态挤压金属零件,如枪弹壳、牙膏管等。冷挤压机一般是立式的,特点是刚度好,导向精度高,工作压力大,工作台面小,工作行程长。
热模锻压力机应用广泛,其结构组成具有代表性。热模锻压力机主要由执行机构、主传动、离合器和制动器、机身、气动以及电气控制系统、润滑系统、辅助机构等组成。它们彼此间在功能上是相互联系的。主要执行机构是用来实现滑块往复运动的机构,在实际应用中主要为曲柄滑块机构和曲柄楔块机构。辅助机构是指扩大热模锻压力机工艺用途,减少压力机和模具调整时间,提高压力机工作可靠性的装置,主要包括上、下顶料装置,封闭高度调整装置,平衡器,飞轮制动器,过载保护装置,解除闷车装置,模具快速更换装置,压力指示器,温度检测,滑块行程指示和封闭高度调整量指示装置等。
扩展阅读
- 何德誉.曲柄压力机.北京:机械工业出版社,1982.
- 郑文达,权晓惠,李俊辉.锻造液压机的现状及其展望.重型机械,2012,3:2-10.