材料成形设备(曲柄压力机).doc

材料成形设备（曲柄压力机）
谢福金
1、曲柄压力机由哪几部分组成？各部分的功能如何？
（1） 工作机构：将旋转运动转换成往复直线运动。
（2） 传动系统：将电动机能量传输至工作机构。
（3） 操作机构：在电动机起动后，控制工作机构的运行状态，使其能间歇或连续工作。
（4） 能源部分：由电动机和飞轮组成，机器运行的能量由电动机提供，飞轮起着储存和释放能量的作用。
（5） 支承部分：把压力机所有零部件连成一个整体。
（6） 辅助系统：提高压力机的安全性和操作方便性。

2题图 3题图
2、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的？它们与冲压工艺的联系如何？
了解滑块的位移、速度、加速度，有利于设备的正确选用，因为不同的成形工艺和成形材料常需要不同的成形速度和加速度。
3、分析曲柄滑块机构的受力，说明压力机许用负荷图的准确含义。
考虑到机器的强度和刚度，对a＜ag时，限定F=Fg，如图所示，Fg和F-a曲线以下的为安全使用区。
4、比较曲轴式和偏心齿轮式偏心滑块机构。
（1） 曲轴式：曲轴两端由设备床身支撑，当曲柄绕支撑轴转动时，滑块在导轨的约束下上下运动，上下位置之差值为2R，此机构应用于较大行程的中小压力机上。
（2） 偏心齿轮式：偏心齿轮安装在芯轴上并绕芯轴转动，通过偏心齿轮与芯轴的偏心距为R，实现曲柄机构动作， 应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭转作用，负荷分配合理，加工制造也方便，但偏心轮直径较大，有一定磨损功耗。
5、装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？
（1） 调节连杆长度：该方法结构紧凑，可降低压力机高度，此类连杆与滑块的铰接处为球头，螺杆的抗弯性能不强。
（2） 调节滑块高度：注销式连杆采用此种结构，连杆不直接与滑块体相连，而是装配在调节螺杆上，调节螺杆通过涡轮（调节螺母） 与滑块本体相连接，涡轮又兼作调节螺母，相对转动的结果使滑块本体上下移动，连杆与滑块的交接点距滑块下平面的距离发生了变化，从而达到调节装模高度的目的。
（3） 调节工作台高度：多用于小型压力机。
6、比较压塌块式过载保护装置和液压式过载保护装置。
（1） 压塌块式过载保护装置①结构简单，制造方便 ②设计时无法考虑疲劳强度极限 ③仅能用于单点压力机而不能用于两点以上的多点压力机
（2） 液压式过载保护装置①过载临界点可以准确地设定 ②过载后设备恢复容易 ③广泛应用于中大型压力机
7、开式机身和闭式机身各有何特点？应用于何种场合？
（1） 开式机身：操作空间三面敞开，工作台面不受导轨间距的限制，安装、调节模具有较大的操作空间，与自动送料机构的连接也很方便。由于床身近似C形，在受力变形时产生垂直位移和角位移，尤其是角位移加剧模具磨损和影响冲压件质量，严重时会折断冲头，多应用于小型压力机。
（2） 闭式机身：形成一个对称的闭式框形结构，在压力机工作受力后，仅产生垂直变形，刚度比开式机身好，广泛应用于中大型压力机中，由于框形结构以及其他附件的安装，它只能在前后两面操作。
8、研究转键式离合器结构，解释为何要设置双转键？
离合器设有两个转键，一个称工作件（主键），另一个为副键。副键一方面可以防止滑块的“超前”运动，另一方面在需要曲轴反向运动时起主键作用。
9、转键离合器的操作机构是怎样工作的？它是怎样保证压力机的单次操作？
转键式离合器是依靠刚性结合零件使主动部件和从动部件产生连接和分离两种状态，实现曲柄机构的工作或停止。
单次行程操作方式指操作人员发出冲压指令后，仅作一次冲压后即停止的操作方式。一般情况下，脚踏开关在起动后又断开，电磁铁断电，电磁吸力消失，打杆在下部弹簧作用下回复至上位，关闭器又处于关闭状态，曲轴转一圈后由于关闭器挡住尾板，离合器又自动分离，至此完成一个冲压行程操作。
10、分析摩擦离合器-制动器的工作原理，常态离合器、制动器的状态如何？
摩擦离合器-制动器的工作原理：从运动状态上可分为主动、从动和静止三部分，通过摩擦盘使主动和从动、从动和静止部分产生结合和分离状态，常态下弹簧力使离合器中摩擦盘分开、制动器中摩擦盘压紧，工作时气压力使离合器中摩擦盘压紧、制动器中摩擦盘分开。
11、全面比较刚性和摩擦离合器的优、缺点。
（1） 刚性离合器结构简单，易于制造，运行条件简单（无需压缩空气支持），加工、运行、维护成本低，但由于它是刚性结合，有较大冲击，且起动后一定要运行一个周期而停在上死点，不能紧急刹车，安全性不高，同时无法寸动，对模具的安装调整也带来不便。
（2） 与刚性离合器比，摩擦离合器具有以下特点：动作协调，能耗降低，能在任意时刻进行离合操作，实现制动。但结构复杂，加工和运行维护成本相对提高，需要压缩空气做动力源。
12、曲柄压力机为何要设置飞轮？从曲柄压力机工作周期内能量消耗分析为何在通用曲柄压力机上进行拉深、冷挤压时要校核设备做功能力？
由曲柄压力机电力拖动特性可知，此电动机将相当大，若根据压力机负荷特性加装一飞轮后可以大大降低电动机功率，即在非工作的空转时期电动机对飞轮蓄能，在冲压工作时能量由飞轮提供，飞轮的蓄存和释放能量的方式是转速的加快和减缓，即在非冲压时期（包括滑块的上下行及停止时刻），电动机驱动飞轮使飞轮的转速加快，冲压工作时飞轮释放能量而转速降低，如此循环。
了解压力机在一个工作周期内的能量消耗是我们正确选用压力机的前提，由于电力拖动特性，在压力机工作时也可能出现冲压力不过载而做功过载。所以，要校核设备做功能力。
13、拉深垫的作用如何？
对中大型设备，在工作台下可选配拉深垫。有了拉深垫，可以在模具内增加一个相对动作，完成如冲裁压边、顶料、拉深压边等功能，扩大了压力机使用范围，简化了模具结构。
14、掌握压力机主要技术参数以及设备的选用方法。
主要技术参数:标称压力Fg（kN）以及标称压力行程sg（mm）；滑块行程s（mm）；滑块行程次数n（1/min）；最大装模高度H（mm）及装模高度调节量△H（mm）；工作台尺寸；模柄孔尺寸。
设备的选用方法：针对冲压件的工艺性质、产量大小以及精度选择压力机类型。在条件允许的情况下，选择相应的专用压力机；在条件不具备的情况下可选通用压力机。将冲压力的计算图与设备许用负荷图对比，当冲压力的计算图图形曲线全部落在压力机许用负荷图的安全区内时，即可初选该型号压力机。
15、分析双动拉深压力机工作循环图，结合拉深工艺描述设备拉深过程。

图是JB46-315双动拉深压力机的滑块工作循环图。内滑块运动规律与通用曲柄压力机滑块运动规律相似。外滑块为多机构驱动，作近似的间歇运动。工作时外滑块比内滑块提前10°-15°压住料坯，内滑块大约在α≤82°时开始拉深，到α=0°时拉深结束。回程时外滑块比内滑块滞后10°-15°，其目的是为了使工件不至卡在凸模上，这样外滑块的压紧角取100°-110°，当内滑块回到上死点时，外滑块已经超过上死点而向下走了一段距离，这段距离称为导前行程量，约等于滑块行程的0.1-0.15，“导前”能保证滑块在下次工作行程时提前压住毛坯，“导前”量也不能太大，要保证能从凹模中取出工件。双动拉深压力机也装有气垫，可在拉深结束后顶出工件，由于外滑块在回程时比内滑块滞后10°-15°，为了避免这10°-15°范围内气垫将工件顶坏，气垫应安装有回程滞后装置，使它与外滑块同步上升。

补充内容
压力机型
组
型
名称
组
型
名称
开式压力机
21
开式固定台压力机
闭式压力机
31
闭式单点压力机
22
开式活动台压力机
32
闭式单点切边压力机
23
开式可倾压力机
33
闭式侧滑块压力机

曲柄滑块机构是曲柄压力机的工作机构，亦是压力机的核心部分。
掌握曲柄压力机主要技术参数的意义：
曲柄压力机主要技术参数反映了一台压力机的工作能力、所能加工零件的尺寸，以及有关生产率等指标。掌握曲柄压力机主要参数的定义及数值，是我们正确选用压力机的基础。正确选用压力机关系到设备与模具的安全、产品质量、模具寿命、生产率和成本等。
双动拉深压力机的工艺特点：
1. 稳定可靠的压边力；
2. 运行平稳无冲击；
3. 易于机械化操作；
4. 合适的拉深速度。
PS
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