1.2.2 冲压加工专用压力设备
冲压加工使用的压力设备又称压力机,它是冲压生产中主要加工设备。即在加工中,用它所提供的压力作用于安装在其工作台面上的冲模使板料受压发生塑性变形,冲压出所需形状和尺寸的零件。
1.压力机的类型及应用范围
在冲压加工中,为了适应不同的冲压工作需要,多采用各种不同类型的压力机。目前,压力机的种类很多,按传动方式不同,主要可分为机械压力机和液压压力机两大类。其中,机械压力机应用最为广泛。其工作主要是靠机械传动增加的压力带动冲模冲压板料。
(1)开式曲柄压力机 开式曲柄压力机是通用型冲压设备。它主要可用于落料、冲孔、切边、浅拉深或成形等工序。开式曲柄压力机按连杆数目可分为单点压力机和双点压力机;按曲轴位置可分为纵放式压力机和横放式压力机;按工作台机构可分为固定台式压力机、升降台式压力机和可倾式压力机;按公称压力可分为小型曲柄式压力机(公称压力小于1MN)、中型曲柄式压力机(公称压力1~3MN)大型曲柄式压力机(公称压力大于3MN)三种类型。其床身多为C形,工作台三面敞开,便于左右、前后操作。
图1-3 开式曲柄压力机
1—机座 2—机身 3—飞轮 4—制动器 5—曲轴 6—离合器 7—大齿轮 8—连杆 9—调节螺钉 10—滑块 11—工作台 12—踏板系统
如图1-3所示,开式曲柄压力机主要由机身2、滑块10及传动系统、踏板系统12、制动系统等组成。压力机在工作时飞轮3由电动机通过减速齿轮传动,并通过与踏板系统12连接的离合器6操纵与曲轴5的脱离与接合。当离合器接合时,曲柄与飞轮3一起转动,位于曲轴前端的连杆8也被带动。而连杆又与滑块10连接,由于连杆运动,滑块则随之做上下往复运动,即带动装在滑块上的凸模进入/退出装在工作台11上的凹模,实现整个冲压过程。当离合器6在踏板系统12的操纵下脱离曲轴时,曲轴即停止运动,并在制动器4的作用下,使其停止在上死点位置,可准备第二次冲压。依此操作下去,即可实现连续批量生产。
(2)闭式曲柄压力机 闭式曲柄压力机多为大中型冲压机床。它与前述小型开式曲柄压力机的结构特征、公称压力大小虽有不同,但它们的基本构成相同。如工作机构(曲柄机构)、传动机构(电动机、带轮、传动轴、齿轮、离合器、制动器及飞轮等)。这种压力机多采用多级传动,分单点、双点和四点式压力机及上传动和下传动式压力机。其床身由横梁、左右立柱和底座组成,用螺栓拉紧。其刚性好,受力均匀。床身两侧为封闭状态,只有前后敞开,如图1-4所示。因此,其工作安全可靠、平稳,一般设有气垫装置,可用于卸料及拉深中的压边。闭式曲柄压力机主要用于冲孔、落料、切边、弯曲、拉深、成形等工序,是冲压加工通用设备,应用比较广泛。
图1-4 闭式曲柄压力机
1—飞轮制动器 2—液压泵 3—偏心轮 4—连杆 5—滑块 6—气垫 7—平衡器 8—油雾器 9—制动器 10—飞轮及离合器 11—轴承座
(3)闭式拉深压力机 闭式拉深压力机主要有单动、双动和三动,单点、双点和四点,上传动与下传动等多种结构形式。与上述曲柄压力机相比,这类压力机有可靠的压边装置,滑块行程较大,滑块运动过程中速度较慢、运动比较平稳,主要用于大、中型件及覆盖件的拉深、成形,是一种专用拉深机械。
(4)摩擦压力机 摩擦压力机与曲柄压力机一样具有增力的飞轮机构。它主要以螺纹传动机构来增力和改变运动方向,本身没有固定的上、下死点,但结构简单。摩擦压力机如图1-5所示。摩擦压力机主要用于切边、校平、弯曲等工序。
(5)液压压力机 液压压力机简称液压机。如图1-6所示,液压机主要以液体的静压力传动进行工作。即将高压液体压入液压缸内,借助于活塞推动滑块运行实现冲压过程。其动作平稳可靠,适用于冷挤压和复杂零件的拉深、成形。
随着现代冲压技术的发展,目前一些新型压力机不断涌现,如多工位自动压力机、精冲高速、冲模回转头等压力机的投入使用,为冲压生产提供了极大的方便。
2.冲压加工对压力设备的要求
压力设备是冲压加工最主要的加工设备。在选用及使用压力设备时,对其应有如下要求:
图1-5 摩擦压力机
1—机身 2—工作台 3—支架 4—螺母 5—螺杆 6—滑块 7—飞轮 8—支撑 9—轴 10、11—摩擦盘 12—带轮 13、14—连杆 15—手柄
图1-6 液压机
a)上压式液压机 b)下压式液压机
1—顶出缸 2—锁紧螺母 3—下横梁 4、10—活动横梁 5、11—立柱 6、12—上横梁 7、8—工作缸 9—活塞杆
1)冲压用的压力机,必须要与所完成的冲压工序性质、生产批量大小、冲压件的几何尺寸及精度相适应。
2)压力设备的精度与刚度,必须要满足冲压件的需求,以便获得较高的冲件尺寸精度。
3)压力设备的许用压力必须高于制品冲压全过程的变形及卸料力。
4)压力机的滑块行程应能保证坯料的顺利放进和制品零件的方便取出。
5)压力设备的功率必须要与所使用的冲模所需总功率大小相适应。
6)压力设备的装模高度必须要与使用的冲模高度相匹配。即冲压完成时,模具的高度应略小于压力机连杆调节到最小距离时由压力机垫板上平面到滑块底平面的距离。
7)压力设备应使用安全、可靠。