精品曲柄压力机课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二章,曲柄压力机,1,2,2.1,曲柄压力机的工作原理与型号分类,2.2,曲柄滑块机构的运动与受力分析,2.3,通用曲柄压力机主要零部件结构,3,2.1,曲柄压力机的工作原理与型号分类,一、曲柄压力机的,工作原理,二、曲柄压力机的,组成,三、曲柄压力机的,分类,四、曲柄压力机,型号表示,4,一、工作原理,通过,曲柄连杆机构,将电动机的旋转运动转化为滑块的往复直线运动。,5,动画：,曲柄连杆机构,注意：,1,、 动画中上死点位置有误！,2,、 两个名词：,上死点、下死点,比较：汽车发动机中活塞,-,连杆,-,曲轴的运动,6,曲,柄,压,力,机,原,理,图,7,1,、 传动过程,电动机,1,大带轮,3,、小齿轮,4,大齿轮,5,、曲柄,7,连杆,9,滑块,10,、上模,11,皮带传动：,平带（易打滑）；,V,形带（三角带，不易打滑，可传递较大的动力）,8,2,、 多级减速的目的,降低滑块每分钟的,行程次数,；,增加滑块可承受的工作载荷。,3,、飞轮、离合器、制动器的作用,飞轮：储存和释放能量,离合：飞轮和曲轴之间的离合,制动：使,曲轴、连杆、滑块,停止运动,9,二、曲柄压力机的组成, 工作机构, 传动机构, 操作机构, 能源部分, 支承部分, 辅助部分,10,1,、 工作机构（设备的工作执行机构）,由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动转化为往复直线运动。,2,、 传动机构,由,带传动,和,齿轮传动,组成，将能量传到工作机构。传动过程中，转速逐渐降低，转矩逐渐增加。,11,3,、 操作机构,由离合器、制动器及相应的电气器件组成。控制工作机构的运行状态，实现间歇或连续工作。,4,、 能源部分,由电动机和飞轮组成，开机后电动机对飞轮进行加速。压力机短时工作能量由飞轮提供（飞轮起作储存和释放能量的作用）。,12,是否每台压力机都必须有飞轮？,13,5,、 支承部分,由机身、工作台和紧固件组成，把压力机所有零部件连成一个整体。,6,、 辅助部分,气路系统、润滑系统、过载保护系统、气垫、快换模、打料装置、监控装置等，起到提高压力机的安全性和操作方便性的作用。,14,三、曲柄压力机的分类,1,、 按机身结构来分, 开式压力机,机身不封闭，呈,C,形，操作方便，刚性差。适用于小型压力机。,闭式压力机,机身为封闭框架，左右封闭，前后敞开，刚性好。适用于中大型压力机。,15,开,式,压,力,机,16,闭,式,压,力,机,17,2,、 按滑块数量来分, 单动压力机：仅一个滑块,双动压力机,：有内外两个滑块，适合于大,型制件的拉深成形。能够实现：,o,恒定压边间隙,（曲柄压力机）；,o,恒定压边力,（液压机）。,了解：板料拉深成形对压边的要求,18,19,3,、 按连杆数量来分, 单点压力机（,1,个连杆）, 双点压力机（,2,个连杆）, 四点压力机（,4,个连杆）,4,、 按传动系统所在位置来分, 上传动压力机, 下传动压力机（设备重心低，运行稳定）,20,21,22,注意：, 图中有几根曲轴, 曲轴旋转的方向,为什么？,23,5,、 按工艺用途来分, 通用曲柄压力机, 拉深压力机, 热模锻压力机, 冷挤压机,了解成形工艺对设备力、能、行程的要求！,24,四、曲柄压力机的型号,根据,JB/T9965-1999,的规定，曲柄压力机型号由,汉语拼音、英文字母和数字,表示：,J () ,(), ,25,例如：,JA23-63A,（若是标准型号，则第,2,、,7,位无内容）,第,1,位：类代号（,J,：机械压力机；,Y,：液压机）,第,2,位：变形设计代号（表示次要参数在基本型号上所,作的改进，以,A,、,B,、,C,表示）,第,3,位：压力机组别（,2,：开式曲柄压力机；,3,：闭式曲,柄压力机）,第,4,位：压力机型别（,1,：固定台式曲柄压力机；,2,：活,动台式曲柄压力机）,第,5,位：分隔符“,-”,第,6,位：公称压力（,X10KN,）,第,7,位：改进设计代号（对设备的结构和性能所作的改,进，以,A,、,B,、,C,表示）,26,27,可,倾,式,曲,柄,压,力,机,28,工作台类型：,O,固定台,O,可倾台,O,升降台,O,可移动台,O,回转台,29,2.2,曲柄滑块机构的运动与受力分析,一、曲柄滑块机构的运动分析,二、曲柄滑块机构受力分析,30,一、曲柄滑块机构的运动分析,滑块,位移,与曲柄转角的关系,滑块,速度,与曲柄转角的关系,滑块,加速度,与曲柄转角的关系,先按教材上的公式讲，看看有什么问题,31,1,、 滑块位移与曲柄转角的,关系,设曲柄半径为,R,，连杆,长度为,L,，滑块速度,v,向下,为正，,s,为,B,点距下死点的,距离,(,滑块位移,2R-s),，有：,32,令： 则有：,采用幂级数展开，并取近似得：,33,2,、 滑块速度与曲柄转角的关系,滑块速度：,34,3,、 滑块加速度与曲柄转角的关系,加速度（向下为正）：,35,对照,s,、,v,、,a,的公式，看看该图有何问题,36,还是看看,EXCEL,图形吧,37,注意：,1,） 上、下死点在曲线何处？,2,） 滑块从何处开始运动？又停于何处？,3,） 曲柄旋转一周，位移、,v,、,a,有何特点？,4,）,a,、,v,、位移之间的积分关系是否满足？,5,） 各条曲线的走向问题。,其实，这个图应该这样看,38,扭别太，图看向方个这从 ,39,还是改改角度,(,从,180,变到,-180),，重新看看,EXCEL,图形吧,40,最好采用以下设置：,坐标原点取在下死点,(,设此处,=0),，则曲柄旋,转过程中 ，滑块位,移为,s,，位移、速度、加,速度均向上为正！,41,此时滑块位移及速度分别为：,该式与原公式相同，但原公式用,2R-S,表示位移。,42,滑块加速度为：,该式与原公式差一个负号。,按照上述三个公式，加速度、速度、位移三条曲线该怎么改变？,43,44,二、曲柄滑块机构受力分析,1,、 理想状态下,(,忽略摩擦,),45,1,） 连杆和导轨的受力,设工件变形力为,F,并近似认为滑块处于静,力平衡状态，则：,46,2,） 曲轴受扭矩,设工件变形力为,F,并,近似认为滑块处于静力平,衡状态，则：,47,由于：,则：,48,上述分析表明：,变形力,F,一定时，,角越大，则曲轴所受,的扭矩 越大，压力机易闷车。, 当 一定时，机构能够承受的变形力随,角的减小而增加。即在,=0,时机构能够,承受的变形力最大。,看看,EXCEL,图形,49,显然，机构能够承受的变形力与曲柄转角,角有关，,那这个设备的吨位究竟算多少呢？,50,公称压力角 、公称压力 、,公称压力行程,。,思考：如何确定,剪板机,和,拉深压力机,的公称压,力和公称压力角？,51,公称压力角处：,由于设备能够承受的扭矩是恒定的，以 为计算依据，则设备允许的最大受力：,52,3,） 压力机许用负荷图,53,注意：, 在公称压力行程以外，压力机能够承受的,力小于公称压力；, 在公称压力行程以内，模具工艺力也不能,大于公称压力；, 把许用负荷图作为选择设备的依据。若缺,乏许用负荷图，应使设备,在公称压力及公,称压力行程范围内工作,。,54,2,、 实际情形下曲柄滑块机构的受力与许用负,荷图,（考虑摩擦）,o,曲轴支承颈和轴承之间,o,曲柄颈和连杆轴承之间,o,连杆销和滑块之间,o,滑块和导轨之间,55,56,2.3,通用曲柄压力机主要零部件结构,一、曲柄滑块机构 ,二、机身,三、离合器与制动器 ,四、动力与传动系统,五、辅助装置,57,一、曲柄滑块机构,提供模具工作所需的成形力和位移，同时提供一些辅助功能（如：装模高度调节、过载保护、顶件等）。,1,、 几种典型的曲柄滑块机构,曲轴式,偏心齿轮式,偏心轴式,曲拐轴式,58,曲轴、连杆,59,60,1,）,曲轴式,偏心距固定不变，压力机行程不能调节，适用于行程较大的中小压力机。,2,）,偏心轴式,偏心距及行程可调节（加偏心套）。,3,）,曲拐轴式,偏心距及行程可调节（加偏心套）。,61,注意：,以上三种结构，曲轴同时受,弯矩,和,扭矩,作,用！,当扭矩仅从曲轴一端传入时，曲轴各段的,受力情况如何？,62,63,4,）,偏心齿轮式, 偏心齿轮由谁来驱动？有何作用？芯轴是,否转动？, 芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负,荷分配合理，制造方便；, 芯轴直径较大，有一定的磨损。适用于中,大型压力机和冷挤压机。,64, 此处重点分析偏心齿轮工作时的受力情况, 然后，看看这些设备采用了何种曲柄滑块,机构,65,66,67,68,飞,轮,哪,去,了,？,69,南孚的，飞轮呢？,70,模具很不错，润滑和冷却相当好！,71,生产,5,号电池壳的，速度很快（,160,次,/,分）,72,曲轴式,注意：,轴瓦,压塌块,模具安装,调节螺杆,打料横杆,73,模具安装,74,注意：,1,） 此类连杆与滑块铰接处为何用球头？,2,） 连杆长度的调节（装模高度的调节）, 手动调节（小型压力机，滑块较轻时）, 机动调节,3,） 如何打料？,4,） 设备过载保护装置,对压塌块剪切后产生的高度差有何要求？,75,前面讲过：把许用负荷,图作为选择设备的依据。,若缺乏许用负荷图，应,使设备,在公称压力及公,称压力行程范围内工作,。,则要求：,H1,H2,公称压力行程！,76,偏心齿轮式,注意：,飞轮呢？,连杆长度如何调？,又用轴瓦？,轴瓦怎么制造的？,77,曲拐轴式,注意：,上面那个红,色的零件,轴瓦的位置,78,2,、 滑块行程的调节（加偏心套）,注意：, 连杆装在哪里？, 曲拐轴回转中心在哪里？滑块行程,=,？,79,3,、 装模高度的调节方式,调节连杆长度,调节滑块高度,调节工作台高度,调节行程（偏心距）,两个概念（见下页图）：, 最大装模高度, 装模高度调节量,80,81,调,节,滑,块,高,度,82,注意：,调节连杆长度就能调节装模高度，为什么还要用调节滑块高度呢？,83,4,、 过载保护装置,压塌块式过载保护装置,液压式过载保护装置,注意：哪个面被剪切？双面剪切为何不等厚？,84,注意：,阀的结构,油路,虚线？,读懂图！,85,溢流阀,注意油管孔径！,86,三位四通电磁阀,87,5,、 模具的装夹和打料机构,1,） 模具的装夹,上模：, 模柄孔,小型模具, 模柄孔、压板,中小型模具, 压板、螺钉紧固,中大型模具, 气压快速夹持器,快换模设备,下模：, 压板、螺钉紧固,88,89,90,2,） 打料机构：,刚性打料、气动顶料,91,二、机身,1,、 开式机身,92,93,2,、,闭,式,机,身,94,注意：,为什么要预紧？预紧力多大为好？,95,三、 离合器与制动器,想想：,(,机械零件,),离合器和联轴器有何区别？,96,1,、 离合器（,刚性离合器、摩擦离合器,）, 思考：, 为什么要离合？,实现间歇工作；,考虑安全；,节能；,便于给飞轮补充能量。,97, 最好在何处离合？,传动到飞轮后即离合。,为何不在靠近电机处离合？,（和,汽车离合器的位置,进行比较）,没有飞轮的压力机呢？, 离合器“离”后设备的运动？, 怎么离合？,98,汽车离合器的位置：,靠近动力源,99,汽车离合器的位置：,100,1,） 刚性离合器,依靠刚性结合零件使主动、从动部件产生连接或分离。,转键式,（单转键、双转键）：最常见, 滑销式, 牙嵌式, 滚柱式,101,(1),转键式离合器的结构和工作原理, 工作原理,依靠转键的转动来实现,飞轮和曲轴的分离和接合,。, 转键的结构,102,103, 离合过程,注意： 关闭器、弹簧及尾板的动作。, 曲轴旋转一周有几个位置可以离合？, 工作机构何时动能最大？最小？, 最好在滑块行程中的何处离合？,上死点处,(,便于装模，动能小易制动,),104, 双转键离合器主键和副键的作用,双 转 键,：一个主键、一个副键,主键的作用,：传递工作载荷和能量,副键的作用：,主要是,避免,“,超前运动,”,105,副键的作用：,主要是,避免,“,超前运动,”,从动件,运动速度比,主动件,还快！,想一下汽车的,“,反拖,”,106,副键的作用：,在滑块下行时，防止因曲柄滑块机构,自重，造成曲柄转动超前于大齿轮而,造成工作键与大齿轮冲击；,可防止滑块回程时，由于拉深垫或弹,性压边圈的回弹力而引起超前；,调整模具时，能使曲柄反转。,107, 离合器的灵敏度,注意：图中的四个槽,两个槽时：最长需要等飞轮转过一周，曲,轴和飞轮才能接合。,四个槽时：最长需要等飞轮转过,1/4,周，,曲轴和飞轮就能接合。,108,109,(2),转键,式离,合器,的操,作机,构,110,(3),转键式离合器的特点, 结构简单，易于制造, 刚性结合，冲击较大, 不能,寸动, 不能紧急停车，只能停在,上死点,，安全性,不高。,该种离合器多用于小型压力机。目前已较少使用，不够安全。,111,2,） 摩擦离合器,(1),分类,按照摩擦面的形状分：, 圆盘式, 浮动镶块式, 圆锥式,112,浮动镶块式摩擦离合器,113,按照工作环境分：, 干式：摩擦单元露在空气中, 湿式：摩擦单元浸在油里,114,(2),工作原理,通过摩擦盘使主动部分（飞轮）和从动部分（曲轴）分离或接合。,注意：,o,区分主动、从动、静止三个部分,o,主动部件和从动部件的的离、合,离合器,o,主动部件和,始终静止,部件的离、合,制动器,o,常态下：离合器处于离的状态（曲轴不转）,115,离合、制动动作如何协调？,同时进气同时排气,116,离合、制动的动作,如果不,协调,？,想想：同时踩下汽车（前驱、后驱）的,油门,和,制动,（手刹、脚刹）会有什么效果？,如：前驱,+,脚刹,-,前驱,+,手刹,-,如果同时将,方向盘打死,又怎么样？,117,(3),摩擦离合器的特点,优点：, 结合平稳，无冲击，噪声小, 能在任意时刻进行离合，较为安全, 可寸动（与制动器配合可随时进行,紧急刹车）,缺点：, 结构复杂，成本高, 需要压缩空气作动力源,118,项目,摩擦离合器,刚性离合器,曲柄在任何位置都能接合与脱开,能,不能,微动，紧急停止,能,不能,高速性（在高速下能使用）,良好,不良,吨位限制,无限制,不能用于大吨位,防止超负荷,能,不能,安全性,良好,较差,接合时的冲击,平稳,大,结构,复杂,简单,接合面相对滑动,有,无,摩擦离合器与刚性离合器的比较,119,2,、 制动器, 圆盘式制动器（如：摩擦制动器）, 闸瓦式制动器, 带式制动器（偏心式、凸轮式、气动式）,120,1,） 摩擦制动器,121,2,） 带式制动器, 偏心带式制动器, 凸轮带式制动器, 气动带式制动器,122,123,偏心带式制动器 制动力特点,:,o,整个行程中始终存在着制动作用,o,滑块下行时制动力逐渐减小,o,滑块上行时制动力逐渐加大,124,125,气动带式制动器：,进气时弹簧受压缩，制动带松开，排气时弹簧拉紧制动带，产生制动作用。,气动带式制动器,和摩擦离合器配合使用，可在任意角度制动曲轴，这与经常有制动作用的制动器相比，可降低能耗和摩擦材料的磨损。,思考：凸轮带式制动器的工作原理,126,凸轮带式制动器 制动力特点,:,o,整个行程中始终存在着制动作用,o,滑块下行时制动力较小且恒定,o,滑块上行时制动力较大且恒定,气动带式制动器 制动力特点,:,o,整个行程中始终存在着制动作用,o,平时制动力较小且恒定,o,制动工程中,(,气缸排气,),制动力较大且恒定,127,总结：,1,） 整个行程中,带式制动器,始终存在着制动作,用，这会增加设备的能耗，加速摩擦材料,的磨损。因此该种制动器常与刚性离合器,配合用于小型压力机。,2,）,带式制动器,的制动力是由弹簧提供的，有,弹簧的制动器比仅用气缸制动的制动器工,作更可靠。,3,）,带式制动器,结构简单，散热条件好，但制,动力矩较小，只适用于小型压力机。,128,2.4,曲柄压力机主要技术参数及选用,一、主要技术参数,二、曲柄压力机的选用,129,一、主要技术参数,1,、 公称压力,曲柄旋转到公称压力角时，滑块允许承受的最大作用力。,2,、 公称压力行程,曲柄从公称压力角旋转至下死点时，滑块所走过的距离。,130,3,、 最大装模高度, 装模高度：滑块处于下死点时，滑块下表,面到,工作台垫板上表面,之间的距离。, 最大装模高度：装模高度调节装置将滑块,调到最高位置，且工作台调到最低位置时,的装模高度值。,装模高度调节方法：,调节连杆长度 ；调节滑块高度；,调节工作台高度；调节偏心距（行程）。,131,132,4,、 装模高度调节量,装模高度调节装置所能调节的最大距离。,5,、 压力机封闭高度,当滑块处于下死点时，滑块下表面到,工作台上表面,之间的距离。它和装模高度之差等于垫板的厚度。,133,注意：, 模具的封闭高度：,指模具在最低工作位置时，上模板的上表面与下模板的下表面之间的距离。,模具的封闭高度应与压力机的装模高度相适应，要求：模具的封闭高度最大装模高度, 模具的存放和安装：,在模具闭合状态（在最低工作位置）下存放和安装。,134,6,、模柄孔尺寸,7,、工作台尺寸,8,、漏料孔尺寸,9,、滑块行程、滑块行程次数,135,136,二、设备选用（举例说明）,1,、 计算变形力,这是选择设备吨位的主要依据，还要考虑,推料力、顶料力、卸料力,等，注意：, 不同冲压工序的力,-,行程曲线；, 单工位模具、复合模、连续模的力,-,行程曲,线；, 压力机的许用负荷图。,137,2,、 变形能的确定（一般不考虑）, 短时变形能由飞轮提供；, 电机不断给飞轮补充能量；, 大致估算电机功率是否足够。,（根据公称压力、公称压力行程、行,程次数,估算电机功率,）,138,3,、设计模具、根据变形力初选设备, 有能力,：校核变形力、变形能；, 装得上,：校核安装尺寸（上、下模板尺寸，,封闭高度，模柄尺寸等）；, 行程够,：校核行程；, 能漏料,：校核漏料孔尺寸。,4,、协调模具和设备，最终选定设备,139,140,