曲柄压力机课件.ppt

1、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一、工作原理 通过将电动机的旋转运动转化为滑块的往复直线运动。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：曲柄压力机原理图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）2、多级减速的目的 降低滑块每分钟的；增加滑块可承受的工作载荷。3、飞

2、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。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）。是否每

3、台压力机都必须有飞轮？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。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。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：（曲柄压力机）；（液压机）。3、按连杆数量来分 单点压力机（1个连杆）双点压力机（2

4、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）注意：图中有几根曲轴 曲轴旋转的方向为什么？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 冷挤压机四、曲柄压力机的型号 根据JB/T9965-2019的规定，曲柄压力机型号由表示：J ()()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

5、；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）可倾式曲柄压力机工作台类型：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t)cosLcosR()LR(s1、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

6、死点的距离(滑块位移2R-s)，有：令：则有：采用幂级数展开，并取近似得：22sin111)cos1(RsLR2cos14)cos1(Rs2、滑块速度与曲柄转角的关系 滑块速度：2sin2sinRdds.dtd.ddsdtdsdt)sR2(dv3、滑块加速度与曲柄转角的关系 加速度（向下为正）：2coscosR2sin2sinRdd.ddv.dtd.ddvdtdva2 对照s、v、a的公式，看看该图有何问题还是看看 EXCEL图形吧注意：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

7、向问题。其实，这个图应该这样看 扭别太，图看向方个这从 还是改改角度(从180变到-180)，重新看看 EXCEL图形吧最好采用以下设置：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！t.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。2cos14)cos1(Rs2sin2sinRdds.dtd.ddsdtdsv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？2coscosR2sin2sinRdd.ddv.dtd.ddvdtdva2二、曲柄滑块机构受力分析1、理想状态下

8、(忽略摩擦)tan.cosFQFFAB导轨受力：连杆受力：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：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：)sin.coscos.(sin.)sin(.RFRFODFMABABABL由于：则：)2sin2(sin.)sin(.RFRFODFMABABLsin.sin1cosFFAB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LMLM 显然，机构能够承受的

9、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？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？ggF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：)2sin2(sin.ggggLRFMgLM)2sin2(singggLRMF3）压力机许用负荷图注意：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。2、实际情形下曲柄滑块机构的受力与许用负 荷图（考

10、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 曲轴、连杆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）。注意：以上三种结构，曲轴同时受弯

11、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？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。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 机构生产5号电池壳的，速度很快（160次/分）曲轴式注意：轴瓦压塌块模具安装调节螺杆打料横杆 模具安装注意：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

12、生的高度差有何要求？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：H1H2 公称压力行程！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？曲拐轴式 注意：上面那个红 色的零件 轴瓦的位置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=？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 装模高度调节量调节滑块高度注意：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？4、过载保护装置 压塌块式过

13、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？注意：阀的结构油路虚线？读懂图！溢流阀 注意油管孔径！三位四通电磁阀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2）打料机构：刚性打料、气动顶料二、机身1、开式机身2、闭式机身注意：为什么要预紧？预紧力多大为好？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？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。最好在何处离合？传动到飞轮后即离合

14、。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？汽车离合器的位置：靠近动力源汽车离合器的位置：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(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 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)双转键离合器主键和副键的作用 双 转 键：一个主键、一个副

15、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”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”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。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。(2)转键式离合器的操作机构(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

16、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。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 圆锥式浮动镶块式摩擦离合器 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(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）离合、制动动作如何协调？同时进气同时排气离合、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

17、 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？(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摩擦离合器与刚性离合器的比较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）1）摩擦制动器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 气动带式制动器：进气时

18、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

19、）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。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。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

20、块高度；调节工作台高度；调节偏心距（行程）。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。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。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。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）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140谢谢！谢谢！141