冲压与塑料成型设备专题报告_冲压与塑料成型设备

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冲压与塑料成型设备专题报告

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冲压与塑料成型设备专题报告

冲压机:

一、冲压机简介

压力机是用来为模具中的材料实现压机加工提供动力和运动的设备。曲柄压力机属于 械传动类压力机，是重要的压力加工设备，能进行各种冲压工艺加工，直接生产出来半成品或制品。因此，曲柄压力机在汽车、农用机械、电机电器、仪表、电子、医疗器械、国防、航空航天以及日用品等领域得到了广泛的应用。

生产中为适应不同零件的工艺要求，采用各种不同类型的曲柄压力机，这些压力机都有自己独特的结构形式和作用特点。通常可根据曲柄压力机的工艺用途及结构特点进行分类。

按机身结构形式不同，曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。开式压力机的机身形状类似于英文字母C，如图2-1所示，其机身工作区域三面敞开，操作空间大，但机身刚度差，压力机在工作负荷下会产生角变形，影响精度。所以，这类压力机的吨位比较小，一般在2000kN以下。开式压力机又可分为单柱和双柱压力机两种，图2-2所示为单柱偏心式压力机，其机身工作区域也是前面及左右三向敞开，但后壁无开口。图2-1所示的双柱压力机，其机身后壁有开口，形成两个立柱，故称为双柱压力机。双柱式压力机可实现前后送料和左右送料两种操作方式。此外，开始压力机按照工作台的结构不同可分为可倾式压力机(图2-1)、固定台式压力机(图2-2)、升降台式压力机(图2-3)

二、冲压机工作原理(以JC23-63压力机为例介绍)JC23-63压力机的工作原理如下:电动机1的能量和运动通过如图2-7所示。其工作原理如下:电动机1的能量和运动通过带传动传递给中间传动轴4，再由齿轮传动给曲轴9，经连杆11带动滑块12作上下直线移动。一次，曲轴的旋转运动通过连杆变为滑块的往复直线运动。将上模13固定于滑块上，下模14固定于工作台垫板15上，压力机便能对置于上、下模间的材料加压，依靠模具将其制成工件，实现压力加工。由于工艺需要，曲轴两端分别装有离合器7和制动器10，以实现滑块的间歇运动或连续运动。压力机在整个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为空程运动。为了使电动机的负荷较均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮，起到储能作用。该机上，大带轮3和大齿轮6均起飞轮的作用。

三、冲压机结构简图(以JC23-63压力机为例介绍)曲柄压力机一般由以下几个部分组成:(1)工作机构 工作机构一般为曲柄滑块机构，有曲轴、连杆、滑块、导轨等零件组成。

其作用是将传动系统的旋转运动变换为滑块的往复直线运动；承受和传递工作压力；在滑块上安装模具。

(2)传动系统 传动系统包括带传动和齿轮传动等机构。将电动机的能量和运动传递给工

作机构；并对电动机的转速进行减速，获得所需的行程次数。(3)操纵系统 如离合器、制动器及其控制装置。用来控制压力机安全、准确地运转。(4)能源系统 如离合器、制动器及其控制装置。用来控制压力机安全、准确地运转时的能量储存起来，在冲压时再释放出来。

(5)支撑部件 如机身，把压力机所有的机构连接起来，承受全部工作变形力和各种装置

各个部件的重力，并保证整机所要求的精度和强度。

此外，还有各种辅助系统和附属装置，如润滑系统、顶件装置、保护装置、滑块平衡装置、安全装置等。

四、滑块的调节步骤

图2-10所示为曲柄滑块机构的运动简图。根据滑块 与连杆的连接点B的运动轨迹是否位于曲柄旋转中心O和连接点B的连线上，将曲柄滑块机构分为节点正置(图2-10a)和结点偏置两种，而结点偏置又有正偏置和负偏置之分。当结点B的运动轨迹偏离OB连线位于曲柄上行侧时，称为结点正偏置(图2-10b)；反之，称为结点负偏置(图2-10c)。它们的受力状态和运动特性是有差异的，结点偏置机构主要用于改善压力机的受力状态和运动特性，从而适应工艺要求。如负偏置机构，滑块有急回特性，其工作行程速度较小，回程速度较大，有利于冷挤压工艺，常在冷挤压机中采用。正偏置机构，滑块有急进特性，常在平锻机中采用。

冲床手动式滑块调整(60T以下精密冲床标准为手动式滑块调整)

1、冲床手动式滑块调整结构组成：

(1)模高指示器(2)滑块高度调整杆(03-1301)(3)固定器

(4)导槽调整螺丝(左右)(5)导槽调整螺丝(前后)(6)顶料杆(13-0501)

(7)顶料板(13-1401)

2、冲床手动式滑块调整步骤：

(1)首先将固定螺丝松开。

(2)拿起棘轮手把套于滑块调整杆处如欲上升滑块，则顺时针方向旋转，若想下降冲床滑块则逆时针方向旋转。

(3)由模高指示器中可看出滑块正确的高度（最小单位0.1mm)。

(4)依照上述步骤，即可完成调整之程序。

3、冲床手动式滑块调整特别注意事项：

滑块调整时，请先查明模高之上限及下限，切莫超过所规定之上限及下限。

冲床电动式滑块调整(60T及60T以上精密冲床标准为电动式滑块调整)

1、冲床电动式滑块调整结构组成：

(1)滑块调整马达(2)模高指示器(3)顶料板

2、冲床电动式滑块调整步骤：

(1)将操作盘上之切换开关切至“ON”之位置。

(2)若欲上升可按下操作盘上之上升，若欲下降可按下操作盘之下降，放开押扣开关调整立即停止。

(3)滑块调整时可由滑块前面之模高指示器得知高度之多少，指示器之单位为0.1mm。

(4)当滑块调整至上限或下限时，指示器内之微动开关作动，调整立即自动停止。

(5)调整完成后切换开关调至切之位置。

(6)如运转冲床需押扣复归按钮，做复归动作，使紧急停止红灯灭，方可运转操作。

3、冲床电动式滑块调整注意事项

(1)滑块高度调整前请将顶料杆调到最高，以防模高调整时撞击它部。

(2)为使滑块调整力减轻，调整前请先将平衡器内之气压适度调整降低。

(3)调整作业时，按下紧急调整按钮，将切换开关转至“切”位置，以确保调整时的安全。

五、模具在冲压机上的安装与调试 5.1 模具在冲压机上的安装

1、冲模的安放

将闭合的冲模放在压力机的工作台垫板上，清洁上模上平面和冲床滑块下端面，用手或撬棒转动压力机的飞轮（大型压力机应该开启电动机），同时调整模具在工作台垫板上的位置，使模板处于压力机滑块的模柄孔内，用压块和其上的紧顶螺栓将模柄紧固，同时使模具上模座的上表面与压力机滑块的底面保持接触。

2、压紧下模

按上模进行校正下模的位置，然后用压板和螺栓把下模压紧定位。

3、调整装模高度

移去模具的上、下模之间的木质垫块，用手或撬棒转动飞轮使滑块移动到下死点，松开压力机调节螺杆的锁紧螺母，转动调节螺杆，使模具的凸模和凹模保持预定的位置，然后锁紧螺杆。

4、调节压力机滑块上的挡头螺钉的位置 对于需要刚性推料的模具，挡头螺钉的位置要适当，使得推料动作在压力机的上死点位置时发生，而对于不需刚性推料的模具应该使挡头螺钉的位置不妨碍模具的正常工作。

按上述步骤调整好压力机以后，方可接通电源，进行试冲。5.2 模具调整要点

1、凸凹模刃口相对位置的调整

对于无导向的冲模，上、下模安装在压力机上时，其工作零件（凸模与凹模）咬合，凸模进入凹模的深度要适中，不能太深和太浅，以能冲下制品为准。其调整是依靠调节压力机连杆长度来实现的。2、凸、凹模的间隙调整

对于有导向的冲模，只要能保证导向件运动灵活而无涩现象即可保证间隙均匀;对于无导向冲模，为了使间隙均匀，可以在凹模刃口周围衬以紫铜皮或硬纸板进行调整也可以用塞尺及透光测试方法在压力机上调整，直到上、下模的凸、凹模相互对中且间隙均匀后，再用螺钉紧固模板于压力机工作台面上，方可进行试冲。

3、定位装置的调整

在调整冲模时，应充分保证坯件定位的稳定、可靠性。并时常检查定位销、定位块、定位杆定位时是否合乎定位要求，有无位置便宜。假如位置不合适及定位形状不准，应及时休整其位置和形状，必要时要更换定位零件。

4、卸料系统的调整

卸料系统的卸料板（顶件器）要调整至与冲件贴合；卸料弹簧或卸料橡皮弹力要足够大；卸料板的行程要调整到足够使制品卸出的位置；漏料孔应畅通无阻；打料杆、推料杆应调整到顺利将制品推出，不能有卡住、发涩现象。

5、导向系统调整

模具的导柱、导套要有良好的配合精度，不能发生位置偏移及发涩现象。

油压机:

一、油压机简介

油压机是锻压机械的一大类，其产量仅次于机掀爪力机。油压机是一系列通用性压制设备，如粉末制品成型、塑料制品成型、冷（热）挤压金属成型薄板、薄板接伸以及冲压、弯曲、翻边、校正等工艺。油压机具有独立的动力机构的电气系统采用按钮集中控制，可实现调整、手动及半自动三种工作方式；油压机的工作压力、压制速度和滑块行程，均可根据工艺需要进行调整，并能完成顶出工艺、不带顶出工艺、拉伸工艺三种工艺方式，每种工艺又为定压定程两种工艺动作供选择，定压成型工艺在压制后具有保压延时自动回程。压油机除具有上述功能外，顶出缸还具有顶出、延时、自动退回。油压机适用于塑性材料的压制工艺。

油压机是一种通过专用液压油作为工作介质，通过液压泵作为动力源，靠泵的作用力使液压油通过液压管路进入油缸/活塞，然后油缸/活塞里有几组互相配合的密封件，不同位置的密封都是不同的，但都起到密封的作用，使液压油不能泄露。最后通过单向阀使液压油在油箱循环使油缸/活塞循环做功从而完成一定机械动作来作为生产力的一种机械

油压机由主机及控制机构两大部分组成。油压机主机部分包括机身、主缸、顶出缸及充液装置等。动力机构由油箱、高压泵、低压控制系统、电动机及各种压力阀和方向阀等组成。动力机构在电气装置的控制下，通过泵和油缸及各种液压阀实现能量的转换，调节和输送，完成各种工艺动作的循环。利用帕斯卡定律制成的利用液体压强传动的机械，种类很多。用途也根据需要是多种多样的。如按传递压强的液体种类来分，有油压机和水压机两大类。水压机产生的总压力较大，常用于锻造和冲压。锻造水压机又分为模锻水压机和自由锻水压机两种。模锻水压机要用模具，而自由锻水压机不用模具。我国制造的第一台万吨水压机就是自由锻造水压机。油压机按结构形式现主要分为：四柱式油压机、单柱式（C型）油压机、卧式油压机、立式框架油压机等。油压机主要分为金属成型液压机、折弯液压机、拉伸液压机、冲裁液压机、粉末（金属，非金属）成型液压机、压装液压机、挤压液压机等

二、油压机的工作原理

液压机的基本工作原理是静压传递原理(即帕斯卡原理)，它是利用液体的压力能，靠静压作用使工件变形，达到成形要求的压力机械，因其传递能量的介质为液体，故称为液压机。

液压机的工作介质主要有两种，采用乳化液的一般称为水压机，采用油的称为油压机，两者统称为液压机。

液压机的基本工作原理如图4-1所示。在充满液体的连通容器里，一端装有面积为A1的小柱塞，另一端装有面积为A2的大柱塞，柱塞和连通器之间设有密封装置，使连通管内形成一个密闭的空间。当在小柱塞上施加一个外力F1时，则作用在液体上的单位面积压力为p=F1/A1，按照帕斯卡原理，这个压力p将传递到液体的全部，其数值不变，方向垂直于容器内表面。因而在连通管另一端的大柱塞上，作用于其表面的单位压力也为p，使大柱塞上产生F2=pA2=F1A2/A1的向上推动力。

可见，在小柱塞上施加一个较小的力，便可在大柱塞上获得放大了若干倍的较大的力。例如Y32-300型液压机，高压泵提供压力油的压力为20MPa，液压缸的工作活塞直径为440mm，则工作活塞能获得3000kN的作用力。

三、油压机的结构原理图（以Y32-300型液压机为例介绍，具体见图4-4）:

一、本体部分 1.机身

Y32-300型液压机机身属于四立柱机身(图4-5)。目前四立柱机身在液压机上应用最广。我国自行设计与制造的120000kN大型水压机也是采用四立柱结构的机身。四立柱机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成，每根立柱都有三个螺母分别与上下横梁紧固连接在一起，组成一个坚固的受力框架。

液压机的各个部件都安装在机身上，其中上横梁的中间孔安装工作缸，下横梁的中间孔安装顶出缸。活动横梁靠四个角上的孔套装在四立柱上，上方与工作缸的活塞相连接，由其带动上横梁上下运动。为防止活动横梁过度降落，导致工作活塞撞击工作缸的密封装置(图4-6)，在四根立柱上各装一个限位套，限制活动横梁下行的最低位置。上、下横梁结构相似，采用铸造方法铸成箱体结构。下横梁(工作台)的台面上开有T形槽，供安装模具用。机身在液压机工作过程中承受全部工作载荷，立柱是重要的受力构件，又兼作活动横梁的运动导轨用，所以要求机身应具有足够的刚度、强度和制造精度。

2.工作缸

工作缸采用活塞式双作用缸，如图4-6所示，靠缸口凸肩与螺母紧固在上横梁内。在工作缸上部装有充液阀和充液油箱。活塞上设有双向密封装置，将工作缸分成上下腔，在下部缸端盖装有导向套和密封装置，并借法兰压紧，以保证下腔的密封。活塞杆下端与活动横梁用螺栓刚性联接。

3.活动横梁

活动衡量是立柱式液压机的运动部件，它位于液压机本体的中间。活动横梁的结构如图4-7所示。为减轻重量又能满足强度要求，采用HT200铸成箱体结构，其中间的圆柱孔用来与上面的工作活塞杆连接，四角的圆柱孔内装有导向套，在工作活塞的带动下，靠立柱导向作上下运动。在活动横梁的底面同样开有T形槽，用来安装模具。4.顶出缸

在机身下部设有顶出缸，通过顶杆可以将成形后的工件顶出。Y32-300型液压机的顶出缸结构如图4-8所示，其结构与工作缸相似，也是活塞式液压缸，安装在工作台底部的中间位置，同样采用缸的凸肩和螺母与工作台紧固联接。

四、液压系统的结构原理（以Y32-300型液压机液压系统为例(图4-9)）

1)泵11为BFW型偏心柱塞泵，公称力为20MPa，公称流量为40L/min。

2)阀1为溢流阀，调定压力是系统的工作压力20MPa。当压力超过限压20MPa时，油液通过阀1稳压溢流，它是液压系统的安全保护阀。

3)阀2为溢流安全阀，调定压力为22MPa，起限制液压系统最高压力的作用。

4)阀3和阀5分别为顶出缸和工作缸的手动换向阀，两阀作串联连接。这样，当阀3处于停止位置时，无论阀5放在任何位置，压力油都可通过阀3和中位流回油箱卸荷。这种连接使两个缸起互锁作用，保证工作缸工作于顶出缸顶出不同时动作。

5)阀4为单向阀，调定压力为1.0~1.2MPa。它的作用不仅保证压力油只能单向流动，而且当油液单向通过时，油压必须等于或大于调定的压力，所以该阀又称背压阀。

6)阀7为液控单向阀，它在系统中起平衡作用，防止活动横梁产生超前速度，并使活动横梁稳定地停止在所需要的位置上。

7)阀6为溢流阀，它在系统控制回程时防止工作缸下腔出现超压状态。

8)阀8为液控单向阀，工作时起保压作用，回程时起工作缸上腔先卸压后回程的作用。9)充液阀9和充液邮箱10在活塞靠自重下行时，依靠负压对工作缸充液，以提高空行程的速度。

五、下压油缸的结构及特点

工作缸采用活塞式双作用缸，如图4-6所示，靠缸口凸肩与螺母紧固在上横梁内。在工作缸上部装有充液阀和充液油箱。活塞上设有双向密封装置，将工作缸分成上下腔，在下部缸端盖装有导向套和密封装置，并借法兰压紧，以保证下腔的密封。活塞杆下端与活动横梁用螺栓刚性联接。

当压力油从缸上腔进入时，缸下腔的油液排至油箱，活塞带动活动横梁向下运动，其速度较慢，压力较大。当压力油从缸下腔进入时，缸上腔的油液便排入油箱，活塞向上运动，其运动速度较快，压力较小，这正好符合一般慢速压制和快速回程的工艺要求，并提高生产率。

Y32-300型液压机只有一个工作缸，对于大型且要求压力分级的液压机可采用多个工作缸。液压机的工作缸在液压机工作时承受很高的压力，因而必须具有足够的强度和韧性，同时还要求组织致密，避免高压油液的渗漏。目前常用的材料有铸钢、球磨铸铁和合金钢，直径较小的液压缸还可以采用无缝钢管。