锻压设备理论与控制 总结_自动控制理论总结

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1.分类：a工作原理：液压机：液体传动，气动压力机：气体传递压力，电磁压力机：电磁力工作，机械传动类压力机（曲柄压力机，螺旋压力机）：机械机构传递压力。B外形：开式（机身刚度差，在工作负荷下会产生角变形，主要用于小吨位场合。），闭式（机身形状对称，刚度高，精度好，大、中型压力机几乎都采用此结构。）压力机。

2.工作原理：电动机、小带轮、大带轮、小、大齿轮、离合器、曲柄、制动器、滑块、上、下模、垫板、工作台、导轨、3.机构组成：

1、传动系统：由带传动、齿轮传动机构将电动机的运动传递给工作机构。

2、工作机构：由曲柄滑块机构将传动系统的旋转运动变为滑块的往复运动。

3、操纵系统：由离合器、制动器等控制系统，保证压力机安全、准确地运转。

4、能源系统：电动机＋飞轮。

5、支承部件：机身、工作台和紧固件等。

6、辅助系统：过载保护装置、打料装置、润滑系统等。

4.技术参数：

1、标称压力Fg（滑块距离下死点前某一特定距离sg或曲柄旋转到距离下死点前某特定角度时，滑块所容许承受的最大作用力）及标称压力行程sg.2、滑块行程S.3、滑块行程次数n.4、最大装模高度H1及装模高度调节量△H（压力机的装模高度----指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。没有垫板的压力机，其装模高度等于压力机的闭合高度。模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。）1.5、工作台板及滑块底面尺寸。

6、喉深（开式，单柱式）。

5.曲柄滑块的驱动形式：

1、曲轴驱动式（曲柄半径R较大，适用于滑块行程较大的压力机）

2、偏心轴驱动式（曲柄颈短而粗支座间距小，结构紧凑，刚性好。缺点是偏心直径大，摩擦损耗多，制造困难适用于行程小的压力机）

3、曲拐驱动式（曲拐颈在轴的一端，形成悬臂，刚性较差适用于开式单柱压力机）

4、偏心齿轮驱动式（应用于中大型压力机，芯轴仅受弯矩，偏心齿轮受扭矩作用，负荷分配合理，加工制造也方便，但偏心轴直径大，有一 定磨损功耗）

6.曲轴驱动式（曲轴，连杆、滑块）特点：

1、可设计成较大的曲柄半径，但曲柄半径一般是固定，即行程不可调。

2、曲轴在工作中既受弯矩，又受扭矩，且所受力不断变化，故对曲轴的加工要求较高。

3、大型曲轴的锻造困难，故曲轴式的曲柄滑 块机构在大型压力机上受到限制。7.连杆机构(球头式-调节连杆长度、柱销式-调节滑块高度(柱销式连杆柱面式连杆)、柱塞导向连杆)8.滑块：箱形结构，与连杆、T型槽或模柄孔，用于安装模具的上模。作用：在曲柄连杆驱动下，沿机身导轨z做上、下往复运动，并直接承受上模传递的工作负荷。要求：有足够的强度，导向面与导轨之间的间隙要合适。

9.导轨形式：（双对称布置的90度V型-多数开式压力机使用）矩形导轨-导向精度高，磨损小，间隙调整比v型困难）四面斜导轨-是个推拉螺钉调整，滑块运动精度高，调节困难）八面平导轨-精度高，调节方便）

10.离合器-实现工作机构与传动机构的接合与分离。制动器-在离合器断开运动时使滑块迅速停止在所需要的位置

11.分类：刚性离合器-依靠接合零件把主动部分和从动部分刚性连接起来）摩擦离合－制动器-摩擦离合器依靠摩擦力使主动部分与从动部分接合起来，摩擦制动器依靠摩擦传递扭矩并吸收动能）带式制动器-安装在曲轴一端，通常和刚性离合器配合使用）12.转键式离合器特点：结构简单，易于制造，运行条件简单，加工、运行、维护成本低但由于它是刚性结合，有较大冲击，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方便，它一般用在1000KN以下的压力机。13。带式制动器：吸收从动部分的动能，让滑块及时停止在相应的位置上。（偏心带式：结构简单，制动可靠，但增加了压力机的能耗，摩擦材料的磨损很严重，通常在小型压力机上离机上与刚性离合合器配套）2。凸轮带式制动器3.气动带式制动器

14.摩擦离合器特点：1动作协调，能耗降低，能在任意时刻进行离合操作，实现制动，加大了操作的安全系数；2实现寸动；3结合平稳无冲击，工作噪声小；4结构复杂，加工和运行维护成本较高，需要压缩空气做动力源。

15.离合器与制动器的安装位置：单级传动压力机的离合器和制动器-只能安装在曲轴上）刚性离合器-不适合在高速下工作，一般安装在曲轴上，此时制动器也随之安装在曲轴上）摩擦离合器-通常与飞轮安装在同一传动轴上。行程较高的小型压力机也有安装在曲轴上的。压力机传动系统：布置方式：上或下传动，主轴和传动轴的放置方向。大齿轮安装位置。传动级数与电机转速和滑块形成次数有关。次数低，总传动速比就大，传动级数则应多，否则每级速比太大，结构不紧凑；反之，次数少，速比小，级数可少些。一般为4级，第一级为带传动，使电机在启动和停止时有缓冲作用。速比分配原则：三角皮带的速比不超过6~8，齿轮传动不超过7~9.要保证飞轮有适当的转速，布置尽量紧凑美观。飞轮转速300~400，过低，飞轮作用减弱，过大则使飞轮轴上的离合器发热严重，造成离合器和轴承的损伤。

16.辅助装置：过载保护装置、拉深垫（大、中型压力机上采用的压料装置，在拉深时压住坯料的边缘防止起皱）、滑块平衡装置）、推料装置（刚性、气动推料装置）、气动系统。润滑（稀油，稠油润滑）

17.过载保护装置（压塌块式-通常安装在滑块部件中，作用在滑块上的压力全部通过压塌块传递给连杆。当压力机过载时，压塌块被剪断，此时连杆可继续运动而滑块停止运动，从而保证零件不过载。铸铁材料制造，装置简单，紧凑，制造方便，价格低廉。缺点：不能准确限制过载力）液压式-当压力机出现过载时，液压压力升高自动打开卸荷阀释放压力。一般用在大中型压力机上。优点：非破坏性的，通过调节压力可以获得准确的保护负荷，动作灵敏可靠缺点：制造费用较高，并且溢流阀经常开启，容易损坏。）

18.滑块平衡装置（由于传动系统各连接点都存在间隙，在滑块重力的作用下偏向一侧，在有工作负荷时，工作负荷于滑块重力方向相反，间隙被推向相反的一侧，造成撞击和噪声，并且加快设备的损坏。作用：1.防止滑块向下运动时，因重使齿轮受反向力而产生噪声和震动，2.消除连杆滑块间隙，减少受力零件的冲力和磨损，有利于润滑3.降低装模高度调节装置的功率消耗4.防止制动器失灵或连杆折断时滑块坠落而产生事故）

19.拉深压力机-对复杂形状的大型薄板成形件，特别是汽车覆盖件，宜在专用的拉深压力机上进行。双动拉深压力机的工艺特点a.稳定可靠的压边力b.运行平稳无冲击c.易于机械化操作d.合适的拉深速度

20.挤压机用途：室温下对钢及有色金属进行挤压、压印等体积成型。分类：按工作机构分类，曲柄式、肘杆式和拉力肘杆式；传动系统，上传动和下传动；机身放置，立式和卧式。工艺特点：零件尺寸精度高，表面粗糙度数值小，节省材料，生产率高，零件强度大，硬度高，可成型较复杂形状及其他方法难以加工 的零件。对设备的要求：刚度要求高；工件变形能量大；设备精度高；合适的挤压速度；可靠的顶料装置；安全可靠的过载保护装置。

21．热模锻压力机用途：用于锻造，适用于生产批量大、产品精度高的模锻车间。工艺特点：压力机热模锻有着比锤上模锻精度高的优点，节约金属，减少加工量，可实现多模腔锻造，既有利操 作，又便于进行锻造自动化；生产效率高。但设备投 资成本大，且对毛坯下料精度要求严格。对设备的要求：压力机应具有足够的刚度；滑块抗倾斜能力强；滑块行程次数高；上、下模顶件装置；应有脱出“闷车”的装置。工作机构类型分为连杆式、双滑块式、楔式以及双动式。22.锻锤：利用蒸汽或液压 等传动机构使 落下部分(活塞、锤杆、锤头、上砧(模块))产生运动并 积累动能，将此动能施加到锻件上去，使锻件获得塑性变形能，以完成各种锻压工艺过程的机器。

锻锤的特点：1.锻锤工艺适应性好，结构简单，是现今锻造生产的主要设备。2.此类设备由于存在振动大、噪声高 的特点，使得大吨位锻锤的开发和使用受到限制。3.而对击锤可减小上述不利因素，所以人们目前普遍认为应该保留中、小吨位锻锤。4.大吨位的锻锤则用对击锤等设备代替。5.现今我国蒸汽-空气锤限制在 16 t 以下，对击锤打击能量发展到 1000kJ。

23.锻锤与机械压机、液压机的不同：1.压力机类锻压设备是靠静压力或准静压力使锻件变形当压力机的压力大于锻件变形力时，加压一次即可成形，反之，如压力机压力小于锻件变形力时，即使加压多次也不能成形。2，锻锤则是靠工作部分动能的瞬时释放使锻件变形，当锻件每次打击的有效能量小于锻件变形所需能量时仍可采用多次打击完成锻件变形的任务，而且变形速度快，对于不同类别的锻件适应性强，特别适合于中小批量的生产厂使用。

24.按打击特性分：对击锤 和有砧座锤；按工艺用途分：有自由锻 锤、模锻 锤和 板料冲压 锤；按向下行程时作用在落下部分的力分：单作用锤 和双作用锤，单作用锤工作时，落下部分为自由落体。双作用锤在向下行程时，落下部分除受自重的作用外，还受压缩空气或液压力的作 用，故打击能量较大。常按驱动机构的特征分，有：汽一空气锤、空气锤、机械锤、液压锤。

25.蒸汽—空气锤原理-自动力站的蒸汽或压缩空气作为工作介质，通过滑阀配汽机构和汽缸驱动落下部分作上下往复运动的锻锤称。工作介质通过滑阀配汽机构在工作汽缸内进行各种热力过程，将热力能转换成锻锤落下部分的动能，完成锻件变形。根据工艺用途不同分为自由锻锤；模锻锤。

26.蒸汽一空气自由锻锤（提锤，悬锤，打击，压紧）用于进行自由锻造和胎模锻造工艺，是生产中小型自由锻件的主要设备。它的落下部分质量一般为0．5～5 t。一般比0．5 t 5 小的锻锤被空气锤代替，比 5 t 大的水压机代替。可分为三种：单柱式、双柱式和桥式。单柱式：由于锤身只一个立柱，可以从三个方面操作，操作空间大，其落下部分质量范围为 0．5～1 t。用于锻造小型件。双柱式：锤身由两个立柱组成拱门形状，锤身比较稳固。只能从前后操作，这种结构形式的锻锤落下部分质量范围为 1～5t，用来锻造中型锻件，使用最为广泛。双柱桥式：锤身由两个立柱和横梁连接成桥型框架，砧座周围空间大，便于操作，落下部分质量在 3～5 t 之间。

27.空气锤称蒸汽一空气模锻锤。结构：气缸固定在立柱上，两根立柱用带弹簧的斜置螺栓和调节楔牢固地连接到砧座上。工作方式：通过脚踏板操纵配气阀的运动，以实现模锻锤的各种动作。工作循环：摆动循环、重打和轻打三种工作循环方式，通过操纵系统控制配气阀的进排气方向和气量大小来体现。

28.蒸汽-空气模锻锤与自由锻锤的不同：(1)结构 不同。由于模锻过程要求上、下模对准，所以模锻锤的立柱必须安装在砧座上。模锻件常常由几个模膛锻造，力为偏心载荷，尤其在终锻工序，锻击力很大。为了承受偏心打击时的侧向分力，把立柱、砧座以及气缸用带弹簧的螺钉连成刚性机架，从而增加了刚性。而自由锻锤立柱与砧座为两体。(2)操纵机构 不同。模锻锤采用脚踏板 操纵。一般情况下，模锻工同时司锤和操作锻件。脚踏板可同时带动滑阀和旋阀一起动作。自由锻锤由司锤通过手柄 得到各自不同的工作循环，司锤和操作锻件各由专人负责。(3)工作循环 不同。自由锻锤有单打、连打、悬空和压下 四种工作循环，而模锻有摆动、连续的重打和轻打 三种工作循环。(4)砧座与落下部分质量比例 不同。为了减小打击时砧座本身的弹跳和下沉以及提高打击效率，同吨位的模锻锤采用比自由锻更大的砧座。自由锻锤的砧座质量一般为落下部分的 10 10～15 倍，而 模锻锤为 20 20～30 倍。

29.液态模锻锤是以液压油 作为工作介质，利用液压能工作的锤。两种驱动形式：纯液压驱动；气液驱动。主要特点：能量利用率高，节约能源；简化动力装置，节约投资；对击式液压锤可以减少震动；比蒸汽空气对击锤锤头导向精度高，但是操作灵活性不够，万能性不强；对锤的制造精度和密封要求较高；液压设备的维护工作比较细致复杂；需要合适其工作特性的液压元件配套。

26.空气锤-工作缸和压缩缸，两缸之间由旋阀连通。其工作介质也是压缩空气，锻锤它在压缩活塞和工作活塞之间仅起柔性连接作用。电动机通过减速机构带动曲拐轴旋转，驱动压缩活塞作上下往复运动，使被压缩的空气经旋阀进入工作缸的上腔或下腔，驱动落下部分做向下运动进行打击或回程。

27.机械锤-由电动机驱动，靠机械传动提升锤头的锻锤，统称为机械锤。它是一类主要依靠重力位能实现锻件变形的单作用落锤。根据连接不同，分为夹板锤（或夹杆锤）、弹簧锤和链条锤（或钢丝绳锤）。

28.液压锤-液压锤是以液压油为工作介质，利用液压传动来带动锤头作上下运动，完成锻压工艺的锻压设备。分气液和纯液压两种驱动形式。气液驱动原理为：在工作前，先向气腔一次充入定量的高压气体（氮气或压缩空气）。借助于下腔压力的改变，对定量的封闭气体进行反复的压缩和膨胀作功，使锤头得到提升和快速下降进行锻击。其工作特点是：油腔进油，锤头提升；油腔排油，锤头下降并进行锻件成形。纯液压式模锻锤的特点是：液压缸下腔通常压；上腔进油，锤头快速下降并进行锻击，上腔排油，锤头提升。

29.打击特性：a.锻锤的打击能量：锤头下落行程终了（工件变形前）所具有的动能。b.锻锤的打击过程：第一加载阶段，随着砧块（或模具）彼此接近而致使锻件成形。第一阶段结束时，锤头和砧座达到一致的下沉速度V，这时锻件变形最大，砧座及基础下沉，落下部件的动能转化为锻件的塑性变形能、锤击系统内部的弹性变形能和系统运动的动能。对击锤，上下锤头相互靠拢，这能改善打击时钢带的受力状况。第二卸载阶段，第一阶段末锤击系统所具有的弹性变形能在第二阶段释放，导致打击终了后锤头和砧座或上下锤头的反向分离，严重的地面冲击振动由此产生，无砧座锤上、下锤头是在空中堆积，地面上基本上无冲击振动。c.锻锤的打击力:是限能量的锻压设备，主要性能参数是落下部分的打击能量。打击力亦应有其度量准则，以满足锻锤零件的强度校核、模具承压面的确定及正确选用和使用设备的需要。

30.液压机：是一种以液体为介质用来传递能量以实现多种锻压工艺的机器，液压机是根据帕斯卡原理制成（传动方式泵直接传动和泵-蓄势器传动）停止、充液行程，工作行程、回程）优点：1基于液压传动的原理，执行元件结构简单。结构上易于实现很大的作用力。2较大的工作空间3.容易获得较大的工作行程在行程，任何位置均可产生压力机额定的最大压力。4，工作压力可调，可以实现保压，防止过载。5)调速方便，从而适应工艺过程对滑块速度的不同要求。6)与锻锤相比，工作平稳，撞击、振动和噪声较小；对工人健康、厂房基础，周围环境及设备本身都有很大好处。

缺点：液体为工作介质，对液压元件的精度和密封要求较高；工作速度比其他设备低。分类：手动液压机、锻造液压机、冲压液压机、一般用途液压机、校正压装液压机、层压液压机、挤压液压机、压制液压机、打包、压块液压机、其他液压机（轮轴压装、冲孔专门用途的液压机）典型结构：三梁四柱式，双柱下拉式，框架式，单臂式。

基本参数：1.公称压力：液压机的主参数，它反映了液压机的主要工作能力，液压机名义上能发出的最大工作压力，在数值上等于液体最大压强和工作柱塞总工作面积的乘积(取整数)2，最大净空距(开口高度)H 指活动横梁停在上限位置时从工作台上表面到活动横梁下表面的距离，反映液压机在高度方向上工作空间的大小，它应根据模具(工具)及相应垫板的高度，工作行程大小以及放入坯料，取出工件所需空间大小等工艺因素来确定。3。最大行程 s指活动横梁位于上限位置时，活动横梁的立柱导套下平面到立柱限程套上平面的距离，也即活动横梁能够移动的最大距离。4.工作台尺寸(长×宽)。5)回程力：计算回程所需的力量时，要考虑活动部分的重量、回程时工艺上所需的力量、工作缸排液阻力、各缸密封处摩擦力以及活动横梁导向处的摩擦力等。6)活动横梁运动速度(滑块速度)根据不同的工艺要求来确定工作行程的速度，它的变化范围很大，并直接影响工件质量和对泵的功率需求。(7)允许最大偏心距：工件变形阻力接近公称压力时所能允许的最大偏心值。根据工艺特点来考虑此偏心值。(8)顶出器公称压力及行程。力量及行程完全由工艺要求来确定。

31.螺旋压力机特点：应用范围广，工艺适应性强，锻件精度高，材料利用率高，设备制造成本，低，有效打击能量大，劳动条件好，生产效率低。工艺特性：积蓄的飞轮能量工作，有锻锤的工作特性；对锻件的打击力始终等于作用于闭式机身上的垂直作用力；无固定下死点，打击力不固定。