材料成形装备及自动化第3章课件.ppt
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1、叶春生主讲,精 品 课 程,本章主要内容,概述液压成形装备精冲压力机多工位压力机数控冲压装备伺服压力机塑性成形自动化,第3章,金属塑性成形装备及自动化,精 品 课 程,1、金属塑性成形装备在现代工业中的地位金属塑性成形是机械制造的基础工艺之一,是制造机械产品的基本环节,在冶金、机械、电力、汽车、铁道、航天、航空、造船、兵器、化工、电子、仪表、轻工等工业部门中都占有重要地位。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.1 概 述,精 品 课 程,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.1 概 述,精 品 课 程,金属塑性成形是基于材料塑性的加工工艺,它是利用材料的塑性,在设备(装置)上通过模具(工具)
2、改变毛坯的形状与尺寸,并改善性能,从而获得所要求的工件。这种方法能获得强度高、性能好的工件。金属塑性成形技术已改变传统的提供毛坯,正向着尽量减少切削加工甚至直接生产产品零件的方向发展。采用冷挤、冷镦、精密模锻、特种轧制、精密冲裁、旋压加工、多工位模锻、多工位冲压、级进模高速冲压、粉末锻造、超塑加工及激光加工等先进塑性成形工艺,可加工出精度高、表面粗糙度低的成品零件。目前金属塑性成形装备在全部机床中所占比例在30%以上。金属塑性成形装备的发展水平、拥有量和构成比,不仅对材料加工生产起着关键性的作用,而且在一定程度上还标志着一个国家机械制造工业技术水平。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.1
3、概 述,精 品 课 程,我国塑性成形设备分八类,每类分十组,每组又分若干型(1)机械压力机(J):分手动压力机、单柱压力机、开式压力机、闭式压力机、拉延压力机、螺旋压力机、压制压力机、板料自动压力机、精压挤压压力机和其它压力机。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.2 金属塑性成形装备的分类,双盘摩擦压力机,电动螺旋压力机,双盘摩擦压力机,精 品 课 程,(2)液压机(Y):分手动液压机、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、打包压块液压机和其它液压机。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.2 金属塑性成形装备的分类,200T四柱液压机
4、,如粉末制品成型、塑料制品成型、冷热挤压金属成型、薄板拉伸以及冲压、弯曲、翻边、校正等工艺。,100T框架式液压机,精 品 课 程,(3)线材成形自动机(Z):分自动镦锻机、自动切边滚丝机、滚珠钢球自动冷镦机、多工位自动镦锻机、自动制弹簧机、自动制链条机、自动弯曲机和其它自动机。(4)锤(C):分蒸汽空气自由锻锤、蒸汽空气模锻锤、空气锤、落锤、对击式模锻锤和气动液压模锻锤等。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.2 金属塑性成形装备的分类,空气锤,数控全液压模锻锤,自由锻电液锤系列,精 品 课 程,(5)锻机(D):分平锻机、热模锻压力机、辊锻横轧机、辗环机、径向锻造机和其它锻机等。(6)剪
5、切机(Q):分手动剪切机、板料手动剪切机、板料曲线剪切机、联合冲剪机、型材棒料剪断机和其它剪切机等。(7)弯曲校正机(W):分板料弯曲机、型材弯曲机、校正弯曲机、板料校平机、型材校直机、板料折压机、旋压机和其它弯曲校正机等。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.2 金属塑性成形装备的分类,数控液压板料折弯机,液压闸式剪板机,精 品 课 程,(8)其它锻压设备(T):分轧制机、冷拔机、锻造操作机、板料自动送卸料装置和专门用途的设备等。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.2 金属塑性成形装备的分类,精 品 课 程,本章主要参考文献,第3章,金属塑性成形装备及自动化,第3章,金属塑性成形装备及
6、自动化,曲柄压力机简介,曲柄压力机,曲柄压力机一般有下面几个组成部分:1工作机构,一般为曲柄滑块机构,由曲轴、连杆、滑块等零件组成 2传动系统,包括齿轮传动、皮带传动等机构。3操纵系统如离合器、制动器。4能源系统,如电动机、飞轮。5支承部件如机身。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,曲柄压力机简介,曲柄压力机,第3章,金属塑性成形装备及自动化,曲柄压力机简介,曲柄压力机运动原理图,电动机,小皮带轮,大皮带轮,小齿轮,大齿轮,离合器,曲轴,制动器,连杆,滑块,上模,下模,垫板,工作台,机身,JB23-63压力机运动原理图,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.7 伺服压力机,曲柄压力机的工作原理
7、,液压机,第3章,金属塑性成形装备及自动化,水压机的研制历程,1964年,我国第一台万吨水压机制造安装成功。1965年1月22日,人民日报发表文章万吨水压机是怎样制造出来的,向全世界宣布:标志一个国家工业水平的万吨水压机在我国制造安装成功。万吨水压机项目负责人之一 林宗棠毛主席给我们的任务是,能够用几年就可以了,当时我们最初想用5年。1998年8月,当我们来到上海重型机器厂的万吨水压机车间时,当年生产的那台1.2万吨水压机扔在继续工作。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,水压机的研制历程,1958年,科学家沈宏在党的八大二次会议上写信给毛主席,建议我国自行制造安装万吨水压机。万吨水压机项目负责
8、人之一 林宗棠 很多人都反对,为什么反对呢,因为认为不可能,我们条件不够,好像超过了客观条件,有点蛮干、盲干的意思。万吨水压机作为国家重工业的基础设备,在军工、航天以及大型轮船、发电机等方面有着不可替代的作用。毛主席批准了万吨水压机的制造,周总理亲自主持召开了动员大会。万吨水压机项目负责人之一 林宗棠 周总理说:“万吨水压机,看起来是个庞然大物,可怕得很。”他说,“你们在战略上藐视它,不要怕它。用毛主席一分为二的方法,把它一分为二,一分为二”他当时讲了很多很多一分为二。他说:“还不就是那么几个问题吗?”,第3章,金属塑性成形装备及自动化,水压机的研制历程,一个重型机器厂的规模和能力,通常就拿水
9、压机的吨位作标志。一个国家是否拥有万吨级重型机器厂,在某种程度上标志这个国家重型机器制造业的发展水平。自年世界上第一台万吨级自由锻造水压机问世后,世界上工业发达的国家都争先制造万吨水压机。中国这台水压机自年开始制造,经过数月的安装和测定试验,年月日举行开工典礼。这台水压机重吨,由个工作缸、个大横梁和根大立柱,共个特大件组成,大小零件共多个。是一台压力为吨自由锻造水压机。这台水压机完全是中国自己制造的,参加制造的单位有上海江南造船厂、上海重型机器厂等几十个工厂。万吨水压机的制成结束了中国不能制造大型锻件的历史,标志着中国重型机器制造业发展到一个新水平。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,精 品
10、课 程,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,精 品 课 程,液压机的控制原理与特点液压机主要是靠液体压力来完成工作的。下面以Y32315型通用液压机为例来介绍,该机的液压系统原理图如下,可完成空程快速下降、慢速下降、工作加压、保压、卸压回程、浮动压边及顶出等动作。,1 控制泵组 2主电机 3液压泵 4,10 电液换向阀 5,7,8 溢流阀6节流阀9远程调压阀 11电磁换向阀 12液控单向阀 13支承阀 14充液阀 15液动滑阀 16单向阀 17压力继电器 18顺序阀,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,顺序阀,单向阀,压力继电器,充液阀,液动滑阀,支承阀
11、,液控单向阀,电磁换向阀,电液换向阀,远程调压阀,节流阀,溢流阀,控制泵组,主电机,液压泵,精 品 课 程,(1)起动 液压泵电动机起动时,全部换向阀的电磁铁处于断电状态,泵输出的油经三位四通电液换向阀10(中位)及阀4(中位)流回油箱,泵空载起动。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,顺序阀,单向阀,压力继电器,充液阀,液动滑阀,支承阀,液控单向阀,电磁换向阀,电液换向阀,远程调压阀,节流阀,溢流阀,控制泵组,主电机,液压泵,精 品 课 程,(2)活动横梁空程快速下降 电磁铁lYA及5YA通电,阀10及阀11换至右位,控制油经阀11,打开被控单向阀12,主缸下腔油经阀12
12、、阀10及阀4(中位)排回油箱,动梁在重力作用下快速下降,此时主缸上腔形成负压,上部油箱的低压油经充液阀14向主缸上腔充液,同时泵输出的油也经阀10及单向阀16进入主缸上腔。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,顺序阀,单向阀,压力继电器,充液阀,液动滑阀,支承阀,液控单向阀,电磁换向阀,电液换向阀,远程调压阀,节流阀,溢流阀,控制泵组,主电机,液压泵,精 品 课 程,(3)活动横梁慢速下降及工作加压 活动横梁降至一定位置时,触动行程开关2S,使5YA断电,阀11复位,液控单向阀12关闭,主缸下腔油需经支承阀13排回油箱,活动横梁不再靠重力作用下降,必须依靠泵输出的压力油对
13、活塞加压,才能使活动横梁下降,活动横梁速度减慢。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,顺序阀,单向阀,压力继电器,充液阀,液动滑阀,支承阀,液控单向阀,电磁换向阀,电液换向阀,远程调压阀,节流阀,溢流阀,控制泵组,主电机,液压泵,行程开关,精 品 课 程,(4)保压 电磁铁lYA断电,利用单向阀16及充液阀14的锥面,对主缸上腔油进行密封,依靠压力油及机架的弹性进行保压。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,顺序阀,单向阀,压力继电器,充液阀,液动滑阀,支承阀,液控单向阀,电磁换向阀,电液换向阀,远程调压阀,节流阀,溢流阀,控制泵组,主电机,液压泵,精
14、品 课 程,板材冲压液压机 板材冲压液压机是用来进行板料的冲裁、弯曲及拉深成形等工序。由于液压机在压力、行程、速度等参数的调节及过载保护等方面都比较简单易行,本体结构也不复杂,所以板料冲压液压机得到较大的发展。冲压液压机的种类较多:1、按照压制板材厚度分为薄板冲压和厚板冲压液压机 2、按作用力方式分为单动和双动冲压液压机 3、按照液压机本体结构分为单臂式、三梁双柱式、三梁四柱式、框架式 4、按传动介质分为以水(乳化液)和油为介质的两大类 5、按用途又分为通用型液压机、橡皮囊液压机、汽车纵梁液压机、液压板料折弯机、液压剪板机等。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,精 品 课
15、 程,(1)单动薄板冲压液压机 单动薄板冲压液压机的结构如图所示。上梁2内装有主工作缸3,带动活动横梁4上下运动,完成各种冲压工作。下横梁6下部装有顶出缸7,可将冲压完的制件从模具内顶出。顶出缸还可起液压垫作用,供拉深时压边用。,第3章,金属塑性成形装备及自动化,3.3 液压成形装备,上梁,主工作缸,活动横梁,下横梁,下部装有顶出缸,充液罐,立柱,精 品 课 程,(2)双动拉深液压机在结构上设计成内外两个滑块,实现双重动作,外滑块用于压边,内滑块用于拉深,能方便地调整滑块的压边力。双动拉伸液压机有组合框架式结构和三梁四柱式结构。机架7的上横梁由四根立柱支承,通过立柱内的拉杆预紧固定,形成一个封
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