(2)精冲-多工位

null材料成形装备及自动化 第3章 金属塑性成形装备及自动化材料成形装备及自动化 第3章 金属塑性成形装备及自动化材料成形及控制工程专业课本章主要内容本章主要内容概述 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 塑性成形自动化技术精冲压力机精冲压力机通过精密冲裁（简称精冲） 获得要求高的冲压件null 精冲原理 精冲工艺最常见的方法是齿圈压板精冲法。 冲裁时，依靠齿圈压板对板料施压力P齿，同时，反向顶杆产生的压力P反与齿圈压板力作用方向相反，所以这两个力将材料夹紧。主冲裁力P冲由传动系统产生。金属材料因受此三种力的作用，其变形区处于三向压力状态。冲裁结束卸裁时，齿圈压板产生卸料力P卸，反向顶杆产生顶件力P顶，实现制件或废料的卸除。精冲零件一精冲零件一精冲零件二精冲零件二精冲模具精冲模具各种精冲压力机各种精冲压力机null精冲压力机系统1—精冲机 2—液压系统 3—电气系统 4—校平装置 5—带材检测器 6—带材末端检测器 7—送料装置 8—模具 9—模具保护装置 10—废料切刀 11—光电保护装置精冲机精冲机null精冲压力机特点 ① 按照精冲工艺要求，精冲压力机要提供五种作用力：P冲、P齿、P反、P卸和P顶。P冲根据不同的传动系统而产生。P齿和P反均由液压系统产生（与主传动的形式无关），它们的大小可在一定的范围内单独调整，并在确定的时间内加载和卸载，在冲裁中P齿保护不变。 ② 滑块运动速度变化较大。为了高效生产，滑块的运动曲线如图所示。在滑块进给和回程时速度较快（曲线变化较大），在冲裁时，速度较慢(曲线变化平缓)。③ 滑块有较高的导向精度和限位精度。④ 多数采用下传动结构。⑤ 刚性好。⑥ 有可靠的模具保护装置。null精冲压力机结构简介 按主传动形式分为两大类：机械式精冲压力机和液压式精冲压力机。 GKP—F型机械式精冲压力机结构1—电动机 2—变速箱 3—带轮 4—飞轮 5—离合器 6—蜗轮蜗杆 7—双边传动齿轮 8—曲轴 9—机身 10—压边活塞 11—封闭高度调节机构 12—滑块 13—反压活塞 14—双肘杆机构null（1） 机械式精冲压力机的传动系统 GKP-F型机械式精冲压力机采用双肘杆下传动。曲轴1、3互相平行，均装有同样直径的齿轮彼此啮合。曲轴1，3旋转，通过连杆2，4将力传至第一副肘杆机构3，5，7中的铰链轴5，这副肘杆机构周期性地伸直并回复到原位。当肘杆机构伸直时，通过连杆6把力传给板9，板9通过轴承和轴8连接于床身并围绕轴8摆动，这种摆动使第二副肘杆机构8，10，12伸直。连杆11将力传至装在滑块13上的轴12，滑块在推力作用下向上垂直运动或向下垂直运动，完成开模、闭模和精密冲裁。精冲压力机精冲压力机null（2） 精冲压力机的辅助装置 辅助装置一般有：自动送料或自动拉料装置、废料切断装置、模具保护装置、材料始末检测装置等。YY99—25／40精冲压力机的送料装置。由固定夹持器1、活动夹持器2、油缸体3、活塞4等组成。 动作如下： 当滑块下行时，固定夹持器夹紧材料，此时活动夹持器松开材料，在活塞的推动下，向左移动。当精冲完毕，行程调节螺钉6碰到微动开关7动作，固定夹持器松开材料，而活动夹持器夹紧材料。当滑块回程到一定位置（材料从凸模上卸下或工件从凹模中顶出后），活动夹持器向右移动，送进材料。送料长度可以通过调节杆5，调节活塞的行程来控制。 null② 废料切断装置。 当压力油进入油缸时，活塞向上运动产生刚性接触，迫使油缸向下移动并带动上剪刀向下运动，进行剪切。然后油缸泄油，在压缩弹簧的作用下、使上剪刀复位，完成切断工作。null精冲压力机的规格及主要技术参数 技术参数“允许最大精冲料厚”与滑块的冲裁速度有关。为满足冲裁速度要求，必须限制冲裁制件厚度。小型精冲压力机的“允许最大精冲料厚”参数较小。多工位压力机 多工位压力机 一种高效自动冲压设备,在压力机一次行程中,以多种模具同时进行落料、冲孔、弯曲、拉深、切边等多工序加工null多工位压力机的工作原理及特点 多工位压力机的工作原理是按照多工位冲压工艺的要求确定的，即在一台多工位压力机上可以安装多副模具进行冲压生产，并且通过一套工位间的传递机构使压力机在一次往复行程中可以完成一个冲压件的全部冲压工序（即落料、冲孔、拉深、弯曲、切边、压印、整形等工序），而实现自动化生产。 null多工位原理多工位模具多工位模具多工位级进成形多工位级进成形null多工位级进模多工位级进模具多工位级进模具Z81—125型八工位压力机主体结构图Z81—125型八工位压力机主体结构图多工位压力机一多工位压力机一多工位压力机一多工位压力机一多工位压力机二多工位压力机二多工位压力机三多工位压力机三多工位压力机四多工位压力机四null多工位压力机的传动示意图 null多工位压力机特点： （1） 滑块结构较复杂。一般滑块均为箱体结构，其上根据需要设置了全套工位。为便于模具的安装、调整、扩大压力机的应用范围，滑块在各工位上又单独设置了小滑块，这样每个小滑块可以按冲压工艺要求安装该工位的上模，工作台上安装相应的下模，并单独调节装模高度。 （2） 自动送料机构、工位间传递机构和滑块三者间运动保持同步协调。多工位压力机的主轴与自动送料机构、工位间传递机构采取机械连接、从而可使滑块、自动送料机构和工位间传递机构三者动作保持同步协调，使压力机可实现机械化与自动化生产。 （3） 采用摩擦离合器一制动器。多工位压力机采用摩擦离合器一制动器，以实现压力机工作平稳、动作可靠、模具安装及调整方便的目的。 （4）采用刚性较好的框架型机身。null多工位压力机的技术参数 （1）滑块行程：根据多工位压力机拉伸的工艺特点，在上模回程等于两个零件高度时，夹钳才能送料。从开始送料到滑块回程到上死点的曲柄转角一般取为60°。在此条件下，滑块行程S和零件高度H间的关系为：S=2.85H，或为了可靠起见取S=3H。 （2）公称压力：每个工位的最大冲压力，一般不允许超过公称压力的1/3，尽量避免因过大偏载而造成滑块倾斜，使运动精度降低，影响制件精度和模具寿命。为均衡各工位的冲压力，必要时可安排空工位。 （3）工位距：根据冲压坯料的最大直径D和模具强度要求确定。对圆形件一般取工位距A＞1.2D，对矩形件取A＞1.5D，在确定工位距时还应考虑模具导柱导套的布置与尺寸。 （4）工位数：根据压力机的工位数来确定冲压件的工序，在不影响压力机生产效率的情况下，可适当增加工序，以使模具结构简单。对某些特殊冲压件，在确定工位数时应注意留有余地，可适当增加空工位，供需要增加工序时用。 （5）送料线高度 一般取为冲压件高度的3—4倍。 （6）夹钳行程null多工位压力机结构简介 主滑块上装有小滑块，每个小滑块都有顶料杆，整个滑块部件重量由两个气动平衡缸平衡。电动机通过一级V型带传动，经摩擦离合器带动二级齿轮传动系统，使两套曲柄连杆机构带动主滑块作往复运动。 （1） 滑决及打料装置 ① 滑块：大型多工位压力机一般设置主滑块装模高度粗调和小滑块装模高度微调装置。中、小型多工位压力机一般只在小滑块上设置装模高度调节装置，装模高度可通过调节螺母3来实现，并由锁紧螺钉2锁紧。 ② 打料装置：小滑块上一般装有气动式或机械式打料装置。固定在机身上的凸轮板5的位置可以通过螺钉6上下调节，它驱动摆杆4逆时针转动实现打料。在使用中，为了使被冲压零件冲完后不被上模带走，一般当上模与下模分离时，便开始打料，以保证各工位的制件在工作台上有较正确的位置，便于夹板夹持送进。null（2） 自动送料装置 多工位压力机的材料送进形式常见有以卷料送进和平片（落料件）送进两种。 当料辊2转动时，可使卷料送进。料辊2受偏心轮7、连杆8和单向离合器5等驱动做周期性转动、按照一定速度间歇地把条料送进。 卷料送进量由料辊2的旋转角度来控制，并可以调节。料辊l借弹簧6的压力相对着料辊2压在条料上，实现转动并平稳送料。进料出料送料机构动作示意图 null（3） 夹板机构 在两平行的夹板上安装数对夹钳。夹钳之间的横向距离与压力机各工位间距离相一致，纵向距离与工件尺寸有关且可调节。 夹板完成夹紧一送进一松开一退回四个动作，可将各工位上的工件顺序向右传递，进行冲压加工。 夹板的张合机构：在滑块两侧装有斜楔板l，当滑块下行时，斜楔板压向张开杆2上的滚轮3，使夹板5向外张开，滑块回程时，在弹簧6的作用下，夹板向中心合拢，即夹住工件（工件的夹紧力可通过螺钉7进行调节）。此外，该机构还设置了夹板临时张开机构。该机构通过活塞9、连杆8等把夹板撑开，供试冲、安装模具、调整排除故障等情况下使用。多工位冷锻机多工位冷锻机null（4） 检测与保护装置 ① 双料检测装置 A) 高度检测装置 B) 重量检测装置 ② 敏感检测装置 A) 气动检测装置 B) 电气检测装置 ③ 工位间传送装置的扭矩和力的过载保护装置 夹板机构中在传动轴上设置扭矩过载离合器。过载离合器靠牙嵌离合器或弹簧压顶销传递扭矩。传递扭矩的大小借助垫片调整弹簧的压缩量来确定。 在夹板传递过程中受阻力而超过允许扭矩时，牙嵌离合器或顶销脱开，弹簧被压缩，同时限位开关的触头被触及而发出信号使压力机停止工作。 当夹板和夹销为各自独立传动的情况下，则在夹板和夹钳传动环节上均需设置过载离合器。null多工位送料系统 （1） 单坐标传送机构 与凸轮驱动的顶料机构联用。 只有夹板的传送运动，没有夹板的张开闭合运动。 利用冲头和下顶料杆夹持住工件的时机，进行卡爪的夹紧。 当滑块上升时，下顶料杆和滑块同步上升，工件被夹在顶料杆和冲头之间，这时冲头上的套筒撑开装有弹簧的卡爪，将工件夹紧。夹板由凸轮驱动将工件送至下一工位。当滑块下降时下顶料和冲头夹住工件同时下降，直至冲头将工件推入凹模。这时冲头上的套筒将卡爪撑开，夹板返回。null（2） 二坐标传送机构 夹紧—送进—松开—返回的平面运动 ① 三角凸轮式 纵向（送进—返回）运动以及在两端位置停留的组合运动由图示三角凸轮完成 横向（夹紧和松开）运动是在上述送料和返回两端位置的停止时间内进行。如图所示.null ② 行星齿轮式 由压力机的主传动轴引出一根输出轴，经一对伞齿轮传到设有弹簧式扭矩过载保护装置的纵轴1，从纵轴上的主动轮带动齿轮5。该传动齿轮轴的另一端装有固定齿轮，其直径为D。传动齿轮偏心轴的另一端装有行星齿轮3，其直径为d。行星齿轮上设置偏心轴，其偏心量为e，在其上安装传送夹板。 送料行程l＝D+d-2e null 与行星齿轮机构相配的夹紧和松开运动也与压力机主滑块运动相协调。null（3） 三坐标传送机构 夹紧—提升—送进—下降—松开—返回的三个方向运动。 压力机在每次行程中，首先将板料从坯料工位通过给料器传到第一工位（拉伸工位），再通过与压力机驱动系统相连接的传送系统，将工件由一个工位传到下工位。 ① 由主传动带动的三坐标传送装置传送装置传动原理图； b) 送料装置原理图； c)、f) 夹紧机构原理图； d) 、g) 升降机构原理图； e) 扭矩减轻机构 null② 伺服电机驱动式三坐标传送装置 传送夹板的送料，提升和夹紧的运动是用伺服电机直接驱动，经减速器带动齿轮传动，再由齿轮带动齿条来实现。 这种机电一体化的传动系统有如下优点： A) 可自由设定各种数值，运动精度较高。 B) 采用伺服驱动可提高行程次数，从而提高生产率 C) 传送装置单独驱动。null③ 采用行星齿轮机构实现夹板的送料运动和升降运动的三坐标传送装置 该机构能平稳地加速和减速，从而减少惯性冲击，有利于提高速度。 夹紧和松开运动是通过安装在主滑块上的凸轮和滚轮带动齿条上下移动，从而带动齿轮偏心杆和齿条而实现的。 多段式夹板还设有夹板的快速拆卸和连接机构。 这种行星齿轮式传送装置既可作三坐标传送，也可作两坐标传送，操作简单，只需按一下按钮即可由三坐标改为两坐标或由两坐标改为三坐标。null④ 采用三组共轭凸轮的结构实现夹板的传送、升降以及夹钳的夹紧和松开的三坐标工件传送机构 三维动作由偏心齿轮经过中间惰轮传到输出轴齿轮。输出轴上安装传动比为1：1的伞齿轮副，将运动传送给下传动箱，下传动箱则通过传动比为1：3的伞齿轮副将运动传递给凸轮轴。在凸轮轴上安装三套共轭凸轮，与之相配合的三套滚轮系统将相应动作传出，分别转动夹板的纵向、升降运动以及夹钳的夹紧和松开动作。夹紧和松开共轭凸轮 升降共轭凸轮 送料共轭凸轮