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第三節(jié) 金屬壓力加工設(shè)備
金屬壓力加工分為鍛造和沖壓兩種。
鍛造是利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力,使其產(chǎn)生塑性變形,以便獲得具有一定機(jī)械性能、形狀和尺寸的鍛件的加工方法。坯料主要是鑄錠和棒料。
沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材施加外力,使之產(chǎn)生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件的加工方法。坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
沖壓件與鍛件相比,具有薄、輕、均、強(qiáng)的特點(diǎn)。
鍛造和沖壓都屬于塑性加工性質(zhì),統(tǒng)稱為鍛壓。
鍛壓設(shè)備包括各種鍛錘、各種壓力機(jī)和其他輔助設(shè)備。主要有成型用的鍛錘、機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、螺旋壓力機(jī)和平鍛機(jī),以及校正機(jī)、剪切機(jī)、鍛造操作機(jī)等輔助設(shè)備。
鍛壓機(jī)械的分類方法、型號(hào)如圖6-18,代號(hào)如表6-4、6-5、6-6、6-7所示。
例如:JB21-60表示公稱壓力為60kN的第二次改型的開式固定臺(tái)壓力機(jī)。
J-類代號(hào),機(jī)械壓力機(jī);
B-系列或產(chǎn)品重大結(jié)構(gòu)變化代號(hào);
21-組系代號(hào),表示開式固定臺(tái)壓力機(jī);
60-主參數(shù),表示公稱壓力為60kN
一、鍛壓設(shè)備
(一)鍛錘
由重錘落下或強(qiáng)迫高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能對(duì)坯料做功,使之塑性變形的機(jī)械。
1.空氣錘
(1)工作原理:
電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu),使壓縮活塞在壓縮缸中做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)壓縮活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí),壓縮空氣經(jīng)過操縱機(jī)構(gòu)的上旋閥進(jìn)入工作缸內(nèi)工作活塞上部,使錘頭向下運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)坯料的鍛打;壓縮活塞向下運(yùn)動(dòng)時(shí),壓縮空氣通過下旋閥進(jìn)入工作活塞下部使錘頭提起。這樣,通過控制機(jī)構(gòu)(手柄或踏桿)對(duì)上、下旋閥位置的控制,能使錘頭完成上懸、連續(xù)打擊、單下打擊和下壓等動(dòng)作。
(2)規(guī)格:
空氣錘的規(guī)格以空氣錘落下部分(工作活塞、上抵鐵)的質(zhì)量來(lái)表示。
鍛錘產(chǎn)生的打擊力,一般是落下部分質(zhì)量的1 000倍左右。
2.蒸汽-空氣錘
(1)使用600–900kPa 的蒸汽或壓縮空氣作為動(dòng)力。
(2)生產(chǎn)大中型鍛件,分為自由鍛錘和模鍛錘。
① 蒸汽-空氣自由鍛錘規(guī)格以錘落下部分的質(zhì)量表示,一般為1000—5000kg。
小于1000kg的可以使用空氣錘;
1000—5000kg使用蒸氣-空氣自由鍛錘;
大于5000kg的可以使用水壓機(jī);
②蒸氣-空氣模鍛錘的規(guī)格為1000—16000kg,必須借助于蒸汽或壓縮空氣驅(qū)動(dòng),動(dòng)力供給系統(tǒng)復(fù)雜;噪音大,振動(dòng)大。
(二)機(jī)械壓力機(jī)
是用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)將將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)坯料進(jìn)行加工的鍛壓機(jī)械。常用的機(jī)械壓力機(jī)有熱模鍛曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和水壓機(jī)。
1.熱模鍛曲柄壓力機(jī)
工作時(shí),滑塊到下止點(diǎn)位置時(shí)速度最慢,所產(chǎn)生的壓力最大,壓力機(jī)的能力即以此時(shí)的壓力表示,一般為2MN~120MN(200 ~ 1200t)。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
(1)熱模鍛曲柄壓力機(jī)作用于鍛件上的是靜壓力而不是沖擊力,且變形力由機(jī)架承受,不傳給地基;
(2)熱模鍛曲柄壓力機(jī)是機(jī)械傳動(dòng),工作時(shí)滑塊行程大小不變,行程取決于曲柄的尺寸;
(3)機(jī)身剛度大,導(dǎo)軌與滑塊的間隙小,裝配精度高,因此能保證上下模準(zhǔn)確地合在一起,不產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng);
(4)工作臺(tái)設(shè)有頂料裝置,模鍛結(jié)束后,鍛件被自動(dòng)頂出。
工作特點(diǎn):
(1)工作時(shí)振動(dòng)小、噪聲小、加工精度高。
(2)曲柄壓力機(jī)在滑塊的一次行程中即可完成工件的一個(gè)變形,生產(chǎn)率高。
(3)但曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高。
2.摩擦壓力機(jī)
(1)電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶輪帶動(dòng)可做軸向往復(fù)移動(dòng)的兩個(gè)同軸摩擦盤旋轉(zhuǎn),交替壓向飛輪,使其正反向旋轉(zhuǎn),并通過飛輪連接的螺桿推動(dòng)滑塊上下移動(dòng)。當(dāng)滑塊接觸工件時(shí),飛輪被迫減速至完全停止,儲(chǔ)存在飛輪中的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能,通過滑塊打擊工件。打擊結(jié)束后,電動(dòng)機(jī)使飛輪反轉(zhuǎn),帶動(dòng)滑塊上升,回到原始位置。
(2)摩擦壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作壓力來(lái)表示。
一般摩擦壓力機(jī)的工作壓力小于3.5MN(350t),最大的可達(dá)25MN。
(3)摩擦壓力機(jī)無(wú)固定的下死點(diǎn),對(duì)較大的模鍛件,可以多次打擊成形。
打擊力通過機(jī)架封閉,故工作平穩(wěn),振動(dòng)比鍛錘小得多,不需要很大的基礎(chǔ)。
(4)摩擦壓力機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;制造、維修費(fèi)用低;
對(duì)基礎(chǔ)、廠房建筑要求低;
工藝可能性大。
(5)缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。
3.水壓機(jī)
(1)由三梁(上橫梁、下橫梁、活動(dòng)橫梁)、四柱、工作缸、回程缸和操作系統(tǒng)組成。
(2)水壓機(jī)的工作原理是根據(jù)帕斯卡液靜壓定理,當(dāng)20MPa~40MPa的高壓水通入工作缸6,推動(dòng)工作活塞5,使活動(dòng)橫梁3沿立柱下壓;回程時(shí),高壓水通入回程缸10,由回程柱塞9和拉桿15把活動(dòng)橫梁沿立柱提起,立柱起導(dǎo)向作用?;顒?dòng)橫梁上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)對(duì)坯料加壓變形。
(3)水壓機(jī)規(guī)格以靜壓力表示,一般為8000—120000 KN;
(4)特點(diǎn):
工作行程大;
沒有巨大的沖擊和噪聲;
勞動(dòng)條件好,環(huán)境污染小。
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