冲压成形工艺与模具设计
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1.4 冲压设备

1.4.1 曲柄压力机

在冲压生产中,最常用的是摩擦压力机、偏心压力机、曲柄压力机(俗称冲床),以及油压机等。下面简要介绍曲柄压力机的工作原理、主要参数及选用等。

1.曲柄压力机的工作原理

曲柄压力机通过曲柄滑块机构,将电动机的旋转运动转变为冲压加工生产所需要的直线往复运动,在冲压加工生产中广泛用于冲裁、弯曲、拉深及翻边等工序。因此,曲柄压力机又称为通用曲柄压力机,简称通用压力机,它是冲压设备中最基本和应用最广泛的冲压、锻压设备。

曲柄压力机的结构如图1.2所示,对应的传动示意图如图1.3所示。

图1.2 曲柄压力机的结构

图1.3 曲柄压力机的传动示意图

工作原理为:曲柄2的右端装有飞轮,由电动机通过减速齿轮传动,并通过与操纵机构相连的离合器的操纵使其与曲柄2脱离或结合。当离合器结合时,曲柄与飞轮一起转动,位于曲柄前的连杆7也被带动并与滑块8连接,由于连杆7的运动,滑块8实现上下往复运动。而上模10固定在滑块8上,下模11固定在压力机工作台上,故滑块8带动上模10与下模11作用,完成冲压工作。当离合器脱离时,曲柄停止运动,并由制动器9作用使其停止在上止点位置。

2.曲柄压力机的型号

冲压设备的型号是按照机械标准的类、列、组编制的。以曲柄压力机为例,按照《锻压机械型号编制方法JB/GQ2003—84》的规定,曲柄压力机的型号用汉语拼音字母、英文字母和数字表示,例如,JC23-63A型号的意义是:

现将型号的表示方法叙述如下:

第一个字母为类代号,用汉语拼音字母表示。在JB/GQ2003—84型谱表的8类锻压设备中,与曲柄压力机有关的有5类,即机械压力机、线材成形自动机、锻机、剪切机和弯曲校正机。它们分别用“机”、“自”、“锻”、“切”、“弯”的汉语拼音的第一个字母表示为J、Z、D、Q、W。

第二个字母代表同一型号产品的变型顺序号。凡主参数与基本型号相同,但其他某些基本参数与基本型号不同的,称为变型。用字母A、B、C…分别表示第一、第二、第三……种变型产品。

第三、第四个数字分别为组、型代号。前面一个数字代表“组”,后面一个数字代表“型”。在型谱表中,每类锻压设备分为10组,每组分为10型。如在“J”类中,第2组的第3型为“开式双柱可倾压力机”。

横线后面的数字代表主参数。一般用压力机的公称压力来作为主参数。型号中的公称压力用工程单位制的“tf”表示,故转化为法定单位制的“kN”时,应把此数字乘以10,如上例的63代表63tf,即630kN。

最后一个字母代表产品的重大改进顺序号,凡型号已确定的锻压机械,若结构和性能上与原产品有显著不同,则称为改进,用字母A、B、C…分别代表第一、第二、第三……次改进。

有些锻压设备,紧接组、型代号的后面还有一个字母,代表设备的通用特性,例如,J21G-20中的“G”代表“高速”;J92K-25中的“K”代表“数控”。通用曲柄压力机型号见表1.3。

表1.3 通用曲柄压力机型号

3.曲柄压力机的主要技术参数

曲柄压力机(冲床)的技术参数反映了一台压力机的工艺能力、所能加工制件的尺寸范围,以及有关生产率的指标,同时也是人们选择、使用压力机和设计模具的重要依据。曲柄压力机(冲床)的主要技术参数如下。

1)标称压力Fg及标称压力行程sg

标称压力是指滑块在工作行程内所允许承受的最大负荷,而滑块必须在到达下止点前某一特定距离之内允许承受标称压力,这一特定距离称为标称压力行程sg。标称压力行程所对应的曲柄转角称为标称压力角αg。例如,JC23-63压力机的标称压力为630kN,标称压力行程为8mm,即指该压力机的滑块在离下止点前8mm之内,允许承受的最大压力为630kN。

标称压力是压力机的主要技术参数。国产压力机的标称压力已经系列化,如160kN、200kN、250kN、315kN、400kN、500kN、630kN、800kN、1000kN、1600kN、2500kN、3150kN、4000kN、5000kN、6300kN等。

2)滑块行程s

滑块行程是指滑块从上止点运动到下止点所经过的距离,其值为曲柄半径的两倍。滑块行程的大小反映出压力机的工作范围。行程大,可压制高度较大的零件,但压力机造价增大,且工作时模具的导柱、导套有可能产生分离,影响冲件的精度和模具的寿命。因此,滑块行程并非越大越好,应根据设备规格大小兼顾冲压生产时的送料、取件及模具寿命等因素来考虑。为了满足生产实际的需要,有些压力机的滑块行程是可调的。

3)滑块行程次数n

滑块行程次数是指滑块每分钟往复运动的次数。如果是连续作业,它就指每分钟生产冲件的个数,所以行程次数越大,生产效率就越高,但行程次数超过一定数值后,必须配备自动送料装置。

4)封闭高度H与装模高度H1

压力机的封闭高度是指当滑块处于下止点位置时,滑块底面至工作台上表面之间的距离。当封闭高度调节装置将滑块调整到最高位置时(即当连杆调至最短时),封闭高度达到最大值,称为最大封闭高度(见图1.4中的Hmax)。与此相应,当滑块调整到最低位置时(即当连杆调至最长时),封闭高度达到最小值,称为最小封闭高度(Hmin)。封闭高度调节装置所能调节的距离,称为封闭高度调节量(ΔH)。压力机的装模高度是指当滑块处于下止点时,滑块底面至工作台垫板上表面之间的距离。显然,封闭高度与装模高度之差即等于工作台垫板的厚度T。装模高度和封闭高度均表示压力机所能使用的模具高度。模具的闭合高度Hm(模具闭合时,上模座上平面至下模座下平面之间的距离)应小于压力机的最大装模高度或最大封闭高度。

5)工作台面与滑块底面尺寸

工作台(或垫板)上表面与滑块底面尺寸均以“左右×前后”的尺寸来表示,如图1.4所示的A×B和F×E。这些尺寸决定了模具平面轮廓尺寸的大小。

图1.4 压力机的基本参数

6)工作台孔尺寸A1×B1或D1

压力机的工作台孔呈方形或圆形,或同时兼顾两种形状,其尺寸用A1×B1(左右×前后)或D1(直径)表示。该尺寸空间是用做向下出料或安装模具顶件装置的。

7)模柄孔尺寸d×l

模柄孔是用来安装固定模具上模的,其尺寸用d×l(直径×孔深)来表示。中小型模具的上模部分一般都是通过模柄固定在压力机滑块上的,此时模柄尺寸应与模柄孔尺寸相适应。大型压力机没有模柄孔,而是开设T形槽,用T形槽螺钉紧固上模。

8)立柱间距A与喉深C

立柱间距是指双柱式压力机两立柱内侧之间的距离。对于开式压力机,该项数值主要关系到向后侧送料或出件机构的安装。对于闭式压力机,其值直接限制了模具和加工板料的最宽尺寸。喉深是开式压力机特有的参数,它是指滑块中心线到机身前后方向的距离,如图1.4中的C。喉深直接限制了加工件的尺寸,也与压力机机身刚度有关。

4.曲柄压力机的选择

压力机的选择包括对压力机的类型及规格的选择。选择压力机时,首先要清楚地了解被冲压零件的加工特点(包括所采用的冲压工艺性质、生产批量、零件几何形状及尺寸精度要求、操作与出件方式等)和各类压力机的特点(包括结构特点、标称压力及功率大小、行程与行程次数、装模空间与操作空间、配备的辅助装置及功能等),然后进行最适合两者特点的组合。也就是说,要使所选用压力机的性能与冲压加工对压力机的性能要求相适应,尽量不造成欠缺和浪费,最后确定出设备的类型及规格。

1)类型的选择

对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件,主要选用开式压力机。开式压力机虽然刚度不高,在较大冲压力的作用下床身的变形会改变冲模的间隙分布,降低模具寿命和冲压件的表面质量,但是由于它提供了极为方便的操作条件和易于安装的机械化附属装置,所以目前仍是中小型冲压件及要求不太高的半自动冲压生产的主要设备。另外,在中小型冲压件生产中,若采用导板模或在工作时要求导柱、导套不脱离的模具,应选用行程较小或行程可调的压力机。

对于大中型和精度要求较高的冲压件,多选用闭式压力机。这类压力机的主要特点是刚度和精度高,但操作不如开式压力机方便。一般对于薄板冲裁或精密件冲裁,宜选用精度和刚度较高的精密压力机;对于大型复杂拉深件和成形件,应尽量选用双动或三动拉深压力机,否则要在闭式单动压力机上安装拉深垫,这样可使所用模具结构简单,调整方便;其他大型冲裁件、弯曲件和所需压料力不大的成形件,一般采用单动闭式压力机。

对于校平、校正弯曲、整形等冲压工艺,因冲压力一般都较大,应选用具有较高强度和刚度的闭式压力机。

2)规格的选择

(1)标称压力。压力机的标称压力决定了压力机所能施加压力的能力。由前述可知,压力机标称压力是压力机滑块的工作行程内所允许承受的最大负荷。实际上,压力机许用负荷是随滑块行程位置变化的,而冲压力的大小也是随凸模(或压力机滑块)行程变化而变化的。因此,选择压力机标称压力时,应保证在全行程范围内,压力机的许用负荷在任何时刻均大于相应时刻所需变形力的总和。例如,在图1.5中,曲线1、2和3分别表示冲裁、弯曲和拉深时的冲压力与行程之间的关系曲线。从图中可以看出,三种冲压力曲线及压力机的许用负荷曲线都不同步,在进行冲裁和弯曲时,标称压力为Fga的压力机能够保证在全部行程内其许用负荷都高于冲压力,因此选用许用负荷曲线a的压力机是合适的。但在拉深时,虽然拉深所需的最大冲压力低于Fga,由于拉深时的最大冲压力出现在拉深行程的中前期,这个最大冲压力超过了相应位置上压力机的许用负荷,因此不能选用标称压力为Fga(具有曲线a)的压力机,必须选择标称压力更大(如标称压力为Fgb,具有曲线b)的压力机。

实际生产中,为了方便起见,压力机的标称压力可按如下经验公式确定。

对于施力行程(滑块实际施压行程)较小的冲压工序(如冲裁、浅弯曲、浅拉深等),有

Fg≥(1.1~1.3)F (1-1)

图1.5 压力机许用负荷曲线与冲压力曲线

对于施力行程较大的冲压工序(如深弯曲、深拉深等),有

Fg≥(1.6~2.0)F (1-2)

式中 Fg———压力机的标称压力(kN);

F———冲压工艺的冲力(kN)。

(2)滑块行程。滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出,同时还要求考虑模具的结构要求。例如,对于拉深工序,压力机滑块行程应大于拉深件高度的2倍,即s≥2h(h为拉深件高度);采用导板模或其他冲压时不允许模具导柱、导套完全脱离的模具,滑块行程应小于相应的最大开模距离。

(3)行程次数。行程次数主要根据生产率要求、材料允许的变形速度和操作的可能性等来确定。

(4)工作台面尺寸。压力机工作台面(或垫板平面)的长、宽尺寸一般应大于模具下模座的尺寸,且每边留出60~100mm的余量,以便于安装固定模具。当冲压件或废料从下模漏料时,工作台孔尺寸必须大于漏料件的尺寸。对于有弹顶装置的模具或采用拉深垫时,工作台孔还应大于弹顶器或相应拉深垫的外形尺寸。

(5)模柄孔尺寸或滑块下底面尺寸。对于中小型压力机,模具的上模部分都是通过模柄固定在压力机滑块上的,因此其模柄孔的直径应与模具模柄直径一致,模柄孔的深度应大于模柄夹持部分的长度;对于大型压力机或部分中型压力机,上模是通过T形螺栓固定在滑块下底面上的,这时滑块下底面尺寸应大于上模座尺寸,并保证有一定空间来固定上模座。

(6)封闭高度或装模高度。选择压力机时,必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间,模具的闭合高度是指模具在工作行程终了时(即模具处于闭合状态下),上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。一般应满足:

(Hmax-T)-5≥Hm≥(Hmin-T)+10 (1-3)

式中 Hmax———压力机的最大封闭高度;

Hmin———压力机的最小封闭高度;

T———压力机工作垫板的厚度;

(Hmax-T)———压力机的最大装模高度;

(Hmin-T)———压力机的最小装模高度;

Hm———模具的闭合高度。

(7)压力机的功率。一般在保证了冲压工艺力的情况下,压力机的功率是足够的。但在某些施力行程较大的情况下,也会出现压力足够而功率不够的现象,此时必须对压力机的功率进行校核,保证压力机功率大于冲压时所需的功率。

曲柄压力机克服冲压力所做的功相当于许用负荷曲线所包围的面积,但这个功并不表示压力机的做功能力。压力机的做功能力取决于电动机的功率和飞轮能量的储存。考虑飞轮的储能效果,在校核压力机功率时,通常只限制压力机的平均冲压功率,使其小于电动机的额定功率。

压力机的平均冲压功率可按一个工作循环所做功的平均量计算,即

式中 Pc———平均冲压功率(W);

W1———冲压件的变形功(J);

W2———冲压时的压料力、顶件力等弹性力所做的功(J);

t———压力机一个工作循环的时间(s);

η———压力机的效率,η=0.2~0.45,实际行程次数比额定行程次数越小,η越小,施力行程比压力机行程越小,η越小。

压力机一个工作循环的时间可用下式计算,即

t=1/n′ (1-5)

式中 n′———压力机滑块的实际行程次数,连续冲压时,等于压力机行程次数n。

冲压件变形功的计算方法如下。

冲裁时,有

W1=c1Ft (1-6)

式中 F———冲裁力(N);

t———板料厚度(mm);

c1———系数,冲裁间隙小时,c1=0.6~0.8;冲裁间隙大时,c1=0.25~0.5。

V形件弯曲时,有

W1=c2Fh (1-7)

式中 F———弯曲力(N);

h———弯曲工作行程(mm);

c2———系数,c2=0.63。

圆筒形件拉深时,有

W1=c3Fh (1-8)

式中 F———拉深力(N);

h———拉深工作行程(mm);

c3———系数,见表1.4。

表1.4 系数C3与拉深系数的关系

附录列出了常用压力机的主要技术参数,供设计时选用。

5.压力机的正确使用与维护

正确使用和维护压力机,能延长压力机的寿命,充分发挥压力机的效能,更重要的是确保工作过程中的人身和设备安全。使用和维护压力机应注意以下几点。

(1)选用压力机时,应使所选压力机的加工能力(标称压力、许用负荷曲线、电动机额定功率等)留有余量。这对延长压力机及模具寿命、避免压力机出现超负荷而受到破坏都是至关重要的。

(2)开机前,应检查压力机的润滑系统是否正常,并将润滑油压送至各润滑点。检查轴瓦间隙和制动器松紧程度是否合适,以及运转部位是否没有杂物等。

(3)在启动电动机后应观察飞轮的旋转方向是否与规定的方向(箭头标注)一致。确认方向一致后方可接通离合器,否则飞轮反转会使离合器零件和操纵机构损坏。

(4)空车检查制动器、离合器、操纵机构各部分的动作是否准确、灵活、可靠。检查的方法是先将转换开关置单次行程,然后踩动脚踏板或按动按钮,如果滑块有不正常的连冲现象,则应及时排除故障后再着手下一步的动作。

(5)模具的安装应准确、牢靠,保证模具间隙均匀,闭合状态良好,冲压过程中不移位。模具安装好以后,先手动试转压力机,以检验模具的安装位置是否正确,然后再启动电动机。

(6)冲压过程中,严禁坯料重叠冲压,要及时清理工作台上的冲件及废料。清理时要用钩子或刷子等专用工具,切不可徒手直接进入冲压危险区清理。

(7)随时注意压力机的工作情况,当发生不正常现象(如滑块自由下落、出现不正常的冲击声及噪声、冲件质量不合格、冲件或废料卡在冲模上等)时,应立即停止工作,切断电源,进行检查和处理。

(8)工作完毕后,应使离合器脱开,然后再切断电源,清除工作台上的杂物,用抹布将压力机和冲模擦拭一遍,并在模具刃口及压力机未涂油漆部分涂上一层防锈油。

(9)对压力机进行定期检修保养,包括离合器与制动器的保养、拉紧螺栓及其他各类螺栓的检修、给油装置的检修、供气系统的检修、传动与电气系统的检修、各种辅助装置的检修及定期精度检查等。

1.4.2 液压机

1.液压机的工作原理

液压机是根据静压传递原理,即帕斯卡原理制成的。它是利用液体的压力能,靠静压作用使工件产生变形的压力机械。因为它传递能量的介质为液体,故称为液压机。

图1.6 液压机原理图

如图1.6所示为液压机的原理图。在两个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,使连通容器内形成一个密闭的空间。这样,当在小柱塞上施加一个外力F1时,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将传递到液体的各个部位,其数值不变,方向垂直于容器的内表面。因而,在连通容器另一端的大柱塞上,将产生F2=pA2=F1A2/A1的向上推力。

显然,只要在小柱塞上施加一个较小的力,便可在大柱塞上获得一个很大的力。例如,Y32-300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。

液压机的工作介质主要有两种,一种是乳化液,相应的液压机一般称为水压机;另一种是油液,相应的液压机称为油压机。但两者统称为液压机。

乳化液由2%的乳化脂和98%的软水混合而成,它具有较好的防腐蚀和防锈性能,并有一定的润滑作用。乳化液价格便宜,不燃烧,不易污染工作场地,故耗油量大的,以及热加工用的液压机多为水压机。

油压机应用的工作介质多为机械油,有时也采用涡轮机油或其他类型的液压油。在防腐蚀、防锈和润滑性能方面,油优于乳化液,但油的成本高,也易污染场地。

2.液压机的特点

液压机与机械压力机相比有如下特点。

(1)容易获得很大的压力。由于液压机采用液压传动静压工作,动力设备可以分别布置,可以多缸联合工作,因而可以制造很大吨位的液压机,如可制造出标称压力达700000kN的模锻水压机。而机械式压力机因受到零部件的强度限制,不宜制造出很大吨位的压力机。

(2)容易获得很大的工作行程。液压机的名义压力与行程无关,而且可以在行程中的任何位置上停止和返回。这样,对要求工作行程大的工艺(如深拉深),以及模具安装或发生故障进行排除等都十分方便。

(3)容易获得大的工作空间。因为液压机无庞大的机械传动机构,而且工作缸可以任意布置,所以工作空间较大。

(4)压力与速度可以在较大范围内方便地进行无级调节,而且可以按工艺要求在某一行程作长时间的保压。另外,由于能可靠地控制液压,还能可靠地防止过载。

(5)液压元件已通用化、标准化、系列化,给液压机设计、制造和维修带来了方便,并且液压操作方便,便于实现遥控与自动化。

但液压机也存在一些不足之处,主要问题有以下几点。

(1)由于采用高压液体作为工作介质,因而对液压元件精度要求较高,结构较复杂,机器的调整维修比较困难,并且高压液体的泄漏还难免发生,不但污染工作环境,浪费压力油,对于热加工场所还有火灾的危险。

(2)液压流动时存在压力损失,因而效率较低,且运动速度慢,降低了生产效率,所以对于快速、小型的液压机,不如曲柄压力机简单、灵活。

由于液压机具有许多优点,所以它在工业生产中得到了广泛应用。尤其在冲压、锻造生产中具有悠久的历史,对于大型件热锻、大件深拉深更显其优越性。随着塑料工业的迅速发展,液压机在塑料成形加工中也占有很重要的地位。此外,液压机在冶金生产和打包、压装等方面都得到了广泛的应用。

3.液压机的主要技术参数

液压机的技术参数是根据它的工艺用途和结构特点总结的,它反映了液压机的工作能力及特点,是设计和选用液压机的重要依据。因液压机的类型不同,其技术参数的项目也不尽相同。这里主要介绍其共同的主要参数。

1)标称压力

标称压力是液压机名义上能产生的最大压力,在数值上等于工作液体压力与工作活塞有效工作面积的乘积(取整数)。标称压力是液压机的主要参数,它反映了液压机的主要工作能力,一般用它来表示液压机的规格。

为了充分利用设备,节约高压液体并满足工艺要求,一般大中型液压机将标称压力分为两级或三级,但泵直接传动的液压机不需要从结构上进行压力分级。

2)工作液压力

液压机的工作液压力是与液压机标称压力和压制能力有关的一个技术参数。工作液压力不宜过低,否则不能满足液压机标称压力的需要。反之,工作液压力过高,液压机密封难以保证,甚至损坏液压密封元件。每台液压机都标注有工作液的最大工作压力。目前,国内液压机所使用的工作液压力有16MPa、25MPa、30MPa、32MPa、50MPa等,但多数用32MPa左右的工作液压力。使用液压机时,根据冲压所需的实际压力,可适当调整油压,但不能超过其最大值。

3)最大回程力

上压式液压机压制完成以后,其活动横梁必须回程,回程时要克服各种阻力和运动部件的重力。活动横梁回程所需的力称为回程力。液压机最大回程力约为标称压力的20%~50%。

4)最大顶出力

有些液压机在下横梁底部装有顶出缸,以供顶出工件或拉深时使用。最大顶出力与液压机顶出缸活塞有效工作面积及工作液压力有关,顶出力的大小及行程应满足冲压的工艺要求。

5)其他技术参数

(1)活动横梁距工作台的最大与最小距离

最大距离反映了液压机在高度方向上工作空间的大小,最小距离限制模具的最小闭合高度。

(2)最大行程

最大行程指活动横梁位于上限位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,即活动横梁所能移动的最大距离。

(3)活动横梁运动速度

活动横梁运动速度分为工作行程速度及空行程(充液及回程)速度两种。工作行程速度的变化范围较大,应根据不同的工艺要求来确定。空行程速度一般较高,以提高生产率,但速度太快会在停止或转换时引起冲击及振动。

(4)立柱中心距

在四柱式液压机中,立柱宽边中心距和窄边中心距分别用L和B表示。立柱中心距反映了液压机平面尺寸上工作空间的大小。立柱宽边中心距应根据工件及模具的宽度来选用,立柱窄边中心距的选用则应考虑更换及放入各种工具、涂抹润滑剂、观察工艺过程等操作上的要求。此外,立柱中心距对三个横梁的平面尺寸及质量均有影响,对液压机的使用性能及本体结构尺寸有着密切关系。

附录A的表A.2列出了几种国产通用液压机的主要技术参数,供设计选用时参考。

4.液压机的型号

液压机型号的表示方法如下:

例如:Y32A—315表示最大总压力为3150kN,经过一次变型的四柱立式万能液压机,其中32表示四柱立式万能液压机的组型代号。

5.液压机的结构

液压机类型尽管较多,但其结构组成基本相同,一般均由本体部分、操纵部分和动力部分组成。现以Y32—300型万能液压机为例加以介绍。

图1.7所示为Y32—300型液压机的外形结构图,其机身为四立柱式结构。

1)本体部分

液压机的本体部分包括机身、工作缸与工作活塞、充液油箱、活动横梁、下横梁及顶出缸等。

(1)机身

Y32—300型液压机机身属于四立柱机身,如图1.8所示。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。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。

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(见图1.8),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型槽,供安装模具用。

图1.7 Y32—300型液压机的外形结构图

图1.8 Y32—300型液压机机身

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,又兼作活动横梁运动导轨的作用,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,靠缸口凸肩与螺母紧固在上横梁内,如图1.9所示。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连接。

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。当压力油从液压缸下腔进入时,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,并提高了生产率。

图1.9 Y32—300型液压机的工作缸

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,避免高压油的渗漏。目前,工作缸常用的材料有铸钢、球墨铸铁或合金钢,直径较小的液压缸还可以采用无缝钢管。

(3)活动横梁

活动横梁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1.10所示。为减轻质量又能满足强度要求,采用HT200铸成箱形结构,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1.11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,同样采用缸的凸肩及螺母与工作台紧固连接。

2)动力部分———液压泵

液压机的动力部分为高压泵,它将机械能变为液压能,向液压机的工作缸和顶出缸提供高压液体。Y32—300型液压机使用的是卧式柱塞泵。

图1.10 Y32—300液压机活动横梁

图1.11 Y32—300液压机顶出缸