2010年資產(chǎn)評估師《機(jī)電設(shè)備評估》考點精講:第六章(5)

字號:

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
     利用鍛壓機(jī)械對金屬坯料施加壓力,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。
     鑄錠和棒料。
    沖壓
     靠壓力機(jī)和模具對板材、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。
     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。
    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。
    表6—4 通用鍛壓設(shè)備的類別代號
    類別
     機(jī)械壓力機(jī)
     液壓機(jī)
     線材成形自動機(jī)
     錘
     鍛機(jī)
     剪切機(jī)
     彎曲校正機(jī)
     其他
    字母代號
     J
     Y
     Z
     C
     D
     Q
     w
     T
    表6—7 鍛壓機(jī)械通用特性代號
    特性名稱
     數(shù)控
     自動
     液壓
     氣動
     高速
     精密
    代號
     K
     Z
     Y
     Q
     G
     M
    【鏈接】Y在金屬切削機(jī)床中代表的是齒輪加工機(jī)床;在電動機(jī)中代表的是鼠籠式異步電動機(jī);在通用鍛壓設(shè)備的類別代號中代表液壓機(jī),在鍛壓機(jī)械通用特性代號中代表液壓。
    例如:
    JB21-60:J—機(jī)械壓力機(jī);B—第二次改型;21—開式固定臺;60—主參數(shù)公稱壓力60KN
    J31-315:J—機(jī)械壓力機(jī);31—閉式單點壓力機(jī);315—主參數(shù)公稱壓力3150KN
    一、鍛壓設(shè)備
    (一)鍛錘
    由重錘落下或強(qiáng)迫高速運動產(chǎn)生的動能對坯料做功,使之塑性變形的機(jī)械。
    1.空氣錘
    電動機(jī)通過減速器帶動曲柄連桿機(jī)構(gòu),使壓縮活塞在壓縮缸中做上下往復(fù)運動。當(dāng)壓縮活塞向上運動時,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,使錘頭向下運動,實現(xiàn)對坯料的鍛打;壓縮活塞向下運動時,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作。
    空氣錘的規(guī)格以空氣錘落下部分的質(zhì)量來表示。鍛錘產(chǎn)生的打擊力,一般是落下部分質(zhì)量的1000倍左右。
    2.蒸汽—空氣錘
    使用600–900kPa的蒸汽或壓縮空氣作為動力。生產(chǎn)大中型鍛件,
    分為自由鍛錘和模鍛錘。
    (1)蒸氣—空氣自由鍛錘砧座與機(jī)身分開;蒸氣—空氣模鍛錘的機(jī)身直接與砧座連接在一起,錘頭運動精確,保證上下模對準(zhǔn),確保導(dǎo)向良好。
    (2)蒸氣—空氣錘的規(guī)格以落下部分質(zhì)量表示。蒸汽—空氣自由鍛錘的砧座質(zhì)量為落下部分的10~15倍,蒸氣—空氣摸鍛錘的砧座質(zhì)量為落下部分的20~25倍。
    (3)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);蒸汽—空氣自由鍛錘鍛件質(zhì)量為5T。
    蒸氣—空氣摸鍛錘的規(guī)格為1000~16000kg;可以模鍛約250kg的工件。
    (4)蒸汽—空氣錘必須借助于蒸汽或壓縮空氣驅(qū)動,動力供給系統(tǒng)復(fù)雜;噪音大,振動大;驅(qū)動效率低;操作強(qiáng)度大,勞動條件差。
    (二)機(jī)械壓力機(jī)
    機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運動,對坯料進(jìn)行加工的鍛壓設(shè)備。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,滑塊到下止點位置時速度最慢,所產(chǎn)生的壓力,壓力機(jī)的能力即以此時的壓力表示,一般為2MN~120MN(200~1200t)。
    表6—8 熱模鍛曲柄壓力機(jī)的噸位、鍛件重量和尺寸
    設(shè)備噸位MN(t)
     10
    (1000)
     16
    (1600)
     20
    (2000)
     31.5
    (3150)
     40
    (4000)
     80
    (8000)
    鍛件重量(kg)
     在分模面上的投影面積(cm2)
    能鍛齒輪直徑(mm)
     2.5
    150
    130
     4.0
    240
    175
     7.0
    310
    200
     18
    570
    270
     30
    800
    320
     80
    1810
    480
    熱模鍛曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)有以下特點:
    (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,工作時滑塊行程大小不變,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)生錯動;
    (4)工作臺設(shè)有頂料裝置,模鍛結(jié)束后,鍛件被自動頂出。
    優(yōu)點:工作時振動小、噪聲小、加工精度高,生產(chǎn)率高。
    缺點:機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價高。
    適應(yīng)于大批量生產(chǎn),大、中型工廠才有條件使用。
    2.摩擦壓力機(jī)
    摩擦壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作壓力來表示。一般摩擦壓力機(jī)的工作壓力小于3.5MN(350t),的可達(dá)25MN。
    摩擦壓力機(jī)無固定的下死點,對較大的模鍛件,可以多次打擊成形。
    工作平穩(wěn),振動比鍛錘小得多,不需要很大的基礎(chǔ)。
    摩擦壓力機(jī)的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單;制造、維修費用低;對基礎(chǔ)、廠房建筑要求低;工藝可能性大。缺點是生產(chǎn)率低。
    (三)水壓機(jī)
    由三梁(上橫梁、下橫梁、活動橫梁)、四柱、工作缸、回程缸和操作系統(tǒng)組成。
    水壓機(jī)規(guī)格以靜壓力表示,一般為8000~120000KN;
    優(yōu)點:工作行程大,在全過程都能對工件施加工作壓力,能有效地鍛透大斷面工件;靜壓力作用在工件上,沒有巨大的沖擊和噪聲,避免了地基及建筑物基礎(chǔ)的震動;勞動條件好,環(huán)境污染小。
    【例題·單選題】(2009)下列壓力加工設(shè)備中,(?。┑囊?guī)格是以落下部分的質(zhì)量來表示的。
    A.水壓機(jī)     
    B.熱模鍛壓力機(jī)
    C.蒸汽一空氣模鍛錘
    D.摩擦壓力機(jī)
    『正確答案』C
    『答案解析』空氣錘、蒸汽-空氣錘均以落下部分質(zhì)量來表示其規(guī)格;水壓機(jī)的規(guī)格是以水壓機(jī)的靜壓力大小來表示;熱模鍛壓力機(jī)的規(guī)格是用壓力來表示;摩擦壓力機(jī)的規(guī)格用公稱工作壓力來表示。
    二、沖壓設(shè)備
    (一)剪板機(jī)(剪床)(掌握)
    使用剪切的方法,使板料分離。剪板機(jī)用作生產(chǎn)中剪切直線邊緣的板料、條料和帶料,為下一步?jīng)_壓工序提供毛坯。
    1.剪板機(jī)的分類
    按工藝用途和結(jié)構(gòu)類型分類
    按照傳動方式的不同分為機(jī)械傳動式和液壓傳動式。
    機(jī)械式剪切厚度小于10mm,液壓式剪切厚度大于10mm。
    機(jī)械傳動剪板機(jī)的電動機(jī)5通過皮帶6驅(qū)動飛輪軸,再通過離合器7和齒輪減速系統(tǒng)4驅(qū)動偏心軸,然后通過連桿帶動上刀架2,使其做上下往復(fù)運動,進(jìn)行剪切工作。偏心軸左端的凸輪驅(qū)動壓料油箱3的柱塞,將壓力油送回壓料腳9,在剪切之前壓緊板料。回程時由彈簧力使壓料腳返回。
    按照上刀片與下刀片的相對位置,分為平刃剪切和斜刃剪切。
    平刃剪切無扭曲變形,剪切質(zhì)量好,但剪切力大。平刃剪切剪板機(jī)的傳動方式多為機(jī)械傳動,多用于小型剪板機(jī)和薄板下料。
    斜刃剪切質(zhì)量不如平刃剪切,有扭曲變形。但是剪切力和能量消耗比平刃剪切要小,故在大、中型剪板機(jī)中采用。
    按照刀架運動方式,分為直線式和擺動式。和直線式相比,擺動式剪切機(jī)上、下剪刃之間的摩擦和磨損較小,刀片變形小,剪切精度高。擺動式剪切機(jī)主要用于板厚大于6mm,板寬不大于4000mm的剪板機(jī)。
    直線式相比,擺動式剪切機(jī)上、下剪刃之間的摩擦和磨損較小,刀片變形小,剪切精度高。
    2.剪板機(jī)的技術(shù)參數(shù)
    剪板機(jī)的主參數(shù)以剪切厚度和剪切板料寬度來表示。剪板機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有:
    可剪板厚
     國內(nèi)外剪板機(jī)的剪切厚度多為32mm以下。
    可剪板寬
     沿著剪板機(jī)剪刃方向,一次剪切完成板料的尺寸。目前剪板寬度為6000mm的剪板機(jī)已經(jīng)比較普遍,剪板寬度已達(dá)10000mm。
    剪切角度
     剪切機(jī)上下刃口間的夾角稱為剪切角,一般為0.5°~4°。一般都采用較小的剪切角度。
    行程次數(shù)
     機(jī)械傳動的小型剪板機(jī),一般每分鐘達(dá)50次以上。
    (二)剪切沖型機(jī)。又稱振動剪切機(jī),通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)使刀桿做高速往復(fù)運動,帶動沖頭進(jìn)行剪切。行程次數(shù)由每分鐘數(shù)百次到數(shù)千次不等。
    振動剪切機(jī)是一種萬能板料加工設(shè)備,刀桿上的沖頭能沿著劃線或板樣對被加工板料逐步進(jìn)行直線或曲線剪切。此外,增加機(jī)構(gòu)與模具,還可以進(jìn)行折邊、沖槽、壓筋、切口、成形、翻邊等工作。
    (三)通用壓力機(jī)
    通用壓力機(jī)按機(jī)身結(jié)構(gòu)形式分為開式壓力機(jī)和閉式壓力機(jī)。
    1.開式壓力機(jī):也稱為沖床,工作臺三面敞開,便于操作,但剛度較差、變形較大,影響模具壽命,多用于小噸位壓力機(jī)??捎糜谇袛?、沖孔、落料、彎曲、拉伸、成形等。
    由于壓力機(jī)工作臺面尺寸大小有所不同為了保證滑塊的運動良好,分別有一個連桿、兩個連桿、四個連桿的壓力機(jī),簡稱為單點、雙點、四點壓力機(jī)。
    此外,壓力機(jī)按曲軸位置可分為縱放式和橫放式;
    按工作臺結(jié)構(gòu)可分為固定臺、可傾式和升降臺等形式。開式固定臺壓力機(jī)的剛性和抗振穩(wěn)定性好,適用于大噸位??蓛A式壓力機(jī)的工作臺可傾斜20°~30°,工件或廢料可靠自重滑下。升降臺壓力機(jī)適用于模具高度變化較大的沖孔、切邊及彎曲。