冲床

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有固定式安全防護裝置的沖床

冲床(Stamping press),是利用压力使金属形變,使其冲压成各种需要结构的機器。冲床的功能包括冲剪成形英语Forming (metalworking)深拉英语Deep drawing鍛造金属,一般會配合模具使用,是生产金屬机械零件英语Component的重要设备。

沖床
沖床

分類[编辑]

依動力來源分類[编辑]

冲床可以依滑塊的動力來源區分為機械式沖床以及液壓沖床二種。

最常見的機械式沖床是用馬達帶動的曲軸(或連桿、偏心齒輪或肘節接頭)來使滑塊移動,而液壓沖床是用液壓缸來帶動滑塊。冲床的驅動系統特性決定了在沖程各部份的速度及施力。液壓沖床的優點是在沖擊過程中都是固定壓力,而機械式沖床依系統的不同,越往下死點,其施力越大。若考慮相同的時間,機械式沖床可沖擊的次數較多,也較常用在工業應用中。

傳統機械式沖床多半是使用感應馬達,早期的機械式沖床會用VS馬達驅動,用調整耦合機電流來調整轉矩,後來也會用變頻器驅動感應馬達,使用感應馬達的冲床中會有飛輪為儲能元件,不論是否加工,飛輪都會持續運轉,要加工時再用離合器使飛輪帶動滑塊運轉。

後來也有用伺服馬達為動力來源的伺服沖床[1],伺服沖床不需飛輪儲能,要加工時驅動器才會運轉,而且可以依加工特性決定滑塊在不同位置的速度曲線,可以進行較困難的加工。

依傳動機構分類[编辑]

機械式沖床的動力來源是馬達,中間需要有傳動機構將旋轉運動轉換為滑塊的往復直線運動,沖床特性也會依傳動機構而不同。

最常見的機械式沖床是以曲軸(帶有偏心輪的軸)來傳動[2],而這種傳動方式也適合許多不同種類的加工[3]

連桿式沖床是以連桿為傳動機構,連桿式沖床的特點是滑塊可以快速下降、慢速加工,快速上昇,節省時間及成本[4],而且在下死點附近的出力很大[5]

肘節式沖床,是以肘節接頭為傳動機構,在滑塊移到最下方(稱為下死點)時有短暫停留的特性,適用於冷鍛加工[4]。也有結合連桿及肘節的肘桿式沖床[5]

单动冲床及雙動沖床[编辑]

冲床的另一種分類是单动冲床及雙動沖床(也有三動沖床,但非常少見)。单动冲床只有一個滑塊,而雙动冲床有二個滑塊,一個滑塊可以固定工件,防止出現皺紋,再由一個滑塊進行沖壓加工,適用於剛性材料的深拉作業[6]

零件[编辑]

沖床的重要零件有模墊(bolster plate)及滑塊(ram)。

模墊(bolster plate)是一大塊的金屬,模具的下模固定在其上方,在沖床加工時,模墊是靜止不動的。大型的沖床(像汽車業英语Automotive industry中使用的沖床)會在模墊中加上模具緩衝墊,若是用單一沖程進行深拉,就會需要模具緩衝墊。

滑塊也是一大塊的金屬,和模具的上模連接,在沖床加工時會上下移動,當模具的上下模密合時,其中的工件就會產生形變。

冲床一般會以電路(例如用可程式控制器)或是機械的方式連結到自動送料機英语automatic feeder,可以控制原料的進給。若原料是整卷的鋼片,會先放卷,通過校直机(straightener)後再進入模具。也有些沖床會加裝吨位显示器英语tonnage monitor,可以顯示每次沖擊時的力量。

安全性[编辑]

沖床有其危險性,若沖床工作,滑塊下滑時,作業員的手或其他部位仍在沖模內,就可能造成人員的傷亡。因此需要有其他安全性的措施。

本質安全設計的作法是讓沖床的啟動有距離夠遠的二個按鈕,需作業員雙手都按才能啟動,避免在沖床啟動時作業員的手因在沖模內而受傷[7][8]

另外一種作法是加裝安全光柵,若作業員在沖模工作的範圍內,就強制沖床停止。

參考資料[编辑]

相關條目[编辑]

外部連結[编辑]