压力机
成型压力机,通常简称压力机或压床,属于加工机械,它能利用压力来改变工件的形状[1]。压力机可以分为以下几类:
- 按照原理分类:液压机、机械压力机、气动压力机
- 按照功能分类:锻压机、冲压机、压力折弯机等
- 按照结构分类:铰接压力机(Knuckle-joint press)、螺旋压力机等
- 按照控制分类:传统压力机与伺服压力机
车间压力机
[编辑]通常有一个简单的矩形框架,由槽钢或钢管等制造而成,并由瓶式千斤顶或液压缸通过活塞向工件施加压力。它通常在汽修车间、机械车间等处用于一般用途的成型加工。车间压力机通常能够施加1至30吨的压力,压力大小取决于压力机的尺寸和构造。较轻型的也有手扳压力机。
车间压力机通常用于将过盈配合的零件压在一起,例如将齿轮压入轴,或者将轴承压入轴承座。
其它压力机
[编辑]- 折弯机是一种特殊的压力机,它可以将金属板弯曲成型。例如,计算机主机箱的机壳,就很适合用折弯机来成型。其它的例子包括支架、组装框架的零件和电气柜。某些折弯机具备数控功能,成型精度可小于一毫米。折弯力可达3,000吨。[2][3][4]:29,83
- 螺旋压力机,又称轻型压力机。
- 专门冲压盖子的压力机,每分钟可以从成卷的铝箔中冲压出660个盖子。
压力机控制特例:伺服压力机
[编辑]伺服压力机,是由交流伺服电机驱动的压力机,它通过滚珠丝杠将产生的力矩转换为线性力。压力和位置的控制通过称重传感器和编码器来实现。伺服压力机的主要优点是能耗低,仅为其它压力机的10-20%。
冲压时,机器能提供它所能达到的最大能量。截止目前,想要提升压力机的吨位(冲模与工件间的压力),依然只能依靠更大的机器和更大的马达。[5]
压力机的类型
[编辑]所使用压力机的样式与最终产品直接相关。压力机的类型有直边、后齿轮(Back Geared,简称BG)、齿轮、缝隙、OBI(Open Back Inclinable,背开可倾斜)和OBS(Open Back Stationary,背开固定式)。液压机和机械压力机按固定工件的框架进行分类。最常见的缝隙框架,也称为C框架,和直边压力机。直边压力机在机器两侧都有垂直立柱,以消除角偏斜。C框架可轻松进入三面的死角,并且占地面积较小。OBI是一种缝隙框架,其框架可以枢转,从而更易装卸料。OBS定时鼓风、工作或传送,以便装卸料。[6][7]
压力机类型 | 框架类型 | 框架位置 | 动作 | 驱动方法 | 驱动类型 | 悬挂 | 撞击 | 床 | ||||||||||||||||||||||||||
背开 | 缝隙 | 直边 | 拱形 | 柱型 | 固定 | 连接杆 | 竖直 | 水平 | 可倾斜 | 倾斜 | 单 | 双 | 三 | 曲柄 | 前后曲柄 | 偏心 | 切换 | 螺旋 | 凸轮 | 齿轮齿条 | 活塞 | 过导向 | 齿轮加速 | 导向 | 齿轮减速 | 单点 | 双点 | 四点 | 单 | 多 | 固定 | 开放 | 可调 | |
工作台 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | |||||||||||||||||
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背开可倾斜 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||
缝隙框架 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||
可调床角 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | |||||||||||||||||||
端轮 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||||||
拱形框架 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||||||
直边 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||
减压 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | |||||||||||||||||||
顶杆 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||
拨拉 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||
凸轮拉力 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | |||||||||||||||||||
双点单动作 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | |||||||||||||||||||
高产 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||||
冲压 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||||||||
传递 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | |||||||||||||||||||
平边剪切 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||||||||||||
液压 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||||||||||||||||
折弯 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ● |
历史
[编辑]在历史上,人们使用锤子来手工进行金属塑形。后来,建造更大的锤来一次压更多的金属,或者压更厚的材料。通常,一个铁匠要雇一个帮手或学徒来挥锤,而铁匠可以专注于工件的定位。落锤和水碓利用某种机制将锤举起,然后靠重力落下砸在工件上。
在19世纪中期在工业上,手锤和旋转凸轮锤开始被蒸汽锤替代。詹姆斯·瓦特在1784年第一次描述了蒸汽锤,他是苏格兰发明家和机械工程师,他也改进了最早的蒸汽机和冷凝器。但瓦特并没有建造蒸汽锤,而是1840年英国发明家詹姆斯·内史密斯建造了最早的蒸汽锤。到19世纪后期,蒸汽锤的尺寸已经大大增加;1891年,伯利恒钢铁公司做出了一项改进,使汽锤提供的打击力提高到了125吨。[8]
大多数现代机械压力机通常结合使用电动机和液压机,来达到必要的压力。随着压力机的改进,其中使用的冲模也发生了改进。[9]
安全性
[编辑]机械压力机很危险,因此必须始终采取安全措施。双手控制(控制其使用必须两只手都在按钮上进行操作)是防止事故的好办法,如果操作工在冲模范围内,光传感器也可以使机器停止工作。
参考文献
[编辑]- ^ Press [压力机]. [2009-11-24]. (原始内容存档于2020-11-12) (英语).
- ^ Press Brake Tonnage Table [折弯机吨位表]. American Machine Tools Co. [2018-08-18]. (原始内容存档于2018-08-15) (英语).
- ^ Press Brakes [折弯机]. Pacific Press Technologies. [2014-07-26]. (原始内容存档于2014-04-11) (英语).
- ^ 4.0 4.1 Parker, Dana T. Building Victory: Aircraft Manufacturing in the Los Angeles Area in World War II [制造业的胜利:二战时期洛杉矶地区的飞机制造]. 赛普里斯 (加利福尼亚州). 2013. ISBN 978-0-9897906-0-4 (英语).
- ^ Tim Heston. [http://www.thefabricator.com/article/stamping/the-science-behind-the-servo-press The science behind the servo press [伺服压力机背后的科学]. 2008-01-15 [2016-02-03]. (原始内容存档于2018-06-14) (英语).
- ^ Metal Stamping Equipment And Machines - American Industrial [金属冲压装备和机器-美国工业]. [2016-02-03]. (原始内容存档于2018-06-15) (英语).
- ^ SME.org PDF. [2016-02-03]. (原始内容存档于2016-09-16) (英语).
- ^ Punch Press Services Ltd [冲压服务有限公司]. [2018-08-14]. (原始内容存档于2018-08-22) (英语).
- ^ Parker, Dana T. Building Victory: Aircraft Manufacturing in the Los Angeles Area in World War II [建造胜利:二战期间在洛杉矶地区的飞机制造]. 赛普里斯 (加利福尼亚州). 2013: 20, 29, 48, 83, 85, 87. ISBN 978-0-9897906-0-4 (英语).