汽车冲压生产中机械压力机与液压机的使用分析
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冲压机械的危险性分析与安全措施1.冲压作业的危险因素根据发生事故的原因分析,冲压作业中的危险主要有以下几个方面:(1)设备结构具有的危险。
相当一部分冲压设备采用的是刚性离合器。
这是利用凸轮机构使离合器接合或脱开,一旦接合运行,就一定要完成一个循环后才会停止。
假如在此循环中手不能及时从模具中抽出,就必然会发生伤手事故。
(2)动作失控。
设备在运行中还会受到经常性的强烈冲击和振动,使一些零部件变形、磨损以至碎裂,引起设备动作失控而发生危险的连冲或事故。
(3)开关失灵。
设备的开关控制系统由于人为或外界因素引起的误动作。
(4)模具的危险。
模具担负着使工件加工成型的主要功能,是整个系统能量的集中释放部位。
由于模具设计不合理或有缺陷,没有考虑到作业人员在使用时的安全,在操作时手就要直接或经常性地伸进模具才能完成作业,因此增加了受伤的可能。
有缺陷的模具则可能因磨损、变形或损坏等原因在正常运行条件下发生意外而导致事故。
2. 冲压事故的原因分析冲压事故有可能发生在冲压设备的各个危险部位,但以发生在模具行程间为绝大多数,且伤害部位主要是作业者的手部,即当操作者的手处于模具行程之间时模块下落,就会造成冲手事故。
这是设备缺陷和人的行为错误所造成的事故。
在冲压作业中,冲压机械设备、模具、作业方式对安全影响很大。
下面分别对这三个方面的不安全因素进行分析和评价。
(1)冲压机械设备对安全的影响。
冲压机械设备包括:剪板机、曲柄压力机和液压机等。
本文重点讨论曲柄压力机的安全问题。
曲柄压力机是一种将旋转运动转变为直线往复运动的机器。
压力机的工作原理:它由电动机通过皮带轮及齿轮驱动曲轴转动,曲轴的轴心线与其上的曲柄轴心线偏移一个偏心距,从而便可通过连杆(连接曲柄和滑块的零件)带动滑块做上下往复运动。
压力机的组成:由工作机构、传动系统、操纵系统、能源系统、支承系统及多种辅助系统组成。
压力机的受力系统:冲压件的变形阻力全部传递到设备的机身上,形成一个封闭的受力系统。
第1篇一、引言汽车门作为汽车的重要部件之一,其冲压工艺在汽车制造过程中具有举足轻重的地位。
随着汽车工业的快速发展,对汽车门冲压工艺的要求也越来越高。
本文将详细介绍汽车门冲压工艺的基本原理、工艺流程、设备选型及质量控制等方面,以期为汽车门冲压工艺的研究和应用提供参考。
二、汽车门冲压工艺的基本原理汽车门冲压工艺是指将金属板材通过冲压设备进行变形,形成具有一定形状和尺寸的汽车门的过程。
其主要原理包括以下几个方面:1. 塑性变形:在冲压过程中,金属板材在冲压力的作用下发生塑性变形,从而形成所需的形状和尺寸。
2. 屈服极限:金属板材在受力时,会达到一定的屈服极限,此时材料将发生塑性变形。
汽车门冲压工艺要求金属板材具有良好的屈服性能,以保证冲压过程中的稳定性和成形性。
3. 冲压模具:冲压模具是汽车门冲压工艺的核心,其设计直接影响汽车门的形状、尺寸和质量。
模具材料、结构、加工精度等因素都会对冲压工艺产生影响。
4. 冲压设备:冲压设备是汽车门冲压工艺的实施工具,其性能、精度和稳定性对冲压质量至关重要。
三、汽车门冲压工艺流程汽车门冲压工艺流程主要包括以下几个步骤:1. 准备工作:包括板材的切割、加热、校平、表面处理等,确保板材满足冲压工艺要求。
2. 模具设计:根据汽车门的结构和尺寸,设计合适的冲压模具,包括凸模、凹模、导向装置等。
3. 冲压设备选型:根据汽车门的形状、尺寸和材料,选择合适的冲压设备,如液压机、机械压力机等。
4. 冲压工艺参数设定:根据汽车门材料和模具设计,设定合适的冲压工艺参数,如冲压力、速度、行程等。
5. 冲压生产:将准备好的板材放置在模具中,通过冲压设备进行冲压,形成汽车门。
6. 后处理:包括校平、去毛刺、涂装等,提高汽车门的质量和外观。
四、汽车门冲压工艺设备选型1. 冲压设备类型:根据汽车门冲压工艺需求,选择合适的冲压设备类型,如液压机、机械压力机等。
2. 冲压设备性能:考虑冲压设备的冲压力、行程、速度、精度等性能指标,以满足汽车门冲压工艺的要求。
液压冲压机工作原理
液压冲压机的工作原理基于帕斯卡原理,即封闭系统内的压力在各处都相等。
液压冲压机的工作过程通常涉及以下几个关键步骤:
1. 动力源: 液压冲压机的动力通常来源于一个电机驱动的油泵,它负责提供压力油流动的动力。
2. 液压系统: 液压油通过系统的管道被输送到液压缸中。
这个系统中会有电磁阀等控制元件来调节油液的流向和流量。
3. 活塞工作: 液压缸内部有两个不同截面积的活塞,小活塞和大活塞。
当液压油被泵入液压缸时,由于帕斯卡原理,压力在两个活塞上是相等的。
因此,虽然小活塞的截面积较小,但它会产生较小的力;而大活塞由于截面积较大,施力也较大。
4. 能量转换: 当液压油推动小活塞时,它会移动较长的距离来累积能量。
这个动作导致相同体积的液压油推动大活塞,使其移动较短的距离但产生更大的力。
这个过程符合能量守恒定律。
5. 冲压制件: 最终,大活塞的大力作用于模具上,完成对金属板材或其他材料的冲压工序,制造出所需的零件或产品。
6. 电气配合: 现代液压冲压机还会结合电子控制系统,通过编程来精确控制冲压机的动作,以满足不同的加工需求。
综上所述,液压冲压机通过液压系统将小活塞的小力量放大为大活
塞的强大冲压能力,以进行各种冲压工艺。
第1页,共36页 学习情境之2 液压机操作与调试 训练能力目标 1.具备液压机操作的基本技能,具备液压机操作工职业素质; 2.能正确选择液压机成型设备; 3.掌握液压机机的主要技术参数,能正确使用与维护液压机机,能排除液压机常见故障; 4.在理解液压机模具结构与技术要求的基础上,会制订液压成型工艺,能在液压机上正确安装和拆除模具; 5.能分析液压成型零件常见质量缺陷,掌握液压产品质量缺陷控制方法。 6.在教师的指导下,能在液压机上生产出合格零件。 训练项目 1. 知识点: (1)液压机用途和分类 (2)液压机工作原理与结构组成 (3)液压机主要技术参数 (4)液压机的型号 2. 训练项目: (1)液压机操作工工作职责 (2)液压机的选择 (3)液压机的正确使用与维护 (4)液压机常见的故障及排除方法 (5)液压机模具的安装与拆卸 (6)液压成型零件常见的质量缺陷及控制方法 预备知识:
1 概述 液压机与其它压力机相比,具有压力和速度可较大范围内无级调节、动作灵活等优点,是金属成形和塑料成形中广泛应用的设备。它可以用于金属板料的成形加工、金属挤压和粉末冶金制品的压制等,也可用于热固性塑料压缩成形和传递成形。 1.1 液压机的工作原理 第2页,共36页
液压机是根据帕斯卡原理制成的,它利用液体压力能来驱动机器工作。液压机的工作原理如图4—1所示。两个充满液体的大小不一的容器(面积分别为A1,A2)连通,并加以密封,使两容腔液体不会外泄。当对小柱塞施加向下的作用力F1时,则作用在液体上的单位压力为P=F1/A1,根据帕斯卡原理:在密闭的容器中,液体压力在各个方向上是相等且压力将传递到容腔的每一点。因此,另一容腔的大柱塞将产牛向上推力F2,F2=PA2=F1(A2/A1)。故只要增大大柱塞的面积,就可以由小柱塞上一个较小的力F1,在大柱塞上获得一个很大的力F2。这里的小柱塞相当于液压泵中的柱塞,而大柱塞就是液压机中工作缸的柱塞。
汽车冲压生产中机械压力机与液压机的使用分析
摘要:机械压力机与液压机是过年汽车冲压生产的主要生产设备,本文通过对大型薄板生产所用的机械压机和液压机在使用能耗、生产使用特点、与自动化配合等方面进行分析、对比,为不同的生产厂家选择出更为适合自行生产的生产线。
关键词:机械压力机、液压机
中图分类号:tg315
1、引言:冲压是汽车生产工艺的第一工序,对于冲压生产线的研究则是各个汽车厂及冲压行业不停的课题。
对于大纲领的现代化工厂,冲压自制零件仅为少量大中型关键件(其余易于生产、运输等非关键件通过外协生产完成)因此汽车薄板冲压采用那种形式的冲压生产线也是个大厂家尤为关心的问题。
本文希望通过对大型薄板生产所用的机械压机和液压机在使用能耗、生产使用特点、与自动化配合等方面进行分析、对比,为不同的生产厂家选择出更为适合自行生产的生产线。
2、设备工作原理
2.1机械压力机原理:通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转化为滑块的直线往复运动,对坯料进行成形加工的锻压机械。
机械压力机工作时(图1)由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮(通常兼做飞轮),经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构,使滑块和凸模直线下行。
锻压工作完成后滑块回程上行,离合器自动脱开,同时曲柄轴上的制动器接通,使滑块停止在上死点附近。
每个曲柄滑块
机构称为一个“点”。
最简单的机械压力机采用单点式,即只有一个曲柄滑块机构。
有的大工作面机械压力机为使滑块底面受力均匀和运动平稳而采用双点和四点的。
机械压力机的载荷是冲击性的,即在一个工作周期内锻压工作的时间很短,冲击瞬间的最大功率比平均功率大十几倍以上,因此在传动系统中都设置飞轮。
按平均功率选用的电机启动后,飞轮运转至额定转速,积蓄动能。
凸模接触坯料开始锻压工作后,电动机的驱动功率小于荷载,转速降低,飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。
冲压工作完成后,飞轮再次加速积蓄动能,以备下次冲压使用。
2.2液压机原理:根据帕斯卡原理形成,利用一种液体压力来传递能量的机器。
大、小柱塞的面积分别为s2、s1,柱塞上的作用力分别为f2、f1。
根据帕斯卡原理,液体压强各处相等,即
f2/s2=f1/s1=p;f2=f1(s2/s1)。
表示液压的增益作用,与机械增益一样,力增大了,但功不增益,因此大柱塞的运动距离是小柱塞运动距离的s1/s 2倍。
两种典型的设备从工作原理上看都可以进行冲压生产,只不过机械压机在冲压生产中每完成一次冲压过程都是传动系统的一个运动循环,其节拍可以很快,但冲压过程速度难于控制。
而液压机从冲压原理可以看出其冲压过程速度可以控制,但受于液压特性,其完成一次冲压过程的时间较长,因此其节拍较慢。
3、设备使用能耗分析
3.1电机及其特性
电机是冲压设备产生能量的来源,以机械压力机为例,他就是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动,从而获得工件变形所需的能量。
3.2机械压机使用能耗:通常机械压力机在运行过程中分工作状态和非工作状态,在非工作状态时,飞轮转动,几乎不消耗能量;在工作状态时,电机带动飞轮转动,当离合器接触瞬间电流瞬间增加,滑块运动,瞬间耗能较大;在滑块匀速运动后,电机耗能减小;在压制时电流达到额定电流的120%。
机械压机运行时的能耗是各个工作状态时能耗的累计,因此本研究的目的就是通过数据、公式推算出机械压力机的使用能耗。
3.3液压机耗能
从设备使用能耗看,单位时间内液压机是机械压机使用能耗的几倍,但其单位时间内生产的零件仅为机械压机的一半,因此从使用能耗来看,液压机使用成本更高。
4、生产使用中两种设备的对比
4.1机械压机与液压机在冲压生产工艺中的对比
4.2自动化生产线中机械压力机与液压机的对比
由于单次循环时间较长、故障率过高,国内大多数自动化冲压生产线都采用机械压机线。
也有个别生产线(济南重汽)采用液压机作为自动线首台冲压设备,而后序生产由机械压机完成,但受到液压机限制,整个生产线效率不超过5次/min;随着技术的不断更新,目前快速成型液压设备也已经研发出来,并应用于冲压自动生产
线,但受于液压设备成型的特点,其节拍仍较机械压机自动线逊色,但较老式液压机自动线却有着明显的优势,也为冲压生产提供了一种新式选择。
4.3机械压机与液压机的性能对比表(2400t机械压力机与液压机)
5、结论
通过对两种产品工作原理、能耗分析、使用特点等多方面进行对比分析,我们可以得出:对于纲领大、自行生产主要冲压零件的汽车生产厂家,并需要采用自动化生产线的,更适合使用大型机械压机线作为主要生产设备;对于中、小纲领自行生产主要冲压零件的厂家,采用液压生产线更为经济。
在国内汽车冲压生产中,虽然近年来伺服压机等其他新技术的压机有应用,但凭借其使用特点、价格优势,机械压力机与液压机依然占有非常大的比重,并在未来几年内他们的地位也仍是不可替代的。