氣壓壓力機(jī)背景技術(shù)

在各種金屬及非金屬管材、板材的沖孔領(lǐng)域，大都采用電動(dòng)沖床來完成，電動(dòng)沖床不僅噪音大污染環(huán)境、自身復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部件決定其造價(jià)高、維修難度大、維修成本高、機(jī)體笨重，而且耗電多。工作時(shí)操作復(fù)雜，故障率高，安全隱患大。氣體沖壓機(jī)比較衛(wèi)生，干凈！采用先進(jìn)的光電保護(hù)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)安全性能的大幅提升，電腦計(jì)數(shù)與程序的配合，可以實(shí)現(xiàn)無人值守的加工流程，大大提升了工作的效率。

氣體沖壓機(jī)適應(yīng)于電子、儀器、儀表、照相機(jī)、首飾、小五金及服裝、鞋帽業(yè)；可對(duì)薄板、條料、卷材進(jìn)行剪切、沖孔、落料、成型、彎曲、鉚合等工序；適合有色金屬、塑料件等的加工。

1. 以壓縮空氣作為動(dòng)力源，高效率且容易操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，極少維修。

2. 沒有油壓系統(tǒng)待機(jī)時(shí)所產(chǎn)生之噪音，可節(jié)省電力消耗降低生產(chǎn)成本。

3. 可根據(jù)不同的產(chǎn)品或模具，任意調(diào)整高度、速度、行程、壓力和沖壓時(shí)間。

4. 配有抗轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)向棒、導(dǎo)向板，精度高，能適應(yīng)高速精密沖裁。

5. 可選用雙手控制或腳踏方式。確保操作人員的人身安全。

6. 采用微電腦控制系統(tǒng)，模式可選擇手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)方式?？稍黾蛹訜崮＞?、溫度控制及壓力傳感器。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用氣動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)空壓機(jī)可以同時(shí)供多臺(tái)氣動(dòng)沖孔機(jī)工作，較電動(dòng)沖床更加節(jié)能。減少電耗損。操作簡(jiǎn)單，安全型較高，采用腳踏開關(guān)來控制電磁閥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，提高生產(chǎn)效率。

氣體沖壓機(jī)利用壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體，通過管道將壓縮氣體輸送至電磁閥，通過腳踏開關(guān)來控制電磁閥的動(dòng)作來控制氣缸的工作和返回，從而達(dá)到?jīng)_孔的目的。壓縮空氣可以存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣罐中，隨時(shí)取用，因而電動(dòng)機(jī)沒有空轉(zhuǎn)的能源浪費(fèi)。利用氣缸作工作部件、利用電磁閥作為控制元件，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，故障率低、安全性高、維修簡(jiǎn)單、維修成本更低、生產(chǎn)效率高。利用220V電源來實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥的控制，操作簡(jiǎn)單方便。

1. 速度較快，且出力穩(wěn)定。

2. 裝置簡(jiǎn)單，調(diào)整容易，保養(yǎng)方便。

3. 出力大，可達(dá)到油壓之高出力。

4. 動(dòng)力來源取得方便。

5. 做動(dòng)噪音小。

6. 無油壓系統(tǒng)升溫之?dāng)_。

由于氣體沖壓機(jī)的增壓缸經(jīng)常處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，容易造成機(jī)器磨損，所以應(yīng)按操作說明書來作業(yè)，增壓缸的工作溫度在-5℃~60℃左右，操作速度50~1000mm/s，為了保證增壓缸的正常工作，使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.保持清潔在將增壓缸接入氣路前，敬請(qǐng)先將管路及元件內(nèi)的灰塵等雜物清除，以免降低增壓缸的使用壽命。2.正常氣壓范圍內(nèi)使用，缸在正常使用時(shí)工作氣壓必須要按照檢驗(yàn)報(bào)告中規(guī)定的工作氣壓范圍內(nèi)工作，不得超過規(guī)定的工作壓力.。3.注意增壓缸的工作環(huán)境。缸在設(shè)計(jì)時(shí)工作環(huán)境內(nèi)的溫度已定，若因工作需要變換工作環(huán)境超過溫度需與增壓缸技術(shù)相關(guān)人員聯(lián)系處。由于缸中的部分元件為鐵質(zhì)，所以請(qǐng)不要將其置于工況環(huán)境特為復(fù)雜的環(huán)境內(nèi)使用(如有化學(xué)物質(zhì)的接觸環(huán)境)，另請(qǐng)?jiān)诟浊岸思友b有效的空氣處理元件(三點(diǎn)組合)并接時(shí)加油潤(rùn)滑及排水處理。4.不可擅改加其它液壓油。增壓缸在設(shè)計(jì)時(shí)所選用的液壓油價(jià)質(zhì)為VG68#抗磨液壓油，不可撤擅自改用其它液體介質(zhì)(如機(jī)油.水等)。5.一定要按程序操作。動(dòng)作程序一定要按照氣路配裝圖的動(dòng)作程序工作即預(yù)壓動(dòng)作-增壓動(dòng)作增壓釋壓-預(yù)壓復(fù)位。6.注意保養(yǎng)，經(jīng)常檢查增壓缸運(yùn)轉(zhuǎn)。為避免缸在增壓時(shí)動(dòng)作的壓力過大破壞您的模具或工件，敬請(qǐng)?jiān)谠鰤憾芜M(jìn)入口處加裝一減壓閥,以便能有效保護(hù)您的產(chǎn)品。為確保增壓缸工作的穩(wěn)定性，建議盡可能在三聯(lián)件與增壓缸之間并聯(lián)加裝一儲(chǔ)氣筒。使用增壓缸500000次以上或半年以上時(shí)，建議將缸中的液壓油全部更換一次，以提高缸的使用壽命和工作年限。

粉末冶金成形壓力機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置主要有機(jī)械式和液壓式。分別簡(jiǎn)介如下。

成形壓力機(jī)機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)

機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)在壓制與脫模時(shí)所需的動(dòng)力是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛輪提供的，飛輪一般安裝在高速旋轉(zhuǎn)的軸上并不間斷地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。壓力機(jī)通過裝在飛輪軸上的離合器和制動(dòng)器進(jìn)行起動(dòng)和停車。在成形過程中隨時(shí)可以嚙合與脫開。離合器通常借助于彈簧松脫裝置氣動(dòng)接合，制動(dòng)器用一片簧組氣動(dòng)脫開，從而在空氣壓力不足時(shí)能提供足夠大的制動(dòng)力。為調(diào)節(jié)由壓制到脫模過程的生產(chǎn)速度，選用速度可調(diào)的壓力機(jī)。

在主電動(dòng)機(jī)功率不高于約19kW的壓力機(jī)上，調(diào)速傳動(dòng)裝置一般為變距帶輪或牽引一驅(qū)動(dòng)型裝置。功率大于19kW時(shí)，最好選用直流電動(dòng)機(jī)或渦流控制裝置。電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置都必須完全密封，以防止被金屬粉塵污染。

機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)有頂部驅(qū)動(dòng)和底部驅(qū)動(dòng)兩種形式。在頂部驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)中，電動(dòng)機(jī)、飛輪及變速系統(tǒng)皆位于壓力機(jī)頂部（或上部）機(jī)構(gòu)中，壓制力為1960kN（200tf）左右的壓力機(jī)安裝在地面上，不需要或只需要一個(gè)小地坑。壓制力大于1960kN的頂部驅(qū)動(dòng)式壓力機(jī)通常需要有地坑，以使操作者有一個(gè)合適的工作高度。

在底部驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)中，電動(dòng)機(jī)、飛輪及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)皆裝在壓力機(jī)底座中。這些壓力機(jī)通常都是拉下式的，即通過拉桿或連接桿將壓力機(jī)的上壓頭拉下。壓制力大于445kN（50tf）的底部驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)，一般都需要有地坑。

常見的機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)有凸輪驅(qū)動(dòng)式成形壓力機(jī)、偏心驅(qū)動(dòng)式成形壓力機(jī)、肘桿式成形壓力機(jī)以及轉(zhuǎn)盤式成形壓力機(jī)等。

成形壓力機(jī)液壓式粉末成形壓力機(jī)

一般生產(chǎn)用液壓式粉末成形壓力機(jī)額定壓制力為490一12250kN（50一1250tf），專用液壓式壓力機(jī)額定壓制力可達(dá)49000kN（5000tf）。液壓式壓力機(jī)可以成形沿壓制方向很長(zhǎng)的壓坯，機(jī)械式壓力機(jī)最大裝粉高度一般為180mm，而液壓式壓力機(jī)的最大裝粉高度一般為380mm。

壓制長(zhǎng)的壓坯時(shí)，液壓式壓力機(jī)的壓制速度很低，有利于模腔中粉末里夾帶的空氣從模具的間隙處逸出。

液壓式壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由于液壓式壓力機(jī)的主要工作的液壓缸位于壓力機(jī)正中頂部，因而大多數(shù)液壓式壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置都在頂部。壓制壓坯的力就來自這個(gè)主液壓缸。液壓式壓力機(jī)壓制成形時(shí)的下行速度有三種：

1）快速下行。這時(shí)產(chǎn)生的壓制力極小，用于使模沖快速進(jìn)入陰模型腔。

2）中速下行。當(dāng)需要從下部施加壓力時(shí)，開始?jí)褐茣r(shí)使用的壓制力約為全部額定壓制力的50qc。

3）慢速下行。用于最終壓制成形的最大壓制力。

粉末成形壓力機(jī)中常用的液壓泵系統(tǒng)有兩種類型：高·低壓系統(tǒng)和油路充油系統(tǒng)。高。低壓系統(tǒng)有一雙動(dòng)式主缸。回授油路用于快速趨近，即快速下行。一開始，用大容量的低壓泵驅(qū)動(dòng)液壓缸的活塞，除低壓泵容量外，油液還從低壓缸的底部流向缸的頂部。中速下行時(shí)，回授油路不起作用，但低壓泵仍在驅(qū)動(dòng)活塞。以最大壓制力壓制時(shí)低壓泵不起作用，由高壓泵驅(qū)動(dòng)活塞。

油路充油系統(tǒng)有一單向式主液壓缸，壓頭的動(dòng)作受控于小的雙動(dòng)式液壓缸?？刂茐?

頭的液壓缸皆比主缸小，因此對(duì)于使壓頭快速移動(dòng)僅需要低的油液流速。但在趨近和回行期間，油液流入和流出的速度很高。主缸裝有一個(gè)大的雙通閥，從而使油液可在低壓（通常是重力供油）下流動(dòng)。壓制時(shí)，雙通閥被關(guān)閉，來自高壓泵的油壓作用在主缸活塞上。

零件壓坯一般是由裝在壓力機(jī)底座正中的液壓缸脫出的。依據(jù)所用模具的類型，液壓缸或者向上將零件壓坯頂出或者將陰模向下拉下脫出零件壓坯。

將零件壓坯壓制到給定厚度時(shí)，在液壓式壓力機(jī)上是用一剛性機(jī)械擋塊來控制壓頭的下行動(dòng)作。當(dāng)將零件壓坯壓制到要求的密度時(shí)，可通過調(diào)節(jié)液壓缸的壓力來控制壓頭的下行動(dòng)作。當(dāng)將零件壓坯壓制到要求的單位壓力時(shí)，壓力機(jī)壓頭停止下行，回行至其回程位置。

對(duì)于粉末冶金常用的液壓式和機(jī)械式壓力機(jī)，都要考慮壓制壓力、頂出力、脫模方式、工作臺(tái)面尺寸、行程、壓制方式、裝粉、生產(chǎn)效率等諸因素。

1．壓制壓力

1）在選用專用粉末成形壓力機(jī)時(shí)，必須使壓力機(jī)的額定壓力大于壓坯所需要的壓制力。一般來說，壓制力為壓力機(jī)額定壓力的60%～85%較為合適（特別是對(duì)液壓式壓力機(jī)）二若使用額定醫(yī)力過高的壓力機(jī)，一方面末充分發(fā)揮設(shè)備的潛力，另外壓力控制的準(zhǔn)確性也降低。若使用額定壓力過低的壓力機(jī)，對(duì)延長(zhǎng)壓力機(jī)壽命不利。

2）在選用普通可傾壓力機(jī)時(shí)，需要結(jié)合壓坯的高度來考慮壓力機(jī)實(shí)際能達(dá)到的壓力．由于常用的機(jī)械壓力機(jī)（沖床）是為冷沖壓而設(shè)計(jì)的，其受力行程小。例如630kN雙柱可傾壓力機(jī)，實(shí)際達(dá)到的壓力P與滑塊行程s有關(guān)（圖1）。所謂630kN是指受力行程在8mm處的實(shí)際壓力，過早受力時(shí)（受力行程大于8mm），則實(shí)際壓力減小，而粉米冶金壓制的受力行程大，開始?jí)褐茣r(shí)，所需要的壓力很小，隨著壓制過程的進(jìn)行，需要的壓力急劇上升。在這個(gè)過程中，消耗了壓力機(jī)一定量的動(dòng)能，因而實(shí)際達(dá)到的壓力要小于圖1所示的曲線。壓坯越高，實(shí)際壓力下降得越多。因此，壓坯的高度將受到限制。

2．脫出力及下模沖動(dòng)作裝置

（1）脫出力（頂出力）

脫出力是粉末成形壓力機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。制造廠在其壓力機(jī)的技術(shù)性能數(shù)據(jù)中列出額定頂出力（kN）。有些廠家將額定頂出力分成初始頂出力與持續(xù)頂出力。初始分離頂出力是將壓坯從成形位置頂出一預(yù)定距離（通常為0.79～12.7mm）；持續(xù)頂出力一般為初始頂出力的25%～50%，以避免壓坯脫模時(shí)裂紋的產(chǎn)生。壓制所需脫出力取決于壓坯與模沖、芯棒及陰模型腔側(cè)壁的接觸面積、模具材料、模具工作表面的表面粗糙度以及所用潤(rùn)滑劑的種類和數(shù)量等因素。

對(duì)于高密度、粉料中潤(rùn)滑劑少和側(cè)面積大（如齒輪或高度大）的壓坯，尤其要注意脫模力的問題。

（2）下模沖動(dòng)作裝置

1）壓制直套類壓坯時(shí)（單模沖），由下缸機(jī)構(gòu)傳遞壓力機(jī)脫模力，確保壓坯脫模。

2）壓制多臺(tái)階面類壓坯時(shí)，有多個(gè)氣（油）缸或可增設(shè)斜楔機(jī)構(gòu)等，確保壓坯的成形和脫模。

3．陰模及芯棒動(dòng)作裝置

對(duì)于多功能的粉末成形壓力機(jī)，還具備多動(dòng)作的陰模及芯棒動(dòng)作裝置，以滿足復(fù)雜形狀壓坯成形及脫模要求。

（1）陰模動(dòng)作裝置

1）預(yù)壓裝置。用控制器控制陰模正確動(dòng)作，加上預(yù)壓（克服陰模自身重量）以阻止空動(dòng)。

2）保持裝置。在加壓過程中，上模沖下壓時(shí)，陰模在承受規(guī)定壓力之前不下降，亦稱為壓坯上下密度調(diào)整裝置。制造廠在其壓力機(jī)的技術(shù)性能數(shù)據(jù)中列出了陰模浮動(dòng)（擋塊）能力（kN）。

3）調(diào)節(jié)加壓裝置。調(diào)節(jié)加壓裝置適用于壓制多臺(tái)階面壓坯。上模沖下壓時(shí)，陰?？勺鐾瑯酉赂?dòng)作。當(dāng)需要時(shí)，可令陰模按照所需比例下降，并同時(shí)上下加壓，以保證壓坯各部分密度均勻。

（2）芯棒動(dòng)作裝置

1）通過氣缸來保證裝料時(shí)芯棒后到位（對(duì)薄壁壓件），以使模腔裝粉均勻。

2）通過氣缸來保證陰模浮動(dòng)，使壓坯（帶內(nèi)臺(tái)階面）內(nèi)部密度均勻。

3）通過氣缸來保證壓坯脫模時(shí)，芯棒后脫（或先脫），以防止壓坯產(chǎn)生裂紋。

3．其他因素

（1）生產(chǎn)效率

在保證壓坯成形質(zhì)量的前提下，機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)生產(chǎn)效率高，在兩種壓力機(jī)都能壓制的情況下，中、小型規(guī)格的零件，采用機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)更合適。對(duì)大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，采用機(jī)械式粉末成形壓力機(jī)更合適。對(duì)要求密度均勻的大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件（各部位不允許有裂紋），宜采用液壓式粉末成形壓力機(jī)。

（2）安全裝置

壓力機(jī)制造廠應(yīng)提供正規(guī)的安全作業(yè)規(guī)程，并保證壓力機(jī)操作者在正常使用時(shí)不應(yīng)受到傷害等危險(xiǎn)。設(shè)備應(yīng)配有保證人身安全的裝置。比如光電感應(yīng)裝置，當(dāng)壓力機(jī)正常運(yùn)行中，一旦操作者不慎將手進(jìn)入模沖行程，壓力機(jī)應(yīng)立即停止，如圖2所示。