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四柱液压机冲裁缓冲系统

文章出处:未知 人气:发表时间:2021-11-19 10:26
四柱式水压机是通过液压系统中活塞的下落运动,带动上、下模具快速合模,使金属板永久变形,从而得到一定形状、尺寸和性能的零件的加工设备。
薄板冲压法由于工件形状和尺寸固定,加工成本低效率高.适用于大批量生产等特点,广泛用于汽车.军工.工程机械.家用电器.纺织.航空等。
在冲压过程中,在金属材料破裂瞬间液压机突然卸载.失荷量,使得工件负荷突然消失,油缸内液体压缩能和机体弹性变形能迅速释放,使板片在瞬间断裂时突然间失去控制,以极大的速度向下冲,压机会产生强大的反弹.冲击与震动,并产生很大的噪音。不但破坏了工作环境,还破坏了设备和模具,容易使液压阀损坏,严重影响了设备精度和使用寿命。
因此,工业界在水压机上进行了大量的研究,并取得了不少成果。当前的快速冲压液压机一般都有冲床的功能,例如汽车纵梁成型液压机大多可以做下料.冲孔.弯曲与成形工序操作。
降低冲裁噪音的方法。
在冲裁过程中,液压机产生冲击和振动的根本原因,是由于瞬间压机突然失重,油缸内液压能与机身弹性变形能急速释放所致。它的现象是突如其来的冲头突然失控,以很大的速度下冲,伴随着压机晃动和巨大噪音。根据这类冲裁过程的负荷特点,可采取以下措施加以处理。
(1)在液压缸中添加缓冲装置。理论上讲,当活塞接近结束行程时,在活塞和气缸底部之间封住一部分液压油,迫使它挤压出气缸内的小洞或缝隙,从而产生节流背压阻力,使工作部件逐渐减速,从而达到缓冲的目的。实验表明,该方法没有达到预期的缓冲效果。显示出缓冲过度,缓冲功能不能发挥,缓冲器的运行。
(2)国外有工程人员曾研制出一种冲切缓冲装置,这种装置只能吸收冲切过程产生的巨量冲击能的40%~60%,因此缓冲效果并不理想,噪声仍然很大。冲裁噪音的存在,也限制了压机的工作吨位。通过在四柱液压机上增加缓冲缸,从而提高了使用效率,延长了使用寿命,进一步拓展了其工艺应用。
缓冲原理
工作台的两端可采用增加缓冲筒。它的基本原理是在板料破裂的瞬间,由缓冲缸提供反作用力来取代板料对滑块的作用,使压机由冲裁过程负荷平稳过渡到缓冲缸负荷,通过控制主油缸内液压能量的积累,使机身弹性变形能得到控制释放,消除突然卸料现象,也可消除压机产生的冲击和振动。在图1中可以看到,缓冲缸结构类似于图2中。
F=kLt"。
在公式中:K,冲裁系数,一般取1.3;
L,冲裁周长,L=(1750+1250)x2+250x3.14x2=7570mm;
板材厚度T;
一种抗剪切强度,不锈钢管=510MPa=5100kg/cm²。
估算结果:F=5018910千克=500t。
实验证明,其缓冲力为冲裁力的50%左右就能达到较好的缓冲效果。也就是缓冲缸的公称力,可以按机公称压力的40%~60%选择,也就是250t。由于缓冲缸加在工作台两侧,则一侧的缓冲力是125t,或125000kg。
液相的最高工作压力p=25MPa=250kg/cm²。
按缸工作压力p=F/s,则:
S=F/p=125000/250=500cm重。
d=252mm,由s=3.14xd²/4计算得到,也就是,气缸内活塞直径252mm。
使用缓冲缸的关键是建立缓冲力及其作用于滑块的时间。过早作用于滑块时,滑块载荷等于冲裁力加缓冲力,缓冲力太大,压机不能进行满负荷冲裁;如果板料断裂后作用到滑块上,就不能实现载荷的平稳过渡,产生冲击。
在四柱水压机上增加缓冲缸的冲裁试验中,得出如下结论:
1.冲裁力和缓冲力之间的关系。缓冲力在50%左右就可以得到很好的缓冲效果。也就是缓冲缸的公称力可以按机公称压力的40%~60%选择。
2.缓冲缸的预充压对缓冲效果没有显著影响。结果表明,在不预压条件下,调整缓冲缸内预压,可以获得较好的缓冲效果。
3.缓冲起动动作点对缓冲效果的影响。起动缓冲作用点的调整应根据冲裁件截面上的亮带宽度确定。在缓冲起动作用点过早时,虽然还可以获得很好的缓冲效果,但是附加力增加;过迟开始,冲裁时会产生明显的振动和噪声。所以,在实际应用中,只要没有在压机满负荷下冲裁,就可以适当提前缓冲作用点。因此缓冲起动作用点调整不需要高精度调整。
4.对压机主缸容量的影响。没有缓冲时,更换主油缸的储油量来抵消冲击.振动是有影响的,但设有缓冲缸后,主缸储油量的大小对缓冲效果无明显影响,不需要人为地降低主缸储油容积,如增加工艺垫板等。
5.对缓冲器系统刚性的影响。缓冲器系统刚度有决定作用,应尽可能减小缓冲缸上油量,包括管路容积。尤其系统中气体对系统刚度有较大影响,要确保系统充分排气。
6.冲孔工艺问题。使用相同的板材,在相同的模头上落料,发现在没有缓冲的情况下,冲裁质量较好,但在有缓冲的情况下冲裁质量较差。影响端面质量的主要因素是冲裁间隙,当冲裁间隙过大时,板材受拉弯和拉弯作用增大,光亮带高度缩短,断裂高度增大,坡度也增加了;当间隙太小时,上.下裂纹没有重合,产生第二次剪切,从而在剪切面形成第二光亮带,在光亮带和第二光亮带之间夹有残存的断裂带;加缓冲冲裁工件时,板材端面特征与模隙偏大时出现的情况类似,这与目前各类说明书资料给出的冲裁模具间隙数据都是以无缓冲作为冲裁条件有关,当液压机进行缓冲冲裁时,这个数据要全部修正。
注意:本篇文章由机哥整理自《锻压设备与制造技术》2012年第5期作者刘素兰.季亚.宋春兰.郭世彦。请转告您的住宿地点。
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