本章主要內容概述液壓成形裝備精沖壓力機多工位壓力機數控沖壓裝備伺服壓力機塑性成形自動化第3章塑性成形裝備及自動化？塑形成形含義？塑形成形方法？常見塑形成形制品？你能想到的相關塑形成形設備有哪些第3章塑性成形裝備及自動化復習思考3.1.1、金屬塑性成形裝備在現代工業中的地位金屬塑性成形是機械制造的基礎工藝之一，是制造機械產品的基本環節，在冶金、機械、電力、汽車、鐵道、航天、航空、造船、兵器、化工、電子、儀表、輕工等工業部門中都占有重要地位。第3章塑性成形裝備及自動化3.1概述第3章塑性成形裝備及自動化3.1概述金屬塑性成形是利用材料的塑性，在設備（裝置）上通過模具（工具）改變毛坯的形狀與尺寸，并改善性能，從而獲得所要求的工件。這種方法能獲得強度高、性能好的工件。金屬塑性成形技術已改變傳統的提供毛坯，正向著盡量減少切削加工甚至直接生產產品零件的方向發展。采用精密沖裁、多工位沖壓、級進模高速沖壓、精密模鍛、多工位模鍛、粉末鍛造、冷鐓、冷擠、特種軋制、超塑加工及激光加工等先進塑性成形工藝，可加工出精度高、表面粗糙度低的成品零件。目前金屬塑性成形裝備在全部機床中所占比例在30%以上。金屬塑性成形裝備的發展水平、擁有量和構成比，在一定程度上還標志著一個國家機械制造工業技術水平。第3章塑性成形裝備及自動化3.1概述數控成形設備數量不斷增長高效精密成形設備水平日益提高塑性成形柔性加工系統前途廣闊第3章塑性成形裝備及自動化3.1.2塑性成形裝備發展趨勢？含義：利用材料塑形性質進行加工的成形方法？方法：板料成形（落料、沖孔、彎曲、拉伸、脹形、翻邊）體積成形（鍛造、擠壓、拉拔、軋制）？制品：日用品、機器零件、車輛覆蓋件、？設備：板料成形：剪板機、折彎機、沖床、可傾式壓力機；

體積成形：自由鍛、錘上模鍛、壓力機上模鍛；擠壓機、拉拔機、軋制機第3章塑性成形裝備及自動化復習思考我國塑性成形設備分八類，每類分10組，每組又分若干型第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類（1）機械壓力機（J）：分為10組第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類（2）液壓機（Y）：分為10組第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類（3）線材成形自動機（Z）：第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類（4）錘（C）：第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類（5）鍛機（D）（6）剪切機（Q）：第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類（7）彎曲校正機（W）：（8）其它鍛壓設備（T）：第3章塑性成形裝備及自動化3.1.3塑性成形裝備的分類4、沖床：可完成除剪切外的絕大多數沖壓基本工序

分類：按結構可分為單柱式和雙柱式、開式和閉式等；按滑塊的驅動方式分為液壓驅動和機械驅動兩類。機械式沖床的工作機構主要由滑塊驅動機構（如曲柄、偏心齒輪、凸輪等）、連桿和滑塊組成。第3章塑性成形裝備及自動化板料成形-沖床第3章塑性成形裝備及自動化板料成形-開式雙柱式沖床第3章塑性成形裝備及自動化板料成形-開式雙柱式沖床沖床操作安全規范：⑴沖壓工藝所需的沖剪力或變形力要低于或等于沖床的標稱壓力。⑵開機前應鎖緊所有調節和緊固螺栓，以免模具等松動而造成設備、模具損壞和人身安全事故。⑶開機后，嚴禁將手伸入上下模之間，取下工件或廢料應使用工具。沖壓進行時嚴禁將工具伸入沖模之間。⑷兩人以上共同操作時應由一人專門控制踏腳板，踏腳板上應有防護罩，或將其放在隱蔽安全處，工作臺上應取盡雜物，以免雜物墜落于踏腳板上造成誤沖事故。⑸裝拆或調整模具應停機進行。第3章塑性成形裝備及自動化3.2液壓成形裝備液壓機主要是靠液體壓力來完成工作的。以Y32—315型通用液壓機為例，來介紹該機的液壓系統原理1—控制泵組2—主電機3—液壓泵4,10電液換向閥5,7,8溢流閥6—節流閥9—遠程調壓閥11—電磁換向閥12—液控單向閥13—支承閥14—充液閥15—液動滑閥16—單向閥17—壓力繼電器18—順序閥第3章塑性成形裝備及自動化3.2.1液壓機的控制原理與特點本體結構也不復雜，壓力、行程、速度等參數的調節及過載保護等方面都比較簡單易行，所以板料沖壓液壓機得到較大的發展。執行元件（缸及柱塞或活塞）結構簡單，易于實現較大工作壓力、較大工作空間、較長工作行程，適于加工大型或較高較長件；在任何行程位置均可產生額定最大壓力，便于在下轉換點長時間保壓可用各種簡單閥實現一個工作循環中的調壓和限壓，不易超載，保護模具滑塊總行程可以在一定范圍內調節滑塊速度可以在一定范圍內調節工作平穩，撞擊、振動、噪音小，環保。第3章塑性成形裝備及自動化3.2.1液壓機的特點1、提高速度和生產率①通過改進液壓系統的設計②提高液壓機的自動化程度。③縮短輔助操作時間，提高液壓機的開動率。2、提高剛度和精度

3、高壓化和大型化4、控制系統的數控化5、液壓系統的集成化6、電液比例技術的應用

第3章塑性成形裝備及自動化3.2液壓成形裝備發展趨勢用于板料的沖裁、彎曲及拉深成形等工序。沖壓液壓機的種類較多：

1、按壓制板材厚度分為薄板沖壓和厚板沖壓液壓機

2、按作用力方式分為單動和雙動沖壓液壓機

3、按液壓機本體結構分為單臂式、三梁雙柱式、三梁四柱式、框架式

4、按傳動介質分為以水（乳化液）和油為介質的兩大類

5、按用途又分為通用型液壓機、橡皮囊液壓機、汽車縱梁液壓機、液壓板料折彎機、液壓剪板機等。第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機（1）單動薄板沖壓液壓機結構示意圖第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機1-充液罐2-上橫梁3-主工作缸及活塞4-動梁5-立柱6-下橫梁7-頂出缸起動活動橫梁空程快速下降活動橫梁慢速下降及加壓保壓卸壓回程浮動壓邊頂出缸頂出及退回全部電磁鐵處于斷電狀態其他第3章塑性成形裝備及自動化3.2.1液壓機的控制原理1-充液罐2-上橫梁3-主工作缸及活塞4-動梁5-立柱6-下橫梁7-頂出缸（1）單動薄板沖壓液壓機結構示意圖第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機上梁2內裝有主工作缸3，帶動活動橫梁4上下運動，完成各種沖壓工作。下橫梁6下部裝有頂出缸7，可將沖壓完的制件從模具內頂出。頂出缸還可起液壓墊作用，供拉深時壓邊用。（2）雙動拉深液壓機在結構上設計成內外兩個滑塊，實現雙重動作，外滑塊用于壓邊，內滑塊用于拉深，能方便地調整滑塊的壓邊力。雙動拉伸液壓機有組合框架式結構和三梁四柱式結構。第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機1-液壓機動力機構2-拉深缸3-充液裝置4-壓邊缸5-壓邊動梁6-拉深動梁7-機架8-控制裝置9-移動工作臺10-頂出缸起動活動橫梁空程快速下降活動橫梁慢速下降及加壓保壓卸壓回程浮動壓邊頂出缸頂出及退回全部電磁鐵處于斷電狀態其他（2）雙動拉深液壓機第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機機架7的上橫梁由四根立柱支承，通過立柱內的拉桿預緊固定，形成一個封閉的預應力框架，承受沖壓變形壓力。拉深缸2和壓邊缸4均固定于橫梁內，拉深柱塞與拉深動粱6聯接固定，壓邊柱塞與壓邊動梁5聯接固定。每根立柱有兩根可調導軌，分別作為拉深動梁和壓邊動梁的導向。下橫梁上面裝有移動工作臺，并可前后移動，以便更換摸具，工作臺中部設有若干頂桿孔，在下橫梁下部中間裝有頂出缸，通過頂桿頂出制件或成形內凹形制件。在拉深動梁6和壓邊動梁5的下平面均開有T型槽以分別固定上模的凸模和壓邊部分，在工作臺的上平面也開有T形槽，用于固定下模部分。（2）雙動拉深液壓機第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機六柱式組合結構上橫梁為三個獨立的部件，上橫梁上裝有回程缸。每個部件上各裝一個主工作缸，活動橫梁為一個整體鑄件，長達9.5m，由六個立柱將上橫梁和底座連成一體底座(下橫梁)也為一個整體鑄件底座下部裝有頂出缸，還有的國產的汽車縱梁液壓機把三臺四柱式液壓機排列在一起，可進行單缸動作、兩缸聯動和三缸聯動。第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機（3）汽車縱梁沖壓液壓機第3章塑性成形裝備及自動化3.2.2板材沖壓液壓機精沖工藝最常見的方法是齒圈壓板精沖法。沖裁時，依靠齒圈壓板對板料施壓力P齒，同時，反向頂桿產生的壓力P反與齒圈壓板力作用方向相反，所以這兩個力將材料夾緊。主沖裁力P沖由傳動系統產生。金屬材料因受此三種力的作用，其變形區處于三向壓力狀態。沖裁結束卸裁時，齒圈壓板產生卸料力P卸，反向頂桿產生頂件力P頂，實現制件或廢料的卸除第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機

精沖原理1-凸模2-齒圈壓板3-被沖材料4-反向頂桿5-凹模6-下模座精沖零件一第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機精沖零件二第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機精沖模具第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機精沖壓力機

第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機各種精沖壓力機第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機精沖壓力機系統1—精沖機2—液壓系統3—電氣系統4—校平裝置5—帶材檢測器6—帶材末端檢測器7—送料裝置8—模具9—模具保護裝置10—廢料切刀11—光電保護裝置第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機①按照精沖工藝要求，精沖壓力機要提供五種作用力：P沖、P齒、P反、P卸和P頂。P沖根據不同的傳動系統而產生，相應的滑塊運動也不相同。P齒和P反均由液壓系統產生（與主傳動的形式無關），它們的大小可在一定的范圍內單獨調整，并在確定的時間內加載和卸載，在沖裁中P齒保護不變。②滑塊運動速度變化較大。為了高效生產，滑塊的運動曲線如圖所示。在滑塊進給和回程時速度較快（曲線變化較大），在沖裁時，速度較慢(曲線變化平緩)。③滑塊有較高的導向精度和限位精度。④多數采用下傳動結構。⑤剛性好。⑥有可靠的模具保護裝置。第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機特點精沖壓力機結構簡介

按主傳動形式分為兩大類：機械式和液壓式精沖壓力機。GKP—F型機械式精沖壓力機結構1—電動機2—變速箱3—帶輪4—飛輪5—離合器6—蝸輪蝸桿7—雙邊傳動齒輪8—曲軸9—機身10—壓力活塞11—封閉高度調節機構12—滑塊13—反壓活塞14—雙肘桿機構第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機（1）機械式精沖壓力機的傳動系統GKP-F型機械式精沖壓力機采用雙肘桿下傳動。曲軸1、3互相平行，均裝有同樣直徑的齒輪彼此嚙合。曲軸1，3旋轉，通過連桿2，4將力傳至第一副肘桿機構3，5，7中的鉸鏈軸5，這副肘桿機構周期性地伸直并回復到原位。當肘桿機構伸直時，通過連桿6把力傳給板9，板9通過軸承和軸8連接于床身并圍繞軸8擺動，這種擺動使第二副肘桿機構8，10，12伸直。連桿11將力傳至裝在滑塊13上的軸12，滑塊在推力作用下向上垂直運動或向下垂直運動，完成開模、閉模和精密沖裁。第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機精沖壓力機第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機（2）精沖壓力機的輔助裝置輔助裝置一般有：自動送料或自動拉料裝置、廢料切斷裝置、模具保護裝置、材料始末檢測裝置等。①圖是YY99—25／40精沖壓力機的送料裝置。由固定夾持器1、活動夾持器2、油缸體3、活塞4等組成。第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機②廢料切斷裝置。當壓力油進入油缸時，活塞向上運動產生剛性接觸，迫使油缸向下移動并帶動上剪刀向下運動，進行剪切。然后油缸泄油，在壓縮彈簧的作用下、使上剪刀復位，完成切斷工作。第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機精沖壓力機的規格及主要技術參數技術參數“允許最大精沖料厚”與滑塊的沖裁速度有關。為滿足沖裁速度要求，必須限制沖裁制件厚度。小型精沖壓力機的“允許最大精沖料厚”參數較小。第3章塑性成形裝備及自動化3.3精沖壓力機一種高效自動沖壓設備,在壓力機一次行程中,以多種模具同時進行落料、沖孔、彎曲、拉深、切邊等多工序加工第3章塑性成形裝備及自動化3.4多工位壓力機多工位壓力機的工作原理及特點多工位壓力機的工作原理是按照多工位沖壓工藝的要求確定的，即在一臺多工位壓力機上可以安裝多副模具進行沖壓生產，并且通過一套工位間的傳遞機構使壓力機在一次往復行程中可以完成一個沖壓件的全部沖壓工序（即落料、沖孔、拉深、彎曲、切邊、壓印、整形等工序），而實現自動化生產。第3章塑性成形裝備及自動化3.4多工位壓力機在大批量生產沖壓件的企業中，自動化生產得到廣泛應用.自動化生產線的應用可以降低成本，提高生產率.第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術p146板料沖壓生產線自動化：（1）沖壓生產自動化的特點以沖裁為例，由四個部分組成自動化系統：①普通曲柄壓力機②沖壓模具③自動上下料機構④自動控制系統

第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術沖壓生產過程控制系統按設定值形式不同分為三大類型：①定值控制系統在生產中要求被控量保持在規定的小范圍附近，此規定值就是控制器的設定值。設定值是固定不變的，引起系統變化的只是擾動信號。可以認為，以擾動量為輸入的系統是定值控制系統。②隨動控制系統隨著設定值的無規律變化，被控量相當準確而又及時地跟隨設定值變化，自動達到平衡的位置。③程序控制系統：控制系統的設定值按生產工藝要求有規律地變化，被控量需要按規定的程序自動進行，保證沖壓生產過程順利完成，達到程序控制的目的。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術（2）板料沖壓生產自動化沖壓生產自動化構成：主機和附設機構。主機:完成沖壓的各類壓力機和必要的各類其他加工機床。附設機構：完成各種輔助工作所需要的機械裝置和檢測裝置。采用自動送料裝置是沖壓生產自動化的主要內容兩大類型:條料、卷料和板料送料裝置,沖壓半成品送料裝置板料送料裝置：摩擦式（輥式和夾持式）、機械式（鉤式和夾刃式）半成品送料裝置：通?；窘Y構組成：送料機構、儲料斗、料槽、分配機構、定向機構、出件機構和理件機構等。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術沖壓自動線形式：直流型自動線轉子型自動線直流型：

壓力機從工序間的傳送裝置是按順序直線排列，在不同的時間內完成毛坯的加工和傳送工作，在壓力機進行沖壓時，毛坯不動，在傳送毛坯時、沖壓加工要停止。轉子型：毛坯的加工是在模具及毛坯

同時連續移動的過程中進行的。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術按其工序間的聯系特點分類：

剛性聯系自動線柔性聯系自動線剛性聯系自動線：工序之間無半成品儲備作為補償，嚴格要求各臺設備之間同步。柔性聯系自動線：設備之間設有儲料器，儲存一部分半成品來進行補償，設備之間不嚴格要求絕對協調：第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術1-開剁送料器2-曲力軸3-翻料器4-雙動壓力機下料器5-上料器6-組合式上料器7-單動壓力機下料器剛性聯系自動線第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術柔性聯系自動線：設備之間設有儲料器，儲存一部分半成品來進行補償，設備之間不嚴格要求絕對協調：第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術又稱自由鍛造液壓機，用于完成自由鍛造工藝，即在液壓機壓力的作用下，通過上下砧塊和一些簡單的通用工具，使鋼錠或坯料產生塑性變形，以獲得所需形狀和尺寸的鍛件。鍛造液壓機第3章塑性成形裝備及自動化3.2.3鍛造液壓機鍛造液壓機的發展和進步：①鍛造液壓機、操作機、移動砧庫等組成機組，由計算機控制，一人操作，勞動生產率大幅度提高，從根本上改變了自由鍛的生產方式和車間面貌；②在每分鐘鍛造次數高達80次以上時，能實現液壓機與操作機的自動聯動；③鍛件精度為±1mm。8MN比例插裝閥控制系統的原理圖第3章塑性成形裝備及自動化3.2.3鍛造液壓機鍛造液壓機組的組成鍛造操作機上砧快換裝置主機送料回轉小車操作臺主泵升降回轉臺移動工作臺橫向移砧裝置砧庫第3章塑性成形裝備及自動化3.2.3鍛造液壓機液壓模鍛壓力機第3章塑性成形裝備及自動化3.2.3鍛造液壓機鍛壓生產的柔性加工系統鍛壓生產的發展大致可分為四個階段：第一階段：手工操作的單機加工。由人工操作和控制一臺加工機械。第二階段：數控機床單機加工加工機械由數控系統控制。但加工機械之間的物料傳輸由人工完成。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術第三階段：柔性加工單元（FMC），在計算機控制（CNC）下，加工單元可以獨立地完成零件加工。坯料的送入與工件的退出、模具的更換等都按照加工程序自動完成。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術第四階段；柔性加工系統（FMS）。柔性加工系統包括多臺加工機床或加工單元組成的自動化加工系統、物料輸送系統和計算機信息系統三大部分。FMS可以自動完成從零件設計、制訂加工工藝、物料輸送、零件加工直至工件運送輸出的全過程。同時，可以在很短的時間內更換產品品種。FMS既保持了剛性流水線生產自動化水平較高，生產效率高的優點，又增加了生產的靈活性和適應能力。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術

鍛壓生產的柔性包括三個方面：加工過程的柔性、加工工藝的柔性及生產管理的柔性加工過程的柔性：強化加工設備本身的功能，并且增加設備與設備之間柔性的工件傳送，使生產系統利用盡可能少的設備，可以適應盡可能多的加工程序加工工藝的柔性：加工工藝能適合多種類型工件的成型和加工。無模具加工的各種新工藝，如激光切割、等離子切割、水射切割等加工工藝都具有很好的柔性。生產管理的柔性：生產系統能靈活地制訂、調整和修改作業計劃。實現鍛壓生產的柔性，主要依賴于鍛壓設備的自動化、物流的自動化和信息流的自動化。鍛壓生產的柔性加工系統是鍛壓生產當前發展的最高階段。鍛壓生產的FMS，特別是板材加工的FMS技術已相當成熟第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術鍛壓生產板材柔性加工系統大致可分為三類：1、以數控沖?；剞D頭壓力機（激光沖?；虻入x子沖模組合壓力機）、數控直角剪板機、數控四邊折彎機為主機組成的板材FMS，主要用來加工配電面板等板材；第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術2、以多工位壓力機為主機的沖壓FMS，用來加工沖壓零件；第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術3、以各種鍛造設備為主機的鍛造FMS，用于鍛造各種坯料。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術板材柔性加工系統板材FMS一般由倉庫單元、沖裁單元、剪切單元、折彎單元、輔助設備及計算機控制管理系統組成倉庫單元、沖裁單元、剪切單元和折彎單元既可以在FMS中統一由中央計算機管理，完成多工序加工，又可以脫離主生產線，獨立運行完成單—工藝的加工。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術FMS均由一些標準化的易于采用的產品組成，分別采用這些產品的不同組合，構成滿足不同生產要求的柔性制造系統。第3章塑性成形裝備及自動化3.7塑性成形自動化技術1數控沖床等2原材料及產品固定軌道和柔性運輸網3模具更換系統4自動上料機和沖壓件卸料機

5自動倉庫6能同時生產多種工件的優化排樣軟件包7計算機控制系統24

567（1）倉庫單元由貨架、堆垛機、托盤、自動檢測裝置、自動控制裝置和計算機管理系統組成堆垛機將放在托盤上的板材運送到倉庫的指定貨位或從指定貨位中取出板材堆垛機的檢測包括地址檢測、貨物檢測、貨位狀態檢測等。地址檢測：檢測堆垛機行走的位置。貨物檢測：傳感器探測貨物在堆垛機上的高度和寬度，以控制貨物不能超高、超寬，保證堆垛機行走過程中貨物不碰撞貨架。貨物檢測還包括重量檢測，貨物超重時發出報警信息貨位狀態檢測；堆垛機將貨物放進指定貨位之前，先通過傳感器探測，確認貨位是空的，再行操作，防止出現碰撞。堆垛機的控制指令由倉庫管理與控制系統發送。倉庫管理系統根據加工系統的要求查詢所需物料存放的貨位，再根據“先人先出”等一系列出庫管理原則，確定出庫貨位，并將該貨位的行列碼通過監控系統傳送給堆垛機的控制器指揮堆垛機到指定貨位取出板材。第3章塑性成形裝備及自動化3.7組成板材FMS的各部分

（2）沖裁單元數控沖孔、步沖設備是沖裁單元的核心設備。數控沖床將CAD和CAM緊密結合，在板件設計過程中，同時制訂加工工藝，提供必要的工藝數據，如模具尺寸、材料規格、輪廓加工工序等。板材加工經常要考慮在同一塊板上加工若干種零件，用套裁的辦法可以充分利用材料。CAD／CAM也可實現工件在板材上排樣的優化。板材FMS沖裁單元除以數控沖?；剞D頭壓力機為主要設備外，有時也用激光沖切壓力機或數控等離子沖切壓力機。根據零件的形狀，大小、批量等，選擇加工方法。形狀復雜，尺寸變化大．批量小的零件用激光切割或等離子切割；反之，則用模具加工更加適合。在數控系統的控制下，壓力機可自動選擇和交替采用不同的加工工藝第3章塑性成形