一种闭式双点高速压力机液压式滑块调整锁固机构设计与分析.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 3 0 2 0 0 2 8 0 2 一 种 闭式 双 点 高速 压 力机 液 压 式 滑 块 调 整 锁 固机 构 设 计 与 分 析 胡 战胜 ，欧汝康 ，欧建业 ，支志 昆 广 东省 佛 山市顺德 区荣兴锻 压设备 有 限公 司 技术 中心 ， 广 东 顺德5 2 8 3 1 2 摘要 下死 点动 态精度 是 高速压 力机 的关键 性 能指标 ， 关 系到 冲压 制 品的精度 和模 具 的使 用寿 命 ， 因此 需对影 响下 死点精度 的压 力机 各 功能部 件进 行 结构优 化设 计 。本 文结合 我公 司 1 2 5 0 k N 闭式双 点高速 压 力 机 的研发 实践 ， 简要介 绍 了一种 可提 高 下死 点精度 的液压 式滑块调 整锁 固机构 ， 并 对其进 行 了分 析 。 关 键词 机械 设计 ； 高速 压力机 ； 下死 点 ； 精度 ； 锁 固机构 中 图 分 类 号 T G3 1 5 ． 5 文 献 标 识 码 A 1 引 言 高速 压 力机 具 有 自动 、 高效 、 精 密等 优 点 ， 广 泛 应 用于 工业 领域 中 电机定／ 转子 、 E ／ I 铁 心 、 集成 电路 引线 框 、 电子计算 机接 插件 和其他 精密零 件 的生产 。 下 死 点精 度是 评 定 高速 压 力机 产 品技 术 水平 、 制 造水平 的一 项重要 指标 。高速 压力机 冲压 制 品 的 精 度普遍 要求较 高 ，需要 有较 高的下死 点精 度来 保 证 。如 电机定 子和转 子零 件生产 时要求 的 自动扣 片 工 艺 ， 如 果 下 死 点 波 动 比较 大 ， 很 容 易 造 成 扣 片 不 实 或 冲穿零 件 ；如果 冲压 的制 品同时还需 要进 行折 弯 或压 印等 工序 时 ， 则对 下死 点精度 有更 高 的要 求 。 优 良的下死 点精度 ， 不仅 可 以提高 冲压制 品 的精 度 ， 而 且可 以有 效延 长模具 的使用 寿命 。 基金项目 佛山市顺德区科技型中小企业技术创新专项资金项目 2 0 1 2 c x 0 0 6 收稿 日期 2 0 1 2 1 I 一 2 9 作者简介 胡战胜 1 9 7 3 一 ， 男， 工程师， 从事锻压机械研发制造 因此 ， 为提高下 死点 精度 ， 高速压 力机 在设 计 时 要 充分 考虑 ①优化 设计 各部件 结构 ， 严格 控制 高速 压力 机运动 部件 的质 量 ， 并 设置 合理 的动 平衡机 构 ， 消除惯 性力 的存在 对下死 点造 成 的影 响 ；②结 合具 体 的结构形 式 ， 在设 计过 程 中引入热 分析 ， 以控 制 高 速压 力机在 长时 间高速 运转状 态下 ，相互 配合 的不 同材质 零部 件 因不 同热变 形而 引起 的精度 及下 死点 偏移 ；③提 高压力机 整体 刚性 以及调 整螺 纹等 处 的 锁紧 可靠性 ； 设法 消除 由于装 配 、 制造 误差 和构 件磨 损 产 生 的 间 隙 。 结合 上述 为提 高下死 点精度 而在 设计 时需 考虑 的各项 因素 ，顺 德荣 兴锻 压设备 有 限公 司在 自主研 发 1 2 5 0 k N闭式 双点 高速 压力 机 时 ，对影 响 下死 点 精 度 的重要 部件滑块 进行 结构 优化设 计 ，研发 了一 种 具有 自主 知识产权 的液 压式 滑块调 整锁 固机构 。 2液 压 式 滑 块 调 整 锁 固 机 构 设 计 2 ． 1结 构 装 配 简 图 图 I 2 ． 2结构原 理及 设计要 点分析 The de v e l o pme nt o f 4 0 M N pr e c i s i o n CNC i s o t he r ma l f o r g i ng h y dr a u l i c pr e s s 8 7 6 5 4 3 2 l 图 1 液压式滑块调整锁固结构 1 ． 右 蜗轮2 ． 前 盖板3 ． 显 数器4 ． 调 整齿 轮5 ． 固定 法 兰 6 ． 齿轮7 ． 左蜗杆8 ． 轴承压盖9 ． 左蜗轮 1 O ．左 同步轮1 1 ． 同步带1 2 ． 惰轮1 3 ．惰轮轴1 4 ．右 同步轮1 5 ． 右蜗杆1 6 ． 高压油人 口 1 7 ． 滑块体1 8 ． 下法兰 1 9 ． 锁 紧螺母2 0 ． 锁紧 活塞2 1 ． 锁紧缸2 2 ．调节螺母2 3 ． 压盖2 4 ． 调节螺杆 2 ． 2 ． 1主要结 构组 成 如 图 l所 示 ，该 闭式双 点高 速压 力机 的 滑块部 件 内部结 构 主要 由模高 同步 调整 和液 压锁 固两 部分 组成 。这 两部 分功 能结 构均 对称设 置 于经精 密加工 的滑 块体 内腔 中。 其 中左右 蜗轮 、 调 整齿 轮 、 齿 轮 、 左 右 蜗杆 、 固定 法 兰 、 左右 同步 轮 、 同步带 、 惰 轮 、 惰 轮 轴 、 轴 承 压盖 、 显 数 器 、 前 盖板 、 调节 螺 杆 等 零件 ， 与 相应 的轴 承 、 胀 紧套 、 同步带 等 标 准件 ， 构 成 滑 块 的 模 高 调 整 部 分 ； 下 法 兰 、 锁 紧 螺 母 、 锁 紧 活 塞 、 锁 紧 缸 、 调 节 螺母 、 调 节 螺 杆 等零 件 ， 辅 以密 封件 及 外 置 的高速 压力机 滑块 锁 固泵浦 等 ，构成 滑块 的 液压 锁 固 部 分 。 2 ． 2 ． 2滑块 调整 的工作 原 理及设 计分 析 2 ． 2 ． 2 ． 1 滑 块调 整 的工作 原理 当需要 调整模 高 时 ， 使 高压 锁 固泵 浦泄 压 ， 此 时 由调 节螺 杆 、 锁 紧缸 、 锁紧 活塞 三者 及密 封圈 组成 的 密 闭高 压 油 腔 内 瞬 时 变 为 零 压 ，液 压 锁 固 结 构 放 松 ， 调节 螺杆 与调节 螺母 间的螺 纹 间隙 8 ． 以及调 节螺母 下平面 与滑块配合 面问 的间隙8 。 均处 于 自然 状态 。 此 时 ， 利用压缩 空气驱 动套接 于调整齿 轮轴端外 六角 的 风 动扳手 ，即可驱动左 右蜗轮 蜗杆机 构 同步转 动 ， 蜗 轮与 调节螺母依 靠平键 固定连 接 ， 调节 螺母 与 调节螺 杆螺 纹配合 ， 因此 转动蜗 轮 即可使 调节 螺母相对 调节 螺杆转 动 ， 实现滑块左 右 的同步调整功能 。 2 ． 2 ． 2 ． 2调 整 结 构 的设 计 分 析 为 提 高 压 力 机 的下 死 点 精 度 ，此 部 分 结 构 采 取 的4 - t 设 计措 施及 特点 为 1 滑块 体采 用高 强度合 金铸 铁一体 铸 造而 成 ， 具有 强 度高 、 热变 形小 、 质量轻 的特 点 。 2 采用 结构 优化 设计 的蜗 轮蜗杆 调整 结构 ， 并 且 左右 对称 布置 ， 辅 以精密齿 轮减 速 ， 高精 度 同步带 传 动形 式 ， 具 有 结 构对 称 、 同步 调整 简 单 、 准 确 的优 点 。 3 结 构 设 计 时 ， 采 用 外 接 风 动 扳 手 驱 动 调 整 机 构 的半 自动 调整 方式 ， 使滑块 部 件 的质 量得 到精 简 ， 减 少滑 块部件 冗余 质量 在高 速运 动时 产生 惯性 力从 而 影 响 对 下 死 点 精 度 。 4 左 蜗 杆 与左 同步 轮 的连 接采 用 胀 紧套 紧 固 方 式 ， 使 滑块 左右 调整 的 同步性 易于实 现 。 2 ． 2 ． 3液压 锁 固结构 的工作 原理 及设计 分 析 2 ． 2 ． 3 ． 1液压 锁 固结构 的工作 原理 当 压 力 机 处 于 _T作 状 态 时 ，滑 块 锁 固 泵 浦 提 供 的高 压油进 入 由调节 螺杆 、 锁 紧缸 、 锁 紧活 塞 三者及 密封 圈组成 的 密闭油 腔 内 ， 推动 锁 紧活塞 下移 ， 带动 调节 螺杆及 调节 螺母 向下移 动 ， 此时 ， 调节 螺母 与滑 块 体 贴合 面 间 的 间隙 6 完全 得 到 消除 ， 而 调节 螺杆 与调 节 螺母 间 的螺 纹 间 隙 占 。 处 于上 位 ， 调 节螺 杆 的 外 螺纹 下 表 面 与调 节 螺母 内螺 纹 的 上 表 面 紧 密贴 合 ， 液 压锁 固结 构处 于可靠 锁 固工作状 态 。 2 ． 2 ． 3 ． 2液 压锁 固结构 的设计 要 点分析 高速 压力 机 的滑块部 件高 速运行 时 ，由于制造 水平 的差异 ， 或 多或 少存 在装配 、 制造 误差 或压 力机 调模 高度装 置 的螺纹 尺寸误 差 、加工 粗糙 度差 以及 螺纹 轴 向间隙 过大 等 因素 ，这些 不利 因素将加 剧压 力机 在工作 载荷 和反 向负 载频繁 交变 时产 生 的 巨大 冲击 ， 从而 影响 压力机 的下 死点 精度 。 因此 ， 在 滑块 部件 的结构 设计 时 ，应 当设法控 制或 肖除螺纹 连接 部位 的 间隙及其 他 累积误 差造成 的异 常 间隙 。 为此 ， 荣 兴 锻 压设 备有 限公 司在 研发 1 2 5 0 k N闭式 双 点 高 速压力 机 时 ，对 滑块 部件 的 内部 结构 精心 设计 了一 种液 压锁 固装 置 ， 其结 构设 计特 点为 文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 0 1 3 o 2 0 0 3 0 0 3 双 点压 力机 抗偏 载 能 力研 究 詹 俊 勇 ，仲太 生 。王军领 ，牛 瑞霞 ，陈静 江苏扬 力集 团有 限公 司， 江苏扬州 2 2 5 1 2 7 摘 要 双 点压力机 时常处于偏 载 工作状 态。 准 确计 算 出双 点压 力机偏 载 范围 ， 对 于压力机 的安 全 、 合理 使 用 至关 重要 。 对 双 点压力机 进行 力学分 析 ， 得 出满足 强度 要求 下 的允许偏 载 范 围， 再对 样机进 行 刚度试验 ， 最 终 确定 满足精度 要 求下 的允许偏 载 范 围。 关 键词 机械 设 计 ； 双 点压力机 ； 偏 载 ； 研 究 ； 刚度 试 验 中图分 类号 T G3 1 5 ． 5 ， T H1 2 3 文献标 识码 A 1 引 言 双点 压力机 是 目前机 械压力 机 主流产 品 ，多用 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 2 2 作者简介 詹俊勇 1 9 8 3 一 ， 男 ， 硕士， 项 目科科长 ， 从事机械 压力机研 发设计 3 调 节螺杆 、 调节 螺母 采用锯 齿形 高强 度螺 纹 结 构 ， 且 选用 高强 度 的合 金钢 制造 ， 并且螺 纹 表面经 特 殊表 面硬化 耐磨 处理 ，以提 高螺 纹 的调 整精 度及 使 用 寿命 ， 进 一步 确保下 死点 精度 的长期稳 定 。 3结 束 语 对 上述 闭式 双点高 速压力 机 的滑块调 整 及锁 固 结 构分 析表 明 ，作 为高速 压力 机主要 运动 部件 之一 的滑块 ， 如果 其结 构 布 置不 合 理 、 整体 质 量 偏 大 、 零 件 制造 误差及 螺 纹间 隙等不利 因素 均会对 下 死点精 度 产生 重要影 响 。 因此 ， 在 滑块结构 设计 时应 从整体 考 虑 ， 做 到结 构对 称布置 并优 化结构 ， 以尽 可 能减少 滑块 的整体 质量 ， 并设 置可靠 的液 压锁 固结构 ， 以有 于 板料拉延 、 冲裁等 工艺 ， 是 轻工 与汽 车行业 的关 键 设 备 。 双点压 力机 由于 台面较 大 ， 适合 安装 级进模 以 配 合 自动 化送料 系统 ， 从而 提高生 产效 率 。 但这 必然 会导 致压力 机处 于偏 载工作 状态 ，偏载 会使 滑块 因 承受 偏心 载荷 而产生 力矩 ， 使 滑块做 倾斜 运 动 ， 从 而 产 生 阻 力 。 效 消 除调节 螺纹 间隙或 其他 因制造误 差 、装配 等 产 生 的异 常 间隙 ， 提 高压力机 的下死点精 度 ， 提升 产 品 技 术水 平 。 上 述 液 压 式 滑 块 调 整 锁 固机 构 ，经 在 我 公 司 1 2 5 0 k N型 闭 式 双点 高 速 压力 机 产 品 的实 际 生 产运 用 验 证 ， 具有 调 整 和维 护方 便 、 问隙 消 除 明显 、 锁 固 可靠 的优点 ， 滑块运 行平 稳 、 下 死点精 度稳定 。 【 参考文献 】 [ 1 J 冯华林， 等． 高速压力机下死点精度试验研究． 锻压装备与制造 技术 ， 2 0 0 9 ， 4 4 3 3 4 3 8 ． [ 2 】 王彪， 摘译． 高速精密压力机的关键技术问题及其解决措施．锻 压机械 ， 1 9 9 2 ， 2 7 5 5 1 5 4 ． [ 3 ] 会田冲压手册上 海 上海科学技术出版社 ， 2 0 0 4 ． De s i g n a n d a n a l y s i s a b o u t s t r u c t u r e o f h y d r a u l i c s l i d e a d j u s t me n t l o c k i n g d e v i c e i n