成形壓力機

　　成形壓力（lì）機

　　該機是把計算機輔助設計、輔助分析（xī）、輔助製造、輔助測試技術和多點成形技術結合於一體（tǐ），實（shí）現板材的快速無模柔性成形，是對（duì）傳統模具成形生產方（fāng）式的重大創新。

　　該機應用範圍廣泛，可滿足各種行業板類件的加工需要。可用於高速列車流線型車頭、飛機、各種車輛、航天器、輪船艦艇、壓力容器等外殼的製造。

　　成形壓力機簡（jiǎn）介

　　粉末（mò）冶金成形壓力機的驅動裝置主要（yào）有機械式和液壓（yā）式。分別簡介如下（xià）。

　　成（chéng）形壓力機機械式粉末成形壓力（lì）機

　　機械（xiè）式（shì）粉末成形壓力機（jī）在壓製與脫模時所需的動（dòng）力是由電（diàn）動機驅動的飛輪提供的，飛輪一般安（ān）裝在高速（sù）旋轉的軸上並不間斷地進（jìn）行運轉。壓力機通過裝（zhuāng）在飛輪軸上的離合器和製動器進行起（qǐ）動和（hé）停車（chē）。在成形過程中隨時可以齧合與脫開。離合器通常借助於彈簧鬆脫裝置氣動接合，製動器用一（yī）片簧（huáng）組氣動脫開，從而在空氣壓力不足時能提供足夠大的製動力。為調節由壓製到脫模過程的生產速度，選用速度（dù）可調的壓力機。

　　在主電動機功率不高於約19kW的壓力機上，調速傳（chuán）動裝置一般為變（biàn）距帶輪或牽引一驅動型裝（zhuāng）置。功（gōng）率大於（yú）19kW時，最好選用直流電動機或渦流控製裝置（zhì）。電動機和傳動（dòng）裝置都必須（xū）完全密（mì）封，以防止被金屬粉塵汙染。

　　機械式粉末成形壓力機有頂部驅動和底（dǐ）部（bù）驅動兩種形（xíng）式。在頂部驅動的壓力機中，電動機、飛輪及變速（sù）係（xì）統皆位於壓力機頂部(或上部)機構中，壓（yā）製力為1960kN(200tf)左右的壓力機安裝在地（dì）麵上，不需要或隻需要一（yī）個小地坑。壓製力大於1960kN的頂部驅動式壓力（lì）機（jī）通（tōng）常（cháng）需要有地坑，以使操作者有一個合適的工（gōng）作高度。

　　在底部驅動的壓力機（jī）中，電動機、飛輪及傳（chuán）動機構皆裝在壓力（lì）機底座中。這（zhè）些壓力機通（tōng）常都是拉下式的，即通過拉杆或連接（jiē）杆將壓力機的（de）上壓頭拉下。壓製（zhì）力大於445kN(50tf)的底部驅動的（de）壓力機，一般都需要有地（dì）坑。

　　常見的機（jī）械式粉末（mò）成形壓力機有（yǒu）凸輪驅動式成形壓力機、偏心驅動式成（chéng）形壓力機、肘杆式成形壓力機以及轉盤式成形壓（yā）力機（jī）等。

　　成形壓（yā）力機液壓式粉末成形（xíng）壓力機

　　一般（bān）生產用液壓式粉末成形壓力機額定壓製力為490一（yī）12250kN(50一1250tf)，專用液（yè）壓式（shì）壓力機額定壓製力可達（dá）49000kN(5000tf)。液壓式壓力機可以成形沿壓製方向很（hěn）長的壓坯，機械式壓力（lì）機最大裝粉高度一般為180mm，而液壓（yā）式（shì）壓力機的最大裝粉高度一般為380mm。

　　壓製長的壓坯時，液壓式壓力機的壓製速度很（hěn）低，有利（lì）於模腔中粉末裏夾帶的空氣從模（mó）具的間隙處逸出。

　　液壓式壓力機（jī）的結構特點

　　由於液壓式壓力機的主要工作的液壓缸位（wèi）於壓力機正中頂（dǐng）部，因而大（dà）多數液壓式壓力機驅動裝置（zhì）都在頂部。壓（yā）製壓坯的力就來自這個（gè）主液壓缸。液（yè）壓式壓力機壓製成（chéng）形時的下行速度有三種：

　　1)快速下行。這時產生的壓製力極小（xiǎo），用於使（shǐ）模衝快（kuài）速進入陰模型腔。

　　2)中速下行。當需要從下部施加壓力時（shí），開始（shǐ）壓製時使用的壓製力約為全部額定壓製力的50qc。

　　3)慢速下行（háng）。用於最終壓製成形的最大壓製力。

　　粉末成形壓（yā）力機中常用的液壓泵係統有兩種類型：高·低（dī）壓係統和油（yóu）路充油係統。高。低壓係統有一雙動式主缸。回授油路（lù）用於快速趨近，即快（kuài）速下行。一開始，用大容量的低壓泵驅（qū）動液壓缸的活塞（sāi），除低壓泵容（róng）量外，油液還從低壓缸的（de）底部流向缸的頂部。中速下行時，回授油路不起作（zuò）用，但低（dī）壓泵仍在驅動（dòng）活塞（sāi）。以最大壓製力壓製時低壓泵不起作用，由高壓泵驅動活塞。

　　油路充油係統有一單向式主液壓缸，壓頭的動作受控於小的雙動式液壓缸。控製壓

　　頭的液壓缸皆（jiē）比主缸小，因此對於使壓頭快速移動僅需要低的油液流速。但（dàn）在趨（qū）近和回行期間，油液流入和（hé）流出的速度很高。主缸裝有一個大（dà）的雙通閥，從而使油液可（kě）在低壓（yā）(通常是重力供油（yóu）)下流（liú）動。壓製時，雙通閥被（bèi）關閉，來自高壓泵的油壓作用在主缸活塞（sāi）上。

　　零（líng）件壓（yā）坯一般是由裝在壓（yā）力機底座正（zhèng）中的液（yè）壓缸脫出的。依據所用模具的（de）類型（xíng），液壓缸或者向上將零件壓坯頂出或者將陰模向下拉（lā）下（xià）脫出零件壓（yā）坯。

　　將零件壓坯壓製到給定厚度時，在液壓式壓力機上是用一剛性機械擋塊（kuài）來控製壓頭的（de）下（xià）行動作。當將零件壓坯壓製到要求的密度時，可通過調節液壓（yā）缸的壓力來控製壓頭的下行動作。當將零件壓坯（pī）壓製到（dào）要求的單（dān）位壓力時，壓（yā）力機壓頭停止下行，回行至其回程位置。

　　對成（chéng）形壓力（lì）機的（de）基本要求

　　根據粉末成形特性，粉末成形壓力機（jī）一般應滿足壓（yā）製力(上模衝裝置)、送料係統(裝料機構)、成形和脫出行程、脫出力(下模衝及芯棒動作裝置)等（děng）因素對（duì）沒（méi）備的要求，模具設計（jì）者應了解這（zhè）些因素(裝（zhuāng）置)，以便確定模具結構。粉末成（chéng）形壓力機的各種基本裝置的說明見表（biǎo）4-1。

　　上模衝動作裝置：1.單動作時(單模衝)，直接由上工作台傳（chuán）遞壓（yā）力機額定壓（yā）力，根據成形需要應可調整

　　加壓、成形、後壓（yā），保壓（yā）等動作。2.多動作（zuò）時（shí）(多模衝)，可（kě）以通過增設的氣缸（gāng）(液壓（yā）缸)，進行驅動多個上（shàng）衝頭，以達（dá）到不（bú）同形狀壓胚成形要求（qiú）。3.在加（jiā）壓（yā）過程中，為防止粉末中空（kōng）氣引起的壓坯裂紋及變形，應（yīng）有（yǒu）排除粉末中空氣的裝置。

　　裝料（liào）機構：1.供料係（xì）統。一般由儲存料倉、輸送軟管（guǎn）、送料靴及驅動與振動裝置組（zǔ）成。2.過量裝料機構。可以比正（zhèng）規填充量多填充（chōng）一些粉末，壓製（zhì）前能夠充填到模腔的各（gè）個部分。3.欠（qiàn）料裝料機構（gòu）。送料靴加（jiā）料完畢退後，使陰模（mó）略微上升，防止開始加壓（yā）時模腔內粉末（mò）泄漏影響壓坯密度。

　　陰模裝置：1.預壓裝置。用控製器（qì）控製陰模正確動作，加上預壓以(克服自身重量)阻攔空動。2.保持裝置。在加壓過程中，上模衝下壓時，使（shǐ）陰（yīn）模在承受規定壓力之前不（bú）下降(稱壓坯上下密度調整裝置)。3.調節加壓裝置。上模衝下壓時，陰模可作同樣下浮動作。當（dāng）需要時，可令陰模按需比例下降（jiàng），並同時上，下加壓，以保證壓坯各部分密度均勻（yún）。

　　下模衝動作裝置：1.單模衝時，由下缸傳遞壓（yā）力機穩（wěn）定脫模壓力（lì），確保壓坯脫模。2.多模衝（chōng）時，由氣（qì）缸(或（huò）液壓缸)，斜楔機構來確保壓製多台階麵壓坯的成形及（jí）脫（tuō）模。

　　芯棒動作裝置：1、通過（guò）氣缸(或液壓缸)來保證芯棒裝料後（hòu）到位（wèi）(對薄壁件時)，以使模腔裝粉均勻。2、通過氣缸(或液壓缸)來保證芯棒浮動，使壓坯內部密度均勻。3.通過氣缸(或液壓缸)來保證脫模時，芯棒後脫(或先脫（tuō）)以防止壓坯裂紋。 

　　成形（xíng）壓（yā）力機成（chéng）形壓（yā）力機的選擇依據

　　對於（yú）粉末冶金常用的液壓式（shì）和機械式壓力機，都要考慮壓製壓力、頂出力、脫模方式、工作台麵尺寸、行程、壓（yā）製方式、裝粉、生產效率等諸因素。

　　1.壓製壓力（lì）

　　1)在選用專用粉末成形壓力機時，必（bì）須使壓力機的額定壓力大於（yú）壓（yā）坯所需要的壓製力（lì）。一般來說，壓製力為壓力機額（é）定壓力的60%～85%較為合適（shì）(特別是對液壓式壓力機)二若使用額（é）定醫力過高的壓力機，一方麵末充分發揮設（shè）備的潛力（lì），另外壓力控製的準確性也降低。若使用額定壓力過低的壓力機，對延長（zhǎng）壓力（lì）機壽命不利。

　　2)在選用普通可傾（qīng）壓（yā）力機時，需要結合壓坯的高度來考慮壓力機實際能達到的壓力.由於常用的機械壓力機（jī）(衝床)是為冷衝壓而設計的，其受力行程（chéng）小。例如630kN雙柱（zhù）可（kě）傾壓力機，實際達到的壓力P與滑（huá）塊行程s有關(下圖)。所謂630kN是指受（shòu）力行程在8mm處的實際壓力，過早受力時（shí）(受力行程大（dà）於8mm)，則實（shí）際壓力減小，而粉米冶金壓（yā）製的受力行程大，開（kāi）始（shǐ）壓製（zhì）時，所需要（yào）的壓力很小，隨著壓製過（guò）程的進行，需要的壓力急劇上升。在這個過（guò）程中，消耗了壓力機一定量的（de）動能，因而實際達到的（de）壓（yā）力要小於下圖所示的曲線。壓坯越高（gāo），實際壓力下降得越多。因此，壓坯的高度將受到限製。

　　2.脫出力及下（xià）模衝動作裝置

　　(1)脫出力(頂出力)

　　脫出力是粉（fěn）末成形壓力機的一個重要參（cān）數（shù）。製造廠在（zài）其壓力機的技術性（xìng）能數據中列出額定頂出力(kN)。有（yǒu）些廠家將額定頂出力分成初始頂出力與持續頂出力。初始分離頂出力是將壓坯從成形位置頂出一預定（dìng）距離(通常為0.79～12.7mm);持續頂出力（lì）一般為初始頂出力的25%～50%，以避免（miǎn）壓坯脫模（mó）時（shí）裂紋的產生。壓製所需（xū）脫出力取決（jué）於壓坯與模衝、芯棒及陰（yīn）模型腔側壁的接觸麵積（jī）、模具材料、模具工作表麵的表麵粗糙度（dù）以及所用潤滑劑的（de）種（zhǒng）類和數（shù）量等因素。

　　對於高密度、粉（fěn）料中潤滑劑少和（hé）側麵積大(如齒輪或高度大)的壓（yā）坯，尤（yóu）其要注（zhù）意脫模力的問題。

　　(2)下模（mó）衝動作（zuò）裝置

　　1)壓（yā）製直套類壓坯時(單模衝)，由下缸機構傳遞壓（yā）力機（jī）脫模力，確保壓坯脫模。

　　2)壓製多台階麵類壓坯時，有多個氣(油)缸或可增設（shè）斜楔機構等，確保壓坯的成形（xíng）和脫模。

　　3.陰模及芯棒動作裝置

　　對於多功能的粉末成形壓力機，還具（jù）備多動作的陰模及芯棒動作裝置，以（yǐ）滿（mǎn）足複雜形狀（zhuàng）壓坯成形及（jí）脫模（mó）要求。

　　(1)陰模動（dòng）作裝置

　　1)預（yù）壓（yā）裝置。用控製器控製陰模正（zhèng）確動作（zuò），加上預壓(克服陰模（mó）自身重量)以阻止空（kōng）動。

　　2)保持裝置。在加壓過（guò）程中，上模衝下壓時，陰模在承受規定壓力（lì）之前不下降（jiàng），亦稱為壓坯上下密度調整裝置。製造廠在其壓力機的技術性能數據中列出（chū）了陰（yīn）模浮（fú）動(擋（dǎng）塊)能力(kN)。

　　3)調（diào）節加壓（yā）裝（zhuāng）置。調節加壓裝置適用於壓製多台階麵壓坯。上（shàng）模衝下壓時，陰模可做同（tóng）樣下浮動作。當需（xū）要時，可令陰模按照所需比例下降，並同時上下加壓，以保證壓坯各部分密度均勻（yún）。

　　(2)芯棒動作裝置（zhì）

　　1)通過氣缸來保證裝料時芯棒後到位(對薄壁壓件)，以使模腔裝（zhuāng）粉均勻。

　　2)通過氣缸來（lái）保證陰模浮動（dòng），使壓坯(帶內台（tái）階麵)內部密度均勻。

　　3)通過氣缸來保證壓坯脫模時，芯棒後脫(或先脫)，以防止壓坯產生裂（liè）紋。

　　3.其他因素

　　(1)生產效率

　　在保證壓坯成形質量的前（qián）提下，機械式粉末成（chéng）形壓力機生產（chǎn）效率高，在兩種壓力機都能壓製的情況下，中、小型（xíng）規格的零件，采用機械式（shì）粉末成形（xíng）壓力機更合適。對（duì）大型複（fù）雜結構零件，采用機械式粉末成形壓（yā）力機更合適。對（duì）要求密度均勻的大型複雜結構零件(各部位不允許有裂紋)，宜采用液壓式粉末成形壓力機。

　　(2)安全裝置

　　壓力機製造廠應提供（gòng）正規（guī）的安（ān）全作業規程，並保證壓力機操作者在正常使（shǐ）用（yòng）時不應受到傷害等危險。設備應配有保證人身安全的（de）裝置。