Pro/EJ31-315型闭式单点曲柄压力机机械传动系统设计 (4)

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9）工作台板左右尺寸 L : 表示工作台板上表面左右方向允许安装模具部分的最大尺寸；

10）工作台板前后尺寸 B : 表示工作台板上表面前后方向允许安装模具部分的最大尺寸。[8]

1.4曲柄压力机的工作原理及结构

以J31-315型闭式单点曲柄压力机为例，从图1.9可以看出，J31—3l5压力机的工作原理如下：在最后一级齿轮上铸有一偏心齿齿轮9。连杆12套于偏心齿轮上。偏心齿轮可以相对于芯轴10旋转。芯铀两端固定在机身11上。因此，当小齿轮8旋转时，可带动偏心齿轮旋转，进而带动连杆12摆动，滑块13即可在连杆的作用下上下运动。

从上述工作原理可知道：曲柄压力机包含以下几个部分：[9]

（1）工作机构，一般为曲柄滑块机构。

（2）传动系统，包括齿轮传动、皮带传动等机构。

（3）操纵系统如离合器、制动器。

（4）能源系统，如电动机、飞轮。

（5）支承部体如机身。

运动方式：电动机——皮带轮——飞轮——齿轮传动——曲柄连杆

1一电动机2—小皮带 3一大皮带 4一制动器 5一离合器 6一小齿轮

7一大齿轮 8一小齿轮 9一偏心齿轮 10—芯轴 11一机身 12—连杆 13一滑块 14—上模 15一下模 16一垫板 17一工作台 18一液压气垫

J31—315压力机运动原理图[9]

1.5曲柄压力机的国内外研究状况及发展趋势

1.5.1曲柄压力机国内外研究状况

电动机作为传统的机械压力机的驱动器，带动飞轮旋转，蓄能之后可提供瞬时冲击力，来完成冲压工作。这类冲压加工设备，在根据某种加工工艺要求确定其机构尺寸之后，输出特性就随之确定，柔性差[10]。如今市场竞争越来越激烈，产品更新换代的速度加快，市场寿命周期也在缩短。高柔性和高效率是世界冲压技术及装备发展的主要趋势[11]。

现今，压力机得到了快速的发展。龙金星[12]设计了非圆齿轮曲柄滑块结构，改变了压力机的运动特性，使得压力机的工作精度和工作效率得以提高。李烨健等[13]对机械式多杆高速压力机单自由度主传动机构进行了研发,得出来多杆结构的冲压转角(0 .88 rad)相对于一般结构的冲压转角(0 .78 rad) 增大了 1 3 .5 ％。方雅等[14]对交流伺服压力机进行了能耗与噪声测试，其结果表明交流伺服压力机相对比较节能，且噪声较小。赵婷婷等[15]研究了一种新型开关磁阻伺服压力机的传动系统，其结果说明此种压力机与现有压力机相比性能更佳。日本会田公司[16]在 NS1-D 型号的伺服压力机中集成了 5 种冲压工艺模式，实现了集成化。李守辉[17]等对肘杆执行机构进行了优化设计，优化后的肘杆机构可以让滑块快速合模，实现了下死点保压和快速回程。美国俄亥俄州大学机械制造工程中心S．Yossifon和R．Shivpuri[18]在1993年研制了一种伺服驱动的双肘杆式压力机，此种伺服电机控制的双肘杆式压力机，其机械增益在加载过程中保持不变，而且能自由控制电机转向和滑块速度。舒勒压力机公司[19]应用伺服直接驱动技术(SDT),优化了零件和工序。自由可编程的运动顺序将下游工序也能以高输出水平可靠集成进来。采用这种方式使得整体效率高于常规压力机。

1.5.2曲柄压力机的发展趋势

交流伺服压力机代表着第3代锻压设备的诞生，具有了高柔性、高精度、高生产率、和节能环保等优点，应用得越来越广泛 [20]。开关磁阻数控曲柄压力机(SCP压力机)使机械压力机具有了柔性化和智能化的特点，促使了成形加工产业制件精度的整体水平得以提升，将使制造业水平进入高技术低消耗的新阶段[21]。多连杆式高速压力机具有振动小、下死点动态精度高的优点，是未来研究的一大热点[22]。