冷(温)锻压力机是指以冷锻功能为主,同时能够兼顾温锻(室温~800℃)功能的压力机。在论述时以冷锻压力机的特点及研制要点为主,在需要兼顾温锻功能时会特别注明。由于专用的温锻压力机一般是从热模锻压力机演化而来,与冷锻压力机有非常大的区别。多工位成形尤其是变速箱输入输出轴的多工位冷(温)成形成套技术日臻成熟。
冷锻压力机
虽然液压机适合冷(温)锻造工艺,但是具有效率低、能耗高、噪音大、易泄露、抗偏载能力差不易实现多工位等缺点,而机械式冷锻压力机具有合理的主传动机构(能够兼顾成形区的速度和生产效率)、比较小的运动副间隙(冷锻压力机的轴-孔间隙控制在0.075%~0.09%轴径,导轨间隙控制在0.05~0.08mm,温锻压力机轴-孔间隙控制在0.09 %~0.1 % 轴径,导轨间隙控制在0.15~0.2mm之间,可以提高成形精度并减小冲击)、行程和封闭高度比较大、台面尺寸大、电机能够调速等优点,因此在多工位冷(温)锻领域液压机将逐步被机械压力机取代。
机械压力机的典型主传动机构有曲柄-连杆机构、肘杆式机构和变形肘杆机构三种。其中曲柄-连杆机构适合于热(温)锻,肘杆式机构和变形肘杆机构适合冷(温)锻。
曲柄-连杆机构 肘杆机构
(a)多连杆机构一 (b)多连杆机构二
(c)双点多连杆机构 (d)带导柱导套的多连杆机构
变形肘杆机构
三种主传动机构的速度曲线对比
三种主传动机构机构的特性对比
机构类型
曲柄-连杆机构
肘杆机构
多连杆机构
输出力/输入扭矩
最小
中等
最大
成形速度曲线
最陡
较平缓
最平缓
模具寿命
最低
中等
最高
噪音
最大
较低
最低
工件表面质量
最差
较好
最好
冷(温)锻压力机的开发及其研制要点
2017年,北京机电研究所为江苏太平洋精锻科技股份有限公司研制开发的CWFP2-1250冷温锻压力机在泰州试车成功。该压力机主要用于太平洋精密齿轮(单工位/3工位)和变速箱轴类件的4工位温锻成形。
多连杆机构的参数决定了冷温锻压力机的主要性能。偏置可以使多连杆机构具有双急回的特性,但是不宜过大,一般取0~15mm即可。优化的主要参数有9个,包括6个杆长, 2个偏心轴心坐标,1个偏置量(可以事先确定)。优化的结果要满足运动学要求、力学(静/动)要求、经济性要求、工程要求等。图7所示为多连杆结构的优化模型。
多连杆机构的优化模型
CWFP2-1250冷温锻压力机优化后的滑块行程/速度-曲柄转角曲线
多连杆机构的纵横比区间模型
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