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1、第一节 冲压设备的工作原理 及主要结构,冲压设备都是压力机械，通过滑块带动上模相 对下 模作往复运动，克服工件变形阻 力，完成 冲压。常用的冲压设备有：剪板机、弯曲机、液压机、双盘 摩擦压力机和曲柄机械压力机。其中曲柄机械压力机应用最广。曲柄机械压力机又称冲床。它是一种使旋转运动变为 直线往复运动的机械。可进行冲载、拉延、弯曲、冲孔、成形、翻边及整形等各种工序。,曲柄压力机的结构及工作原理,曲柄压力机一般包括以下几个主要的机构：1工作机构：把旋转运动变为直线往复运动。由曲 轴、连杆、滑块等组成。2传动系统：传递动力并改变转速。包括：电动机、飞轮、皮带传动、齿轮传动等。3操纵系统：控制压力机滑块
2、的运动。包括：空气 分配系统、离合器、制动器、电控箱等。4支承系统：支承全部零、部件。包括：床身、工 作台、导轨、拉紧螺栓等。5辅助系统：如润滑系统、保护装置以及气垫、顶 件装置、滑块平衡装置等,一曲柄压力机工作机构的运动和受力特点一 曲轴、连杆和滑块的运动 曲轴、连杆和滑块的运动是刚性的。所以在使用时绝对不能超载使用。绝不能使模具刚性接触，否那么会造成设备及模具的损坏。二 机构的强度 在曲轴处于不同转角进，滑块能克服的变形阻力值是不同的。因为在曲轴不同的转角处，构件的受力的大小是不同的，在强度及刚度的允许范围内，其所能提供的工作力也不同。压力机的标称压力或称额定压力就是滑块处于下止点附近所能
3、承受的最大工作负荷。,三 滑块的位移及速度曲线 上图为滑块位移曲线及速度曲线从图中可看出：1滑块的位移量在不同的曲轴转角条件下有不同的值，曲轴,转过相同的角度，滑块不能获得相同的位移。2曲轴处于上、下止点时，滑块的速度值为零，下 止 点冲压可近似看成静载加工；曲轴位于90、270度时滑 块速度值最大；3滑块在不同位置制动时，所消耗的能量不同，上、下止点制动时，滑块下滑量较小；90度制动时滑块下 滑的距离较大。,四 机构的受力 曲柄压力机在冲压形成一个封闭的受力系统除了设备本身的重量及运转系统不平衡引起的振动以外，曲轴压力机对外界没有其他力的作用。在此封闭和受力系统中，机身的受力为最大。,二 压
4、力机的结构、类型及用途,二 压力机的结构、类型及用途一按机身结构分类 压力机按机身的不同可分为开式压力机和闭式压力机两大类。开式压力机的机身呈“C形，工作台有左、右、前三个敞开的工作面，操作比较方便。承载时发生角变形，使工作台面前倾，导轨偏离铅垂线方向，模具的工作面不能保持平行。这类压力机的吨位都比较小，一般在200吨以下。闭式压力机的机身呈“形，常用组合式结构。用四根拉紧螺栓将上横梁、两侧立柱和底座组成一个框架式的机身。这类压力机可用于大、中型压力机。250吨以上的压力机都采用此种结构。,二按曲轴结构分类 压力机按曲轴结构不同可分为双柱曲轴压力机、单柱偏心压力机和齿轮偏心压力机三大类。双柱曲
5、轴压力机的连杆装在两个轴承之间，是最常见的一种结构，左端安装制动器，右端安装大齿轮及离合器。一般来说不能制成大型号的。其曲拐与主轴颈的距离，就是滑块行程的一半。单柱偏心压力机的曲轴连杆装在两个轴承的同侧，连杆不是直接套在曲拐处，而是装在一个偏心圆盘上，偏心圆盘用花键联接在曲拐处。这种结构主要用于小型压力机上。齿轮偏心压力机中没有“曲轴这个零件，而用一个偏心齿轮和一根芯轴取代曲轴。这种结构用铸钢制坯，能制成大型压力机。,三按滑块数量分类 可分为单动压力机和双动压力机两大类。单动压力机 就是一般的冲床，只有一个滑块，用于冲裁、弯曲和浅拉延等工序。双动压力机 有内外两层滑块，内滑块与单动压力机相同；
6、外滑块是一个矩形套，套在内滑块的外面。两个滑块都由同一个电机带动。双动压力机是用于深拉延的专用压力机。内、外滑块的运动顺序有严格的要求：外滑块先于内滑块运行至下止点；外滑块在下止点处保持一段静止的时间此时内滑块仍作向下的运动；外滑块后于内滑块向上回程。,四按连杆数量分类 压力机按连杆数量多少可分为单点、双点和四点三种。双点或四点压力机有两根或四根连杆，驱动一个较大尺寸的滑块。可冲压大型薄板零件。多工位压力机也是一种多点压力机，其连杆数可达6至8个，每个连杆驱动一个滑块，每个滑块上法装一套模具，由一根多拐曲轴驱动许多连杆同时运动，完成多工序制作的冲压。剪板机、弯曲机也可以看成是由两个连杆驱动一个
7、滑块运动的压力机，只不过它们的滑块尺寸狭长，安装了剪刀片的弯曲凸模，成为专用设备。,三压力机的型号及技术参数一曲柄压力机的型号 表示汉语拼音字母表示阿拉伯数字,类代号：用“机、自、锻、切、弯的拼音的第一个字母J、Z、D、Q、W分别表示机械压力机、自动锻压机、锻面、剪 切机和弯曲校正机。系列或产品重大结构变化代号：用正楷大字字母A、B、C区别产品重大结构变化的主要结构不同者。组、型系列代号用二个数字来表示：如：04台式压 力机；21开式固定台压力机；22开式活动台 压力机；23开式可倾台压力机；29开式底传 动压力机；31闭式单点压力机等。通用特性代号：用字母表示。K数控压力机；Z自 动压力机；
8、G高速压力机；Y液压机；Q气动压力机；M精密压力机。主参数：采用实际数值或实际数值的十分之一表示。产品重要根本参数变化代号：但凡主参数相同而重要的根本 参数不同都用A、B、C区别。,举例 JC23G-63A J 表示为机械压力机；C 代表经过三次重大结构变化；23 表示是工作台可倾的开式压力机；G 表示是高速压力机；63 表示公称压力为630千牛；A 表示重要根本参数作过变更。概括起来即为：开式可倾台机械压力机，经过三次重大结构变化，公称额定压力为630千牛，根本参数也与根本型不同。,二曲柄压力机的技术参数 技术参数是反映压力机的工作能力、加工范围、生产效率、能量消耗、占用面积等技术数据。主要
9、有：公称压力、滑块行程长度、滑块行程次数、装模高度、工作台尺寸等。其中与操作及人身平安有关的有：滑块行程长度、行程次数、工作台的高度和尺寸、装模高度等 1滑块行程长度单位：mm。滑块从上止点到下止点所经过的直线距离即为行程长度。2滑块行程次数单位：次/分。滑块在连续运动时每分种的往复次数称为行程次数。在单件坯料手工送入模内操作的各种冲压作业中，如果在滑块连续运行条件下工作，人手就要准确而有节奏地配合滑块的动作，此时很容易引起疲劳而出现误操作。因此，凡需要手入模内操作的各种冲压作业，原那么上都应采用单次行程标准。,对于开式压力机而言，因行程次数高，故凡手入模内的操作作业必须采用单次行程标准。只有
10、滑块停止在上止点时手入模内操作才是平安。对于闭式压力机而言，只有在模具即将闭合的一段时间才是危险区间，而在滑块回程和下行的初期，可认为是平安区间。在滑块向上运动是，模具逐渐张开，操作者可以利用这段时间取出模内的工件。3工作台的高度和尺寸。工作台面距地面的高度为工作台的高度。而工作台面的前后、左右的大小为工作台面尺寸4曲柄压力机的装模高度又称闭合高度。指滑块处于下止点时，滑块的下外表到工作台面之间的距离。5闭合高度调节量。是指闭合高度从最大到最小可以调节的范围。6标称压力行程。指压力机产生标称压力时，滑块距下止点的距离。,四曲柄压力机的传动系统,五曲柄压力机的离合器和制动器 离合器和制动器是曲柄
11、压力机上的重要部件用以控制滑块和启动和停止。离合器、制动器的种类很多，开式压力机普遍采用刚性离合器及带式制动器；闭式压力机普遍采用气动摩擦离合器和盘式或块式制动器。一刚性离合器 利用刚性构件传递扭矩的离合器称为刚性离合器，常见结构有两类：转键离合器和滑销离合器。1转键离合器。利用可旋动的键轴使曲轴别离和结合的离合器称为转键离合器。,转键离合器结构示意图,离合器处于别离和结合位置时，转键位置。左图为别离状态。右图为结合状态。,转键离合器的特性。缺点：1工作条件较差。2会因构件突然损坏，发生滑块运动失控和连车现 象，造成事故。3滑块只能处于上止点时才能控制其启动和制动，而在其它位置无法控制。优点：
12、结构简单。操纵方便。价格低。体积小。,2滑销离合器。它是利用一根可在曲轴轴向滑动的轴销来完成曲轴与大齿轮的结合和别离。刚性离合器的特点：总的来说，刚性离合器结构简单，操纵方便，价格低廉。缺乏的是不能中途别离，不利于采取平安防护装置；工作条件较差，有较大的冲击作用，容易突然损坏，操作危险性大。,二气动摩擦离合器 目前，大中型曲柄压力机都采用气动摩擦离合器。其特点是传递扭矩较大，传动平稳，操纵方便，噪音小，可靠性高。气动摩擦离合器的优点：启动时没有冲击和噪音；构件不会突然损坏失效；可用电磁气阀操纵；可使滑块在任意位置停车；便于采用平安装置。缺乏的是：结构复杂，造价较高，使用进必须备有压缩空气，维护
13、和检修比较复杂和严格。宜用于大中型压力机。常用的结构：有浮动镶块结构 和盘式结构。下面简单的介绍一下。1浮动镶块结构。它的结构示意如以下图所示。,2盘式结构 盘式结构的摩擦件为主动摩擦片和从动摩擦片。主动摩擦片外圆开齿槽，与制成内齿的飞轮轴孔相配；从动摩擦片内圆开有齿槽，与外圆开齿槽的传动轴相配。一般主从动均采用多片的形式。这种结构的离合器，摩擦面积大，直径较大，散热条件较好，磨损小，过去的压力机几乎都为此种结构。当这种结构的离合器，制动时耗能较多，而且主、从摩擦片，内齿飞轮，外齿圈等零件制造都较复杂、造价高。现代的压力机已不用此种结构 三 带式制动器 曲轴的左端设有制动轮，与曲轴一起运转。轮
14、外有摩擦带，摩擦带外包有一层钢带，钢带固定在机身上，由弹簧力作用，使其处于紧张状态，用来制动曲轴。,带式制动器可分为以下几种类型：1经常作用连续作用的带式制动器。此种制动器，对摩擦轮施加固定不变的力矩。2周期作用的偏心轮带式制动器。制动轮的外圆与内孔不同心，由于偏心作用，曲轴于上止点附近时有较大的制动力矩，其他位置时力矩很小，减小了曲轴运动时的能量消耗。3凸轮控制的带式制动器。制动轮的内孔和外圆同心，轮的外侧设有一块夹板凸轮。当曲轴旋转时，凸轮板推动滚轮和杠杆，控制钢带的张紧力，从而到达在上止点附近制动力矩较大，其他位置力矩很小的目的,四闸瓦式制动器 此种制动器与带式制动器根本一致，不同处在于
15、用钢瓦替代钢带。它也有连续式、偏心轮式、凸轮式三种结构。闸瓦式制动器的结构比较大，工作时摩擦带的散热条件较差，但是由于钢瓦比较巩固，不容易发生突然断裂的现象。五气动摩擦制动器。气动制动器的结构有三种：浮动镶块式、盘式及带式。1浮动镶块式结构。原理根本上与气动式离合器相同。2盘式结构。盘式制动器和盘式离合器配合使用。3气动带式结构。闭式压力机的带式制动器原理和开式压力机相同，只是操纵方式为气动。,气动摩擦离合器、制动器的特点：气动摩擦离合器、制动器能控制滑块在任意位置制动，操纵比较方便，很少因构件突然损坏而失；传递扭矩较大，传动平稳，操纵方便，噪音小，可靠性高。但如果摩擦件的动作过于频繁，或者因
16、制动弹簧力量太小使摩擦件相对滑动过大，摩擦件就会过热被烧焦，制动器也会失效。这是使用中应该注意的。造成摩擦制动器和离合器的早其磨损的另一个原因是两组摩擦片的运动发生干预。在正常情况下，必须离合器和制动器的动作顺序符合下述要求：离合器结合前，制动器必须预先松脱；制动器制动前，离合器那么必须先行别离。,六 曲柄压力机的操纵系统 操纵系统是控制离合器和制动器动作的系统，包括机械构件和电器元件。它对人身平安有直接影响：其一，操纵系统是操作者经常操作的器械。其使用方便与否，直接影响生产效率和人身平安。如操纵不便，操作费力，不能准确和及时控制滑块的运动，就会使操作紊乱，甚至造成事故；其二，操纵系统会发生故
17、障，如果故障导致了滑块的连冲，也可能引起事故。一开式压力机的操纵系统 开式压力机的操作器一般为脚踏启动器。脚踏操纵系统分为两类：一类是脚踏板直接驱动的杠杆系统；另一类是脚踏开关控制牵引电磁铁驱动的杠杆系统。,1 用于转键离合器的脚踏杠杆操纵器。这里的档铁是控制转键别离或结合的执行元件，它由脚踏板通过杠杆系统去操纵。,2用于滑销离合器的脚踏杠杆式操纵机构。滑销离合器是一种老式结构，其滑销可在曲轴的轴向滑动。弹簧有推动滑销插入大齿轮钢套端面孔内的趋势结合状态，而滑销尾部又受到操纵器的楔铁控制，楔铁楔入滑销尾部时便能将滑销拉出齿轮的钢套孔别离状态。3电磁铁控制的操纵系统。牵引电磁铁代替人力驱动拉杆，
18、可以减轻操作者的劳动强度，也可以利用电器去隔离单次行程和连续行程，具有很多优点。目前，较大吨位的开式压力面已经普遍采用。电磁铁控制的操纵系统中，因动作频繁，其中牵引电磁铁是最易损坏的器件。从平安技术角度分析，牵引电磁铁作为操纵压力机的执行元件是不理 想的。,二闭式压力机的操纵系统 闭式压力机采用气动摩擦离合器和制动器，可以实现电气操纵。操作者通过电钮发出信号，由继电器控制电磁气阀动作，再由气阀控制离合器或制动器的气缸进气或排气，使滑块启动或制动。在气动离合器和气动制动器无法实现刚性联锁的结构中，必须采用两个互相联锁的电磁气阀。其原理如以下图。,七 曲柄压力的辅助装置一 曲柄压力机的过载保护装置
19、压力机一般都设有过载保护装置，常见的结构有两种。1压塌块式过载保护装置 压塌式过载保护装置是利用压塌块在压力机过载时的断裂，发出信号使压力机停机，或者造成滑块下行时无法承载而起到保护作用的。压塌块一般装在连杆球部和滑块联接处。2液压过载保护装置 液压过载保护装置是在过载时，只要油缸内的压力超过了气动卸载阀的调定值，油液便能排出，使柱塞向下位移一段距离。同时切断压力机的启动电源，保护了压力机。,二拉延垫 是在拉延时，对四周压紧，以防止工件出现皱折的一种压料装置。一般大中型压力机一般在工作台下部设气缸或液压缸，作为一种通用的附件配备在机床上，满足压紧工件或顶出工件的需要。延垫可分为两种：1纯气垫
20、纯气垫提供的压力不大，不能满足拉延工艺的要求，一般只作为顶出模内工件的装置。2液压气垫 增加了拉延垫的压力机可以扩大使用范围。注意：因增加了拉延垫和顶料杆、压料杆、压料圈等构件，就是模具内多了一些运动件，操作时要防止伤害人体，也要防止落入异物造成损坏，还要防止因顶件力太大，出现顶杆弯曲、折断等不正常情况。,三顶料装置 顶料装置又称上顶件装置，是压力机的滑块内部设的附加装置。有刚性和气动两种类型。刚性顶件装置 又称“打杆，当冲压件成型时，通过上顶杆将横杆推起。滑块回程到上止点时，横杆受装在床身上的挡块撞击而打落制件，挡块的高度可根据不同的模具情况进行调整。使用刚性顶件装置时应注意以下两个问题：第
21、一，挡块的外围应设防护罩，防止操作误将手部放到 挡块部位，造成伤害；第二，调整机床闭合高度时，必须相应地调整打料挡块 的位置，否那么可能发生滑块回程时横杆撞坏挡块 或撞坏模具的事故。当制件尺寸较大时，不宜采用刚性打料，气动顶件装置 用于大台面的压力机，由两个双层气缸和一根顶料横杆组成顶料器，假设于个顶料器组成了压力机的气动顶件装置。,四滑块平衡器 压力机滑块的重量较大，在下行时会因重力加速度的作用而使滑块、曲轴超前传动。回程时要消耗能量、增加电动机的负荷。为解决因滑块重量过大而带来的问题，大多数压力机都设置了滑块重量的平衡装置。这对连杆折断、制动器失效引起的突然附落事故可以起到防护作用。平衡器
22、有三种结构：重锤式、弹簧式和气缸式。前两种用于小型压力机，气缸式那么用于大中型压力机。现在大多数新产的压力机均使用气缸式的平衡装置。,五曲柄压力机的气路系统 根据设备的工作要求，按照一定的程序把气源、控制阀、气动附件和工作气缸之间用管道连接成一个相关的系统，就是压力机的气路系统。气路系统中的各种元件，如保证气路平安的平安阀、使压缩空气保持清洁枯燥的分水滤气器、确保气阀和气缸得到正常润滑的油雾器等，在使用中应该注意维护、保养和正确使用，不允许任意撤除或带故障工作。这是保证气路通畅，系统正常工作的重要条件。,第二节 开式压力机的防护装置 开式压力机的特点:滑块行程短、速度快，启动后不能在中途位置停
23、车。因此滑块一经启动就不应冒险作业。为了对误操作实行保护，防止人身的伤害事故发生，就必须提供必要的防护措施，只有这样才能提高现行作业的平安性。比较完善的防护装置应能满足以下几点要求：1能实现以下两种保护标准：手入模区时，无法启动滑块；滑块下行途中伸手入模时，能将手强制移出模外或使滑块及时制动。2装置的结构简单、性能可靠、改装工作量小3对操作人员的附加约束少，对正常的冲压操作干扰较少，保持冲压生产高效。4使用、调整、维修、保养方便，故障少，辅助作业时间少。常用的装置有：手用工具、机械式装置、双手结合装置、与电器联锁以及自动保护装置等。,一手用工具(一)手用平安工具种类 主要有镊子、夹子、钩子、弹
24、性夹钳、专用夹钳(卡钳)、真空吸盘、磁性吸盘和气动夹盘等。在小型制件加工中，有时用手用工具比手工拿取还要方便，一般不影响效率。(二)手用平安工具的使用本卷须知 1 使用手用工具要求执行单次行程标准，是开式压力机冲压操作中行之有效的防护措施。工具的长度要适当，禁止手持部位进入模具的危险位置。2 开式压机上虽已设置保护装置，但单件送料应尽量坚持使用工具，防止保护失灵造成事故。3 手用工具应尽量采用轻金属或非金属材料制造，不能采用硬脆材料制作。以防止操作失误时造成模具或设备损坏。手用工具在一定程度上能起到平安保护作用，但仍然可能发生伤手事故。如操作者拿持部位太前，有可能使手指伸入模区；当操作失误，将
25、工具压在模内，造成模具损坏伤人等。,常用的手工具，用于推、拉坯料或冲件，以去除粘在冲模工作面上的冲件或废料,各种类型钳子，可根据不同冲件特征选用,磁钢吸取器，用于从冲模工作位置取出冲件,真空吸取器，主要用于扁平、光滑的坯料或工序件,二双手启动装置 双手启动装置要求操作必须双手同时操纵才能启动滑块，否那么不能启动。,上图为双手结合手柄的机构示意图 双手启动电钮也是一种常用的双手启动装置。它是采用两个常开按钮串联在一起，控制启动滑块用的电磁铁和继电器。为防止启动滑块后操作者再次伸手入模，双手启动装置应设在离模口较远的位置，即使操作者再度向模内伸手，手到模区时，模具已经闭合，不再有伤手的危险。,三机
26、械装置 在滑块向下运动过程中，用简单机械强制将操作者的物部移出模外，或者将模区封闭隔离起来，阻止人手伸入模内，这类装置称为机械式防护装置。常见的有拨手式、拉手式、档板隔离式等几种。一拨手式防护装置 拨手式防护装置又称拨手器，它利用滑块的动力，通过简单机构，驱动拨手板做往复运动。在滑块下行时能把操作者的手强行推出模外。滑块回程时，拨手板又摆回原位。拨手器是由滑块直接驱动的防护装置，只要滑块下行，就能把操作者的手部推出模外，效果可靠。它即能防止因操作失误而手未离模，又能防止滑块突然失控落下而造成的危险。拨手板的摆动，对操作者的视觉和视线有较大的干扰，会给人以眼花缭乱的感觉。因直接作用于手部，推手时
27、有疼痛感。假设能和接件器、出件器结合起来，一物多用，即保证平安，又可简化操作，不失为一种简单的防护装置。,二 挡板装置 挡板为设在模区前的防护板，通过简单机械传动，使挡板在模区闭合前将危险区隔离，防止操作者的手部伸入模内。常见的有垂直下落的和翻转的两种型式。垂直落下的挡板一般停在上止点，当启动滑块时，挡板先行下落，挡住模区。只有在挡板落在了设定的位置后，滑块才能启动。挡板的驱动可为机械式和电磁铁式等。这类挡板在使用中存在的问题：一那么挡板机构频繁运动，构件容易损坏；二那么挡板的运动对操作者的干扰较大，影响人的视线。翻转式挡板如图1-14所示。当滑块下行时，顶杆推动挡板翻转，挡住模区的前方，操作
28、者不能伸手入模；滑块回程时，在弹簧作用下复位。翻转式挡板的翻转位置调整不当，可能会卡住操作者的手部，甚至造成人身事故。,三绳索牵引装置 绳索牵引装置又称绳拉手装置。其动力源为滑块，通过滑轮、杠杆和绳索，能在滑块下行时反操作者的手牵出模外。绳索的一端与滑块相连，另一端有套扣与操作者手腕相连。由于绳索只能传递拉力，只要操作者的动作快于绳索的牵引，并无被强制牵出的感觉。该装置结构简单，制作方便，对操作者的视觉没有干扰；缺点是对操作者的行为有较大的约束，操作者手部的活动范围很小，也不能随意离开机床。设计或选用绳拉手装置应注意以下要点：1各构件应有足够的强度，保持较长的使用期；2套扣戴在腕部应舒适、柔软
29、、戴摘方便。3绳索应采用结实、柔软的材料，受力后永久变形小。最好采用双绳牵引。4滑块停止在上止点时，操作者的手臂应有较大的活动 范围。5滑块运动到下止点时，应使操作者的手部脱离危险区。,四与电器联锁的机械式装置 电器联锁装置的共同点都是用电器元件控制滑块的启动。当模区内有异常情况时，机械探触器能控制滑块使其无法启动，从而保护了操作者的平安。常见的有翻板式和拉线式两种。一翻板开关式装置 设有行程开关的翻板如图。翻板平时竖立在工作台前，当伸手入模时，要推开翻板，使行程开关动作，从而切断滑块启动电路。只有手离开模区，翻板复位滑块才能启动。此种装置仅为传感器，不具有防护挡板的功能。,二拉线开关式装置
30、将机床原有的脚踏开关改为拉线开关，也能改善操作的平安性。此种装置比双手启动电钮的效果差，但却比双手电钮方便。拉线开关用于单次行程是一种较为方便的设施。,五自动监控装置 自动监控式防护装置包括三个局部：模区监测系统、信号处理系统和保护动作执行系统。其中，保护动作执行系统一般都是压力机的操纵机构。自动监控装置的保护方式有两类：隔离保护当操作者的手部未离模区时，滑块不能启动；制动保护当操作者的手部在滑块下行期间伸入模区时，滑 块能迅速制动。一光线式监控器 在模区的前方设置光幕或光束，通过受光位置受到的不同信号，判断模区的操作状况是否平安。这一类的装置统称为光线式监控装置。光线式监控器根据光源发出光的
31、可见程度分为可见光监控器及红外光监控器两种。,根据光线发送和接受的型式，可分为投射式、反射式和扫描式三种。一般而言，投射式结构的光线对准比较困难；反射式装置的反光板现在都已采用多棱式结构，在一定范围内投射来的光线都可以被反射到固定的方向去，比较容易调整。光线式监控器的三项主要指标为：光束的密度、光区的高度以及投射的距离。光束的密度、光区的高度就与冲压作业相适应。光束的密度：对冲压作业的监测主要是防止手入模内，一般是手部遮拦光区，所以用平伸的手背厚度来作为光束密度的规定值，也可稍大于此值。光区的高度：必须设在操作者手部送进的高度范围内，允许小于滑块行程长度。光线投射距离：要适应不同规格的压力机工
32、作台宽度，开式压力机的工作台尺寸较小，设射距离在1米5以下的监测器便足以适应。对反射式监控器而言，它的投射距离为发光器与反射板之间的距离。,1可见光监控器 最常见的是用白炽灯作为光源的监控器型式。其结构简单、价格低廉，得到了广泛应用。其模区监测系统有投光器、受光器和固定投光器及受光器的支架。投光器是监控器的光线的发射源，分为散光式和聚光式两类。散光式光源常用压力机工作台上的照明灯，一灯两用，结构简单，也不另耗电。可用于小台面的压力机。但一灯两用，可能出现模区照明缺乏，灯光干扰操作者视线等多种缺点，因而不是理想的投光器。聚光光源包括：单独设置的灯光，为集中投射光而设的凸透镜，以及把二者组合起来的
33、机械构件，一般为筒状。这种光源投射距离长，光区集中，对操作者的干扰小。这是聚光光源的主要优点。,受光器是接受光信号并转换成电信号发射给控制器的装置。一般制成长条形，内装假设干个光敏元件，能够转换信号，常见的有光电池、光敏电阻和光电三极管三种。投光器和受光器都是固定在调整支架上的部件，支架安装在床身上或者制成落地式。光线式监控器的信号处理系统包括一个放大器和一个直流开关电路。光照时开关接通，无光照时开关切断。开关的输出端可控制断电器或牵引电磁铁工作或停止，由此控制滑块的运动。开关电路的设计应满足以下要求：工作可靠、性能稳定、动作迅速、通断清楚。可见光监控器存在着三个缺点：第一，灯光寿命短，抗振性
34、差。第二，光信号无法调制，抗干扰性能差。第三，直流放大器只能执行局部自检，可靠性不高。,2红外光监控器 红外光监控器的投光器所用的光源一般可砷化镓发光二极极，该元件寿命长，是永久性元件。它具有较好的受光效果 和抗干扰性。一般红外线监控器中都设有一聚光系统，以增加投射距离和减少发光管的功耗，因此它的投射距离可达8米，可用于各种类型的压力机监控。近年来，一种反射式的结构代替了原有的投射式结构。使监控器的调整更趋方便。将投光器和受光器装在模具的左前侧支架上，右前侧装一块反光板，把投射来的光线反射回去。反光板是由许多四棱锥体组成的颗粒状反射镜，它可把一定角度内投射来的光线反射到某一方位。这种结构具有调
35、整方便，没有视线干扰，价格低廉，易于推广。目前，国外已普遍采用。,3扫描式监控器 由一个发光器、一个受光器、许多棱锥体组成的反射板以及抛物线状反射镜组成成无盲区的监控空间等组成。目前我国所用的扫描式监控器的光源有可见光与红外光两种型式。光线监控器的可靠性是一个必须引起重视的问题。我国在国家标准中作了规定，在选用及设计时均应遵循。光线式监控器在使用中的要求：1对准方便，显示明晰;2装调省时，维修简单，寿命长；3装调和停机检修时间短；,二感应式监控器 感应式监控器是通过探测模区电磁场强度的变化，反映出模区操作的平安状况，从而控制压力机的操纵系统，使滑块不能启动或及时制动，以保障操作者的人身平安。感
36、应式监控器分为电容式和电感式两种。电容式：在操作者与模区之间设有感应线圈或感应棒，正常操作时，监控装置的电容与电感数值处于临界振荡状态，能触发后续电路使压力机正常启动。如果人体进入模区，因人体的公布电容值改变了监控装置中电容电感的平衡条件，振荡中止，便阻止压力机滑块启动，或使滑块制动，从而实现保护。,电感式：由电磁波发射机和接收机两局部组成。操作者站立或坐在与地面绝缘的木板上，发射机的天线与人体相连，人体成为载波体，把一定频率的电磁波发射出去。接收机的天线设在模区附近，当人体接近模区进，接收机的天线便能收到人体发射的电磁波，产生谐振。于是便能驱动触发器和继电器，控制压力机的操纵系统，到达保护人
37、身平安的目的。感应式监控器的优点：它的传感元件是感应棒或本应线圈，可安设在模区附近的各个方向，不影响操作者的动作、视觉、感觉，是一种很有前途的传感件。缺点：前使用的感应式监控器抗干扰能力差，且提高抗干扰能力是一个难度较大的技术问题；感应式监控器的传感元件都与人体的因素有关，常因不同的体而造成不同的电参数，因而信号较不稳定；人休或感应圈容易与地面短接，形成通路，而一旦出现此种情况，保护便会失败。,三隔离保护机构 监控器只是一个信号系统，只能监测模区的作业情况，要实现对人身平安的保护还必须通过一套叫做隔离保护机构的执行机构去控制滑块的运动。实现保护功能的方法有三种：第一、用电磁铁驱动压力机的操纵系
38、统；第二、用气缸驱动压力机的操纵杠杆；第三、在脚踏杠杆系统中增设电控止动销。第一种方法：就是普遍用于大型压力机的牵引电磁铁 驱动操纵杠杆，小吨位的压力机也可进行改造。优点：1可以减轻脚踏的强度。操作者只段踩合脚 踏开关，不用消耗较大的体力；2比较容易实现自动监控。缺点：牵引电磁铁是一种故障较多的执行机构，它可 能引起许多机械和电气的故障。,第二种方法：就是用气缸来驱动压力机的操纵杠杆。气缸的动作进、排气由电磁气阀控制，电磁气阀那么由脚踏开关和监控器输出结点控制。气缸驱动的优点为：气缸与电磁气阀的工作寿命比牵引电磁铁要长，注意：必须保持气源的清洁枯燥、气压的稳定、缸和阀有良好的润滑。,第三种方法
39、：在开式压力机的脚踏杠杆系统中增加一个电控止动销来到达隔离保护目的。由于电磁铁不是直接控制离合器的，故只有在监控器发现不正常情况及脚踏板踩下的情况下电磁铁才能动作，因而又延长了电磁铁的寿命。此种方法结构简单，改装方便，即能保持脚踏杠杆的一些优点，又能在必要时实现保护。它的故障少，寿命长，是开式小型压力机中比较实用的隔离保护装置。,四制动保护机构 制动保护机构是指滑块启动以后能被迅速制动而实现保护的一种方法。制动保护应满足两个条件：第一、滑块能在下行途中的任意位置受控，脱离主传动；第二、脱离驱动的滑块能在较短的时间内制动。1转键离合器的中途别离机构。1转键离合器的定位置别离机构滑环副键柄式装置。
40、这种装置是在离合器的外缘加装圆环，圆环能旋转一定的角度。圆环和键柄装固在一起用档块把键柄夹装起来，圆环上另装一个副键柄的操纵，可使转键中途别离，机构原理如以下图所示。,滑环式装置结构紧凑，构件强度好，使用可靠。但因增加了滑环而引起转动惯量增加，这样原位的键柄复位弹簧力已经不能使系统迅速复位，可能出现结合时的撞击响声。这时，就要增大弹簧的钢丝直径，也就是增大弹簧力，保持转键结合的速度。,2转键离合器的多位置别离机构 能够控制滑块在下行途中假设干位置制动的离合器称为“寸动离合器。结构上一般采用滑环，滑环与键柄联结，只要设法控制滑环能在假设干位置制动，就可以使离合器实现“寸动。下面介绍常见的型式。A
41、棘轮棘爪式寸动离合器 滑环的外缘制成棘齿形，机身上设有由电磁铁操纵的棘爪，正常情况下棘爪无动作。出现危险时，棘爪插入棘轮的齿槽内，使滑环停止旋转，从而实现离合器的“别离。这种结构的离合器制动时的冲击较大，构件容易损坏。,B具有弹性棘爪的寸动离合器 就是将棘爪设在弹性支承上进行减振。减振器也称弹性支承由油箱、油缸、活塞、单向阀、溢流阀和弹簧等组成。3转键离合器的任意位置别离机构 能够控制滑块在任意位置停车的离合器称为“无级寸动离合器。它不但可用于制动保护，还可用于粗调模具。其原理还是对滑环施加制动从而使转键别离。制动的方式为摩擦制动。常见的无级寸动转键离合器的结构型式有以下几种：A摩擦带式无级寸
42、动离合器。即在滑环外设有摩擦带及钢带，利用弹簧使摩擦带紧紧地制动滑环。,B瓦式无级寸动离合器。即在上种方式上用闸瓦来代替钢带。C从动轮滑环式无级寸动离合器。在此种离合器中，滑环的外缘制成齿轮，另设一从动齿轮，假设对此从动齿轮施加制动，也能使滑环制动、滑块停车。D超越式无级寸动离合器。超越离合器的工作原理改造的操纵系统。使压力机滑块运行途中停车的操纵机构改选方案很多，但以具有缓冲结构的无级寸动离合器为好。它能适应各种冲压作业的防护要求，使滑块在下行途中任意位置停车，机构也较耐用。,2平安防护装置的响应时间。从监控器发出信号，到压力机滑块完全制动所需的时间称为平安装置的响应时间。它包括：光电装置的
43、动作时间、电信号传递时间、电磁铁动作时间、滑环制动时间、转键别离时间、滑块完全制动时间。3转键离合器的加速别离。常见的加速方式有：杠杆加速、齿轮加速各凸轮单向加速等三种。1杠杆加速。即不用滑环直接拨动转键，而是通过杠杆机构来拨动转键。利用杠杆机构的杠杆比来加速别离。2齿轮加速机构。滑环的内缘制成齿形内齿轮，转键的端部也套上齿轮形的键柄，使其与滑环的内齿相啮合。利用大小齿轮的齿数比来加速别离。此种机构为双向机构，有可能使转键别离后再次结合，从而发生撞击，影响机构的寿命。且速比不大。,3凸轮单向加速机构滑环的内齿圈和转键的端部都制成单面齿凸轮，并相互啮合。该凸轮只有单向加速的功能，即只有在滑环被制
44、动时加速。凸轮机构和齿轮机构相比，除了可以单向加速，反向无影响外，还能简化构造，提高零件强度。同时还可以把正常启动的操纵与保护性制动操纵完全隔离开来，只需在原来的键柄上加上一个凸轮即可。,总之，通过滑环与转键之间增设机构的方法可以使转键加速别离。如果与前面介绍的具有缓冲功能的无级寸动结构结合起来，便能组合成“无级寸动、加速别离的转键离合器。滑环式结构是使转键离合器实现制动保护的主要方案。但因增加了滑环这个零件，使得原先的使离合器结合的弹簧力缺乏以带动转键和滑环一起运动，故必须加强弹簧力。由些对小型快速的压力机，甚至可能因为布置不下足够的复位弹簧而使机构无法安排。因此尽量减小滑环的直径和重量，是
45、设计这种结构的关键问题。,第三节 闭式压力机的防护装置 和开式压力机相比，闭式压力机具有吨位大、行程长、速度慢、台面宽等特点。其离合制动器的结构和机床的操纵大都采用气动摩擦结构，电控气动能控制滑块在运行途中任何位置停车。闭式压力机作业中采用防护装置即非常必要，也比较容易。由于闭式压力机本身是电控的，因此，实现技术改造具有许多有利条件：第一，压力机的滑块由电气控制，只须把自动监控引入，便能实 现保护。无须对离合器、制动器及操纵机构进行改选。第二，滑块的行程长、速度慢，只要在滑块运动的危险区内进行 保护，其他时间那么允许操作者手入模内，无须进行保护。第三，闭式压力机的人员分工明确，操作节奏清楚，可
46、以对不同 的操作实行不同的保护，保护的重点那么是送料、定料的操 作者。,闭式压力机防护装置与开式压力机的区别：闭式压力机因结构和操纵上的特点，其防护装置的结构和防护的方式与开式压力机相比，也会有较大的差异。第一 闭式压力机的防护要适应多人操作的特点，应 使参加操作的全体人员都能有效地控制滑块的 运动，得到有效的保护。第二 闭式压力机的防护装置能适应滑块连续行程作 业的需要，在滑块运动的平安区内应允许操作 者手入模内。应尽可能减少对操作者的约束和 动作的干扰。第三 防护装置应能适应多种作业，多种标准，装调维 修力求方便。,一绳索牵引式装置 根本上是与开式压力机的相同。一般采用的是后牵式的牵引装置
47、，而不采用侧牵引的方式。另牵引装置的绳索长度和牵引位置应做精细的调整。压力机的牵引式防护装置是一种简单而行之有效的保护装置。二电钮式装置 电钮防护的出发点是通过操作者自己有意识的动作 按电钮，及时、有效地控制滑块的运动，保护自身平安。常用的保护电钮有以下几种形式。一可移动式制动电钮 它的作用是在发生紧急情况时，可以触按电钮，切断行程控制电路，在到保护目的。但它还不能作为主要或唯一的保护装置。作为防护用的制动电钮最好选用具有闭锁功能的电钮。二 平安启动电钮 平安启动电钮是一种隔离保护装置，其作用是通过操作者按合电钮的动作，强迫他把手部撒模区，然后才能允许滑块启动或允许滑块通过危险区。一般的平安启
48、动电钮均为双电钮，要求操作者双手操纵。常见平安启动电钮的有双手按触电钮，单手按触电钮和双手按合电钮三种。,介绍一下闭式压力机特有的行程标准：间断连续行程。在单次行程标准中，即不能发挥压力机效率，又因频繁启动而增加机械故障。由于闭式压力机的行程次数少，滑块的速度慢，故如果将滑块的停止位置移到曲轴转角为90，就能多获得一些操作时间，从而能在滑块未到达 90时，就完成各项工艺操作。此时按合启动开关，使滑块在不停车的条件下再获得一次行程。这种时而连续、时而单次的行程称之为“间断连续行程。这种标准即能发挥压力机的效率，又能保障操作者的平安，同进还减少了机械故障。因而是一种较为理想的适应于手工操作的操纵方
49、法。只有勉强作业，经常停车的情况下才会损害设备。此时就应该恢复滑块在上止点停车。,1双手按触电钮 双手按触电钮又称双手摸钮，是一个可移式电钮盒，上装两个启动电钮。操作者只须象上面介绍的那样操纵，滑块便能获得间断连续行程，也能实现保护性停车。2单手按触电钮 单手按触电钮的功能与双手按触电钮相同，但只有一个电钮，只须单手操作。它适应于大件必须双手才能完成养料的送料操作。如果某种作业中，单手便能送料，就不允许采用此种电钮。这两种按触都有一个共同的缺点，就是操作者在按触电钮后，仍然有可能再次伸手入模，例如矫正料位或去除模内异物。这仍然是危险动作，不平安行为。,3双手按合电钮 双手按合电钮简称双手按钮，
50、它要求操作者将电钮按合一段时间，直到模区闭合或滑块通过了下止点后才能松开按钮。而在此阶段松开按钮时，滑块会随时停车。双手启动按钮是一种实用的防护装置。这种操纵方式可以防止操作者在启动滑块后再次伸手入模。它要求操作者在每次完成了工艺要求的动作后都按合一次电钮，才能使滑块获得间断的、可控制的连续行程。这虽然是对操作者的一种约束，但却能强迫操作者离开危险的状态，起了保护作用。,三光线监控式制动保护装置 闭式压力机光线监控制动保护装置的一些特殊要求：第一，光线投身距离长，单点压力机要求2米，双点压力机一般要求到达4米，某些特殊压力还可能要求到达8米。第二，在操作高度上应有多束光监控，任何一束光都能控制
