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1、第六章 液壓機(jī),吉曉莉,第一節(jié) 概述,液壓機(jī)的基本工作原理是帕斯卡原理。它利用液體的壓力能，依靠靜壓作用使工件變形，或使物料被壓制成型。,圖6-1 YQ32系列液壓機(jī),一、液壓機(jī)工作原理及分類,1、工作原理,圖4-2 液壓機(jī)工作原理1、小柱塞 2、大柱塞,如圖，兩個充滿工作液體的具有柱塞或活塞的容腔由管道連接，當(dāng)小柱塞上作用的力為F1時，在大柱塞上將產(chǎn)生向上的作用力F2，迫使制件變形，且：F2=F1A2/A1A1、A2 分別為小柱塞和大柱塞的工作面積。,按工作介質(zhì)分類：液壓機(jī)的工作介質(zhì)為液體，主要有兩種，采用乳化液的一般稱為水壓機(jī)，采用油的稱為油壓機(jī)。水壓機(jī)乳化液價(jià)格便宜，不燃燒，不易污染工作

2、場地，故耗油量大的以及熱加工用的液壓機(jī)多為水壓機(jī)。油壓機(jī)在防腐蝕、防銹和潤滑性能方面，油優(yōu)于乳化液。但油的成本高，也易污染工作場地。,2、分類,二、 液壓機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用,1、優(yōu)點(diǎn)： 容易獲得最大壓力。 容易獲得大的工作行程，并能在行程的任意位置發(fā)揮全壓，適合要求工作行程大的場合。 容易獲得大的工作空間。 壓力與速度可以在大范圍內(nèi)方便地進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，而且可按工藝要求在某一行程作長時間的保壓。另外，還便于調(diào)速和防止過載。 設(shè)計(jì)、制造、操作和維修方便，便于實(shí)現(xiàn)遙控與自動化。,2、缺點(diǎn)： 對液壓元件精度要求較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)器的調(diào)整和維修比較困難。 高壓液體易泄露，不但污染工作環(huán)境，浪費(fèi)壓力油，對于

3、熱加工場所還有火災(zāi)的危險(xiǎn)。 效率較低，且運(yùn)動速度慢，降低了生產(chǎn)率，對于快速小型的液壓機(jī)，不如曲柄壓力機(jī)簡單靈活。,3、液壓機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域： 金屬薄板件的沖壓拉深成形工藝。主要用在汽車、家電行業(yè)中金屬覆蓋件的成形加工。金屬機(jī)械零件的壓力成形。主要包括模壓成形、金屬型材的擠壓成形、冷熱模鍛、自由鍛造等加工工藝。粉末制品行業(yè)。如磁性材料、粉末冶金等。非金屬材料的壓制成形，如SMC成型、汽車內(nèi)飾件的熱壓成型、橡膠制品等。木制品的熱壓成型。比如植物纖維板材、型材的熱壓加工。其他應(yīng)用。如壓裝、校正、塑封、壓印等工藝。,三、液壓機(jī)的分類,1、按用途分類手動液壓機(jī)：一般為小型液壓機(jī)，用于壓制、壓裝等工藝。(2

4、) 鍛造液壓機(jī)：用于自由鍛造、鋼錠開坯以及有色與黑色金屬模鍛。(3) 沖壓液壓機(jī)：用于各種板材沖壓。(4) 校正壓裝液壓機(jī)：用于零件校形及裝配。,1、按用途分類(5) 層壓液壓機(jī)：用于膠合板、刨花板、纖維板及絕緣材料板等的壓制。行程大，層數(shù)多，層間距離大，可壓制的板數(shù)較多。(6) 擠壓液壓機(jī)：用于擠壓各種有色金屬和黑色金屬的線材、管材、棒材及型材。(7) 壓制液壓機(jī)：用于粉末冶金及塑料制品壓制成型等。(8) 打包、壓塊液壓機(jī)：用于將金屬切屑等壓成塊及打包等。,圖4-4 YS系列手動液壓機(jī),圖4-5 YDZ 1000 柱式自由鍛造液壓機(jī),圖4-6 YQ27系列單動沖壓液壓機(jī),圖4-8 YJ61系

5、列金屬擠壓液壓機(jī),圖4-7 YHL41系列單柱校正壓裝液壓機(jī),2、按動作方式分類(1) 上壓式液壓機(jī)：該類液壓機(jī)的工作缸安裝在機(jī)身上部，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)快速下行，應(yīng)用最廣。(2) 下壓式液壓機(jī)：該類液壓機(jī)的工作缸裝在機(jī)身下部，重心位置較低，穩(wěn)定性好，制品可避免漏油污染。雙動液壓機(jī)：上活動橫梁分為內(nèi)、外滑塊，分別由不同的液壓缸驅(qū)動，壓力為內(nèi)外滑塊壓力的總和。工作方式靈活，適合金屬板料的拉深成形，在汽車制造業(yè)應(yīng)用廣泛。(4) 特種液壓機(jī)：如角式液壓機(jī)、臥式液壓機(jī)等。,圖4-10 Y34系列下壓式油壓機(jī),圖4-9 下壓式液壓機(jī)工作原理,圖4-11 Y71系列上壓式四柱型液壓機(jī),圖4-12 雙動液壓

6、機(jī),圖4-13 臥式金屬擠壓成型液壓機(jī),3、按機(jī)身結(jié)構(gòu)分類(1) 柱式液壓機(jī)：液壓機(jī)的上橫梁與下橫梁（工作臺）的連接采用立柱，由鎖緊螺母鎖緊。壓力較大的液壓機(jī)多為四立柱結(jié)構(gòu)，機(jī)器穩(wěn)定性好，采光也較好。(2) 整體框架式液壓機(jī)：機(jī)身由鑄造或型鋼焊接而成，一般為空心箱形結(jié)構(gòu)，抗彎性能較好，立柱部分做成矩形截面，便于安裝平面可調(diào)導(dǎo)向裝置。活動橫梁運(yùn)動精度較高，在塑料制品和粉末冶金、薄板沖壓液壓機(jī)中獲得廣泛應(yīng)用。,4、按傳動形式分類(1) 泵直接傳動液壓機(jī)：每臺液壓機(jī)單獨(dú)配備高壓泵，中小型液壓機(jī)多為這種傳動形式。(2) 泵蓄能器傳動液壓機(jī)：高壓液體采用集中供應(yīng)的辦法，可節(jié)省資金，提高液壓設(shè)備的利用率，

7、但需要高壓蓄能器和一套中央供壓系統(tǒng)，以平衡低負(fù)荷和負(fù)荷高峰時對高壓液體的需要。在使用多臺液壓機(jī)（尤其多臺大中型液壓機(jī)）的情況下較為可行。,5、按操縱方式分類 手動液壓機(jī) 半自動液壓機(jī) 全自動液壓機(jī),圖4-14 YT-5T二柱半自動液壓機(jī),目前使用較多的是上壓式泵直接傳動半自動和手動柱式或框架式液壓機(jī)。對層壓機(jī)一般采用下壓式液壓機(jī)。,21,2022/6/17,第二節(jié)液壓機(jī)在塑料成型中應(yīng)用,進(jìn)行壓制成型，主要用于熱固性塑料，橡膠制品等，也能加工長玻璃纖維增強(qiáng)和片狀填料的熱固性塑料，其物理性能和機(jī)械性能要強(qiáng)于注射機(jī)。,22,2022/6/17,一、工作過程： 將塑料放入敞開的模具中，然后通壓力油、合

8、模、將模具壓實(shí)、塑料加熱熔化、在壓力作用下充滿模腔、開模排氣（小分子物）再保證固化，開模取出制品。,23,2022/6/17,基本要求：壓力足夠大；上板在任何一點(diǎn)都能停止、返回；上壓板可以進(jìn)行速度控制；空行時快速。,24,2022/6/17,二、工作步驟、步驟：,25,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料,26,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模,27,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模,28,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模,29,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模加壓加熱,30,2022/6/17,二、工作步驟、步

9、驟： 加料合模加壓加熱解壓排氣,31,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模加壓加熱解壓排氣繼續(xù)加壓,32,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模加壓加熱解壓排氣繼續(xù)加壓保壓硬化,33,2022/6/17,二、工作步驟、步驟： 加料合模加壓加熱解壓排氣繼續(xù)加壓保壓硬化脫模,三、工作原理,液壓機(jī)是以液壓傳遞為動力的壓力機(jī)械。 壓制時，首先把塑料加入敞開的模具內(nèi)，隨后向工作油缸通入壓力油，活塞連同活動橫梁以立柱為導(dǎo)向，向下（或向上）運(yùn)動，進(jìn)行閉模，最終把液壓機(jī)產(chǎn)生的力傳遞給模具并作用在塑料上。 模具內(nèi)的塑料，在熱的作用下熔融和軟化，借助液壓機(jī)所施壓力充滿模具并進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

10、,三、工作原理,為了排出塑料在縮合反應(yīng)時所產(chǎn)生的水分及其它揮發(fā)物，保證制品的質(zhì)量，需要進(jìn)行卸壓排氣。 隨即升壓并加以保持，此時塑料中的樹脂繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)一定時間后，便形成了不溶不熔的堅(jiān)硬固體狀態(tài)，完成固化成型，隨即開模，從模具中取出制品。清理模具后，即可進(jìn)行下一輪生產(chǎn),四、對液壓機(jī)的要求,（一）壓制壓力應(yīng)該足夠并能調(diào)整，還要求在一定的時間內(nèi)達(dá)到和保持預(yù)定壓力。 （二）液壓機(jī)的活動橫梁在行程中的任何一點(diǎn)位置上，都能停止和返回。這在安裝模具、預(yù)壓、分次裝料或發(fā)生故障時，是十分必須的。 （三）液壓機(jī)的活動橫梁在行程中任何一點(diǎn)位置都能進(jìn)行速度控制和施加工作壓力。以適應(yīng)不同高度模具的要求。 （四）

11、液壓機(jī)的活動橫梁，在陽模尚未接觸塑料前的空行程中，應(yīng)有較快的速度，以縮短壓制周期，提高機(jī)器的生產(chǎn)率和避免塑料流動性能降低或硬化。當(dāng)陽模接觸塑料后即應(yīng)放慢閉模速度，不然可能使模具或嵌件遭致?lián)p壞或粉料從陰模中沖散出來，同時放慢速度還可以使模內(nèi)空氣得到充分排除。,五、結(jié)構(gòu)和分類,（一）結(jié)構(gòu) 典型液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)：它由機(jī)身（包括上、下橫梁、立柱等）、工作油缸、活動橫梁、頂出機(jī)構(gòu)、液壓傳動和電器控制系統(tǒng)等組成。工作油缸安裝在上橫梁上?；顒訖M梁與工作油缸的活塞聯(lián)接成整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動（框式液壓機(jī)以導(dǎo)軌為導(dǎo)向），并傳遞工作油缸內(nèi)產(chǎn)生的力量，向塑料施壓。,第三節(jié) 主要技術(shù)參數(shù),一、最大總壓力（工稱壓力）,

12、液壓機(jī)的最大總壓力或稱液壓機(jī)的噸位，是表示機(jī)器壓制能力的主要參數(shù)，一般用它表示機(jī)器規(guī)格。例如國產(chǎn)250液壓機(jī)即表示最大總壓力為250噸的塑料（）液壓機(jī)（）。液壓機(jī)的最大總壓力是根據(jù)成型制品所需的壓制能力來定，壓制能力可按下式計(jì)算。,N-壓制能力（噸）P0-壓制壓力（公斤/cm2)F-壓制面積cm2n-模具內(nèi)成型型腔的數(shù)目,壓制能力N與最大總壓力P的關(guān)系：,二、工作液的壓力,工作液壓力是液壓機(jī)設(shè)計(jì)中比較重要的參數(shù)。工作液壓力的高低影響工作油缸的大小、液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸、液壓傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及機(jī)器的維修等一系列問題。因此，在確定工作壓力時，一定要考慮各方面的因素，按照壓力標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行確定。目前國內(nèi)塑

13、料液壓機(jī)所使用的工作壓力有 160、 300、320、500公斤cm2等數(shù)種，多數(shù)用 300公斤cm2左右的工作壓力。液壓機(jī)的工作壓力不宜過低，否則，為了滿足液壓機(jī)最大總壓力的需要，就要有較大的工作油缸，使液壓機(jī)結(jié)構(gòu)龐大，重量增加。,三、最大回程力,最大回程力 ：活動橫梁在回程時要克服各種磨擦阻力、回油壓力以及構(gòu)件重力（上壓式）。經(jīng)驗(yàn)值估算為（最大總壓力）的20-50% 。,四、升壓時間,升壓時間雖然在一些液壓機(jī)的性能參數(shù)中并未列出，但它卻是液壓機(jī)一個比較重要的技術(shù)指標(biāo)。因?yàn)樵谒芰蠅褐七^程中不僅需要液壓機(jī)產(chǎn)生足夠的力，而且當(dāng)被壓制塑料正處于粘度最低、流動性最好時，要求液壓機(jī)的壓力能迅速達(dá)到最大

14、值，才能保證塑料充滿模具，得到滿意的制品。因此，液壓機(jī)工作壓力必須在一定時間內(nèi)升高到所需要的數(shù)值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，目前500噸以下的塑料液壓機(jī)，要求升壓時間大約在 10秒以內(nèi)。,為了保證塑料充模均勻，升壓時間在一個合適的值。升壓時間太長，會使整個成型同期延長，升壓時間太短，短時間內(nèi)壓力驟升，不利于散熱，也不利于排氣。,表4-1 YC32型四柱通用液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù),表4-2 Y81Q-2000金屬打包液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù),續(xù)表4-2 Y81Q-2000金屬打包液壓機(jī)主要技術(shù)參數(shù),液壓機(jī)型號表示方法： 例如：Y32A315表示最大總壓力為3150kN，經(jīng)過一次變型的四柱立式萬能液壓機(jī)，其中32表示四柱式

15、萬能液壓機(jī)的組型代號。 液壓機(jī)型號表示的主要原則如下圖。,圖4-15 液壓機(jī)型號表示方法,第三節(jié) 主要零部件,液壓機(jī)所受的力是一個封閉系統(tǒng)，產(chǎn)生的力全部由液壓機(jī)本身承受，而不會作用在地基上，壓制過程中，油液的壓力經(jīng)活塞傳至模具中的塑料上；另一方面，油液以大小相等，方向相反的力作用在缸底，并傳給上橫梁及其它部件。在這種受力條件下，對于結(jié)構(gòu)較大的模具一定要放在壓機(jī)中心，防止液壓機(jī)處于偏載受力狀態(tài)。,一、機(jī)身結(jié)構(gòu)分析,（一）上橫梁及其與工作油缸連接方式：1、依靠圓螺母固定油缸2、依靠法蘭盤固定工作油缸,（二）工作臺及其與頂出缸連接方式,（三）立柱,（四）框架式機(jī)身結(jié)構(gòu),二活動橫梁及其與活塞連接方式作

16、用： 連接工作油缸油塞桿 傳遞液壓機(jī)壓力 通過導(dǎo)向套沿立柱作上下往復(fù)運(yùn)動 安裝與固定模具,二、活動橫粱及其與活塞連接方式,第四節(jié) 液壓傳動與安全措施,一、液壓傳動Y71-100液壓機(jī)的液壓系統(tǒng),（二）YA71-250型液壓機(jī)的液壓系統(tǒng),二、液壓機(jī)的安全措施,液壓機(jī)是一種壓力加工機(jī)械，因此無論在設(shè)計(jì)或使用過程中，都必須認(rèn)真注意操作人員和設(shè)備的安全問題。故一般液壓機(jī)上皆設(shè)有防止活動橫梁超行程的限位裝置（即在活動橫梁回程的終了位置裝有限位開關(guān)，用來停止電機(jī)，防止活動橫梁行程過大而撞擊缸底），液壓機(jī)工作部位安全保護(hù)裝置（防止工作人員進(jìn)入液壓機(jī)內(nèi)安裝模具、維修設(shè)備時活動橫梁可能下降），模具的安全保護(hù)裝置等。,第五節(jié) 其他類型的液壓機(jī),一、角式液壓機(jī)二、鑄壓液壓機(jī)三、層壓機(jī),三、層壓, 液壓機(jī)的發(fā)展方向和趨勢：,（1）配有自動上下料裝置的液壓機(jī)或自動生產(chǎn)線將會成為未來液壓機(jī)發(fā)展的方向。（2）多工位液壓機(jī)的需求將會大幅度增加。（3）快速、高速液壓機(jī)在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率。（4）依托電液比例技術(shù)、傳感器、電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等提升液壓機(jī)的性能。（5）環(huán)保、節(jié)能。, 國內(nèi)液壓機(jī)行業(yè)的現(xiàn)狀：,（1）在