四柱式水壓機(jī)是通過液壓系統(tǒng)中活塞的下落運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)上、下模具快速合模，使金屬板永久變形，從而得到一定形狀、尺寸和性能的零件的加工設(shè)備。

薄板沖壓法由于工件形狀和尺寸固定，加工成本低效率高.適用于大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)，廣泛用于汽車.軍工.工程機(jī)械.家用電器.紡織.航空等。

在沖壓過程中，在金屬材料破裂瞬間液壓機(jī)突然卸載.失荷量，使得工件負(fù)荷突然消失，油缸內(nèi)液體壓縮能和機(jī)體彈性變形能迅速釋放，使板片在瞬間斷裂時(shí)突然間失去控制，以極大的速度向下沖，壓機(jī)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的反彈.沖擊與震動(dòng)，并產(chǎn)生很大的噪音。不但破壞了工作環(huán)境，還破壞了設(shè)備和模具，容易使液壓閥損壞，嚴(yán)重影響了設(shè)備精度和使用壽命。

因此，工業(yè)界在水壓機(jī)上進(jìn)行了大量的研究，并取得了不少成果。當(dāng)前的快速?zèng)_壓液壓機(jī)一般都有沖床的功能，例如汽車縱梁成型液壓機(jī)大多可以做下料.沖孔.彎曲與成形工序操作。

降低沖裁噪音的方法。

在沖裁過程中，液壓機(jī)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)的根本原因，是由于瞬間壓機(jī)突然失重，油缸內(nèi)液壓能與機(jī)身彈性變形能急速釋放所致。它的現(xiàn)象是突如其來的沖頭突然失控，以很大的速度下沖，伴隨著壓機(jī)晃動(dòng)和巨大噪音。根據(jù)這類沖裁過程的負(fù)荷特點(diǎn)，可采取以下措施加以處理。

(1)在液壓缸中添加緩沖裝置。理論上講，當(dāng)活塞接近結(jié)束行程時(shí)，在活塞和氣缸底部之間封住一部分液壓油，迫使它擠壓出氣缸內(nèi)的小洞或縫隙，從而產(chǎn)生節(jié)流背壓阻力，使工作部件逐漸減速，從而達(dá)到緩沖的目的。實(shí)驗(yàn)表明，該方法沒有達(dá)到預(yù)期的緩沖效果。顯示出緩沖過度，緩沖功能不能發(fā)揮，緩沖器的運(yùn)行。

(2)國(guó)外有工程人員曾研制出一種沖切緩沖裝置，這種裝置只能吸收沖切過程產(chǎn)生的巨量沖擊能的40%~60%，因此緩沖效果并不理想，噪聲仍然很大。沖裁噪音的存在，也限制了壓機(jī)的工作噸位。通過在四柱液壓機(jī)上增加緩沖缸，從而提高了使用效率，延長(zhǎng)了使用壽命，進(jìn)一步拓展了其工藝應(yīng)用。

緩沖原理

工作臺(tái)的兩端可采用增加緩沖筒。它的基本原理是在板料破裂的瞬間，由緩沖缸提供反作用力來取代板料對(duì)滑塊的作用，使壓機(jī)由沖裁過程負(fù)荷平穩(wěn)過渡到緩沖缸負(fù)荷，通過控制主油缸內(nèi)液壓能量的積累，使機(jī)身彈性變形能得到控制釋放，消除突然卸料現(xiàn)象，也可消除壓機(jī)產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)。在圖1中可以看到，緩沖缸結(jié)構(gòu)類似于圖2中。

F=kLt"。

在公式中：K，沖裁系數(shù)，一般取1.3；

L，沖裁周長(zhǎng)，L=(1750+1250)x2+250x3.14x2=7570mm；

板材厚度T；

一種抗剪切強(qiáng)度，不銹鋼管=510MPa=5100kg/cm²。

估算結(jié)果：F=5018910千克=500t。

實(shí)驗(yàn)證明，其緩沖力為沖裁力的50%左右就能達(dá)到較好的緩沖效果。也就是緩沖缸的公稱力，可以按機(jī)公稱壓力的40%~60%選擇，也就是250t。由于緩沖缸加在工作臺(tái)兩側(cè)，則一側(cè)的緩沖力是125t，或125000kg。

液相的最高工作壓力p=25MPa=250kg/cm²。

按缸工作壓力p=F/s，則：

S=F/p=125000/250=500cm重。

d=252mm，由s=3.14xd²/4計(jì)算得到，也就是，氣缸內(nèi)活塞直徑252mm。

使用緩沖缸的關(guān)鍵是建立緩沖力及其作用于滑塊的時(shí)間。過早作用于滑塊時(shí)，滑塊載荷等于沖裁力加緩沖力，緩沖力太大，壓機(jī)不能進(jìn)行滿負(fù)荷沖裁；如果板料斷裂后作用到滑塊上，就不能實(shí)現(xiàn)載荷的平穩(wěn)過渡，產(chǎn)生沖擊。

在四柱水壓機(jī)上增加緩沖缸的沖裁試驗(yàn)中，得出如下結(jié)論：

1.沖裁力和緩沖力之間的關(guān)系。緩沖力在50%左右就可以得到很好的緩沖效果。也就是緩沖缸的公稱力可以按機(jī)公稱壓力的40%~60%選擇。

2.緩沖缸的預(yù)充壓對(duì)緩沖效果沒有顯著影響。結(jié)果表明，在不預(yù)壓條件下，調(diào)整緩沖缸內(nèi)預(yù)壓，可以獲得較好的緩沖效果。

3.緩沖起動(dòng)動(dòng)作點(diǎn)對(duì)緩沖效果的影響。起動(dòng)緩沖作用點(diǎn)的調(diào)整應(yīng)根據(jù)沖裁件截面上的亮帶寬度確定。在緩沖起動(dòng)作用點(diǎn)過早時(shí)，雖然還可以獲得很好的緩沖效果，但是附加力增加；過遲開始，沖裁時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)和噪聲。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，只要沒有在壓機(jī)滿負(fù)荷下沖裁，就可以適當(dāng)提前緩沖作用點(diǎn)。因此緩沖起動(dòng)作用點(diǎn)調(diào)整不需要高精度調(diào)整。

4.對(duì)壓機(jī)主缸容量的影響。沒有緩沖時(shí)，更換主油缸的儲(chǔ)油量來抵消沖擊.振動(dòng)是有影響的，但設(shè)有緩沖缸后，主缸儲(chǔ)油量的大小對(duì)緩沖效果無明顯影響，不需要人為地降低主缸儲(chǔ)油容積，如增加工藝墊板等。

5.對(duì)緩沖器系統(tǒng)剛性的影響。緩沖器系統(tǒng)剛度有決定作用，應(yīng)盡可能減小緩沖缸上油量，包括管路容積。尤其系統(tǒng)中氣體對(duì)系統(tǒng)剛度有較大影響，要確保系統(tǒng)充分排氣。

6.沖孔工藝問題。使用相同的板材，在相同的模頭上落料，發(fā)現(xiàn)在沒有緩沖的情況下，沖裁質(zhì)量較好，但在有緩沖的情況下沖裁質(zhì)量較差。影響端面質(zhì)量的主要因素是沖裁間隙，當(dāng)沖裁間隙過大時(shí)，板材受拉彎和拉彎作用增大，光亮帶高度縮短，斷裂高度增大，坡度也增加了；當(dāng)間隙太小時(shí)，上.下裂紋沒有重合，產(chǎn)生第二次剪切，從而在剪切面形成第二光亮帶，在光亮帶和第二光亮帶之間夾有殘存的斷裂帶；加緩沖沖裁工件時(shí)，板材端面特征與模隙偏大時(shí)出現(xiàn)的情況類似，這與目前各類說明書資料給出的沖裁模具間隙數(shù)據(jù)都是以無緩沖作為沖裁條件有關(guān)，當(dāng)液壓機(jī)進(jìn)行緩沖沖裁時(shí)，這個(gè)數(shù)據(jù)要全部修正。

注意：本篇文章由機(jī)哥整理自《鍛壓設(shè)備與制造技術(shù)》2012年第5期作者劉素蘭.季亞.宋春蘭.郭世彥。請(qǐng)轉(zhuǎn)告您的住宿地點(diǎn)。

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