浅析多连杆压力机

浅析多连杆压力机

郭楠1 ,李林2 ,吕衍岭3

1、济南二机床集团有限公司  山东济南 250000

2、济南二机床集团有限公司  山东济南 250000

3、中国重汽集团有限公司  山东济南 250000

摘要：冲压生产中，提高生产率而不必增加投资或劳动力是我们的目标，一个简单的方法就是提高压机速度。然而，由于要冲压成形的工件受材料机械性能等条件的限制，欲提高成形速度是很难甚至是不可能的。使用多连杆驱动技术的机械压力机，不用改变压机的工作行程速度，即可达到提高生产率、延长模具寿命并降低噪声的目的。

其实，多连杆驱动并不是一个新概念，几十年前这种技术就已进入市场。早在20年代，第一次在文献中出现的该技术被称为“专利快返压机驱动”技术。1950年BLISS公司制造的称为“均匀行程”的压机被介绍为“可以提供比较慢的拉深速度、较快的上行程，从而提高生产率的压力机”。

1多连杆压力机与普通压力机滑块运动的不同方式

成形材料的拉深速度限制了冲压件的生产速度，多连杆压力机克服了这一局限。它在驱动机构上采取降低滑块工作行程速度、提高滑块空行程速度的措施，实现了提高生产率的目的。即使同样行程的多连杆压力机以比普通压力机更高的速度运行，模具冲击工件的速度与普通压力机几乎没有区别。当拉深或成形的工件材料限制了生产速度时，多连杆压力机在提高生产率方面显示出极大的优越性。关于这一点，图2对各种不同材料进行了分析。多连杆压力机的滑块速度在初始拉深阶段几乎不变，这利于材料在拉深过程中更好的成形，故能提高零件质量、延长模具寿命。

2多连杆压力机的优越性

(1)模具接触金属板料的突然性将提高凸模尖端周围材料的拉应力，即增加了板料在该点破裂的可能性。因此，即使普通压力机和多连杆压力机都在材料的允许拉深速度内运行，多连杆压力机在同样的运动速度时将比普通压力机更慢的滑块速度接触板料，从而降低撕裂材料的可能性。

(2)由于多连杆压力机滑块以较低的速度接触板料，故降低了噪声和振动，减少了模具内部发热，延长了模具寿命。

(3)与普通压力机比较，多连杆压力机只驱动部分的设计不一样，压力机的其他部分仍然是标准的，因此成本可以大大降低。多连杆驱动可用于单点或双点驱动的偏心齿轮压力机或曲柄压力机。在设计参数内，运动曲线可根据特定工件的需要进行修改。

(4)多连杆压力机可用于高强度钢的多工位拉深成形。如有一深约70mm、外径38mm的杯形件，材质为4140高强度钢。现采用一台3000kN多连杆压力机来拉深成形。该工艺需要包括一套带有工具钢凸模和硬质合金导套的11工位多工位模。根据用户经验，使用普通压力机加工该零件时，允许速度为18min_。，每加工30000件即需更换凸模。而使用多连杆压力机进行试生产20000件，速度为50min一，却没有出现模具磨损。

(5)多连杆压力机可提高级进模生产率。用一台4000kN多连杆压力机生产汽车发动机底座件，其行程速度要从32min_1提高到60min。由于级进模中有一个反拉深工序，故限制了普通压力机的工作速度不能超过材料的最大拉深速度。利用多连杆压力机较慢的工作行程，在维持相同拉深速度的同时，将行程速度提高了87．5。这对于用户来说是极其重要的。因为用户既需要提高生产率，但又没有足够的空间放置第二台压力机，更不用说增加压力机和模具所带来的额外投资了。

3多连杆驱动的局限性

既然多连杆压力机与普通压力机一样，其滑块都要随曲轴旋转运行360。，那么，多连杆运动的较慢工作行程必须在行程的其他部分进行补偿，即通过提高下行程开始部分和回程的速度来实现补偿。这种高速回程要求压力机退料导向装置和卸料板为大型材料和部件留出允差，而且不能采用普通的气动气垫。气垫需要加装液压减振器(这就增加了维修成本)或使用氮气气缸代替普通模具气垫。多连杆驱动的另一局限性在于减少了进料循环的可利用时间。再者，因工作行程占有了较多的时间，留给零件传送或进料的空程时间相对减少了(时间和旋转角度都减少)。尽管通过周密的计划，多工位模零件在工位之间的传送一般都能实现，但传送时间的缩短毕竟是一个需要慎重考虑的主要问题。对于级进模来说，这方面的问题可相对减少。由于上述局限性的存在，使用多连杆压力机生产，其理论上的生产率提高量与实际达到的不可能完全一致。然而，5O或更多的生产率提高量通常很容易达到。实际上，通过正确周密的计划，全生产速度的提高是可以实现的。

4小结

多连杆驱动的出发点是：降低工作行程速度，加快空行程速度，以达到提高生产率的目的。如果在压力机上进行任何类型的拉深或成形，采用多连杆压力机是值得推广应用的。因为：

(1)不增加成形材料的拉深速度却能提高生产速度。

(2)在拉深过程中能得到更慢更均匀的拉深速度。

(3)当模具与板料接触时产生的冲击更小。

(4)噪声更低。

(5)振动更小。

(6)模具产生的热量更少，从而延长模具寿命。

(7)更精确的成形公差，更少的回弹。

参考文献：

[1] 朱森第.我国装备制造业的发展与提升[R].开发研究，2009(1): 6-11

[2]赵升吨.高速压力机的现状及其发展趋势[J] .锻压装备与制造技术，2005(1); 17-25

[3] 李辉等.可控压力机的动力学建模和仿真[] .机械工程学报，2005(3):180-184

[4] 陈国聪，杜静.机械CAD/CAE/CAM应用基础[M] .北京:机械工业出版社，2002