什么是精压机（精压机构简图）

压力机的作用是市将一个或者多个力和运动施加到模具上，从而对工件成形，或冲裁，设计压力机要求对工件所采用的生产工艺准确了解和具有丰富经验。压力机可以根据使用场合制成仅适用于某一生产工艺的专用压力机，或是以多用途为主的万能压力机。

若是专用设备，那么从经济角度来看，在能同时保证质量的前提下，设备的产量是最为重要的，另外还须考虑工件材料的影响，如最大拉伸速度，或者与工件有关的影响，如工件传送，并且应优先考虑符合工程学的操作和工作安全要求等因素。反之，万能设备就应能灵活适应各种不同的模具，以便能够加工尽可能多的工件种类。

重要的是，最有效地使用所用的压力机。也就是说。非生产时间，如换模具、维修时间、保养时间和试模时间等都应减到最少。同时也要求压力机能够保证模具有很高的使用寿命，例如像滑块的精密导向对压力机来说是至关重要的。

根据所采用的生产工艺，可以将压力机分成：

→板材成形压力机

→冲裁压力机

→体积成形压力机，如锻造压力机、冷挤压力机和精压机

→内高压成形设备

→压床、拉床和冲床

→此外还有剪切设备，一般是单独的设备，通常用于板材加工

1、压力机机身

（图1：液压双柱压力机机架结构）

压力机机身用于承受各种压力，保证滑块精确导向，安装传动件以及其他各构件。压力机机身的设计参数取决于：

→冲压力，它确定机身的刚度

→模具的尺寸，它影响装模空间大小

→工作空间的可接近程度，它影响机身的结构型式

→滑块的导向精度，它既影响机身的结构型式，又影响机身的刚度

公称力在2,500kN以内的小型压力机经常采用单柱结构型式。这种结构的最大优点是在装模空间内操作方便。缺点是由于机身弹变形不对称，而影响工件的精确度和募集的使用寿命，特别在冲裁时影响更大。倾斜式，或卧式压力机则利用重力作用在工件成形后快速打料，如在体积成形时。通常单柱压力机只采用单一模具。

公称压力从4,000kN起一般只采用框架式结构，称为双立柱压力机（见上面图1）。这种压力机机身由带有工作台板的工作台、两个立柱和横梁组成。双柱压力机的使用范围从用连续模具、连续复合模具、或者多工位模具来生产小型工件，直到采用单一模具生产不同尺寸的工件。

连续模的工作传送通过钢板带料本身，而单一模的工件大多需由装在压力机上的夹钳轨系统来传送。在一台压力机上综合使用单一模具和多工位模具，生产过程会非常经济。通过在压力机上装有传送系统来实现工件自动传送的设备，称为多工位压力机。

最初的压力机机身是由灰铸铁浇铸的，直到焊接技术发展到能将厚钢板可靠焊接起来后才有所变化。现在机身在设计上已经非常灵活，焊接式的压力机能够完全准确地按要求制成。

（图2：有限元法优化压力机框架：偏载下的应力分布）

复合式机身结构则由铸件焊接组合而成。通常小型双柱压力机采用焊接整体框架式结构，而大型压力机由于其零部件的尺寸受机加工和运输的限制，而采用组合框架式结构，这些单件借助拉杆连接在一起，并且按预算的预应力预紧，拉杆高度通常为机身的总体高度（见图1）。压力机机身须经细心设计计算，因压力机机身不仅要承受传动部和各结构件的载荷，同时还必须使压力机滑块精确导向。机身的负载和弹变形不能超过极限。所以要通过有限元法（FEM）来对机身进行优化，以对机身在偏载下的应力进行计算和图示（见图2）。通过优化材料分布和介于工作台与立柱、立柱与横梁之间的过渡圆角半径，使之即使在公称压力下，应力也不超过最大许用应力。用有限元法计算零部件的另一优点是可省去对强度没有影响的材料。装在工作台上的工作台垫板（夹紧垫板）用来对下模定位和夹紧（见图1）。工作台和滑块上的夹紧垫板都是用螺栓固定，以便能在更改T型槽、重新装备液压夹紧装置、或改变压力机开口以实用新要求时拆卸容易。

2、滑块传动

压力机机身承受作用在压力机上的全部负载，同时对带有上模的滑块导向。滑块在来自横梁的传动作用下作垂直方向运动，并将变形力，或者冲裁力传递给模具。除了这种上传动压力机外，压力机的传动液可以来自工作台。此类下传动压力机主要用于体积成形，如硬币精压上（见图3）。压力机可按其压力传动类型分为与行程有关、与冲压力有关、或与功有关的压力机。与功有关的压力机主要为螺旋压力机和锻锤。与行程和冲压力有关的大多为机械压力机和液压机。

（图3：下传动肘杆压力机）

机械压力机由曲柄将力传送到滑块上，而液压机则由液压油缸的活塞杆执行。按在滑块上的连杆数目不同，可分为单点式、双点式、或四点式排列（见图4）。在滑块受到来自模具的偏心负载时，多点式（多连杆）压力机抗倾斜力矩要更好些。

（图4：单点、双点和四点排列式压力机）

大多数箱型焊接式滑块式在机身内由导轨导向（见图5）。在偏心负载下，滑块的导轨也承担一部分支撑力。图6介绍了经常采用的各种滑块导轨类型。一个多点式压力机配有一个稳定的滑块导轨，可以使滑块倾斜最小，达到最高的工件质量和最长的模具使用寿命。带有二个曲柄，或四个曲柄传动的大型压力机导轨式由较长的导向行程和较大的、垂直方向上的机身变形所决定的。导轨应可调，导轨间隙应不超过0.1mm。

（图5：液压机滑块的构造）

（图6：滑块导轨的各种类型）

一般拉伸机只采用调整简单、更换容易的45度青铜导轨。在冲裁压力机和多工位压力机上目前采用八面导轨和装在滑块上的、可更换式青铜导向板技术。一个可靠地集中润滑系统，对保证优良导向必不可少。青铜导向板也可以使用塑料来代替。

现在的万能压力机经常采用八面滚动导轨（图7），这种导轨系统通过调整滚柱轴承预紧，使滚柱导向无间隙。滚柱的润滑和密封贯穿其整个使用寿命。滚柱在无脂和无油状态下，运行在安装在机身立柱上的淬硬导向板上。

（图7：滚动导轨）

下传动-肘杆传动压力机带有较长的机身框架，所以需要一种特殊的导轨装置，来平衡滑块的倾斜和变形、防止过高的边缘负荷（图3）。万向式半球形轴承能平衡滑块的位置倾斜，使导轨均衡受力。这种导轨装置能应用在不同位置上：在立柱内侧，立柱外侧，六面，八面和组合式。

大型压力机因受机器高度限制，其导轨的导向比（导轨长度与滑块高度之比）可以减少到1:3，此时导轨只能承受一部分的偏心载荷。在热成形压力机上，导轨的选择须考虑滑块的热膨胀。如图8所示的导轨系统，滑块可在一个方向上膨胀，并没有拉紧应力。

（图8：十字型八面导轨）

为了使附在上模上的成形工件从上模顶出，可采用滑块打料器，通常有气动式滑块打料器、液压式滑块打料器或者机械式滑块打料器（图9）。

（图9：打料器）

3、深拉伸压力机的传动

单动和双动压力机用于板材成形加工。双动压力机除了有拉伸滑块（内滑块）之外还有一个独立的压边滑块（外滑块），见下图10。这二个滑块都由上部传动。

（图10：双动式机械压力机）

为了完成后序的冲裁和成形工序，双动拉伸机上加工的拉伸件成形后通常要翻转，相应的翻转装置占用空间而且增加成本。但是这种通过翻转，使拉伸件底向上的生产工艺优点是：可以在下道工序方便地用滑块垫打料，否则就必须采用拉伸垫，或通过装在模具上的渗氮弹簧来打料；由于工件压在整个下模的内部型腔内，所以能在下道工序更好的定位；此外表面易受损伤的板坯，如轿车车身覆盖件，在压力机内传送和模具上的定位时都不易受到损伤。另外，工件事先翻转后，还可以把下道工序的冲裁刃装低些。

反之，单动深拉伸机压边力则由拉伸垫从下面传来（图11）。滑块向下对拉伸垫施加力，所以压力机的成形力和压边力都来自滑块。成形后的工件不用翻转，就为下一道工序提供了最佳位置。拉伸垫结合液压滑块传动，可进行主动对向拉伸（图12）。这种由滑块对板坯压边、拉伸垫提供成形力的方法，在节省能源上占有优势。双动压力机再加拉伸装置，就能使生产达到最大的灵活。

（图11：带拉伸装置的单动机械压力机）

（图12：带主动拉伸垫的对向拉伸单动液压机）

4、拉伸装置

在机械压力机和液压机上，当板料被拉伸时，拉伸垫用于夹持和固定拉伸件，以避免拉伸件皱边。同时，拉伸垫在滑块回程时作打料器用，将拉伸件送到传送面。先进的拉伸装置采用液压或气动控制。这二种控制方式的最大区别在于，液压式的压强比气压式大。液压拉伸装置的力是在滑块下压时，如图13所示，力由四个液压油缸通过下滑块和顶杆传到模具压边圈四角上。

（图13：液压拉伸装置的构造）

拉伸垫在滑块到达下死点后，可以是无控制地回程，即拉伸垫随同滑块一起回程。或者是有控制地回程，即在到达预选的静止时间之后，拉伸垫由位于举升横梁中心的举升缸推动延迟回程。同时，采用比例阀控制技术的终点缓冲保证了拉伸垫无振动地回升到上死点。

液压拉伸装置的优点在于，在整个拉伸过程中能够随行程和时间，控制其拉伸力。总压边力不仅可减少，或增加，而且由于压力响应时间短，四油缸的压力可以在公称压力的25%到100%的范围内互相独立的调节。为此模具四角的压边力能在整个拉伸过程中分别进行控制调节。如图所示，压边力的精密控制可以按预定的压力曲线进行（图14）。

（图14：某一液压拉伸装置压边力的曲线分布图）

这样就为制模和装模人员提供了优化拉伸过程和缩短模具调试时间的最佳工具。例如，通过短时间内增加压边力而优化拉伸变形过程，或者通过减少模具局部压力而有利于板材流动。为了提高工件质量、产量和模具寿命、以及减少噪音，可使拉伸垫提前启动。拉伸垫在滑块与板坯接触之前就向板坯方向移动，而使滑块和压边圈的相对速度比拉伸垫没有控制时小得多。压边圈的柔和和接触能在保证工件质量前提下，增加压力机的冲程数，同时噪声降低最多可达8分贝。

同气压垫相比，带举升缸的拉伸装置的一个重要特征是：压边力在滑块闭合时不会马上达到所需压力。而是当活塞开始运动时，对油缸里的油柱挤压后才建立起所需压力。这样就能避免象预紧气压垫在滑块闭合时产生典型振动，如图15所示。也不会对拉伸过程产生象振动和噪音辐射等不利影响。这对高冲程数的大型薄板零件生产尤其具有重要意义。