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沖床的工作原理和分類
閱讀：2942 發(fā)布時間：2009-12-18
一、沖床的工作原理：
沖床之設(shè)計原理是將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動,由主電動機(jī)出力,帶動飛輪,經(jīng)離合器帶動齒輪、曲軸（或偏心齒輪）、連桿等運(yùn)轉(zhuǎn),來達(dá)成滑塊的直線運(yùn)動,從主電動機(jī)到連桿的運(yùn)動為圓周運(yùn)動。連桿和滑塊之間需有圓周運(yùn)動和直線運(yùn)動的轉(zhuǎn)接點,其設(shè)計上大致有兩種機(jī)構(gòu),一種為球型,一種為銷型（圓柱型） ,經(jīng)由這個機(jī)構(gòu)將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換成滑塊的直線運(yùn)動。
沖床對材料施以壓力,使其塑性變形,而得到所要求的形狀與精度,因此必須配合一組模具（分上模與下模）,將材料置于其間,由機(jī)器施加壓力,使其變形,加工時施加于材料之力所造成之反作用力,由沖床機(jī)械本體所吸收。
二、沖床的分類：
1.按滑塊驅(qū)動力可分為機(jī)械式與液壓式兩種,故沖床依其使用之驅(qū)動力不同分為：
（1）機(jī)械式?jīng)_床（Mechanical Power Press）
（2）液壓式?jīng)_床（Hydraulic Press）
一般板金沖壓加工,大部份使用機(jī)械式?jīng)_床。液壓式?jīng)_床依其使用液體不同,有油壓式?jīng)_床與水壓式?jīng)_床,目前使用油壓式?jīng)_床占多數(shù),水壓式?jīng)_床則多用于大型機(jī)械或特殊機(jī)械。
2.依滑塊運(yùn)動方式分類：
依滑塊運(yùn)動方式分類有單動、復(fù)動、三動等沖床,唯目前使用zui多者為一個滑塊之單動沖床,復(fù)動及三動沖床主要使用在汽車車體及大型加工件的引伸加工,其數(shù)量非常少。
3.依滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)分類：
（1）曲軸式?jīng)_床（Crank Press）
使用曲軸機(jī)構(gòu)的沖床稱為曲軸沖床,如圖一是曲軸式?jīng)_床,大部份的機(jī)械沖床
使用本機(jī)構(gòu)。使用曲軸機(jī)構(gòu)zui多的理由是,容易制作、可正確決定行程之下端位置、及滑塊運(yùn)動曲線大體上適用于各種加工。因此,這種型式的沖壓適用于沖切、彎曲、拉伸、熱間鍛造、溫間鍛造、冷間鍛造及其它幾乎所有的沖床加工。
（2）無曲軸式?jīng)_床（Crankless Press）
無曲軸式?jīng)_床又稱偏心齒輪式?jīng)_床,圖二是偏心齒輪式?jīng)_床。曲軸式?jīng)_床與偏心齒輪式?jīng)_床兩構(gòu)造之功能的比較,如表二所示,偏心齒輪式?jīng)_床構(gòu)造的軸剛性、潤滑、外觀、保養(yǎng)等方面優(yōu)于曲軸構(gòu)造,缺點則是價格較高。行程較長時,偏心齒輪式?jīng)_床較為有利,而如沖切機(jī)之行程較短的情形時,是曲軸沖床較佳,因此小型機(jī)及高速之沖切用沖床等也是曲軸沖床之領(lǐng)域。
（3）肘節(jié)式?jīng)_床（Knuckle Press）
在滑塊驅(qū)動上使用肘節(jié)機(jī)構(gòu)者稱為肘節(jié)式?jīng)_床,如圖三所示。這種沖床具有在下死點附近的滑塊速度會變得非常緩慢（和曲軸沖床比較）之*的滑塊運(yùn)動曲線,如圖四所示。而且也正確地決定行程之下死點位置,因此,這種沖床適合于壓印加工及精整等之壓縮加工,現(xiàn)在冷間鍛造使用的zui多。
（4）摩擦式?jīng)_床（Friction Press）
在軌道驅(qū)動上使用摩擦傳動與螺旋機(jī)構(gòu)的沖床稱為摩擦式?jīng)_床。這種沖床zui適宜鍛造、壓潰作業(yè),也可使用于彎曲、成形、拉伸等之加工,具有多用性之功能,因為價格低廉,戰(zhàn)前曾被廣泛使用。 因無法決定行程之下端位置、加工精度不佳、生產(chǎn)速度慢、控制操作錯誤時會產(chǎn)生過負(fù)荷、使用上需要熟練的技術(shù)等缺點,現(xiàn)在正逐漸的被淘汰。
（5）螺旋式?jīng)_床（Screw Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用螺旋機(jī)構(gòu)者稱為螺旋式?jīng)_床（或螺絲沖床）。
（6）齒條式?jīng)_床（Rack Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用齒條與小齒輪機(jī)構(gòu)者稱為齒條式?jīng)_床。螺旋式?jīng)_床與齒條式?jīng)_床有幾乎相同的特性,其特性與液壓沖床之特性大 致相同。以前是用于壓入襯套、碎屑及其它物品的擠壓、榨油、捆包、及彈殼之壓出（熱間之?dāng)D薄加工）等,但現(xiàn)在已被液壓沖床取代,除非極為特殊的情況之外不再使用。
（7）連桿式?jīng)_床（Link Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用各種連桿機(jī)構(gòu)的沖床稱為連桿式?jīng)_床。使用連桿機(jī)構(gòu)之目的,在引伸加工時一邊將拉伸速度保持于限制之內(nèi),一邊縮短加工之周
期,利用減少引伸加工之速度變化,加快從上死點至加工開始點之接近行程與從下死點至上死點之復(fù)歸行程的速度,使其比曲軸沖床具有更短之周期,以提高生產(chǎn)性。這種沖床自古以來就被用于圓筒狀容器之深引伸,床臺面較窄,而zui近則被用于汽車主體面板之加工、床臺面較寬。
（8）凸輪式?jīng)_床（Cam Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用凸輪機(jī)構(gòu)之沖床稱為凸輪沖床。這種沖床的特征是以制作適當(dāng)?shù)耐馆喰螤?以便容易地得到所要的滑塊運(yùn)動曲線。但因凸輪機(jī)構(gòu)之性質(zhì)很難傳達(dá)較大的力量,所以這種沖床能力很小。
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沖床之設(shè)計原理是將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動,由主電動機(jī)出力,帶動飛輪,經(jīng)離合器帶動齒輪、曲軸（或偏心齒輪）、連桿等運(yùn)轉(zhuǎn),來達(dá)成滑塊的直線運(yùn)動,從主電動機(jī)到連桿的運(yùn)動為圓周運(yùn)動。連桿和滑塊之間需有圓周運(yùn)動和直線運(yùn)動的轉(zhuǎn)接點,其設(shè)計上大致有兩種機(jī)構(gòu),一種為球型,一種為銷型（圓柱型） ,經(jīng)由這個機(jī)構(gòu)將圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)換成滑塊的直線運(yùn)動。
沖床對材料施以壓力,使其塑性變形,而得到所要求的形狀與精度,因此必須配合一組模具（分上模與下模）,將材料置于其間,由機(jī)器施加壓力,使其變形,加工時施加于材料之力所造成之反作用力,由沖床機(jī)械本體所吸收。
二、沖床的分類：
1.按滑塊驅(qū)動力可分為機(jī)械式與液壓式兩種,故沖床依其使用之驅(qū)動力不同分為：
（1）機(jī)械式?jīng)_床（Mechanical Power Press）
（2）液壓式?jīng)_床（Hydraulic Press）
一般板金沖壓加工,大部份使用機(jī)械式?jīng)_床。液壓式?jīng)_床依其使用液體不同,有油壓式?jīng)_床與水壓式?jīng)_床,目前使用油壓式?jīng)_床占多數(shù),水壓式?jīng)_床則多用于大型機(jī)械或特殊機(jī)械。
2.依滑塊運(yùn)動方式分類：
依滑塊運(yùn)動方式分類有單動、復(fù)動、三動等沖床,唯目前使用zui多者為一個滑塊之單動沖床,復(fù)動及三動沖床主要使用在汽車車體及大型加工件的引伸加工,其數(shù)量非常少。
3.依滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)分類：
（1）曲軸式?jīng)_床（Crank Press）
使用曲軸機(jī)構(gòu)的沖床稱為曲軸沖床,如圖一是曲軸式?jīng)_床,大部份的機(jī)械沖床
使用本機(jī)構(gòu)。使用曲軸機(jī)構(gòu)zui多的理由是,容易制作、可正確決定行程之下端位置、及滑塊運(yùn)動曲線大體上適用于各種加工。因此,這種型式的沖壓適用于沖切、彎曲、拉伸、熱間鍛造、溫間鍛造、冷間鍛造及其它幾乎所有的沖床加工。
（2）無曲軸式?jīng)_床（Crankless Press）
無曲軸式?jīng)_床又稱偏心齒輪式?jīng)_床,圖二是偏心齒輪式?jīng)_床。曲軸式?jīng)_床與偏心齒輪式?jīng)_床兩構(gòu)造之功能的比較,如表二所示,偏心齒輪式?jīng)_床構(gòu)造的軸剛性、潤滑、外觀、保養(yǎng)等方面優(yōu)于曲軸構(gòu)造,缺點則是價格較高。行程較長時,偏心齒輪式?jīng)_床較為有利,而如沖切機(jī)之行程較短的情形時,是曲軸沖床較佳,因此小型機(jī)及高速之沖切用沖床等也是曲軸沖床之領(lǐng)域。
（3）肘節(jié)式?jīng)_床（Knuckle Press）
在滑塊驅(qū)動上使用肘節(jié)機(jī)構(gòu)者稱為肘節(jié)式?jīng)_床,如圖三所示。這種沖床具有在下死點附近的滑塊速度會變得非常緩慢（和曲軸沖床比較）之*的滑塊運(yùn)動曲線,如圖四所示。而且也正確地決定行程之下死點位置,因此,這種沖床適合于壓印加工及精整等之壓縮加工,現(xiàn)在冷間鍛造使用的zui多。
（4）摩擦式?jīng)_床（Friction Press）
在軌道驅(qū)動上使用摩擦傳動與螺旋機(jī)構(gòu)的沖床稱為摩擦式?jīng)_床。這種沖床zui適宜鍛造、壓潰作業(yè),也可使用于彎曲、成形、拉伸等之加工,具有多用性之功能,因為價格低廉,戰(zhàn)前曾被廣泛使用。 因無法決定行程之下端位置、加工精度不佳、生產(chǎn)速度慢、控制操作錯誤時會產(chǎn)生過負(fù)荷、使用上需要熟練的技術(shù)等缺點,現(xiàn)在正逐漸的被淘汰。
（5）螺旋式?jīng)_床（Screw Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用螺旋機(jī)構(gòu)者稱為螺旋式?jīng)_床（或螺絲沖床）。
（6）齒條式?jīng)_床（Rack Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用齒條與小齒輪機(jī)構(gòu)者稱為齒條式?jīng)_床。螺旋式?jīng)_床與齒條式?jīng)_床有幾乎相同的特性,其特性與液壓沖床之特性大 致相同。以前是用于壓入襯套、碎屑及其它物品的擠壓、榨油、捆包、及彈殼之壓出（熱間之?dāng)D薄加工）等,但現(xiàn)在已被液壓沖床取代,除非極為特殊的情況之外不再使用。
（7）連桿式?jīng)_床（Link Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用各種連桿機(jī)構(gòu)的沖床稱為連桿式?jīng)_床。使用連桿機(jī)構(gòu)之目的,在引伸加工時一邊將拉伸速度保持于限制之內(nèi),一邊縮短加工之周
期,利用減少引伸加工之速度變化,加快從上死點至加工開始點之接近行程與從下死點至上死點之復(fù)歸行程的速度,使其比曲軸沖床具有更短之周期,以提高生產(chǎn)性。這種沖床自古以來就被用于圓筒狀容器之深引伸,床臺面較窄,而zui近則被用于汽車主體面板之加工、床臺面較寬。
（8）凸輪式?jīng)_床（Cam Press）
在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用凸輪機(jī)構(gòu)之沖床稱為凸輪沖床。這種沖床的特征是以制作適當(dāng)?shù)耐馆喰螤?以便容易地得到所要的滑塊運(yùn)動曲線。但因凸輪機(jī)構(gòu)之性質(zhì)很難傳達(dá)較大的力量,所以這種沖床能力很小。
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