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Untersuchung der Komponenten und Typen mechanischer Pressen

Zuletzt aktualisiert:
Mai 5, 2024
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Inhaltsverzeichnis

(1) Die Hauptkomponenten der mechanischen Presse

Die am häufigsten verwendete mechanische Presse ist hauptsächlich die Kurbelpresse, die in der Materialumformung (Kunststoffumformung) weit verbreitet ist, da sie die notwendige Kraft und lineare Verschiebung für die Materialumformung durch den Kurbelstangenmechanismus erzeugt. Sie kann Prozesse wie Stanzen, Fließpressen, Schmieden usw. durchführen und ist in der Automobilindustrie, bei landwirtschaftlichen Maschinen, in der Luftfahrtindustrie, in der Industrie für elektronische Instrumente, in der Hardware-Leichtindustrie und in anderen Bereichen weit verbreitet.

Je nach Funktion der einzelnen Teile der Presse kann diese in die folgenden Komponenten unterteilt werden:

1) Arbeitsmechanismus.

Der Arbeitsmechanismus der Anlage besteht aus einer Kurbel, einer Pleuelstange und einem Schieber, die eine Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung umwandeln. Da der Arbeitsmechanismus ein starrer Kurbel-Pleuel-Mechanismus ist, hat die Presse während des Betriebs feste obere und untere Grenzpositionen (oberer und unterer Totpunkt), wodurch die Abmessungen der geformten Teile genau kontrolliert werden können.

2) Übertragungssystem.

Das Übertragungssystem besteht aus einem Riemen- und einem Zahnradantrieb, der die Energie des Elektromotors auf den Arbeitsmechanismus überträgt. Während des Übertragungsvorgangs nimmt die Geschwindigkeit allmählich ab und das Drehmoment allmählich zu.

3) Funktionsmechanismus.

Der Antriebsmechanismus besteht hauptsächlich aus einer Kupplung, einer Bremse und dem entsprechenden elektrischen System. Nachdem der Motor gestartet ist, steuert er den Betriebszustand des Arbeitsmechanismus, so dass dieser intermittierend oder kontinuierlich arbeiten kann.

4) Abschnitt Energie.

Der Energieteil besteht aus einem Elektromotor und einem Schwungrad. Die Energie für den Betrieb der Maschine wird durch den Elektromotor bereitgestellt. Nach dem Start beschleunigt der Motor das Schwungrad, das die kurzfristige Arbeitsenergie für die Presse liefert und eine Rolle beim Speichern und Freisetzen von Energie spielt.

5) Bereich Unterstützung.

Der Stützteil besteht aus dem Maschinenkörper, dem Arbeitstisch, den Befestigungselementen usw. Er verbindet alle Teile der Presse zu einem Ganzen.

6) Hilfssysteme.

Zu den Hilfssystemen gehören das pneumatische System, das Schmiersystem, die Überlastungsschutzvorrichtung, das Luftkissen, der schnelle Werkzeugwechsel, die Stanzvorrichtung, die Überwachungsvorrichtung usw. Sie erhöhen die Sicherheit und den Bedienungskomfort der Presse. Bei neuen Pressen nimmt der Kostenanteil dieser Systeme tendenziell zu.

(2) Klassifizierung von Kurbelpressen

Gegenwärtig werden Kurbelpressen hauptsächlich anhand der Struktur des Pressentisches in offene und geschlossene Kurbelpressen unterteilt. Geschlossene Kurbelpressen können weiter unterteilt werden in geschlossene Einpunktpressen (siehe Abbildung 3-57), geschlossene Zweipunktpressen und geschlossene Vierpunktpressen (siehe Abbildung 3-58) usw.

Abbildung 3-57 Ein-Punkt-Presse geschlossen
Abbildung 3-57 Ein-Punkt-Presse geschlossen
Abbildung 3-58 Geschlossene Vier-Punkt-Presse
Abbildung 3-58 Geschlossene Vier-Punkt-Presse

1-Übertragungssystem
2-Maschinen-Gehäuse
3-Schieberegler
4-Workbench

Das Bett der offenen Kurbelpresse ist "C"-förmig, wobei die Vorderseite sowie die linke und rechte Seite des Körpers offen sind, was die Installation der Form, die Einstellung und die Umformung erleichtert. Allerdings ist die Steifigkeit des Gehäuses (insbesondere die Winkelsteifigkeit) gering. Die Verformung unter Last beeinträchtigt die Präzision der Teile und verringert die Lebensdauer der Form. Sie eignet sich für kleine Pressen, die üblicherweise unter 1000 kN eingesetzt werden.

Das Gehäuse der geschlossenen Kurbelpresse ist eine Rahmenkonstruktion, bei der die Vorder- und Rückseite offen und die Seiten geschlossen sind. Der Einbau der Form und die Umformung erfolgen an der Vorder- und Rückseite. Die vertikale Verformung, die durch die Verformung des Körpers unter Last verursacht wird, kann durch die Einstellung der Formschließhöhe beseitigt werden. Die Präzision der Teile und die Laufgenauigkeit der Form werden dadurch nicht beeinträchtigt, so dass sie für mittlere und große Kurbelpressen geeignet ist.

Zusätzlich zu den oben genannten Klassifizierungsmethoden gibt es noch einige andere Klassifizierungsmethoden:

Je nach technologischer Verwendung können sie in allgemeine Kurbelpressen, Tiefziehpressen, Hochgeschwindigkeits-Stanzpressen, Warmgesenkschmiedepressen, Kaltfließpressen usw. unterteilt werden. Bei diesen Pressen wurde der Kurbelschiebermechanismus verbessert, um die Kraftkapazität und die Bewegungskurve besser an die Anforderungen des jeweiligen Umformprozesses anzupassen.

Je nach Anzahl der Schieber kann man sie in einfachwirkende Kurbelpressen und doppeltwirkende Kurbelpressen einteilen. Einfachwirkende Pressen haben einen Schieber im Arbeitsmechanismus, doppeltwirkende Pressen haben zwei Schieber, einen inneren und einen äußeren Schieber, wobei der innere Schieber im äußeren Schieber installiert ist und jeder Mechanismus separat angetrieben wird.

Doppeltwirkende Kurbelpressen werden auch als Tiefziehpressen bezeichnet (siehe Abbildung 3-59). Für komplex geformte große Dünnblechteile, insbesondere Abdeckteile, ist es ratsam, eine spezielle Tiefziehpresse zu verwenden. Daher ist die Tiefziehpresse eine wichtige Einrichtung bei der Verarbeitung von landwirtschaftlichen Abdeckteilen. Im Allgemeinen hat eine Tiefziehpresse zwei Schieber, wobei der äußere Schieber zum Abkanten und der innere Schieber zum Tiefziehen verwendet wird.

Abbildung 3-59 Tiefziehpresse
Abbildung 3-59 Tiefziehpresse


Der äußere Schieber der doppelt wirkenden Tiefziehpresse ist mit einem inneren Schieber ausgestattet, um eine doppelte Wirkung zu erzielen. Die Bewegung des Innenschiebers und des Außenschiebers der doppeltwirkenden Tiefziehpresse muss eine bestimmte Beziehung einhalten, um die Anforderungen des Tiefziehprozesses zu erfüllen, und die Bewegungsbeziehung des Innen- und Außenschiebers wird durch ein Arbeitszyklusdiagramm dargestellt. Abbildung 3-60 ist das Schieber-Arbeitszyklusdiagramm der doppeltwirkenden Tiefziehpresse JB46-315.

Abbildung 3-60 JB46-315 Doppeltwirkender Tiefziehpressenschieber Arbeitszyklusdiagramm
Abbildung 3-60 JB46-315 Doppeltwirkender Tiefziehpressenschieber Arbeitszyklusdiagramm

Das Bewegungsmuster des Innenschiebers ähnelt dem des allgemeinen Kurbelpressenschiebers. Der äußere Schieber wird durch mehrere Mechanismen angetrieben und führt eine ungefähre intermittierende Bewegung aus. Während des Betriebs drückt der äußere Schieber den Rohling 10°~15° vor dem inneren Schieber, der innere Schieber beginnt das Tiefziehen bei etwa α≤82°, und das Tiefziehen endet bei α=0°.

Beim Rückhub hinkt der äußere Schieber dem inneren Schieber um 10°~15° hinterher, um zu verhindern, dass das Werkstück am Stempel hängen bleibt, daher ist der Klemmwinkel des äußeren Schiebers auf 100°~110° eingestellt. Wenn der innere Schieber zum oberen Totpunkt zurückkehrt, hat der äußere Schieber den oberen Totpunkt bereits passiert und sich um eine bestimmte Strecke nach unten bewegt. Diese Strecke wird als Vorlaufweg bezeichnet, der ungefähr 0,1~0,15 des Schieberweges entspricht, der "Vorlauf" stellt sicher, dass der Schieber den Rohling im nächsten Arbeitshub vorwärts drückt, und der "Vorlauf"-Betrag sollte nicht zu groß sein, um sicherzustellen, dass das Werkstück aus dem Stempel entfernt werden kann.

Die doppeltwirkende Tiefziehpresse ist auch mit einem Luftkissen ausgestattet, das das Werkstück nach Beendigung des Tiefziehens auswerfen kann. Da der äußere Schieber während des Rückhubs um 10°~15° hinter dem inneren Schieber zurückbleibt, sollte das Luftkissen mit einer Rücklaufverzögerungsvorrichtung ausgestattet sein, um seinen Anstieg mit dem äußeren Schieber zu synchronisieren, um eine Beschädigung des Werkstücks innerhalb dieses Bereichs von 10°~15° zu vermeiden.

Die doppelwirkende Tiefziehpresse hat die folgenden Prozessmerkmale:

1) Stabile und zuverlässige Schnittkraft.

Bei komplexen Tiefziehteilen werden in der Regel verschiedene Tiefziehrippen auf die Form gesetzt, um den Widerstand des Metallflusses einzustellen und zu kontrollieren. Die doppelt wirkende Tiefziehpresse nutzt die Prozessfunktion der Tiefziehrippen voll aus, da ihr äußerer Schieber genügend Druck hat, um das Metall an den Tiefziehrippen vollständig zu verformen.

2) Funktioniert reibungslos ohne Stöße.

Der äußere Schieber der doppeltwirkenden Tiefziehpresse befindet sich bereits im unteren Totpunkt, wenn er mit dem Abkanten beginnt, so dass die Aufprallkraft sehr gering ist, wenn er das Werkstück berührt. Wenn elastische Elemente oder Luftkissen verwendet werden, hat der Schieber eine bestimmte Geschwindigkeit, wenn der Stauchring das Werkstück berührt, was zu größeren Stößen zu Beginn des Stauchens führt, was zu Vibrationen im Stauchring und einem plötzlichen Anstieg der Stauchkraft führt, das Schmiermittel zwischen dem Stauchring und dem Rohling herausdrückt, die Reibung während des Tiefziehens erhöht und die Möglichkeit eines Bruchs bei tiefgezogenen Teilen erhöht.

3) Leicht zu mechanisierende Arbeiten.

Bei der Verwendung einer doppeltwirkenden Tiefziehpresse wird das Tiefziehwerkzeug korrekt montiert, d. h. die Tiefziehmatrize befindet sich unten, die Patrize oben, das Teil wird nach unten gezogen, und der Umfang des Rohlings kann in der Höhe konstant gehalten werden, was den Einsatz von Roboterarmen für automatisierte Vorgänge erleichtert.

4) Angemessene Tiefziehgeschwindigkeit.

Da es sich um eine Spezialpresse handelt, entspricht die Geschwindigkeit des Innenschiebers für das Tiefziehen besser den Anforderungen des Tiefziehprozesses.

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