Nov 23, 2020
沖床(Stamping press,或稱(chēng)沖壓機,模鍛壓力機),是利用壓力使金屬形變,使其沖壓成各種需要結構的機器。沖床的功能包括沖剪、成形、深拉、鍛造金屬,一般會(huì )配合模具使用,是生產(chǎn)金屬機械零件的重要設備。
因為簡(jiǎn)體字中“沖”和“衝”一律簡(jiǎn)化為“沖”,所以在繁體的文字使用上有時(shí)會(huì )被誤用為“沖床”,實(shí)為“衝床”。
分類(lèi)
依動(dòng)力來(lái)源分類(lèi)
沖床可以依滑塊的動(dòng)力來(lái)源區分為機械式?jīng)_床、液壓沖床。
最常見(jiàn)的機械式?jīng)_床是用馬達帶動(dòng)的曲軸(或連桿、偏心齒輪或肘節接頭)來(lái)使滑塊移動(dòng),而液壓沖床是用液壓缸來(lái)帶動(dòng)滑塊。沖床的驅動(dòng)系統特性決定了在沖程各部分的速度及施力。
液壓沖床的優(yōu)點(diǎn)是在沖擊過(guò)程中都是固定壓力。而機械式?jīng)_床依系統的不同,越往下死點(diǎn),其施力越大。若考慮相同的時(shí)間,機械式?jīng)_床可沖擊的次數較多,也較常用在工業(yè)應用中。
傳統機械式?jīng)_床多半是使用感應馬達。早期的機械式?jīng)_床會(huì )用VS馬達驅動(dòng),用調整耦合機電流來(lái)調整轉矩,后來(lái)也會(huì )用變頻器驅動(dòng)感應馬達。使用感應馬達的沖床中會(huì )有飛輪為儲能元件,不論是否加工,飛輪都會(huì )持續運轉,要加工時(shí)再用離合器使飛輪帶動(dòng)滑塊運轉。
后來(lái)也有用伺服馬達為動(dòng)力來(lái)源的伺服沖床,伺服沖床不需飛輪儲能,要加工時(shí)驅動(dòng)器才會(huì )運轉,而且可以依加工特性決定滑塊在不同位置的速度曲線(xiàn),可以進(jìn)行較困難的加工。
依傳動(dòng)機構分類(lèi)
機械式?jīng)_床的動(dòng)力來(lái)源是馬達,中間需要有傳動(dòng)機構將旋轉運動(dòng)轉換為滑塊的往復直線(xiàn)運動(dòng),沖床特性也會(huì )依傳動(dòng)機構而不同。
最常見(jiàn)的機械式?jīng)_床是以曲軸(帶有偏心輪的軸)來(lái)傳動(dòng),而這種傳動(dòng)方式也適合許多不同種類(lèi)的加工。
連桿式?jīng)_床是以連桿為傳動(dòng)機構,連桿式?jīng)_床的特點(diǎn)是滑塊可以快速下降、慢速加工,快速上升,節省時(shí)間及成本,而且在下死點(diǎn)附近的出力很大。
肘節式?jīng)_床,是以肘節接頭為傳動(dòng)機構,在滑塊移到最下方(稱(chēng)為下死點(diǎn))時(shí)有短暫停留的特性,適用于冷鍛加工。也有結合連桿及肘節的肘桿式?jīng)_床
單動(dòng)沖床及雙動(dòng)沖床
沖床的另一種分類(lèi)是單動(dòng)沖床及雙動(dòng)沖床(也有三動(dòng)沖床,但非常少見(jiàn))。單動(dòng)沖床只有一個(gè)滑塊,而雙動(dòng)沖床有二個(gè)滑塊,一個(gè)滑塊可以固定工件,防止出現皺紋,再由一個(gè)滑塊進(jìn)行沖壓加工,適用于剛性材料的深拉作業(yè)。
零件
沖床的重要零件有模墊(bolster plate)及滑塊(ram)。
模墊(bolster plate)是一大塊的金屬,模具的下模固定在其上方,在沖床加工時(shí),模墊是靜止不動(dòng)的。大型的沖床(像汽車(chē)業(yè)中使用的沖床)會(huì )在模墊中加上模具緩沖墊,若是用單一沖程進(jìn)行深拉,就會(huì )需要模具緩沖墊。
滑塊也是一大塊的金屬,和模具的上模連接,在沖床加工時(shí)會(huì )上下移動(dòng),當模具的上下模密合時(shí),其中的工件就會(huì )產(chǎn)生形變。
沖床一般會(huì )以電路(例如用可編程控制器)或是機械的方式連結到自動(dòng)送料機,可以控制原料的進(jìn)給。若原料是整卷的鋼片,會(huì )先放卷,通過(guò)校直機(straightener)后再進(jìn)入模具。也有些沖床會(huì )加裝噸位顯示器,可以顯示每次沖擊時(shí)的力量。
安全性
沖床有其危險性,若沖床工作,滑塊下滑時(shí),作業(yè)員的手或其他部位仍在沖模內,就可能造成人員的傷亡。因此需要有其他安全性的措施。 本質(zhì)安全設計的作法是讓沖床的啟動(dòng)有距離夠遠的二個(gè)按鈕,需作業(yè)員雙手都按才能啟動(dòng),避免在沖床啟動(dòng)時(shí)作業(yè)員的手因在沖模內而受傷。
另外一種作法是加裝安全光柵,若作業(yè)員在沖模工作的范圍內,就強制沖床停止。
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