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第一章
1、成形加工（生产）：以模具为基本工具来获得所需制件的形状和尺寸。
1）、成形：固态毛坯材料（金属或非金属）在外界压力的作用下，借助模具通过材料
的塑性变形来获得所需制件的形状、尺寸和性能。如：冲压、锻造等。
成形加工特点：生产效率高、材料利用率高、工件精度高、高复杂程度、高一致性等
成形生产包括：模具工业和成形设备工业
2）、成型：液态或半固态毛坯材料（金属和非金属）在外界压力的作用下，通过流动
填充模具型腔来获得制件的形状和尺寸。如：压铸、注塑等。
1、成型设备的作用：1）为各类成形工艺服务，借助于模具进行生产。与工艺的关系：
新工艺新设备,新设备新工艺 2）一个国家工业生产的重要组成部分。
表现在：A.完成生产的重要手段 B.国家工业基础和技术水平的重要标志
2、成型设备的类型：1）、金属成形设备：锻压设备、铸造设备等。
2）非金属成型设备：塑料成型设备、橡胶成形设备、陶瓷成形设备、玻璃成形设备等
我国成型设备的现状（考的可能小）能满足国内各行业的大部分需求：类别较齐全、
完善，已形成装备体系拥有最强大的技术队伍形成一定规模的科研、生产、销售能力
B.仍然是国家工业体系中的薄弱环节技术工艺落后，设备性能和可靠性不高产品品种
不能完全满足成形生产的需要缺少具有自主知识产权的高档产品成套连线进展缓慢，
设备数控化水平低曲柄
第二章 曲柄压力机
曲柄压力机主要是通过曲柄连杆机构获得材料成形所需力和直线位移。主要用于冲
压成形（冲孔、落料、弯曲、拉深等），故又称冲床。还可进行挤压、锻造等工艺。
工作原理：电动机——传动系统（带传动、齿轮传动）——曲柄连杆机构——滑块作往
复直线运动。上、下模分别安装在滑块和工作台上，可完成材料的成形工艺。操纵机构
对滑块的运动进行控制。
实质：利用曲柄连杆机构将电动机的旋转运动转变为滑块的往复运动。
1、工作机构：组成：曲柄、连杆、滑块。曲柄压力机的工作机构，整个设备的核心。
作用：将电动机（飞轮）的旋转运动转变为滑块的上下往复运动，给模具提供工作所需
的成形力和位移。附加有装模高度调节机构、超载保护装置、打料装置等附属机构，提
供辅助功能。
曲柄：1）曲轴式：（1）曲轴受力复杂。承受变形抗力、传递扭矩。（2）加工难度
大。应用：中小型压力机。2）偏心轮式：（1）偏心轮只传递扭矩，芯轴承受变形抗
力。（2）加工方便。偏心轮采用铸造加工，芯轴是直轴。应用：大中型压力机。
连杆：由连杆盖、连杆体和调节螺杆组成。1）装模高度调节装置（1）调节连杆长
① 节方便，结构紧凑②球头加工难③调节螺杆抗弯强度差。应用；中小型压力机
（2）调节滑块高度：①电机调节，效率高。②采用整体连杆，抗弯强度高。
③连杆与滑块采用柱销连接，加工方便。应用：大中型压力机。
（3）调节工作台。用于小型压力机。J12型
过载保护装置：作用：防止设备因过载造成零部件损坏。类型：压塌块式与液压式。
1）压塌块式过载保护装置：①结构简单，加工方便。②疲劳破坏，影响效率。
③只能用于单点压力机，不能保证多点同时卸荷
2）液压式过载保护装置：①过载临界点可准确设定。②过载后设备恢复容易。
③可用于多点、大型、闭式压力机。
滑块：滑块是一个箱形结构。作用：上端与连杆连接。下端安装模具的上模部分。与床
身导轨导滑，保证运动精度。
1）模具的装夹：小型模具：采用模柄固定。大型模具：采用 T形槽固定。
2）打料装置：（1）刚性打料：简单，可靠。但只能在滑块的上死点附近打料。（2）
气动打料：可在回程的任一位置打料，但需气缸。传动系统：组成：皮带轮传动、齿轮
传动。作用：传递能量和运动，速度下降、扭矩增加。3、操纵机构：组成：离合器与
制动器（刚性离合器与带式制动器、磨擦离合与制动器）相应的电气元件。作用：操纵
和控制工作机构的运动、停止，实现开模和合模等工艺动作。
刚性离合器与带式制动器的工作特性：
①结构简单，制造方便。②运行维护成本低。③刚性离合，易产生冲击与碰撞。
④滑块不能停在任意位置，调模不方便。⑤制动器一直工作，消耗能量。
应用：一般用于中、小型的开式压力机。
注意：用该种压力机手工上料时，必须采用手工上料工具，且不准使用连续行程。
摩擦式离合器和制动器工作特性
①离合与制动联锁控制，动作协调。②工作时结合平稳无冲击，噪音小，并可在高速轴
上工作。③可在行程的任意位置制动，实现“寸动行程”，调模方便。
④结构复杂，加工成本高。⑤需要压缩空气作动力源，运行成本高。
应用：一般用于大、中型的闭式压力机。
4、能源部分：组成：电动机和飞轮。作用：电动机：提供机器运行能量。
飞轮：提供压力机的短时工作能量。通过速度的变化能储存和释放能量。
5、 支承部分：组成：床身、工作台、紧固零件等。
作用：把压力机的所有零部件连成一个整体。
床身:作用：连接和固定所有部件/为运动部件提供导向/承受全部运动负荷
特点：重量比例大/结构复杂/加工量大
6、辅助系统：润滑系统、送料装置、气垫等
三、曲柄压力机的分类 1、按床身结构：1）闭式压力机：分：（整体闭式机身、组合
闭式机身）机身刚性好，导向精度高，操作不方便，多用于中大型压力机。（160T以
上）整体式：装配量小，刚度好，但加工运输困难。组合机身：加工运输方便，多用于
大中型。应用：大、中型压力机
2）开式压力机：三面敞开，便于操作，但刚性差，多用于小压力机,易于自动送料
C型机身，工作时易产生角变形，会加剧模具磨损，影响工件质量。
分：（双柱可倾式、单柱固定式、单柱固定台式（100T以下）
2、按工艺用途 1）通用曲柄压力机：冲裁、弯曲、拉深等 2）专用拉深压力机：大型
覆盖件的拉深。3）冷挤压曲柄压力机：冷挤压成形。4）热模锻曲柄压力机：模锻成
板料冲压压力机（通用压力机、拉深压力机、板料高速自动机、板冲多工位压力机）体
积模锻压力机（热模锻压力机、挤压机、精压机、平锻机、冷墩自动机、精锻机）剪切
机（板料剪切机、棒料剪切机）
3、按滑块数目：1）单动压力机 2）双动压力机
4、按连杆数目：点：是指曲柄连杆机构中连杆的数目。点数多，滑块运动的平稳性
好，抗偏载能力强。1）单点压力机 2）双点压力机 3）四点压力机
5、按传动系统的位置：1）上传动曲柄压力机：2）下传动曲柄压力机：
6、按床身固定形式：固定台、活动台、床身可倾
J(△)□□--□(△):J表示：类型代号；(△):变形设计，A第一次，B第二次;
第 3、4位分别是：组别，型别：第 5位是：标称压力；最后一位：改进设计
J1（第一组）：开式单柱压力机 J11—单柱固定台压力机。 J12—单柱活动台压力
机。
J2 （第二组）： 开式双柱压力机 J21—开式双柱固定台压力机。J23—开式双柱可倾
压力机。
J3 （第三组）： 闭式压力机。 J31——闭式单点压力机。J36——闭式双点压力
机。J39——闭式四点压力机
J4 （第四组）：拉深压力机。 J41——闭式单点单动压力机。J42——闭式双点单动
压力机。 J45——闭式单点双动压力机。J46——闭式双点双动压力机。
J5 （第五组）： 螺旋压力机。 J53——摩擦螺旋压力机。J57——液压螺旋压力
机。J58——电动螺旋压力机。J8：冷挤压压力机
J87——曲轴式挤压机。J88——肘杆式挤压机。 J89——其余形式挤压机。
五、曲柄压力机的工作特性
1、工作时形成封闭力系，振动小，不需大的基础。2、曲柄滑块机构有严格的运动规
律，便于实现机械化、自动化。（上下死点、运动速度、闭合高度等固定。）3、采用
飞轮储存和释放能量，大大减少电机的功率。（工作时尖峰负荷不会对电网造成冲击）
4、床身刚度好、滑块导向精度高。5、结构简单，制造容易，工艺万能性好。定行程设
备，不能超载，装模不方便
曲柄压力机的特点 1,刚性传动，滑块运动具有强制性质
a.上下死点、运动速度、闭合高度等固定——便于实现机械化和自动化
b.定行程设备——自我保护能力差 2、工作时形成封闭力系 a.不会造成强烈冲击和振动
b.不允许超负荷使用
3、一个工作循环中负荷作用时间短，主要靠飞轮释放能量 a.工作时尖峰负荷不会对电
网造成冲击 b.不能够超能量使用
标（公）称压力：滑块运行到距下死点前某一特定距离或曲柄旋转到距下死点前某一特
定角度时，滑块所允许承受的最大作用力。我国为小型 R5和大型 R10系列，有：
63KN、100KN、160KN、250KN、315KN、400KN、630KN等。标称压力角：小型压力机，
30°。大中型压力机，20°
滑块行程：滑块从上死点运行到下死点所走过的距离。S=2RR——曲柄半径。
反映了压力机的工作范围，影响模具的开模行程。
封闭高度：是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台板下表面的距离。
装模高度：是指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台板上表面的距离。装模高度：不
包括台板厚度，主要用于闭式压力机。封闭高度：包括台板厚度，主要用于开式压力
机。
压力机的选择：根据冲压件的工艺性质、产量大小以及尺寸量精度要求，选择压力机的
类型。1、初选设备：选择压力机的主参数①计算冲压力；②选择压力机的公称压力
1、 校核参数：装模高度、滑块行程、作台尺寸、模柄孔尺寸、滑块中心到机身的
距离（喉深）
专用曲柄压力机：（双动压力机）结构特点：
外滑块：由多杆机构驱动，作间隙直线运动，提供压边力。在机身导轨内往复运动
内滑块：由曲柄滑块机构驱动，作连续往复直线运动，提供拉深成形力。
工作原理：滑块下行时（工作时），外滑块提前运动（导前行程为滑块行程的 -
），先压住坯料，停止运动,提供压边力；然后内滑块下行进行拉深成形。滑块回
程时，内滑块先行，外滑块不动，压料板起卸料作用。
工作特点：1）、压边力大且稳定可靠，在大型、复杂的覆盖件拉深中可设置拉深筋来
控制金属的流动变形。2）压边力平稳冲击小，符合拉深变形的工艺需要。
3）采用正装拉深模结构，易于实现机械化、自动化。4）合适的拉深速度。内滑块：下
行慢，回程快。5）简化模具结构。
冷挤压机：在常温下，利用外力使金属坯料发生塑性流动，获得所需的工件的形状与尺
寸。分为正挤压、反挤压和复合挤压三类。特点：工件尺寸精度高、表面质量好、强度
高、寿命长，但变形抗力大，对模具和成形设备的要求高。应用：齿轮、轴承内外圈、
型材等黑色金属或有色金属的成形。
冷挤压机的类型:1）按工作机构：曲柄式、肘杆式、拉力肘杆式。2）按传动系统：上
传动、下传动。3）按床身的安装：立式、卧式。4）按动力来源：机械式、液压式。
冷挤压对设备的要求：1）设备的刚度要求高。2）设备提供的变形能量大。3）滑块的
导向精度高。4）合适的挤压速度。5）可靠的过载保护装置和顶料装置。
热模锻压力机：模锻：锤上模锻、水压机模锻、压力机模锻
压力机热模锻工艺的特点：加工精度高、生产效率高、材料利用率高、易实现机械化、
自动化，但设备投资大、毛坯下料精度要求高。
热模锻工艺对设备的要求：1）设备的床身刚度高。2）滑块抗偏载能力强 3）滑块的行
程次数高。4）上、下模要有顶出装置 5）可靠的防过载装置（门车）
热模锻压力机的类型与型号规格：类型：连杆式、双滑块式、楔式、双动式等。
1）连杆式：曲柄滑块机构、气动摩擦离合与与制动、二级传动、象鼻式滑块、楔形工
作台。2）楔式：垂直方向没有连杆、曲轴，刚度高。楔块支撑面积大，抗偏载能力
强，适合于多膛模锻。型号规格 MP——2000：连杆式热模锻压力机，标称压力为
2000T。KP——2000：楔式热模锻压力机，标称压力为 2000T。
楔形工作台式：属于下调节式，通过调整工作台的高度来实现装模高度调节特点：刚度
好，降低了从动部分的转动惯量，但位于模具的下面，易污染、氧化，调节困难。
偏心蜗轮式：属于上调节式。电动机带动偏心蜗轮转动，连杆与滑块的调节位置发生改
变，使滑块的下平面高度发生变化，从而调节装模高度特点：调节方便，应用广。
热模锻压力机（三）主要缺点：工艺万能性差，不能进行滚压、拔长类工艺
要求配套预制毛坯的设备、结构复杂，造价高
第三章液压机
液压机采用液压传动获得所需的成形力。电能——机械能——液压能——机械能。
属于静压工作。工艺万能性好。
应用：可用于金属板料的冲压、金属锻造成形、金属型材的挤压成形、粉未冶金成形、
塑料和橡胶的压制成型、人造金刚石和陶瓷的压制成形、工件的校直和压装等
工作原理：帕斯卡原理：在一个密闭的容器中，液体的压力在各个方向上处处相等。
液压机的结构组成：1）本体部分（三梁四柱）：承受工作负荷。安装固定液压缸和模
具。完成工艺所需的动作。2）液压系统：（动力元件、执行元件、控控制元件、辅助
元件）实现能量的的转换。对活动横梁的运动进行控制
液压机的工作过程：空程向下—工作行程—回程—停止—顶出缸顶出——顶出回程
1、液压机的类型：①水压机：工作介质为乳化液（98%的软水+2%的乳化脂）。价格便
宜、成本低，不污染环境，不燃烧，可用于热加工。但密封困难，无润滑，易生锈。用
于大型的锻造液压机②油压机：润滑性好，不生锈，易密封。但易燃，不能用于热加
工，污染场地。用于中
2、按工艺特点分：①一般用途液压机②锻造液压机③挤压液压机④冲压液压机⑤塑料
压制液压机、另外还有校正液压机、手动液压机、层压液压机等。
3、按本体结构分：①梁柱组合式：三梁四柱，通用结构，应用广泛。②单臂式：“C”
形结构，操作方便。③框架式：床身刚度高，用于压制成形。
④双柱下拉式：稳定性好，用于锻造成形。
液压机的工作特性 1）容易获得较大的总压力和工作空间。2）容易获得较大的工作行
程，并在任意位置提供额定压力和保压。3）工作平稳，冲击振动小，噪音小，工作环
境好。4）压力、速度调节方便。5）结构简单、制造容易、操作方便。
6）无固定下死点，工艺灵活性好 7）运行速度慢、工作效率低，密封困难、易泄漏。
液压机的本体结构（主机）对本体的要求：满足工艺要求，且便于操作；具有合理的强
度、刚度和运动精度；使用可靠，经济性好，维护方便。
组成：机架部件、液压缸部件、运动部分、导向装置等。
机架（机身）的典型结构形式:
作用：承受全部工作载荷，安装其它零部件与模具，为活动横梁提供导向。
常见结构：梁柱组合式、单臂式、双柱下拉式、组合框架式等。
1，梁柱组合式组成方式：用立柱内、外螺母将上、下横梁联结成刚性框架。特点：结
构简单、制造容易、精度一般，传统结构，应用广泛。常见有：三梁四柱式、多柱式、
双柱卧式等。
2、单臂式 1）工作原理：主油缸：进油时，柱塞固定，缸体向下移动。属于单向作用
缸。（成形）回程缸：进油时，缸体固定，柱塞向上移动。实现开模。（回程）
2）工作特点：①“C”形床身，采用铸造或焊接，制造简单。②开式床身，操作空间
大。③床身刚性差。适合：冲压、校正等小型液压机。
3、双柱下拉式 1）结构特点：两根立柱和上、下横梁组成一个可动的封闭式框架，工
作缸安装在下横梁上；工作柱塞安装在不动的固定横梁上，固定横梁上还有立柱导套和
回程缸，立柱按对角线布置。
2）工作原理：成形：主缸进油，工作柱塞不动，工作缸带动封闭式框架下行，实现合
模回程：回程缸。3）工作特点：①下传动结构，压力机重心低，稳定性好，抗偏载能
力强。②工作缸在地下，不易损坏。③上横梁不装油缸，可简化结构与尺寸。④运动部
分惯性大，急停难，浪费能量。⑤安装基础要求高。适合：稳定性好，用于中、小型锻
造液压机
框架式机身：结构特点：①整体框架：空心箱形梁结构，整体焊接或整体铸造而成，立
柱部分做成矩形截面，便于安装导向装置。抗弯性能好，但加工、运输困难，用于
中型液压机。②组合框架：箱形梁结构，上下横梁与立柱采用键定位，中间用预应力拉
杆螺栓连接与固定。类似闭式曲柄压力机的床身。用于大、中型液压机。
2）工作特性：①床身采用箱形梁焊接或螺栓连接，刚性好。②箱形立柱便于设置导向
装置，活动横梁导向精度高。③改变立柱的受力状态，可提高床身的抗疲劳能力④结构
复杂、制造成本高、操作不方便。适合：塑料制品、粉末冶金、挤压成形的液压。
机架部件（梁柱组合式）：1、立柱 1）立柱与横梁的连接
（1）双螺母式：简单、方便，有间隙，易松动。应用广。（2）锥台式：无间隙配合，
机架刚度好，但加工难。双锥台式的刚度最好。3）锥套式：用独立的锥套代替锥台，
减少加工难度。但锥套易松动，用于大型液压机。
2）立柱的预紧（双螺母式）（1）加热预紧：加热使立柱伸长，拧紧外螺母，立柱冷却
收缩，产生预紧力防止松动。特点：预紧效果好，可靠，应用广泛。
（2）超压预紧：液压机加载到标称压力的 1。25倍，立柱受拉伸长，拧紧内螺母，卸
载后，立柱收缩产生预紧力。特点：方法简单、容易实现，但机架易变形
3）立柱的导向（立柱与活动横梁）（1）圆柱面导套：简单、加工方便，但不能承受偏
心载荷。用于小型液压机。多为剖分式结构。（2）球面导套：有球面活动体，可承受
偏心载荷。（允许机架变形），一般用于大、中型液压机。单球面导套：中间柱塞与活
动横梁为刚性连接。双球面导套：中间柱塞与活动横梁为球铰连接。
常用钢材：常用材料：35、45、40Cr、20MnMo、20MnSiMo等。
2、横梁特点：一般为箱形结构，外形轮廓大、承受载荷大。制造方法：铸造和焊接。
1）上横梁：安装液压缸。2）活动横梁：连接活塞杆、安装上模、工件打料、保证导向
（1）行程开关限位。（2）机械保险 3）下横梁：即工作台，安装下模和顶出装置
液压缸部件：主要由三种结构：活塞缸、柱塞缸、差动柱塞缸
主要组成部件：缸体、柱塞（活塞）、导套、密封等．
1） 柱塞式液压缸：①单向作用缸。②结构简单，缸体内壁要求低，加工容易。
应用：用于大、中型液压机中的主缸、回程缸或单向移动缸
2）活塞式液压缸：①双向作用缸。②结构复杂，成本高。③缸体内壁要求高，加工
难。应用：用于中、小型液压机的主工作缸、顶出缸等。
３）差动柱塞式液压缸：（双头柱塞式）①增加导向精度，可承受偏心载荷。
②单向作用缸。③密封困难。应用：用于卧式液压机。
液压密封要求：密封性能好，不泄漏；摩擦阻力小，寿命长；维修简单，易拆换；制造
容易，成本低。密封材料：1）在一定温度范围内，化学稳定性好，不溶于工作液体。
2）与金属接触不互相腐蚀、粘着。3）在一定时间范围内，不软化或硬化。
4）弹性好，不易变形。5）耐磨性好，摩擦系数小。易于制造，成本低。
常用密封材料：耐油橡胶、聚氨脂橡胶、聚氯乙烯塑料、聚四氟乙烯塑料、尼龙等。
液压缸的损坏形式及原因：1）破坏形式：气蚀或疲劳-裂纹-开裂
（1）圆筒壁部：内表面——向外扩展（2）法兰部分：外部过渡处产生裂纹——向内扩
展（3）缸底部分：由内向外。（4）气蚀：气体冲击，内壁产生蜂窝状的麻点。
2）原因分析：设计角度、加工制造、安装使用。
液压垫（顶出缸）：作用类同于曲柄压力机中的气垫
不同点：易于获得大的作用力、压力稳定且调整容易动作控制灵活
液压系统的作用：1）实现能量的的转换：电机的机械能——液压能（高压液体）——
机械能（活动横梁的运动）。2、对活动横梁的运动进行控制，满足工艺需要。
对液压系统有要求：1、工艺要求：快速下行——减速压制——保压延时——快速回程
——任意位置停止。
2、液压系统的总要求：1）在操作上，调模时要有手动操作，工作时要有半自动或全自
动。2）在运行速度上，空程、回程时要快速，工作时要减速。
3）工作液体的压力要合适，既要满足成形压力要求，以要便于密封。20~32MPa
5） 在工艺特点上，大、中型液压机要进行压力分级，满足不同的工艺需要。
5）成形结束后，回程前主缸要卸压，以防止冲击振动。
液压系统的组成元件：1、动力元件：液压泵：电机输出的机械能——液体的压力能
（高压液体）。2、执行元件：液压缸：在压力油的推动下，完成对外做功，驱动工作
部件。即：液压能——机械能。3、控制元件：各种控制阀，是液压系统的核心，起神
经中枢的作用。作用：控制液压系统中液体的压力、流量、流向，来满足执行元件对
力、速度和运动方向的要求。
1）按功能不同：（1）压力控制阀：溢流阀、减压阀等。（2）方向控制阀：单向阀、
换向阀等。（3）流量控制阀：节流阀、调速阀等 2）按操作动力：手动、机动、液
动、气动、电磁动力等。3）按连接方式：管式、板式、法兰连接式、集成块式等。
4、辅助元件：油箱、管道、压力表、接头等。作用：起储油、输油、连接、过滤、测
压等作用。
典型液压系统的特点（Y32——315）
主缸采用活塞式液压缸，双向工作，工作台面积大，活塞行程长，满足多种工艺的要
求。2、设有顶出缸，可进行顶件、反拉深、压边等。3、主缸上设有充液箱，可实现空
程快速下行，提高效率。4、设有延时保压系统，可满足塑料、橡胶、粉末冶金的压制
成形。5、具有点动、手动、半自动等工作方式，操作方便，且压力、速度、行程可调
6、结构简单，维修方便
液压机技术参数与选择：标称压力：是指液压机名义上能产生的最大压力，它反映液压
机的主要加工能力，是液压机的主参数或特征参数
最大净空距离（开口高度）：活动横梁位于上极限位置时，其下底面至工作台上表面的
距离。影响：操作空间（工作取出所需的空间），即模具的开模行程。
最大行程：指活动横梁能够移动的最大距离。影响：模具的入模深度。反映液压机能加
工零件的最大高度。
液压机的选择：根据制件的压制成型工艺要求及模具结构特点选择液压机类型；
初选设备：选液压机的主参数①计算制件压制成型所需的成型力②选择液压机的标称压
力
校核参数①顶出力和顶出行程②装模高度③最大净空距离④工作台尺寸⑤最大行程：几
点注意：1、机身形式：不同结构机身，强、刚度一般符合如下关系：框架式>梁柱式>
单臂式，但操作方便与工艺适应性常常正好相反 2、上传动油压机：一般不用于热成形
3、偏心载荷不可过大：模具和设备的压中心尽量重合。4、液压机工作压力的调整。溢
流阀或调压阀。
第四章塑料挤出成型机
塑料挤出机：各种型材，可进行塑料的造粒、为吹塑备料
1、挤出成型过程：加料——输送与塑化——分流、压缩与成型（模具）——定型与定
型——牵引——切割与卷取。
挤出成型设备：挤出机、辅机、控制系统。
1）挤出机（主机）：挤压系统、传动系统、加热冷却系统。（1）挤压系统：由螺杆、
料筒组成。作用：①原料的塑化。②使塑料熔体定温、定压、定量向机头运动。
（2）传动系统：电机（油马达）、调速装置（减速器）等.作用：①传递扭矩和转速，
驱动螺杆。②调节螺杆转速，满足不同的工艺需要（3）加热冷却系统：加热圈、冷却
管道等。作用：对螺杆和料筒进行加热和冷却，满足挤压过程中对温度的要求。
2） 辅机：机头、定型装置、冷却装置、牵引装置、切割装置、卷取装置等。
（1）机头（挤塑模）作用：①使塑料熔体由螺旋运动——直线流动。②使原料进一步
塑化。③获得制品所需的截面形状与尺寸。④使熔体压实，提高制品的刚度和内在质
量。⑤获得一定的体积产量。（2）定型装置（定型模）：采用加压和冷却的方法，使
来自机头的高温连续体的形状稳定下来，并进行精整。（3）冷却装置：使制品进一步
冷却到室温。（4）牵引装置：作用：①克服定型阻力，使挤出过程连续进行。②调节
制品的壁厚。③使制品拉伸定，提高强度（5）切割装置：（硬管）将制品切成一定的
长度，即定尺。（6）卷取装置：（软管）将制品绕成圈。
3)、控制系统：电器、仪表、控制面板等。作用：对主机、辅机的各种运动、温度、压
力进行检测与控制，满足工艺需要。
挤出机的类型 1）按螺杆数目：单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机等。
2）按螺杆的安装位置：（1）卧式挤出机：螺杆水平安装，重心低，稳定性好，操作、
维修方便，但占地面积大，常用。（2）立式挤出机：螺杆垂直安装，占地面积小，但
操作、维修不方便，少用
3）按装配结构：（1）整体式：采用非标减速机构，结构紧凑，专业主产，常用。
（2）分体式：采用标准减速器，装配要求低，料筒热量不传至减速器，但设备体积
大，少用。4）按是否排气：非排气挤出机、排气挤出机。
常用：单螺杆、非排气、卧式、整体挤出机
挤出机的主要技术参数：1）螺杆直径 D：指螺杆的外圆直径。是挤出机的主参数，
表征挤出机的主要加工能力。2）螺杆的长径比 D/L：指螺杆的有效长度和螺杆直径之
比。3）螺杆的转速范围：nmax～nmin4）生产能力 Q:(公斤/小时）
还有：主螺杆驱动电机功率，料筒加热功率，机器的中心高等。（见表 4-1）
螺杆的分段（分区）：固体输送段、熔化段、均化段。
固体输送段（加料段）：1、作用：1）来自料斗的物料在螺杆的作用下，向前输送。
2）物料在螺在槽内被压实，有利排气。
2、固体输送效率 Qs：Qs：螺杆的转速、螺杆直径、螺槽深度、螺纹升角、物料与料筒
的摩擦系数等。
熔融段（压缩段、转化段）：1、作用：1）物料由固态转变成粘流态，即塑化。2）熔
体被进一步压实、排气。2、熔融理论（熔融效率）：ZT——物料完全熔融所需的螺杆
长度。1）物料的特性：比热、导热系数、熔点等。2）工艺条件：螺杆的转速、料筒的
温度等。3）螺杆的几何参数：螺槽的渐变度、螺杆与料筒的间隙等。
熔体输送段（计量段、均化段）：1、作用：1）已塑化的熔体被搅拌，使组分均化 2）
熔体被定温、定压、定量地向机头输送 2、熔体在输送段的流态：1）正流 QZ：熔体沿
螺槽向机头方向流动。2）逆流 QP：（压力流）熔体由于反压力沿螺槽向料斗方向流
动。机头、过滤网等。
3）横流 QR：熔体在螺槽内作环形流动。对挤出量影响不大，一般不计，但影响熔体的
传热、混合、均化。4）漏流 QL：熔体由于反压力在螺杆和料筒之间的间隙内向料斗方
向流动 Q=QZ－QP－QL
3、提高熔体输送效率的措施：1）提高螺杆的转速。2）加大螺杆的直径。3）增大均化
段的长度。4）减小螺杆与料筒的间隙。5）在模具设计中降低熔体的反压力
四、挤出过程：加料段：物料在螺槽内被压实并向前输送。
熔融段：物料被进一步压实，排出空气，同时吸收来自料筒的外热和物料在螺槽内挤
压、剪切产生的摩擦热（内热），物料由固态变成粘流态（塑化）。
均化段：塑化的熔体被搅拌、成分均化，并定温、定量、定压地挤向机头。
挤出机的主要结构“：一、挤压系统：螺杆、料筒
1、螺杆（常规三段螺杆）1）螺杆的型式：（1）等距变深螺杆：从加料段到均化段。
螺距不变，螺槽深度由深变浅。①渐变型：螺槽深度的变化是在一个较长的轴向距离内
完成。从加料段到均化段，螺槽深度由深变浅。适合：加工热敏性塑料。
特点：螺槽深度变化平缓，塑化时对物料的挤压、剪切作用小，物料的温升小。
②突变型：螺槽深度的变化是在一个较短的轴向距离内完成。螺槽深度的变化是在压缩
段完成的。特点：螺槽深度的变化是在压缩段完成的，塑化时物料受到的挤压、剪切作
用强，温升大，有利于塑化。
适合：粘度低，具有突变熔点的比历史最高水平晶型塑料。
总特点：螺距不变，加工容易，螺杆的根径小（加料段），强度差。
（2）等深变距螺杆：螺槽的深度不变，但螺距从加料段到均化段由大变小。
特点：螺杆的根径不变，强度大，螺杆的转速高，可提高生产效率。但变距螺杆加工困
难。(3)变深变距螺杆:螺槽的深度和螺距都发生变化.
2）螺杆的直径 D：是挤出机的特征参数。
（1）按产量来确定：产量 Q与螺杆的直径和转速有关.
（2）按挤出制品的截面尺寸来确定。（见表 4-2，P131）小挤出机，管材直径不大于
螺杆直径；大中型挤出机，管材直径可大于螺杆直径。
（3） 挤出机螺杆直已标准化：20、30、45、65、90、120、200、250、300等。
3）螺杆的分段与各段参数：加料段：L1、H1、压缩段：L2、均化段：H3、L3
4）螺杆的头部结构：（1）球体螺杆头：加工简单，但易产生滞料。适合：加工流动性
好的低粘度塑料。（2）尖锥体螺杆头：能搅动过渡过区的物料，减少滞料产的生。适
合：流动性差的热敏性塑料。（3）鱼雷体螺杆头：均化段有一段光杆，起进一步塑化
和稳压的作用。适合：粘度大、导热性差、难熔融的塑
5）螺杆与料筒的间隙（1）影向挤出机的生产能力。（2）影响物料的熔融。
（3）影响挤出机的的使用寿命。（4）影响挤出机的成本。（5）间隙的确定与加工塑
料的特性有关。6）螺杆的材料。）工作条件：高温、高压、磨损、腐蚀、大扭矩。
加工要求：高精度、低粗糙度、高表面硬度和心部韧性
适宜材料：45、40Cr、38CrMoAl，表面渗氮
1）常规三段螺杆的缺陷（1）固体输送效率低。（2）物料的熔融效率低。（3）挤出时
压力波动大，影响制品厚的均匀性。（4）容易产生“扫膛”影响设备的寿命
（5）不适合塑料的混炼、着色等特殊加工。
新型螺杆
2）分离型螺杆：压缩段/结构：（1）在压缩段设置一条附加螺纹（副螺纹）。
固相槽：与加料段相通，由宽变窄，终止于均化段。液相槽：起始于加料段，由窄变
宽，与均化段相通。（2）副螺纹的间隙比主螺纹大，允许熔体通过。
工作特点：（1）挤出制品壁厚均匀，质量好。（2）生产能力提高。
（3）扫膛现象少，寿命提高。（4）排气性能好。
3）屏障型螺杆：均化段/结构特点：在均化段的未端安装了一段外径等于螺杆直径的屏
障段。（1）圆柱面上开有进、出料的纵向沟槽。进料槽：只进不出，与均化段相通。
出料槽：只出不进，与螺杆头相通。（2）将进、出料槽分开的棱面与料筒的间隙在小
不等。按转动方向，出料槽前面的棱面与料筒的间隙为大间隙，这条棱为屏障棱，允许
熔体通过。出料槽后面的棱面现料筒的间隙为小间隙（正常间隙），熔体通不过。工作
原理：（屏障段的作用）（1）熔体中的未塑化的大碎片被屏障段过滤掉了。（2）物料
在进、出料槽中受到挤压剪切作用，有利于塑化。（3）物料在屏障段受到搅拌、均
化，混和作用好。特点：挤出制品质量好，加工简单
4）分流型螺杆：熔化段或均化段（1）销钉螺杆：结构：在螺槽上安装方形或圆形销
钉。设在熔化段：破碎固体床，促进塑化。设在均化段：促进物料的均化与混合。
（2）孔分流螺杆（DIS螺杆）结构：①混炼头直径等于螺杆外径。②设有数量相等的
进料槽、出料槽，以小孔相通。作用：促进物料在均化段的混炼和塑化
料筒的类型:（1）整体式：精度易保证，装配简单；便于设置加热装置；加工不便；摩
损后不易修复。（2）组合式：料筒分段加工，然后按需要组合装配。分段加工，降低
了制造难度；可改变长径比；加热装置安装不便；同轴度差。适合：实验用、小批量挤
出 3）双金属式：料筒由两层不同的金属组成。衬套式：内层为合金钢，可更换。加工
装配难。浇注式：离心浇注一层耐摩合金。适合：大批量生产。
料筒的内部结构（加料段）(提高固体输送率)（1）加料段内壁为锥形：（加料口）增
加加料口处物料的通过面积，加大物料输送量。（2）内壁纵向开槽：增加物料与料筒
的摩擦系数，提高加料段的固体输送效率。（3）对加料段进行冷却：避免熔膜出现，
保持物料的固体摩擦性质。
料筒与机头的连接（1）铰状螺钉连接：装拆方便，应用最广。（2）螺栓连接：可靠性
好，但装拆不方便。（3）剖分连接：装拆速度快，只用于小型模具。
分流板与过滤网（多孔板）作用：1）使熔体由螺旋运动转化成直线运动。
（2）支撑过滤网，起过滤作用。（3）产生流动阻力，使熔体压实，提高制品的强
度。（4）使物料进一步塑化。（5）在机头安装时起对中定位作用。
多孔板孔径（1）同径孔：中间疏，边缘密。（2）不同径孔：中间小，边缘大。
加料方法：（1）重力加料：物料依靠自身的重量进行供料。只有一个普通的料斗，简
单方便，但易出现“架桥”，供料不均匀。（2）强制加料：料斗中设有搅拌器，实现
强制供料。可克服“架桥”现象，保证供料均匀，另外还寻物料有压填作用。
传动系统：1、组成：原动机、调速装置和减速装置。2、作用：1）传递扭矩和转速，
驱动螺杆。2）调节螺杆转速和扭矩，满足不同的工艺需要。3、调速要求：1）无级调
速。2）有一定的调速范围。4、速度选择：粘度高，热稳定性差的塑料：选低速。低粘
度、非热敏性塑料：选高速。
常见调速系统：1）三相整流调速电机+减速器：可靠性好，维修方便，但调速范围小。
2）直流调速电机+减速器：调速方便，速度变化范围大，但成本高。3）液压油马达：
无级调速
加热冷却系统：1、加热方法：1）液体加热：矿物油、有机溶剂等。特点：加热均匀，
温度高；温度波动小；但加热系统复杂，成本高；加热介质分解，有毒、易燃。
2）蒸汽加热：温度高，升温快，可冷热交替，但成本高。
3）电加热：简单、方便、最常用。（1）电阻加热：加热圈（加热板）：结构简单，安
装调整方便，详用广泛，但采用云母片绝缘，（500度）热负荷小。铸铝加热器：采用
氧化镁绝缘，热负荷大，电阻丝密封，不易氧化，寿命长。（2）电感应加热：在料筒
上安装了感应线圈和矽钢片，通电后产生涡流使料筒发热。加热效率高，升温快，反应
灵敏，但在本高，装拆不方便。4）冷却方法：（1）风冷：柔和、设备简单，但冷却速
度慢，受气温的影响。适合：中小型挤出机。（2）水冷：冷却效率高，安装方便，但
制造困难，密封困难。适合：大、中型挤出机。
螺杆的冷却：压缩段：保持物料固态，提高输送效率。均化段：控制熔体温度，防止分
解。结构：水内冷
料斗座的冷却：
（1） 防止料斗中的物料熔化形成“拱桥”（2）防止热量传给轴承或减速器
第四节挤出机辅机：挤出设备：主机：塑化，定温、定压、定量地挤出塑料熔体。机
头：①使塑料熔体由螺旋运动——直线流动。②使原料进一步塑化。
③获得制品所需的截面形状与尺寸。④使熔体压实，提高制品的刚度和内在质量。
⑤获得一定的体积产量。辅机：①制品形状尺寸的稳定，②物料形态的变化，③制品内
部分子的取向等。
冷却定型装置：1、外径定型法：保证制品的外部尺寸与形状。
1）内压充气法：在机头芯棒中通入压缩空气。（1）结构简单，成本低。（2）操作不
方便。（3）气塞与制品摩擦，阻力大，影响挤出效率。
2）真空定径法：在定型号模中设置真空室，使制品与定型模接触。
（1）操作简单、方便。（2）管材外表面质量好。（3）可用于异型材的定型。
（4）设备投资大，成本高。（5）管材直径较大时，圆度难保证
2、内定径法：使管材的内径与定型芯棒接触，芯棒内通冷却水。（1）成型机头只能采
用直角机头或偏心机头。（2）制品内表面质量好。（3）操作简单，运行成本低。
牵引装置：1作用：1）克服定型阻力，保证挤出的连续性。2）调剂牵引速度，可调整
制品的壁厚。3）牵引拉伸后，产生定向作用，制品的刚度、强度提高。
2、要求：1）牵引速度应与挤出速度相适应。2）牵引速度可调，最好是无级调速。
3）牵旨力应保持恒定，无波动。4）夹持可靠，不打滑；不损伤制品。
型式：1、滚轮式：结构简单，调剂方便；但牵引力不大。适合：中小管材的牵引。
2）履带式：牵引力大，不打滑，调速范围大，但结构复杂，维修困难。
适合：主要用于大直径或薄壁管材的牵引。
3）橡胶带式：易安装和拆卸，维修方便，但牵引力小适合：小直径和薄壁管材的牵引
排气挤出机 1、结构：1）二阶螺杆：由两根螺杆串联而成，排气段螺槽深度较大。2）
料筒上设有排气口，与真空泵相连。
2、工作原理：1）来自料斗的物料在一阶螺杆中，经过输送、熔融、均化后基本达到塑
化状态。2）熔体进入排气段后，螺槽深度突然变深，且排气口与真空泵相连，一方
面，熔体中的气体因物料的压力下降而得以逸出；另一方面，螺杆不断搅拌熔体，气泡
不断破裂，逸出的气体被真空泵抽走。3）熔体在二阶螺杆中被进一步塑化、均化，最
后挤出。
3、工作特性：1）不需干燥，可直接加工含水的原料。2）排气效果好，可用于挤丝工
艺。3）结构复杂，成本高。
4、排气结构：直接排气式、旁路排气式、中空排气式。应用：不用干燥直接加要含水
的物料，气体含量要求高的挤出，（塑料线材，含水率小于 %）。
双螺杆挤出机 1、结构：1）两根螺杆，相互啮合。同向转动、向内反向、向外反向。
2）内腔为∞字形的矩形料筒。2、工作原理：1）强制输送（向内反向）：2）混和作用
（同向转动）3）自洁作用（同向转动）4）压延作用
3、工作特性：1）加料容易，输送效率高。2）物料输送速度快，在料筒中停留时间
短，可防止分解，3）物料混和效果好，螺杆具有自洁功能。4）优异的排气性能。5）
功率消耗低。6）结构复杂、加工难度大，成本高。适合：HPVC粉料或大截面异型材
两级式挤出机：1、结构：由两台单螺杆挤出机串联而成。第一级：螺杆直径大、螺槽
深、加热加率大。作用：物料的输送和初步塑化。第二级：螺杆直径小、螺槽浅、螺杆
转速高。作用：塑料熔体的进一步塑化和成份的均化
2、工作特点：1）有塑炼过程，塑化质量高，可直接加工粉料。
2）调节两级螺杆的转速，使熔体受压，排气效果好。3）两根螺杆分开设计，有利于能
耗的合理分布。4）螺杆的长径比减少，有利于加工。5）生产效率高。
行星式挤出机：塑化效果好，自洁功能好，物料主要靠剪切生热塑化，不易产生降解
1、结构：增加了一个专门的塑化段（熔融段），塑化段由中心大螺杆和行星分布的小
螺杆组成。大、小螺杆处于啮合状态；大螺杆作自转，小螺杆作自转和公转。
2、工作特点：1）塑化效率高、混合效果好。2）物料在料筒停留时间短，熔体温度
低，可防分解。3）具有良好的自洁作用和节能效果。适合：HPVC的粉料加工。
第五章塑料注射成型机
注塑成型的特点：1）成型性好，填充能力强，复杂塑件可成型。2）先合模再填充，塑
件尺寸精度高。3）成型原料和塑件范围广。4）成型周期性短，生产效率高。
5）容易实现机械化、自动化。
注射成型机的组成:一般包括：注射装置、合模装置、液压与电控系统
1、注射装置：主要由塑化部件、料斗、加料装置、注射油缸、计量装置等组成。
作用：1）塑化：使物料均匀塑化成塑料熔体。2）注射：使塑料熔体定量、定压、定速
地注入模腔。2、合模装置：定模板、动模板、合模驱动装置、顶出装置等。作用：1）
模具的安装与固定。2）提供模具的开、合模动作。3）成型时模具的有效闭合（锁
模）。4）成型后塑件的顶出 3、液压和电气系统：油泵、控制阀，各种控制电气、测
温仪表等。作用：1）提供动作压力。2）保证成型需的各种工艺参数。
注射成型机的工作过程:合模与锁模——注射装置前移——注射与保压——塑件冷却与
预塑——注射装置后退（可选）——开模与塑件顶出。
注射机的分类:1、按外形特征：1）立式注射机：注射装置与合模装置垂直排列。
占地面积少、模具装拆方便、易于安放嵌件、但塑件不能自动落下、机器重心高，稳定
性差，加料维修不方便等。主要用于小型注射机。
2）卧式注射机：注射装置与合模装置水平布置。机身低,加料维修操作方便、机器重心
低，稳定性好、开模后塑件自动落下，便于实现自动化、但模具拆装不方便、嵌件安放
需固定、占地面积大等。主要用于大、中、小型注射机
3）角式注射机：注射装置与合模装置垂直。结构简单、塑料熔体可从分型面进料，适
合单腔侧浇口、工作效率低，应用不广
2、按注射装置：1）柱塞式注射机：结构简单，成本低、但塑化质量差。
应用：用于小型注射机。2）螺杆预塑柱塞式：螺杆料筒：物料的塑化。柱塞料筒：注
射成型。特点：塑化由螺杆完成，质量稳定，注射由柱塞完成，压力损失小。但结构复
杂。少用。3）往复螺杆式：塑化质量好，结构简单，应用最广
注射机型号规格:1)、注射量表示法：标准螺杆注射的 80%注射量（g或 cm3 ）。XS—
ZY—125：XS：塑料成型机 ZY：往复螺杆预塑式， 125：标称注射量为 125 cm3 。
XS—Z—60：XS：塑料成型机，Z：柱塞式，60：标称注射量为 60 cm3 。
2)合模力表示法：注射机的最大合模力（×10kN）。LY180：LY：利源（厂名），180锁
模力为 1800KN。HT240；HT：海天（宁波），240：锁模力为 2400KN。
3)综合表示法：（cm3， ×10kN ）SZ—60/40：SZ：塑料注射成型机，60：注射量为 60
cm3 ，40：机器的锁模力为 400KN
注射装置;作用：1）塑化：在规定的时间内将规定数量的塑料均匀熔融塑化。
2）注射与保压：以一定的压力和速度将其注射到模具型腔中，并进行保压补缩。
主要结构形式：柱塞式/螺杆预塑式/往复螺杆式
柱塞式注射装置:结构:1）塑化部件：料筒：分为加料和塑化两个区域。
柱塞：结构同液压缸柱塞，但头部做成内凹分流梭：鱼雷体上嵌入三根筋。作用：
（1）使物料由实心变成薄环状，受热均匀。（2）增加传热，有利塑化。
2)、加料计量装置：采用固体体积计量。3)、注射油缸：提供注射压力.
2、工作原理:柱塞在油缸的驱动下前移，首先通过传动臂带动计量装置，来自料斗的物
料经计量后被推入加料口进入料筒，物料吸收外热后塑化，柱塞把塑化后的熔体经分流
梭、喷嘴注入模腔。
3、工作特性:1）结构简单，加工方便，成本低。2）塑化均一性差。3）注射压力损失
大。4）塑化能力差，塑化效率低。5）料筒清洗困难。
应用：小型、立式注射机。成型低粘度、要求不高的小型塑件。
往复螺杆式注射装置:）、结构部件：包括螺杆、料筒、喷嘴、螺杆传动装置、计量装
置、注射座移动油缸等。
1、螺杆：等距、变深螺杆。（1）注射螺杆的长径比小、
（2）注射螺杆的压缩比小、（3）螺杆的头部结构不同。
螺杆头尖锥形：能消除滞料，防止分解。适合：高粘度、热敏性塑料。
螺杆头止回形：注射时防止熔体倒流，。适合：低粘度塑料。
2、料筒：一般采用整体合金钢料筒；料筒加热采用分级形式，形成温度梯度；加料口
设冷却装置，防止物料熔化。
3、喷嘴;1）喷嘴的作用:（1）物料塑化时，建立背压，有利于排气。
（2）注射时，喷嘴与模具中的主流道衬套有效吻合，防止溢料。
（3）注射时高速熔体与喷嘴摩擦剪切生热，使熔体粘度下降，有利于填充。
（4）保压时，便于补料，又要防止倒流。（5）喷嘴承担调温保温作用，防止堵塞
2）喷嘴的类型（1）开式喷嘴①短式：（通用式）结构简单、压力损失小、有利于补
缩，但易流涎或堵塞。适合：高粘度塑件。②加长型（延伸式）：可设加热圈,防冷料
堵塞,有利于补料。适合：厚壁塑件③小孔型（远射程）喷嘴孔小，熔体流速快，有利
于填充；可设加热装置，防堵塞，但压力损失大。适合：低粘度、形状复杂、薄壁。
2）关式喷嘴（自锁式）：喷嘴中有一针阀，在注射、保压时开启，其作时间处于关闭
状态。可防流涎。适合：加工低粘度塑料，防流涎
闭式喷嘴的型式：弹簧针阀式：注射时，注射压力克服弹簧力打开针阀。特点：结构简
单，方便，但压力损失大，不利于填充、补料等。液压自控式：针阀由油缸单独控制。
特点：使用方便，启闭可靠，压力损失小；但设备复杂，成本高。
3）喷嘴的选择原则：（1）粘度高、热稳定性差的塑料：（HPVC）选流道阻力小、熔体
剪切作用小的短式喷嘴。（2）粘度低、流动性好的塑料：选关式喷嘴，防止流涎。
（3）形状复杂的薄壁塑件：选射程远、填充能力强的小孔型喷嘴。（4）厚壁制品：选
压力损失小、补缩作用好的短式喷嘴或不堵塞的加长型喷嘴。（5）大型塑件：选填充
时间较长的加长型喷嘴。
螺杆的传动装置：1）电机——变速箱——液压离合器：结构简单，维修方便，成本
低。但调速不方便（有级调速）。应用广泛。2）油马达传动：结构简化、体积小，能
实现无级调速；但易漏油，效率低，维修不方便。是发展方向。
计量装置：1）工作原理：塑化时，螺杆带动计量柱后退，开始计量，当计量柱压合行
程开关（事先设定的注射量），液压离合器脱开，螺杆停止转动，塑化完成，计量结
束。2）特点：简单，对熔体体积计量，准确度高
注射座：可水平移动、可偏转。1）水平移动：在成型过程中，注射座在移动油缸的带
动下有三种选项：固定塑化、塑化退回和退回塑化。2）偏转：注射装置可偏转一定角
度，以便维修时从料筒中抽出螺杆。
注塑机的工作原理：1、物料输送：启动电机，螺杆转动，来自料斗的物料在螺槽中向
前输送。2、物料塑化：一方面，料筒上加热元件能提供热量（外热）；另一方面，物
料在螺槽内受到挤压、剪切产生摩擦热（内热）。物料吸收内热、外热，由固态变成粘
流状态，完成塑化。3、熔体计量：在塑化过程中，熔体产生背压，螺杆边转动边带动
计量柱后退，开始计量。当达到预定的注射量后，计量柱压合行程开关，液压离合器脱
开，螺杆停止转动，塑化完成。4、注射成型：在注射油缸中通入高压油，螺杆在活塞
的带动下快速移动，把塑化、计量好的熔体注入模腔。
工作特性：1、塑化能力大、塑化效率高。2、熔体均一性好，塑化质量高。3、先塑
化、再注射，熔体压力损失小。4、料筒中积料少，可用对空注射，料筒清洗方便。
5、结构复杂，成本高。应用：大、中型注射机中应用广泛
合模装置：1、合模装置的组成：固定模板、移动模板、后固定板、拉杆、液压缸、连
杆（肘杆）、调模装置、顶出机构、安全保护机构等。
2、合模装置的作用：作用：1）模具的安装与固定。2）提供模具的开、合模动作。
3）成型时模具的有效闭合（锁模）。4）成型后塑件的顶出。
2、合模装置的要求：1）装模：要有足够的模板面积、调模行程。2）开、合模：足够
的开模行程和合适的开、合模速度。3）锁模：在注射和保压时，要有稳定的锁模力和
系统刚度，防止溢料。4）顶出：顶出装置要有足够的顶出力和顶出行程。
3、合模装置的类型：机械式、液压式、液压——机械式：
液压式合模装置：1）单缸直压式：开、合模及锁模由一个油缸完成。
特点：结构简单，但锁模力和开、合模速度不能兼顾，应用少。2）增压式：小油缸：
能快速移动，作为开、合模油缸；增压缸：提供锁模力。特点：油缸体积小，但增压
后，对液压系统和密封要求高，应用于中、小型注射机。3）充液式：大油缸：锁模；
小油缸：快速移动。特点：锁模力大，移模速度快，但设备体积较大。用于大、中型注
射机。
液压式合模装置的工作特性：1）模板开距、开模行程较大，设备操作空间大。2）动模
板在行程的任意位置能提供额定锁模力，无需调模。3）工作平稳、口噪音小，锁模力
调节方便，但无自锁，稳定性差。4）液压传动，运行速度慢，效率低。
5）液压系统密封困难，投资大
液压——肘杆式合模装置：1）单肘杆式：结构简单，外形尺寸小，成本低，但增力作
用小，模板受力不均。应用：锁模力在 100T以下的小型注射机。2）双肘杆式：受力均
匀，增力作用大，但结构复杂。加工难度大。应用：大、中型注射机。
液压—肘杆式合模装置的特点：1）具有增力作用。可大减少油缸直径和系统油压。2）
具有自锁作用。锁模力稳定可靠，无波动。3）模板的运动特性好，满足成型式艺的要
求。4）锁模力、合模速度、开模行程调节不方便。
5）需要有专门的调模装置，模具良装不方便。且加工、维修复杂，精度要求高。
调模装置：螺纹肘杆式：调整动模板厚度、调整合模液压缸位置、用拉杆螺母调距 1、
螺纹肘杆调距特点：手动调节，简单、方便，螺纹连接强度差，用于小型注射机。
2、移动合模油缸位置调距 3、用拉杆螺母调距 4、动模板间连接大螺母调距：调整动模
板厚度。
顶出装置：作用：开模时顶出模腔中的制件。结构形式：机械顶出、液压顶出、气动顶
出。1、机械顶出：顶杆固定在机架上，开模过程式中进行顶出。特点：结构简单、可
靠、顶出力大，可以中心顶出，也可两边顶出，边开模边顶出，冲击较大。适合：中小
型注射机。2、液压顶出：在动模板上设置专门的顶出油缸。特点：1）顶出力、顶出速
度可调，2）在开模过程中及开模后随时顶出。3）顶杆可反复多次顶出，保证顶出可
靠。4）顶出机构可在合模前先复位。适合：大中小型注射机。3、气动顶出：特点：利
用压缩空气，在模具上开设气道把塑件吹出，适合：扁平、薄壁塑件。
注射机的技术参数与选择、使用与维护：一、注塑机的主要技术参数：注射部分的参
数：公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力等。合模部分的参数：锁模力、模板
尺寸、模板最大开距、动模板行程、模具装模高度、喷嘴尺寸与模具的固定方式等。机
器的技术经济参数：开合模速度、机器的空循环时间等。
公称注射量定义：机器在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的
注射量——理论注射量。反映了注射机的加工能力，（g/cm3），
1） 注射重量：柱塞式注射机一次对空注射聚苯乙烯塑料的最大重量。（克）
主要用柱塞式注射机。注射重量与螺杆直径、注射行程和熔体密度有关。注意：在成型
非 PS塑料时需要换算。
2）注射容量：螺杆式注射机一次对空注射塑料熔体的最大容量或最大体积。（cm3）
注射容量只与螺杆直径、注射行程有关。在成型时不需要换算。
3）注射量的影响与选择：（1）影响：太小，无法成型，充不满；太大，浪费，塑料易
分解。（2）选择：实际注射量约为理论注射量的 70%~90%。（3）调节：螺杆式：调节
注射油缸的行程，即调节行程开关的位置。柱塞式：调节加料腔的体积。
注射压力：注射成型中，为了克服塑料熔体流动填充时的阻力（喷嘴、浇注系统、模具
型腔），螺杆或柱塞熔体所施加的阻力。1）注射压力的计算：与注射油缸直径、螺杆
直径和注射油缸的系统压力有关。2）注射压力的调节：（1）螺杆直径：注射压力与 D
成反比。（2）系统压力：采用变量泵或溢流阀。
注射压力的影响：压力过小：塑件充不满；收缩量大，塑件精度低；塑件致密度低，力
学性能差。压力过大：熔体溢料，产生飞边，塑件脱模困难，表面质量差。成型后残余
应力大，塑件易变形、开裂。影响注射机的寿命。影响模具的寿命。
注射速度：注射螺杆或柱塞的移动速度、单位时间达到的体积流率、螺杆或柱塞完成一
次公称量注射所用时间。
注射速度的影响与选择：影响：（1）速度慢：填充时间长，熔体温度下降，塑件充不
满或产生熔接缝；熔体温度不均匀，塑件产生内应力；生产周期长。（2）速度快：熔
体填充能力强、生产周期短、塑件尺寸稳定；但熔体高速流动摩擦生热，物料易分解变
色；高速填充，排气困难，塑件充不满或烧伤；过填充，产生飞边。选择：根据塑料的
性能、制品的形状与壁厚、模具型腔与流道来考虑。
塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量取决于料筒上电加热功率和螺杆的转速。
（cm3/s）影响：应与设备的整个成形周期相协调，塑化时间与冷却时间相适应。
过小：塑化不充分；成形周期加长，影响生产率；过大：能量浪费，设备能力不能充分
发挥。选用时，应留出 25%左右的裕量
锁模力：合模后，为了克服熔体填充产生的涨模力，合模装置对模具施加的最大夹紧
力。合模力：合模时，推动模具前行的力。反映了注射机能生产制件尺寸的大小，直接
决定了设备的尺寸和重量，也是设备的主参数，可作为注射机的标称规格。影响：过
小，熔体溢料，产生飞边。过大，损坏模具和设备。调节：液压式，调系统压力。肘杆
式，调节合模机构的压缩角，即合模位置。
开合模速度：要求：模具闭合时要平稳，开模、顶件时不损坏塑件，要求慢行；缩短生
产周期，提高生产效率，要求快行。 开模：先慢后快。合模：先快后慢
注射机类型的选择： 根据塑件的注射成型工艺要求及模具结构特点选择注射机类型。
包括：立式和卧式；柱塞式和往复螺杆式；肘杆式和液压式等。
1、 初选设备：选注射机的主参数
① 计算塑件（包括浇注系统、飞边）的体积 V塑；②选择注射机的注射量：
3、查找设备的有关参数： 1）模具的固定方式。2）注射机料筒喷嘴尺寸。
3）定模座中定位孔的尺寸。4）动模座中塑件的顶出方式。
5）成型工艺参数（压力、温度等）的调节范围。
参数校核： ①注射压力②锁模力③装模厚度：④动模板行程⑤模板尺寸⑥其它：模具
的固定方式、顶出方式、料筒喷嘴和定位孔尺寸等
注射机的使用与操作：成型前：a)检查机器的各运动部件（表面检查）b)检查运动部件
的润滑情 c)检查各紧固件是否有松动 d)检查加热准备 e)检查液压系统 f)打开冷却系
成型终：a)关闭料斗落料口（扦板）；b)注塑座退回，对空注射，排尽余料；c)采用点
动，模具合模（但不要锁模，肘杆处于弹性压缩）；d)切断加热电源，关闭液压系统、
总电源、冷却水道等。
注射机的操作：操作方式：点动，手动，半自动、全自动。注射成型机的操作：合模
（锁模）→注射→保压→预塑→开模→顶出
1） 注射座的操作选项：（注射机的动作过程）（1）固定加料：在工作循环中，
模具与喷嘴始终相接触。特点：i)循环周期短，生产效率高；ii)防流涎；iii)易堵塞
(有冷料)。应用：加工温度范围较宽的一般塑料（PE、PS、ABS）。（2）加料退回：在
工作循环中，预塑完成后喷嘴退回；特点：i）塑化时防流涎；ii)冷料少，防喷嘴堵
塞；iii)生产效率低应用：采用直通式喷嘴或塑化背压较高的场合。
（3）退回加料：在工作循环中喷嘴退回后再进行塑化。特点：i)防冷料；ii）观察塑
化情况；iii)易流涎。应用：加工温度范围较窄的结晶型塑料或实验。对如流
塑化装置的调整：1）注射量的调节：2）塑化温度的调节：3）喷嘴温度的调节：
4）注射压力的调节：
合模装置的调节：1.锁模力的调节：2）开模行程及其运动速度的调节 3）顶出力与顶
出行程的调节 4）模具的安装：5）运动部件的润滑
注射机的液压、电气装置的调节：1）工作压力的调节：（a)注射压力 b)保压压力 c)背
压 d)锁模力；2）系统压力的调节：3）油液与油温：4）电气元件
多色注射机：1.双混色注射机：结构：有两个料筒，共用一个喷嘴、一副模具。料筒的
注射量、先后顺序可调。适合：成型具有自然过渡色彩的双混色塑件。
2.双清色注射机：结构：有两个独立的喷嘴与料筒，两幅模具（动模相同，定模不
同）。适合；成型没有过渡色彩的，有明显界限的双色塑件。
3三色注射机：三个料筒，一副模具。成型三层塑件
第六章压铸机
压铸材料与要求：要求：1）流动性好、填充能力强；2）收缩性小，尺寸精度高；3）
有一定的高温强度，顶出不变形；4）抗腐蚀性，成形时不粘模（互相合金化）。
压铸成形特点：1）工件尺寸精度和表面质量高；2）工件组织致密，强度、硬度高；
3）采用镶铸工艺，简化装配和制造工艺（双金属）；4）生产效率高、机械自动化；
5）工件易产生气孔、缩松，不能进行热处理；6）模具结构复杂、设备投资大
按熔炼炉的位置：热压室压铸机和冷压室压铸机
压射装置和合模装置的位置：卧式压铸机/立式压铸机/全立式压铸机
热压室压铸机：（压室浸在熔炉坩埚中）合模→冲头下压→鹅颈管、喷嘴→型腔→填充
→冲头上升（进料），冷却、定型→开模取件。
成形特点：a）自动加料、生产过程自动化、效率高；b）从液面下进料、杂质少、铸件
质量高；c）压射后无余料、材料利用率高；d）压室寿命低（热疲劳），侵蚀后影响合
金成分（不纯）；e）只适合生产熔点较低（Zn、Mg、Pb等）、小型压铸件。
立式冷压室压铸机:工作原理：合模→反压冲头上升（封闭浇道）→人工加料→压射冲
头、反压冲头下行→填充、保压→压射冲头、反射冲头上升、切断浇口、顶出余料→开
模取件
成形特点：a）压室中空气杂质不进入型腔（余料）、铸件质量好；b）模具型腔可沿中
心对称布置，便于开设中心浇口；c）机身的占地面积小（直立）；d）浇口大、金属余
料多、材料利用率较低；e）压射方向与主流道垂直、压力损失大；f）压室中余料需切
除，机构复杂。适合：成形带有中心浇口的铸件。
卧式冷压室压铸机：工作原理：合模→人工加料→压射、填充→冷却定型→开模取件
成形特点：a)压室结构简单，操作方便；b)压力损失小（压射方向与主流道同向：流程
短、无转折），铸件密度高、力学性能好。c)压射缸水平布置，维修方便，适合大型设
备；d)压室内金属液与空气接触氧化、包含有气体、铸件质量差；e)不便于设中心浇
口。（只能设边浇口）适合：成形带侧浇口的、高熔点的（Al合金、Cu合金）大中型
铸件。（3600T、60kg）
全立式冷压式压铸机:结构特点：压射装置和合模装置均呈垂直分布，总体结构类似于
四柱式液压机。根据压射冲头的运动方向不同分为上压式和下压式两种。
上压式工作原理：开模、人工加料→合模、压射冲头上升、填充保压→冷却定型开模、
压射冲头上升顶出余料→脱模取件、压射冲头复位。
下压式工作原理：合模、反压冲头上升、加料→压射和反压冲头下行、填充保压→冷却
定型、压射冲头复位、开模→顶出机构和反压冲头顶出铸件和余料。
成形特点：a)模具水平安装，便于安放嵌件；b)金属液进入型腔流程短，转折少，压力
和热量损失少，有利于填充；c)压射装置和合模装置垂直安装，占地面积小；d)取件困
难（需人工、机械等），不易实现自动化；e)设备重心高，稳定性差，维修困难；适
合：成形带嵌件的铸件。
压铸机的本体结构:结构组成：合模机构、压射机构、机座、动力系统、液压与电气控
制系统、辅助熔炉装置。
压射装置:1、作用：填充与保压。1）高速填充；2）使金属液在高压下结晶、凝固。
2、要求：三级压射：第一级压射：（低速压射）i)防止金属液从加料口溢出；ii)有利
于排气。第二级压射：（高速压射）速度快，压力和温度损失小，填充能力强。
第三级压射：（增压压射）填充完后，高压保压，进行补料、补缩，铸件密度高
型式：1）增压缸有背压压射装置：由普通油缸和增压缸组成。
第一级：压力油→单向阀→后腔→缓冲杆→压射缸。特点：压力油流量小、速度慢.
第二级：（压射冲头过了加料口，要求压力不变、高速压射）缓冲杆脱开分油器→压力
油→分油器四周→压射缸。特点：流量大、速度快（高速压射）。
第三级：（填充完成）压射活塞停止前进→后腔压力升高→单向阀关闭→增压活塞移动
（克服背压）→实现增压压射。
2）增压缸无背压的压射装置：结构特点：采用分罐式压射增压结构. 快速蓄能器：
与压射缸相连，保证高速压射。增压蓄能器：与增压缸相连，实现高压压射。
工作原理：第一级压射：系统压力油直接进入压射油缸. 流量小，压力小，实现慢速
压射。第二级压射：压射冲头闭合加料口→随动杆压合行程开关→电磁换向阀→打开快
速蓄能器：压射缸中 p不变，流量加大，速度增加，实现快速压射。
第三级：填充后，压射缸压力升高→启动压力冲击阀→打开增压蓄能缸→推动增压活
塞，实现增压压射。
工作特性：1）、压射速度高、升压时间短、反应速度快；2）、反应与升压时间可单独
调节；3）、压力稳定，不受压射速度的影响；4）、增压压力调节方便；（减压阀）
5）、压射与增压分开、互不打扰。应用：该压射装置的压铸工艺参数调整范围大，成
形时，可以选择最佳的压铸工艺。
合模装置:1、作用：i)成形前，模具的安装与固定；ii)完成模具的开、合模动作；iii)
成形时，完成锁模；ⅳ）成形后，顶出铸件。2、类型：1）全液压式：（增压缸）结构
简单、操作方便、但工作周期长、速度慢，主要用于中、小型压铸机。2）液压——机
械式：采用肘杆机构增力，减少油缸直径，主要用于大、中型压铸机。
液压系统:作用：提供开合模运动、成形锁模、压射填充所需的动力，驱动这些机构的
运动。
类型：（保压高压）i)蓄能器+普通液压泵。ii）双联叶片泵：高压泵：压射、锁模。
低压泵：开、合模动作。
电气控制系统:作用：对压铸机的动作、工艺参数进行调节与控制。
工作与控制方式：手动：1）合模：双手同时按下合模开关；2)开模：点一下，完成开
模，中途可暂停与继续；3）其余：（抽芯、顶出与退回、压射）自动操作：自动周期
循环（双手按”合模”）
气压注料装置：1）真空式 2）低压式
取料机械手：1）潜水鸭式 2）直线滑道式 3）转臂式 4）底部填充式：
电磁泵:流速、流量精密调节，要采用耐高温材料，成本高。
压铸机的主要技术参数与选用:选择设备类型：根据铸件形状、成型要求、工艺特点选
择合适的压铸面类型。（热压式、冷压式、卧式、立式、全立式等）1、合模力 2、压
射力 3、压射比压 4、压室容量（kg）(压室直径、合金种类)5、合模部分尺寸：6、工
作循环次数（次/小时）：
校核：1）压室容量的校核：2）开模行程校核 3）模具的装模高度校核：
4、模具的外形尺寸 5）铸件的顶出 6）模具的固定、浇口套与喷嘴、模具与压室
新型压铸工艺装备：半固态压铸成形 1、工艺特点：1）半固态压铸成形：当金属熔体
凝固时进行搅拌，在一定的冷却条件下获得 50％以上固体组成的金属熔料，然后对其
进行压铸的方法。2）压铸方法：流变压铸法：将半固态的金属熔料直接加入压室进行
压铸成形；搅溶压铸法：将半固态金属熔料制成一定大小的锭料，压铸前重新加热到半
固态温度，然后进行压铸。3）工艺特性：（1）压铸温度低，有利于延长模具寿命；
（2）半固态熔料粘度大，充型时无涡流，平稳，不卷入空气，压铸质量好；（3）熔料
输送方便，便于实现自动化机械化。
真空压铸成形：真空压铸：用真空泵把模具中空气抽出，然后注入金属液进行压铸的工
艺方法。1、工艺特性：1）消除了铸件内的气孔、气泡，提高了硬度、质量，可进行热
处理；2）改善了金属液的填充能力，可成型薄壁、复杂的铸件；3）减少了填充时模腔
内的反压力，可降低压射比压，扩大设备的使用范围；4）密封难，结构复杂，而且真
空系统投资大。真空压铸设备：1）利用真空罩密封压铸模：工作原理：加料→一级压
射（低速）→封住加料→抽真空→二级压射（快速）→三级（保压）→开阀开模取件特
点：每次抽气量大；抽真空系统要求高；模具的体积要小。
2）模腔直接抽气：（从模具的排气槽抽气）工作原理：加料→第一级→密封加料口→
抽真空→关闭排气槽（防止溢料）→第二级→第三级→开模取件特点：抽气量小，容易
实现快速填充，但对分型面密封要求高
3）新型真空抽气：（1）加料→第一级→封住加料口→抽真空。（移动阀芯不动，模腔
与压室相通）（2）第二级压射：移动阀芯受压，克服缓冲阻力，移至与分型面平齐→
切断抽气口→进行填充、保压→开模、取件。特点：真空度高（以下），铸件
质量高
充氧压铸:1、原理：1）充型前，将干燥的氧气充入压室和模腔中，排走空气；
2）填充过程中，有色金属液体与氧气发生化学反应，形成均匀分布的氧化物颗粒，同
时减少或消除氧化 2、作用：1）减少气孔、气泡，提高致密 2）铸件可进行热处理。
精速密压铸：是紧密、快速、密实压铸的简称，采用两个套在一起的内外压射冲头进行
压射，又称套筒双冲头压铸法。工作原理：第一级：低速压射；第二级：快速填充；第
三级：模腔充满后，外壁凝固；内压冲头压射，进行补料压实。（铸件已经凝固，胀模
力不变，飞边减少.工艺特性：1）充模平稳，不易形成涡流、喷溅、气泡少，铸件质量
高；2）内浇口应造在铸件厚壁处，且浇口厚度较大，以利不缩压实；3）浇注系统与铸
件不易分离，需切割设备；4）适宜于中、大型压铸机上生产厚壁大
第七章其它成形设备
螺旋压力机、锻锤、剪板机、折弯机、高速压力机等
螺旋压力机:1、工作原理：利用螺旋副带动滑块上下移动。飞轮→螺杆→螺旋副→滑块
下行→动能→变形功。2、工作特性 1）工艺适应性好：一方面，有一个闭式机身承受
变形抗力（封闭力系），滑块导向精度高；另一方面，没有固定的下死点，允许超载，
可实现小设备干大活。（可代替曲柄压力机和锻锤）2）滑块位移无固定的极限位置，
机架和模具的变形不影响合模，锻件在垂直方向上的尺寸精度高。3）结构简单，制造
成本低，投资小。4）操作简单，灵活，装模时不需调节封闭高度。
5)滑块行程次数低，传动时打滑，工作效率低。
按驱动原理可分为：惯性螺旋压力机和高能螺旋压力机。其中惯性螺旋压力机有：
1) 摩擦压力机：电机→摩擦盘→飞轮,J53—400：双盘摩擦螺旋压力机，公称压力为
4000KN。2）电动螺旋压力机：电机→飞轮,J58—400：电动螺旋压力机，公称压力
为 4000KN。3）液压螺旋压力机：液压马达→飞轮 J57—400：液压螺旋压力机，公
称压力为 4000KN.
摩擦螺旋压力机：1,典型结构 1）传动部分：大、小皮带轮，磨擦盘，传动轴（横轴）
等。作用：把电动机的运动传给飞轮（工作部分）2）运动部分：飞轮、螺旋副（螺杆
与螺母）、滑块等。作用：把螺旋运动转化为滑块的直线运动，满足工艺需要。3）操
纵系统：手把、拔叉、传动杆等。作用；控制传动轴和摩擦盘的左右移动→飞轮的转动
方向→滑块的上、下运动→实现开模和合模。4）机身：其作用是支撑和安装其它部
件，承受工作时的打击力。5）附属装备：制动器、缓冲器、顶出缸、电气装备等
2,工作原理：启动电机，通过三角皮带直接带动传动轴和左右摩擦盘转动，此时
设滑块在上死点，通过操纵机构（压下手柄）和拔叉使传动轴右移，这时，左摩擦盘压
紧飞轮，借两轮制件的摩擦力使飞轮同样做顺时针方向转动（俯视），通过螺旋副使滑
块向下运动，实现工作行程。抬起手把，传动轴左移，右摩擦盘压紧飞轮，飞轮逆时钟
方向转动，滑块上行，实现开模行程。
电动螺旋压力机:是利用可逆式电动机不断做正、反方向的换向转动，带动飞轮正反
转，使滑块作上下运动，按其传动特征可分为：电动机直接驱动式和电动机机械传动
式。1、电动机直接驱动式 1）结构：定子及线圈绕组固定在床身，飞轮的轮缘就是可
逆电机的转子，飞轮与螺杆作旋转运动；螺母固定在滑块上，通过螺旋付作上下运动
2）特点：结构简单，打击能量恒定，操作与维修方便，但采用非标准电机，成本高。
应用：多用于 10MN以下的中小型螺旋压力机.2、电动机械传动式：1）结构：由一台或
几台异步电动机通过齿轮传动带动飞轮转动。2）特点：采用标准电机，成本低，工作
中电机频繁换向、寿命低、对电网冲击大。应用：公称压力在 40MN以上的大型螺旋压
力机。
液压螺旋压力机:利用液压传动驱动飞轮转动积蓄能量，液压螺旋压力机可分为两大
类，液压马达式液压螺旋压力机和缸推式液压螺旋压力机。1、液压马达式 1）液压马
达→齿轮传动→飞轮。2）特点：标准油马达驱动，成本低，传动效率高，适合大型螺
旋压力机（40～140MN）。2、缸推式 1）结构：（1）活塞、副螺杆、飞轮、主螺杆一
整体（刚性连接）（2）副螺杆、副螺母的螺旋副不自锁。（3）主螺杆与副螺杆导程相
同。2）工作原理：液压系统供给的高压油进入液压缸的上腔，推动活塞并带动副螺杆
下行，由于副螺母固定在液压缸支座上不能转动和移动，使得副螺杆作向下螺旋运动，
副螺杆与主螺杆由联轴器联接，于是副螺杆带动飞轮及主螺杆作同步向下螺旋运动，使
飞轮获得能量，然后滑块下行，打击成形。当高压油进入液压缸下腔时，推动活塞带动
副螺杆及主螺杆作向上螺旋运动，于是滑块提升回程。3）特点：结构简单、可靠，但
传动效率低，通过控制上下腔油阀关闭，可使滑块停在任意位置。
离合器式高能螺旋压力机:1结构：电动机、飞轮（单向）是一体；液压离合器、从动
摩擦盘及螺杆是一体。螺母固定在滑块上。滑块回程靠回程缸
2工作原理：主电动机通过皮带驱动飞轮，使它单向自由旋转，通过液压离合器推动与
螺杆连成一体的离合器从动盘与飞轮结合，带动螺杆做螺旋运动，通过固定连接在滑块
上的螺母，使滑块向下运动，进行锻打。飞轮的转速降低，释放能量。成型结束→液压
控制使液压离合器脱开→螺杆停止转动→飞轮恢复转速→滑块靠液压缸回程。
3特点：1）一次打击能量不是飞轮的全部能（△V=﹪）；2）滑块靠液压缸回程，
飞轮无正反转，效率高；3）无正反转，飞轮惯性大，打击能量高。
常用的锻造成形设备有：锻锤、热模锻压力机、液压机、螺旋压力机 1、工作原理：利
用压缩空气、蒸汽或液压等传动机构使工作部分（落下部分）快速下落，在下落的过程
中积蓄能量（动能），加到锻件上使之产生塑性变形。2、工作特性：1）结构简单、制
造容易（机械传动）；2）设备投资少（仅为热模锻压力机的 1/3～1/5）；3）模具安
装简单（无下死点）；4）可用小设备干大活，多膛模锻，加工范围大（允许超载）工
艺万能性强；5）震动大（开放力系）噪音大，基础大，不易实现自动化。
3、锻锤的分类：1）按工艺用途：自由锻锤、模锻锤、板料冲压锤；2）按打击特性：
有砧座锤，对击锤；按驱动形式：空气压力机、蒸汽-空气压力机、蒸汽-空气对击锤、
液压锤、机械锤。
空气锤：用压缩空气作为介质，它来自设备本身的压缩机。
1,结构组成 a.工作部分：落下部分（工作活室，锤杆，上砧板）和砧座。作用：完成
成形过程。b.动力传动部分：电机、皮带轮、齿轮、曲柄连杆机构、压缩活塞。作用：
提供动力与减速。c.配气操纵部分：空气分配阀、操纵手柄、气道等。作用：对锤头运
动进行控制。d.机身部分：床身、底座。作用：支撑，固定，联接作用。
2工作原理：电动机→减速机构→曲柄连杆机构→压缩活塞上下运动→压缩空气→旋转
气阀→工作缸→驱动落下部分上下运动进行锻打或回程。工作循环：为了完成不同的锻
造工序，可提供：空行程、悬空、压紧、打击（通过气阀配气来实现）。a.空行程：通
过操纵机构是工作缸，压缩缸上下腔都与大气相通，锤头在自重的作用下落在砧座上不
动。应用：锻造完成 b.悬空：两缸上腔都与大气相通，压缩缸下腔气体进入工作缸下
腔，把锤头托起，并悬在行程的顶端。应用：放置工具或者锻件。c.压紧：压缩缸上腔
及工作缸的下腔与大气相通，压缩缸下腔的气体进入工作缸的上腔。锤头在落下部分的
自重和工作缸上腔的气体压力下压紧工件。作用：对工件进行弯曲、扭转等操作。
蒸汽-空气锤：利用来自于锅炉的蒸汽（）或空压站的压缩空气（-
）经气阀进入工作缸的上下腔，驱动活动部分进行打击和回程。1）蒸汽-空气锤
自由锻锤①单柱式蒸汽-空气锤：三面操纵、测量方便，但锤身刚性差，不适重大吨
位。1吨以下的锻锤，加工长轴类零件。②双柱式蒸汽-空气锤：锤身有两个立柱组成
拱形框架，锤身刚度较高，适用最广。用于 1-5吨的锻锤。但只能作前后操作。③桥式
空气锤：由两个立柱与横梁（焊接、铆接）连接成桥形锤架，跨度大，可四面操作。适
合：加工轮廓尺寸较大的工件，3t、5t。
蒸汽—空气模锻锤：工作原理与自由锻锤相同（空气，蒸汽）. 工作 特点：①立柱直
接安放在砧座上，形成一个封闭框架，提高刚度。②为减少振动，提高打击刚性，砧座
重量为落下部分的 20~30倍。③立柱设有可调间隙的导轨，提高锤头的导向精度。④为
操作协调，采用脚踏板操纵。⑤以摆动循环代替悬空，便于辅助操作。如：翻料、去氧
化皮等。应用：模锻。
对击模锻锤：用活动的下锤头代替砧座，工作是下锤头通过联动机构向上运动，形成对
击。（无砧座锤）工作特点;1）不需要很大的砧座，机身总重减少。2）安装方便，基
础小。仅为有砧座的 1/3~1/）工作时振动小，厂房造价低。对其他设备影响小。
4）下锤头运动，工艺操作不方便。5）下锤头运动精度低，只适合单腔模锻，生产效率
低。应用：生产宇航，军工等大型板件的中小批量生产。
液气锤及高速锤:1）工作原理:蓄能：电机启动→油缸进油→锤头上升→气体压缩→积
蓄能量。工作：打开排油阀泄油→锤头在自重、气体膨胀压力下→快速下行，进行打
击。回程：来自油泵、蓄能器的高压油→液压缸→锤头上升，气体压缩，积蓄能量。
2）特点：①工作循环中不排气，无需蒸汽，压缩空气为动力；②采用气体储存、释放
能量，节能高效；③工作原理与蒸汽锤相似，可实现模锻。
锤锻的及主要技术参数:1．落下部分的重量 2．最大打击能量 3.锤头最大行程：操作空
间。4.模具的最小闭合高度。5.每分钟打击次数
剪板机:、工作原理：下刀片不动，上刀片向下运动，产生一对剪应力，使材料沿刃口
分离。2、分类:1）按剪切过程的特性（刃口运动）：闸式：上刀片在垂直平面内上、
下运动。前倾式：上刀片在倾斜平面内上、下运动。摆动式：上刀片沿面摆动。可切斜
边。2）按剪切刃口的形状：（1）平刃剪切机：断面质量好、变形小、但变形抗力大。
用于中小型设备。（2）斜刃剪板机：不同时剪切、变形抗力小，但切面质量差，用于
大中型设备。(3）圆弧刀剪切机：圆盘刃口，用于卷料剪切。3）按传动形式：a）机械
式传动：（曲柄压力机）简单、效率高、振动、冲击大 b）液压摆动式传动：平稳、防
超载、效率低 4）按工艺用途来分：板材剪板机、型材剪板机、多用途剪板机。剪板机
的结构 1、床身 2、传动系统(电机→齿轮传动→偏心齿轮→连杆→上刀片。液压缸→摆
动机构→上刀片。)3、刀架
板料折弯机:采用曲柄连杆机构特点：1）滑块与工作台的平行精度高，能承受偏载。
2）行程和速度不可调。3）压力不能控制，设备在滑块行程周期中大部分时间达不到额
定压力。4）操作难度大，运行前要调整封闭高度 5）机器的结构难以实现自动化、数
控化应用：中小件的折弯。液压板料折弯机：液压缸驱动→滑块特点：1）具有过载保
护，不会损坏模具和机器。2）行程、压力、速度调节简单方便，易实现数控。3）在行
程的任何一点都能获得额定压力。4）可变速，能快速趋近、慢速折弯，转换点可调。
5）运行速度低，成本高。应用：最广。气动折弯机：用压缩空气为动力高速压力机:的
特点:1、高精度：静态精度：设备的制造精度。动态精度：滑块
相对于工作台在纵向、横向、垂直方向的位移。2、滑块行程次数高：3000次/分。3、
高刚度：连杆数目：单、双、四点；床身：开式、闭式、四柱式。应用最广：闭式双
点。4、运动件的摩擦系数小。5、振动、噪声小：回转部件、往复运动部件处于动平衡
状态，6、制动性能好 7、检测和控制系统完备：PLC控制、CNC控制。8、辅助机械配
备齐全。
