2.4.1 曲柄压力机
曲柄压力机虽然机身结构形状和吨位大小有很大差别，但是都由传动系统、工作机构和机身3个基本部分组成。
传动系统由电机、皮带轮、皮带、齿轮、传动轴等组成。它的作用是将电机的能量和运动传递给工作机构。为了控制压力机的工作，传动系统中装有离合器和制动器。
工作机构主要由曲柄、连杆和滑块等组成。它的作用是将曲柄的旋转运动变为滑块的往复运动，实现曲柄压力机的动作要求。
机身把压力机所有部分联结成一个整体，传动系统和工作机构都安装在机身上。
除此之外，为了保护人身和机器的安全，还有人身安全装置和过载保护装置。为了满足工艺要求，一些压力机还设有顶出和压边用的装置。
通用压力机按机身形式可分为开式和闭式两种。开式压力机床身的前面、左面和右面3个方向都是敞开的，操作和安装模具都很方便，也便于自动送料。但是由于床身呈C形，刚度较差。当冲压力大时，床身易变形，影响模具寿命和制件精度。因此只适用于中、小型压力机，一般在1000 kN以下。图2-1是J23普通型开式可倾压力机。闭式压力机床身两侧封闭，只能前后送料，操作不如开式压力机方便，但是床身刚度大，能承受较大的压力，适用于精度要求高的轻型压力机和一般要求的大、中型压力机。图2-2是JC31闭式单点单动机械压力机。
图2-1 J23普通型开式可倾压力机
图2-2 JC31闭式单点单动机械压力机
图2-3是曲柄压力机传动系统示意图，其工作原理为：电机1驱动皮带轮2，通过齿轮3、齿轮4和离合器5使曲轴旋转，通过连杆6带动滑块上下运动。曲柄压力机滑块行程为曲柄长度的2倍。生产所需要模具的上半部分就装在滑块下面，而下半部分装在工作台上。滑块的往复运动完成冲压生产所需要的操作。
图2-3 曲柄压力机传动系统示意图
人们所设计的模具都是要装在一定的设备上来执行生产任务的，因此在进行模具设计之前，必须十分清楚模具将在什么设备上进行工作，因为不同的设备模具的安装方式各异。由于曲柄压力机是最常见的冲压设备，因此本节仅介绍该类设备的选用。
压力机的选用应该根据冲压工序的性质、生产批量的大小、模具的外形尺寸以及现有设备等情况进行选择。压力机的选用包括选择压力机类型和压力机规格两项内容。
（1）压力机类型的选择。
[1]中、小型冲压件，选用开式机械压力机。
[2]大、中型冲压件，选用双柱闭式机械压力机。
[3]大量生产的冲压件，选用高速压力机或多工位自动压力机。
[4]薄板冲裁、精密冲裁，选用刚度高的精密压力机。
[5]大型、形状复杂的拉深件，选用双动或三动压力机。
（2）压力机规格的选择。
[1]公称压力。曲柄压力机的公称压力是滑块离开下死点前某一距离或曲柄旋转到下死点前某一个特定角度（此角度称为公称压力角）时，滑块上所容许的最大作用力。滑块上的作用力随曲柄旋转的角度（即压力机滑块的行程）而变化，滑块在下死点处的作用力为无穷大，但作用时间相当短，因此压力机的主要零部件均按照公称压力来进行强度设计，由此也就确定了压力机的许用压力曲线（图2-4中曲线1）。
图2-4 压力机的许用压力曲线
冲压生产中所需冲压力的大小也是随凸模（即压力机滑块）的行程而变化的。在图2-4中，曲线2和曲线3分别表示冲裁和拉深的实际冲压力曲线。从图中可以看出3种压力曲线不同步。在冲压过程中，凸模在整个行程的任何位置所需的冲压力均应小于压力机在该位置所提供的冲压力。图2-4中的曲线3，最大拉深力虽然小于压力机的最大公称压力，但拉深冲压力曲线不全在压力机许用压力曲线范围内。故应选用比图中曲线1所示压力更大吨位的压力机。因此为保证冲压力足够，一般冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%～100%。
[2]滑块行程。滑块行程长度是指曲柄旋转一周滑块所移动的距离，其值为曲柄半径的两倍。选择压力机时，滑块行程长度应保证毛坯能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。特别是拉深件和弯曲件应使滑块行程长度大于制件高度的2.5～3.0倍。
[3]行程次数。行程次数即滑块每分钟打击次数，应根据材料的变形要求和生产率来考虑。
[4]工作台面尺寸。工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出60～100 mm，以便于安装固定模具用的螺栓、垫铁和压板。当制件或废料需下落时，工作台面孔尺寸必须大于下落件的尺寸。对有弹性顶出装置的模具，工作台面孔尺寸还应大于下弹顶装置的外形尺寸。
[5]滑块模柄孔尺寸。模柄孔直径要与模柄直径相符，模柄孔的深度应大于模柄的长度。
[6]闭合高度。压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。
压力机的闭合高度可通过连杆丝杠在一定范围内调节。当连杆调至最短，且滑块位于下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最大闭合高度；当连杆调至最长，滑块处于下死点，滑块底面至工作台上平面之间的距离，为压力机的最小闭合高度。
压力机的装模高度指压力机的闭合高度去掉垫板厚度后的高度。没有垫板的压力机，其装模高度就等于压力机的闭合高度。
模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。
模具闭合高度（mm）与压力机装模高度（mm）的关系，如图2-5所示。也可用公式表达：
由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修模后，模具的闭合高度可能会减小。因此一般模具的闭合高度接近压力机的最大装模高度。
图2-5 模具闭合高度与压力机装模高度的关系
所以在实际生产中选
[7]电动机功率的选择。必须保证压力机的电动机功率大于冲压时所需要的功率。常用曲柄压力机的技术参数如表2-4、表2-5和表2-6所示。
表2-4 开式固定台压力机参数
表2-5 JC31闭式单点单动机械压力机技术参数
