滑块与导轨的作用和结构优化

滑块的作用是用来安装上模和精确导向。它与螺杆呈活动连接。滑块内部结构如图4-5-9所示。它与老式滑块结构不同之处在于：与螺杆下端相连的圆螺母分成法兰螺母5和承力块7两个零件，前者通过滚动推力轴承4支承滑块的重量，并在滑块空程上下时起作用，后者承担锻击功能，支承块7下面装有踵片8，两者销子相对固定。由于把支承和锻击职能分开，就避免圆螺母因锻击使螺母的螺纹“咬死”而无法将它由螺杆上拆下的缺点。推力轴承9和推力轴承座10由圆销与滑块本体1相对固定和定位。锻击力是通过踵片8和推力轴承9传递的，当滑块受偏心载荷时，允许下垫板轴线相对于球面支承的推力轴承座10的轴线摆动一定的角度，使螺杆不致承受过大的弯矩。

从结构发展的趋势来看，应注意如下方面：

（一）滑块的结构形式

模锻工艺的发展，要求进一步提高滑块的导向精度和承受偏心载荷的能力，提高滑块外形尺寸的高宽比是个有效措施。图4-5-9所示的U形滑块，因结构对称，通过滑块两边上端设置制动器并用拉杆前后相连，使滑块形成整体封闭框架结构，增大了滑块的刚度，其长宽比可达2左右，故被认为是用于精密模锻的大型螺旋压力机较理想的滑块结构形式。

图4-5-8 J53—3150型摩擦螺旋压力机

a）总装三维效果图 b）机身组装图

（二）滑块与螺杆的连接方式

哈森公司螺旋压力机螺杆和滑块连接结构如图4-5-10所示。在空心螺杆顶端，用拉杆6与滑块内支承块10连成一体。拉杆的预紧是由一套液压拉紧装置实现的。此预紧装置由支承环3、液压缸2和拉紧环1组成。用手动液压泵给液压缸内加压，液压缸的活塞下行。先是压紧环对飞轮5加压，飞轮与螺杆7是1∶20的锥度配合，当飞轮与螺杆压紧后，拉杆便伸长，对HSPRZ630型压力机，拉杆伸长到6mm，然后把拉紧螺母4旋紧，达到规定的预紧程度。拉紧后，即可将预紧装置卸除。

当全能量冷击时，螺杆在横梁以下部分受压缩，螺杆与拉杆共同缩短5mm，吊杆仍处于预紧状态。通过滚动推力轴承，使拉杆与支承块起滑块悬挂职能。中空螺杆虽然有难度较大的深孔加工要求，但有利于改善热处理性能，使螺杆内外组织和力学性能均匀一致，从而延长其使用寿命。

滑块体和主螺杆以一定的线速度撞击下模座，导致锻件的弹塑性碰撞后，使飞轮和主螺杆回弹，此时由于受到踵块压力作用滑块仍保持静止状态，致使主螺杆与滑块相撞，轴承受到很大的冲击力。由于设置了拉杆6，冲击力作用在刚度很小的拉杆上，因而可减小冲击力；由于设置了缓冲用的碟形弹簧组12，当滑块回程时，冲击力先通过弹簧作用在轴承和滑块体上。由此可见，拉杆6和碟形弹簧组12的采用，可以减小轴承所承受的冲击力^[21]，体现了这种结构形式的先进性。

（三）滑块内部传力支承结构的改进

我国现有产品，仍用球面支承结构。国外产品大多取消球面支承部分。图4-5-10b中的踵片11的中部有可存油的凹槽，在空程向下时，在件10和11之间有2～4mm的间隙，充满粘度高、承压能力强的润滑油，锻击瞬间，此润滑油来不及从支承块10和踵片11中挤出，形成了大于100MPa的静压支承，由于承压面之间形成液体润滑状态，则可减少能量消耗和受力零件的磨损，同时还可承受偏心载荷和简化了结构，其优点是显著的。

图4-5-9 新型J53—400摩擦压力机滑块(www.xing528.com)

1—滑块本体 2—调整螺母 3—压盖法兰 4—滚动推力轴承 5—法兰螺母 6—定位销 7—承力块 8—踵片 9—推力轴承 10—推力轴承座

图4-5-10 滑块螺杆连接的先进结构

a）螺杆顶端的连接和顶紧装置 b）滑块内部的连接结构 1—拉紧环 2—液压缸 3—支承环 4—拉紧螺母 5—飞轮 6—拉杆 7—螺杆 8—锁紧螺母 9—轴套 10—支承块 11—踵片 12—碟形弹簧组

（四）导轨形式

螺旋压力机工作时会有冲击转矩输出，同时，在进行热锻时由于热量使滑块膨胀，对导轨间隙产生影响，X形导轨因具有较长的力臂，又因导向面呈辐射状布置，滑块受热膨胀对导轨间隙影响甚微，故这种形式的导轨在螺旋压力机上得到广泛的应用。

美国国民（National）公司生产的电动螺旋压力机，导轨结构如图4-5-11所示。四根长导向板装在机身上，滑块上的导轨是青铜导板，固定楔铁装在立柱上，移动可动楔铁就可调节导轨间隙，导轨板旁有一盖板，防止灰尘和氧化皮进入导板。导向结构用油脂润滑。

图4-5-11 X形导轨结构图

1—机架底座 2—立柱 3—活动楔块 4—固定楔块 5—盖板 6—青铜衬垫

哈森公司的摩擦和液压螺旋压力机都采用如图4-5-12所示的导轨。立柱镶条和滑块镶条都采用渗氮钢，材料为34CrAl6，经调质和渗氮后硬度900HV，氮层深度为0.6mm。用专用的润滑油泵向导板之间注入高粘度的200号齿轮油，以保证良好的润滑状态。使用实践表明：导向装置采用两块高硬度渗氮钢板的摩擦副，并注入高粘度润滑油是螺旋压力机导轨设计的一种值得发展的结构形式。

图4-5-12 哈森公司的导轨结构

由图4-5-12可知，装在立柱上的导板呈三角形截面，这既保证了X形导向面的布置，又使立柱上导板固定面是与正面平行和垂直的直角边，这对立柱的加工和测量较辐射形斜面更为方便，改善了立柱的结构工艺性。