多速度機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)設(shè)計(jì)
多速度機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)設(shè)計(jì),多速度機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)設(shè)計(jì),速度,機(jī)械式,沖壓機(jī),設(shè)計(jì)
開(kāi)題報(bào)告
論
文
題
目:多速度機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)
院:
專(zhuān) 業(yè) 、班
級(jí):
學(xué)
生
姓
名:
指導(dǎo)教師(職稱(chēng)):
2016 年 12 月 25 日填
一、選題依據(jù)
1.論文(設(shè)計(jì))題目
多速度機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)設(shè)計(jì)2.研究領(lǐng)域
周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計(jì)曲柄滑塊壓力機(jī)設(shè)計(jì)
3.論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
沖壓模具作為模具的重要組成部,由于它操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動(dòng)化、
其制品一般不需要進(jìn)一步的機(jī)械加工、生產(chǎn)效率高、加工精度較好、壽命高,使它已
經(jīng)成為機(jī)械制造業(yè)中不可或缺的重要加工裝備。
而與沖壓模具相配合使用的便是沖壓機(jī)。沖壓機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、電子、
家電等工業(yè)領(lǐng)域,其中,作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的標(biāo)志之一的汽車(chē)工業(yè),被當(dāng)今
世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和新興工業(yè)國(guó)家列為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè),其發(fā)展主導(dǎo)了鍛壓技
術(shù)及裝備的發(fā)展,鍛壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步基本圍繞汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行。沖壓機(jī)可
以廣泛的用于落料、沖孔、切斷、拉伸等沖壓工藝,如果可以通過(guò)控制變速器或者電
機(jī)的轉(zhuǎn)速,根據(jù)不同的產(chǎn)品來(lái)調(diào)整不同的加工速度,適用不同的需要,從而提高生產(chǎn)
效率。
4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
21 世紀(jì)的制造業(yè),正從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)代,向著以信息為特征的技術(shù)時(shí)代邁進(jìn),即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟(jì)全球化和世界市場(chǎng)一體化加速發(fā)展,不斷加劇了制造商之間的競(jìng)爭(zhēng),提出了快速反應(yīng)市場(chǎng)的要求,與之相適應(yīng),制造業(yè)對(duì)柔性自動(dòng)化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強(qiáng)烈。同時(shí),微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展,為柔性自動(dòng)化提供了重要的技術(shù)支撐,工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動(dòng)化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
世界鍛壓工業(yè)的柔性自動(dòng)化發(fā)展不斷加快。沖壓設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、電子、家電等工業(yè)領(lǐng)域,其中,作為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的標(biāo)志之一的汽車(chē)工業(yè),被當(dāng)今世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和新興工業(yè)國(guó)家列為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè),其發(fā)展主導(dǎo)了鍛壓技術(shù)及裝備的發(fā)展,鍛壓技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步基本圍繞汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)促使汽車(chē)更新?lián)Q代的速度明顯加快,產(chǎn)品的市場(chǎng)壽命周期進(jìn)一步縮短;與此同時(shí),汽車(chē)變型品種日益增多,現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)日益呈現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?;?、車(chē)型個(gè)性化,車(chē)型批量小、車(chē)型變化快、多車(chē)型共線生產(chǎn)、車(chē)身覆蓋件大型化一體化的特征。傳統(tǒng)的加工單一品種的剛性生產(chǎn)線顯然已不適應(yīng)這種特征和市場(chǎng)形勢(shì)發(fā)展的要求,其升級(jí)換代產(chǎn)品具有高柔性和高效率的自動(dòng)化鍛壓設(shè)備,成為世界沖壓技術(shù)及裝備發(fā)展的主要潮流。
近二十年來(lái),世界各國(guó)在鍛造操作機(jī)與鍛造液壓機(jī)聯(lián)動(dòng)機(jī)組,大型模鍛液壓機(jī),擠壓機(jī)等各種液壓機(jī)方面又有了許多新的發(fā)展,自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制的新技術(shù)在液壓機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用,機(jī)械化和自動(dòng)化程度有了很大的提高。目前壓力機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)如下:
(1)高速化復(fù)合化相結(jié)合,提高加工效率。提高生產(chǎn)率是永恒的追求目標(biāo),各鍛壓廠家均致力于鍛壓機(jī)械的高速化研究,各鍛壓廠家均致力于鍛壓機(jī)械的高速化研究,在數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)上,主要采用伺服控制的液壓主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)提高壓機(jī)的行程次數(shù)。 在追求高速化加工的同時(shí),還必須盡可能縮短生產(chǎn)輔助時(shí)間,以取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。在數(shù)控壓機(jī)上配備伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三坐標(biāo)上下料裝置,可使沖壓中心實(shí)現(xiàn)高效板材加工。將幾種工藝或幾個(gè)工序復(fù)合在一臺(tái)機(jī)床上完成,是當(dāng)前各類(lèi)機(jī)床大幅壓縮生產(chǎn)輔助時(shí)間,提高生產(chǎn)率的重要技術(shù)途徑,在鍛壓機(jī)械上也得到了成功應(yīng)用,效果十分顯著。如:德國(guó)、美國(guó)、日本已相繼開(kāi)發(fā)出激光一步?jīng)_復(fù)合機(jī),將模具沖切與激光切割有機(jī)地結(jié)合起來(lái),工件一次上料即可完成沖孔、沖切、翻邊、淺拉伸、切割等多道工序,最大限度地節(jié)省了輔助時(shí)間,特別適合孔型多而復(fù)雜的面板類(lèi)工件的加工及多品種小批量板料加工。
(2)鍛壓設(shè)備控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。鍛壓產(chǎn)品面臨的重要挑戰(zhàn)之一,是如何更具柔性,以適應(yīng)“及時(shí)生產(chǎn)”的要求。壓力機(jī)用戶要求設(shè)備的所有控制功能集成化,從而實(shí)現(xiàn)全套模具的菜單化管理,主要包括滑塊行程調(diào)整、平衡器氣壓的調(diào)整、氣墊行程調(diào)整,以及自動(dòng)化控制系統(tǒng)等各個(gè)環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)定。壓力機(jī)控制系統(tǒng)的集成化,可通過(guò)單一操作接口實(shí)現(xiàn)所有壓機(jī)和模具的各項(xiàng)控制功能,包括故障診斷、模具菜單配置、可編程限位開(kāi)關(guān)和模具監(jiān)控的調(diào)整等,并使設(shè)備的維修保養(yǎng)更加方便,而且明顯增加壓力機(jī)的有效工作時(shí)間。
(3)注重環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今世界性的潮流。許多國(guó)外鍛壓設(shè)備愈來(lái)愈重視環(huán)保問(wèn)題,如在數(shù)控轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)上,工作臺(tái)普遍采用柔性的尼龍刷支撐代替?zhèn)鹘y(tǒng)的滾珠支撐,以減少噪聲污染;變速壓機(jī)實(shí)現(xiàn)快速下降,慢速?zèng)_裁工件,快速回程,使振動(dòng)和噪聲大大降低。
二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計(jì)
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路)
主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(周轉(zhuǎn)輪系)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(曲柄滑塊機(jī)構(gòu))
輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)(送料、工作臺(tái))3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果
(1)一套完整的沖壓機(jī)的裝配圖及零件圖
(2)一份沖壓機(jī)和輪系的說(shuō)明書(shū)(3)一篇外文文獻(xiàn)翻譯
三、論文(設(shè)計(jì))工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù))
(1)根據(jù)給定的要求設(shè)計(jì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和周轉(zhuǎn)輪系;設(shè)計(jì)要求包括;公稱(chēng)壓力( Fg = 2000KN )、公稱(chēng)壓力行程( SP = 6mm )、最
大裝模高度( H = 450mm )、裝模高度調(diào)整量( DH = 110mm )、滑塊行程( S = 180mm )、滑塊行程次數(shù) ( n = 40次/ min ) 、工作臺(tái)尺寸 ( L * D = 1500 *800mm )、滑塊底面尺寸( L1 * D1 = 880 * 650 )、工作臺(tái)板厚度 ( L = 180mm )、滑塊中心至機(jī)身距離( c = 430mm )
(2)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算壓力機(jī)的其他零件(曲軸、連桿、滑塊)尺寸并校核;曲軸:45 鋼鍛造,調(diào)制處理連桿:連桿蓋、連桿、鎖緊螺母、調(diào)節(jié)螺桿(這種結(jié)構(gòu)可以控制裝模高度)
滑塊:灰鑄鐵鑄造,具有外伸導(dǎo)軌的框架滑塊體。(3)設(shè)計(jì)沖壓機(jī)身。
開(kāi)式?jīng)_壓機(jī)。2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃
第 1-4 周,查找文獻(xiàn)資料,完成文獻(xiàn)綜述,編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告;
第 5-7 周,完成整體方案的選擇,設(shè)計(jì)沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇;
第 8-11 周,底座部分的結(jié)構(gòu)、沖壓部分結(jié)構(gòu)、送料部分的結(jié)構(gòu)、多速度控制部
分和齒輪系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);
第 12-14 周,完成裝配圖、零件圖的繪制;
第 15 周,完成說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě);
第 16 周,打印材料,準(zhǔn)備答辯。
四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附:文獻(xiàn)綜述或報(bào)告
壓力機(jī)作為壓力成形裝備廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,是裝備制造業(yè)的重要組成部分。壓力機(jī)的性能已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家科技水平、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志
一、壓力機(jī)主要由主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要作用是將沖壓機(jī)所需的能量從電動(dòng)機(jī)傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu),常見(jiàn)的傳動(dòng)方式有機(jī)械傳動(dòng)與液壓傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)主要包括齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、渦輪傳動(dòng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要作用是帶動(dòng)滑塊做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),完成整個(gè)沖壓過(guò)程,常見(jiàn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。輔助機(jī)構(gòu)是提高壓力機(jī)工作的可靠性以及工藝性,常見(jiàn)的輔助機(jī)構(gòu)包括模具保護(hù)裝置、自動(dòng)送料裝置、廢料切斷裝置和位移檢測(cè)裝置等等。
二、沖壓機(jī)械可根據(jù)滑塊的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為曲柄式?jīng)_床、無(wú)曲柄沖床、肘節(jié)式?jīng)_床、摩擦式?jīng)_床、螺旋式?jīng)_床、齒條式?jīng)_床、連桿式?jīng)_床和凸輪式?jīng)_床。在這 8 中滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中,現(xiàn)在使用曲柄式機(jī)構(gòu)和無(wú)曲柄式機(jī)構(gòu)較多。其中中小型機(jī)械經(jīng)常使用曲柄式機(jī)構(gòu),而中大型機(jī)械則常使用無(wú)曲柄式機(jī)構(gòu)。曲柄式機(jī)構(gòu)與無(wú)曲柄的運(yùn)動(dòng)曲線完全相同。目前工業(yè)因中小型機(jī)械占絕對(duì)多數(shù),所以使用曲柄式的結(jié)構(gòu)比無(wú)曲柄式機(jī)構(gòu)多,然后式肘節(jié)式機(jī)構(gòu)。肘節(jié)式的特點(diǎn)為,滑塊接近于下死點(diǎn)時(shí),速度比較緩慢,增多了下死點(diǎn)附近的時(shí)間,適用于引伸加工和冷鍛加工;摩擦式?jīng)_床是由工人用手控制沖程的長(zhǎng)度和作用力的強(qiáng)度,適用于高溫鍛造、壓平工作,和壓碎加工類(lèi)沖擊高的場(chǎng)合;螺旋式?jīng)_床與齒條式?jīng)_床目前市場(chǎng)上很少,也僅限于極小型沖床。連桿式?jīng)_床在沒(méi)有循環(huán)的非加工時(shí)間中,滑塊的速度較快,而在加工時(shí)間內(nèi)十分緩慢,是專(zhuān)門(mén)適用深引伸加工和擠壓加工的工作環(huán)境;至于凸輪式?jīng)_床,則是利用凸輪來(lái)驅(qū)動(dòng)壓料滑塊的一種浮動(dòng)式?jīng)_床,而多滑塊沖床一般是利用曲柄機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
三、曲柄壓力機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置的選擇:
(1)機(jī)械式過(guò)載保護(hù)裝置。這里主要指的是壓塌塊,壓塌塊的作用是,在壓力機(jī)過(guò)載 時(shí),使連桿相對(duì)滑移一段距離,保護(hù)壓力機(jī)的各個(gè)零部件,同時(shí)接通限位開(kāi)關(guān),切斷電源。壓塌塊的形式有雙剪切面形式的壓塌塊、單剪切面形式的壓塌塊,單間切面壓塌塊一般使用于小型曲柄壓力機(jī)的過(guò)載保護(hù)。機(jī)械式過(guò)載保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便,成本較低,但是在過(guò)載時(shí),不能按照理想設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確的破壞,同時(shí)在相同的受載條件下,使壓塌塊受破壞的力有較大的差異,所以機(jī)械式過(guò)載保護(hù)有著很大的局限性。
(2)液壓式過(guò)載保護(hù)裝置。液壓式過(guò)載保護(hù)裝置的最大特點(diǎn)是當(dāng)過(guò)載消除后,能自動(dòng)恢復(fù)工作狀態(tài),維護(hù)比較方便。但是液壓式過(guò)載保護(hù)裝置的最大缺點(diǎn)是,在工作狀態(tài)下,高壓油泵一致處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),大大縮短了液壓元件的壽命,因此過(guò)載保護(hù)裝置的可靠性受到影響。
(3)氣液式過(guò)載保護(hù)裝置。它最大特點(diǎn)是:
①氣動(dòng)液壓油泵在壓力機(jī)正常了其使用壽命和動(dòng)作的安全可靠性。
②采用了液壓墊活塞與連桿球座組成一體的構(gòu)造,體積縮小,動(dòng)作可靠。
③兩個(gè)定差減壓閥并聯(lián)連接,當(dāng)壓力機(jī)過(guò)載時(shí),使液壓墊中壓力油排入油箱的流量加大;加 快了過(guò)載保護(hù)的速度,又增加了過(guò)載保護(hù)的可靠性 ,因?yàn)榧词挂恢欢ú顪p壓閥失靈,另一只定差減壓閥仍起過(guò)載保護(hù)的作用。
④該裝置懸掛在壓力機(jī)機(jī)架內(nèi)側(cè),體積較小,安裝、調(diào)試、維修較簡(jiǎn)便。
⑤該裝置自動(dòng)復(fù)位,待排除故障后便可開(kāi)機(jī)正常工作。四、精沖工藝對(duì)壓力機(jī)的要求:
(1) 必須同時(shí)提供沖裁力、壓邊力和反壓力。精沖是通過(guò)精沖模具,在專(zhuān)用壓力機(jī)
或者改裝壓力機(jī),讓板材在三向受力的狀態(tài)下做純剪切運(yùn)動(dòng),可以得到垂直度和平整度好、精度高和斷面平整度好的精密零件。
(2) 沖裁速度能夠無(wú)極調(diào)節(jié)。精沖過(guò)程中,由于材料的塑性變形和凸凹模與新生材料之間的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量。因此為了控制精沖過(guò)程中的溫度,防止過(guò)高,一方面可以通過(guò)改進(jìn)潤(rùn)滑條件;另一方面可以通過(guò)控制制沖裁的速度,但是控制沖裁速度又會(huì)使得生產(chǎn)效率下降。所以要求可以無(wú)極調(diào)節(jié),既保證熱量不會(huì)太高,沖件質(zhì)量較好,生產(chǎn)效率也不會(huì)大幅度的下降。
(3) 滑塊行程速度的變化滿足快速開(kāi)合模、慢速?zèng)_裁、快速回程的要求。滿足精沖
工藝對(duì)沖裁速度的要求,保證沖件質(zhì)量,也提高了生產(chǎn)效率。
(4) 滑塊有很高的剛度和導(dǎo)向精度。為了保證模具較高的工作壽命和工件成型的質(zhì)
量,滑塊與導(dǎo)軌之間的間隙要求小玉 0.005mm,并且有精確的導(dǎo)向。
(5) 整機(jī)堅(jiān)固和機(jī)架剛性高。在精沖過(guò)程中,機(jī)架需要承受巨大的工作壓力,故對(duì)
機(jī)架的剛性要求特別高。
(6) 具有可靠的模具保護(hù)裝置。在精沖過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生一批廢料,需要及時(shí)沖模具清除,防止對(duì)模具造成損傷,影響模具壽命。
五、壓力機(jī)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式不同,分為機(jī)械式傳動(dòng)和液壓式傳動(dòng) 。不論機(jī)械壓力機(jī)或是液壓機(jī),都是通過(guò)桿件的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行機(jī)械能或液壓能的傳遞,同時(shí)為執(zhí)行部件(如液壓機(jī)滑塊)提供運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。軸桿件是壓力機(jī)的重要組成部分和核心功能部件。軸桿件的斷裂失效,輕則造成壓力機(jī)無(wú)法使用,影響生產(chǎn);重則導(dǎo)致壓力機(jī)損毀甚至釀成安全事故。
(1)壓力機(jī)曲軸支撐。一般設(shè)計(jì)中,軸與軸承的支撐要考慮發(fā)熱后軸能自由膨脹。所以設(shè)計(jì)中要使一邊固定,另一邊軸承要有伸縮的可能,同樣對(duì)于曲軸也一樣,要考慮壓力機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作下溫升過(guò)高的情況,曲軸可以自由伸縮。
(2)曲軸機(jī)構(gòu)應(yīng)力集中。對(duì)于傳遞較大功率的曲軸來(lái)說(shuō),承受的在和多屬于疲勞交變?cè)诤?,為了提高曲軸的疲勞強(qiáng)度,減輕不必要的自身重量和減小其旋轉(zhuǎn)慣性力,一般曲軸設(shè)計(jì)不宜取實(shí)心結(jié)構(gòu),采用中空結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)不但可以使原應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力分布均勻,使圓角過(guò)渡部分的應(yīng)力平坦化,同時(shí)也有利于熱處理工藝所引起殘余應(yīng)力的消除。
(3)大齒輪齒圈與輪轂的過(guò)盈配合。在過(guò)盈配合連接的齒圈、輪轂等零件的接合面
禁止加設(shè)定位銷(xiāo)。開(kāi)設(shè)定位銷(xiāo)后,破壞了接合面的應(yīng)力狀態(tài)。
(4)人字齒輪齒向選擇。為了避免在嚙合時(shí)將潤(rùn)滑油擠在人字齒的轉(zhuǎn)角處,所以,在選擇人字齒輪齒的方向時(shí),要使齒在嚙合時(shí),應(yīng)使人字齒轉(zhuǎn)角處的齒部首先開(kāi)始接觸,這樣就使得潤(rùn)滑油從中間部分向兩端流出,保證齒輪的潤(rùn)滑。
(5)風(fēng)向支腿墊板結(jié)構(gòu)。在壓力機(jī)工作時(shí),容器的殼體會(huì)承受很大的拉伸應(yīng)力。在設(shè)計(jì)安裝支腳時(shí)應(yīng)盡可能地安裝墊板,但要注意墊板的形狀和安裝方式,以避免作用于其上的附加載荷。
(6)風(fēng)包支腿底板結(jié)構(gòu)。一般臥式容器有兩個(gè)支腿,其中一個(gè)支腿的底腳螺孔要作成長(zhǎng)圓形,使容器能夠伸縮。如果容器上有各種管子連接時(shí),還要考慮伸縮的相互影響。
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多速度機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)設(shè)計(jì)
速度
機(jī)械式
沖壓機(jī)
設(shè)計(jì)
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