壓力機(jī)
壓力機(jī),壓力機(jī)
摘要雙柱液壓機(jī)由主機(jī)及控制機(jī)構(gòu)兩大部分組成。液壓機(jī)主機(jī)部分包括液壓缸、橫梁、立柱及充液裝置等。動(dòng)力機(jī)構(gòu)由油箱、高壓泵、控制系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、壓力閥、方向閥等組成。液壓機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)泵和油缸及各種液壓閥實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)和輸送，完成各種工藝動(dòng)作的循環(huán)。該系列液壓機(jī)具有獨(dú)立的動(dòng)力機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作方式。該液壓機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作靈敏可靠，速度快，能耗小，噪音低，壓力和行程可在規(guī)定的范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，操作簡(jiǎn)單。在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)了液壓缸的尺寸，擬訂了液壓原理圖。按壓力和流量的大小選擇了液壓泵，電動(dòng)機(jī)，控制閥，過(guò)濾器等液壓元件和輔助元件。 關(guān)鍵詞：壓力機(jī) 沖壓 機(jī)械A(chǔ)bstractThe two-pillars hydraulic press is divided into two parts,host machine and control mechanism. Hydraulic press host machine is make up of hydraulic cylinder, beam,upright, prefill valve and so on. Dynamic mechanism is make up of tank, high pressure pump,control systems, electric moto, pressure value,direction value and so on. Hydraulic press control system adopt . It will be come true energy conversion, regulate and transport, all kinds of technical motions cycle,through control pump, hydraulic cylinder and all kinds of technical value . The series hydraulic machine is an independent body and the electrical power system , and centralized control buttons used, achieve both manual and automatic operation mode.Keywords: pressing machine punching machinery第1章 緒論11.1 課題背景11.2 沖壓設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀21.3 設(shè)計(jì)任務(wù)2第2章 確定總體傳動(dòng)方案32.1 方案的確定32.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案確定32.1.2 傳動(dòng)方案的確定4第3章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算73.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析73.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析73.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)受力分析93.1.3連桿設(shè)計(jì)計(jì)算113.2 電動(dòng)機(jī)的確定143.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式14第4章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算164.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算及帶輪的設(shè)計(jì)164.1.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算164.1.2 V帶輪的設(shè)計(jì)194.2 直軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及較核314.2.1軸的設(shè)計(jì)314.3 曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核41第5章 機(jī)身的設(shè)計(jì)46第六章 離合器的設(shè)計(jì)48第7章 制動(dòng)器49總結(jié)52參考文獻(xiàn)540第1章 緒論1.1 課題背景現(xiàn)代世界各國(guó)間的競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)為綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)。要提高我國(guó)的綜合國(guó)力，就要在一切生產(chǎn)部門(mén)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，這就需要?jiǎng)?chuàng)造出大量的、種類(lèi)繁多的、新穎優(yōu)良的機(jī)械來(lái)裝備各行各業(yè)，為各行各業(yè)的高速發(fā)展創(chuàng)造有利條件。機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度都會(huì)通過(guò)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來(lái)。不論是集中進(jìn)行大量生產(chǎn)還是迅速完成多品種、小批量生產(chǎn)，都只有使用機(jī)器才便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重要任務(wù),在現(xiàn)代建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。通過(guò)大量的設(shè)計(jì)、制造和廣泛使用各種先進(jìn)的機(jī)器,就能大大的加強(qiáng)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度,加速我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。沖壓機(jī)械是為實(shí)現(xiàn)沖壓工藝服務(wù)的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，沖壓機(jī)械已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)的工業(yè)生產(chǎn)中，除機(jī)械制造業(yè)本身外，動(dòng)力機(jī)械工業(yè)、船舶、電機(jī)、電器、機(jī)車(chē)車(chē)輛制造業(yè)、航空航天工業(yè)，以及人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的家用電器、日用五金等輕工業(yè)部門(mén)，均需要大量的沖壓機(jī)械為之服務(wù)；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，需要更多的、更好的各種沖壓機(jī)械來(lái)進(jìn)行各種沖壓工藝，這就需要我們?cè)O(shè)計(jì)出各類(lèi)新型沖壓機(jī)械。1.2 沖壓設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。目前主要是從兩個(gè)方面予以研究和發(fā)展：一是對(duì)目前我國(guó)大量使用的普通沖壓設(shè)備加以改進(jìn)，即在普通壓力機(jī)的基礎(chǔ)上加上送料機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或全自動(dòng)化生產(chǎn)，改進(jìn)沖壓設(shè)備結(jié)構(gòu)，保證必要的剛度和精度，提高其工藝性能，以提高沖壓工件精度，延長(zhǎng)沖模使用壽命；二是積極發(fā)展高速壓力機(jī)，沖壓柔性制造系統(tǒng)及各種專(zhuān)用壓力機(jī)，以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的需要。1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的課題是：60噸雙柱可傾壓力機(jī)的設(shè)計(jì)及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要參數(shù)為：公稱(chēng)壓力：160KN；最大沖程：70mm；公稱(chēng)壓力角：30；滑塊行程次數(shù)：50次/分。第2章 確定總體傳動(dòng)方案2.1 方案的確定2.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案確定方案一:采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2-1 凸輪連桿機(jī)構(gòu)方案二:采用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2-2 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)以上兩種方案進(jìn)行比較：凸輪輪廓線不易加工，且凸輪和連桿間為點(diǎn)接觸，承受的壓應(yīng)力很大，凸輪容易磨損，連桿的也會(huì)因應(yīng)力過(guò)大，而壞掉；而對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與之比較，在這方面的缺點(diǎn)不是很明顯而且對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已在目前中小型壓力機(jī)廣泛采用，技術(shù)比較成熟。 經(jīng)過(guò)以上比較，選對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2.1.2 傳動(dòng)方案的確定合理的傳動(dòng)方案首先要滿(mǎn)足工作機(jī)的性能要求,適應(yīng)工作條件,工作可靠,此外還應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸緊湊,加工方便,成本低廉,傳動(dòng)效率高和使用維修方便。目前,沖壓機(jī)的傳動(dòng)方式很多。按傳動(dòng)級(jí)數(shù)有一級(jí)傳動(dòng)和二級(jí)傳動(dòng)；按傳動(dòng)方式有液壓、氣壓、機(jī)械等傳動(dòng)。雖然液壓、氣壓傳動(dòng)精度高,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高，而機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方面,雖然效率不高,但成本低,適合現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)的需求,所以選用機(jī)械傳動(dòng)。采用一級(jí)傳動(dòng)，由于傳動(dòng)比的需要，所設(shè)計(jì)的大帶輪尺寸太大，不適合本設(shè)計(jì)要求。所以，本設(shè)計(jì)采用二級(jí)傳動(dòng)。當(dāng)采用由幾種傳動(dòng)形式組成的多級(jí)傳動(dòng)時(shí)，要充分考慮各種傳動(dòng)形式的特點(diǎn),合理的分配其傳動(dòng)順序。（1）帶傳動(dòng)的承載能力小，會(huì)出現(xiàn)打滑和彈性滑動(dòng)現(xiàn)象但傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉、緩沖吸振，在近代機(jī)械中廣泛被應(yīng)用，常布置在高速級(jí)。 （2）鏈傳動(dòng)與屬于帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，傳動(dòng)效率較高，在同樣條件下，鏈結(jié)構(gòu)較為緊湊；與齒輪相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝精度要求較低，成本低廉，在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)時(shí)，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便的多。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時(shí)有噪聲，不宜在負(fù)載變化很大和急速反向的傳動(dòng)中應(yīng)用。（3）齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，應(yīng)用廣泛。其主要的特點(diǎn)是效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)比穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)以上比較，考慮各方面，選擇帶傳動(dòng)和直齒圓柱齒輪進(jìn)行兩個(gè)減速級(jí)的傳動(dòng)。帶傳動(dòng)在高速級(jí)，直齒圓柱齒輪在低速級(jí)?？傮w傳動(dòng)如圖2-3所示：圖2-3 總體傳動(dòng)圖 第3章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析3.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析設(shè)計(jì)參數(shù):滑塊行程:120mm，工程壓力:600KN，生產(chǎn)率:50次/分，沖壓角=30。如圖4-1所示為曲柄滑快機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,O點(diǎn)為曲柄的旋轉(zhuǎn)中心。曲柄OA轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從上死點(diǎn)A1轉(zhuǎn)到下死點(diǎn)A0，滑塊從B1降到B0，全行程S0=2R。為了計(jì)算方便，確定曲柄轉(zhuǎn)到下死點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)角為零度，曲柄逆運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)到上死點(diǎn)時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角=180，連桿中心線與滑快運(yùn)動(dòng)方向的夾角為，曲柄轉(zhuǎn)角與滑快行程S的關(guān)系表達(dá)如下：S=OB0-OB=（L+R）-（Rcos+ Lcos）=L（1-cos）+R（1-cos） (3-1）圖3-1 曲柄滑快機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)角變化，也隨之變化。它們之間的關(guān)系是：Rsin=Lsinsin=(R/L)sin令=R/L，則sin=sin (3-2)所以 cos= (3-3)把式（4-2）代入式（4-1）得S=R（1-cos）+（1-）/ (3-4)根據(jù)泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)并取前二項(xiàng)，則cos=1-2sin2/2把上式代入式（4-3），得S=R(1-cos+sin2/2) = R(1-cos)+ （1-cos2）/4 （3-5）式中 S滑快位移，從上死點(diǎn)算起，向上方向?yàn)檎?；曲柄轉(zhuǎn)角，從下死點(diǎn)算起，與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反為正；R曲柄半徑；連桿系數(shù)。為保證所設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)能產(chǎn)生所要的公稱(chēng)壓力，由第九章6可知，連桿系數(shù)一般在0.1到0.2之間，即L=600到300之間。初取L=550mm，則=R/L=0.11。當(dāng)=p=30時(shí)，其對(duì)應(yīng)的板厚為Sp。把=30代入式（3-5），可算得Sp=8.865mm。將式（3-4）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，可得滑塊速度：V=ds/dt=R(1-cos)+（1-cos2）因?yàn)?=W所以V=WR（sin+sin2） （3-6）式中 V滑塊速度；W曲柄角速度，W=2n/60。將式（3-6）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，可得滑塊加速度： (3-7)3.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)受力分析曲柄壓力機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，工件變行抗力P通過(guò)上模傳到滑塊上，連桿以推力PAB推動(dòng)，滑塊沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌對(duì)滑塊產(chǎn)生一個(gè)大小為Q的阻力，方向垂直于導(dǎo)軌。作用在滑塊上的力有三個(gè)。拉如圖(3-2)所示.圖3-2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力分析根據(jù)力平衡原理得出：PAB=P/cos由式（3-2）有：sin=sin當(dāng)=p=30時(shí)， =atcsinsin=3.15PAB=P/cos=600.9KN曲柄的曲柄頸所受的力PAB=PAB所以：曲柄的曲柄頸所受扭矩為：T=（L+R-SP）sinPAB =（550+60-8.865）10-3sin3.15600.9103=19849.2Nm在向下沖壓的過(guò)程。制動(dòng)器不起制動(dòng)的作用，大齒輪所受的扭矩與曲柄頸所受的扭矩相等，即T1=T=19849.2Nm小齒輪所受扭矩為 ：T2=Tr/R （3-8） 3.1.3連桿設(shè)計(jì)計(jì)算在中小型壓力機(jī)上，連桿常用材料為鑄鐵，大型壓力機(jī)的連桿則常用鑄鋼或鋼板焊接。長(zhǎng)度可變連桿的球頭式調(diào)節(jié)螺桿常用45鋼鍛造，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。球頭表面淬火。壓力機(jī)一工作循環(huán)所消耗的能量A為 A= 式中：-工件變形功（屬有效能量） -拉延墊工作功，即進(jìn)行拉延工藝時(shí)壓邊所需的功（屬有效能量） -工作行程時(shí)由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量 -工作行程時(shí)由于壓力機(jī)受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量 -壓力機(jī)空程向下和空程向上時(shí)所消耗的能量 -單行程時(shí)滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)所消耗的能量 -單次行程時(shí)滑塊時(shí)離合器接合所消耗的能量下面對(duì)這些能量分別計(jì)算：1）工件變形功=0.315(焦)式中 -為壓力機(jī)公稱(chēng)壓力（牛） -為板料厚度（米）對(duì)于快速壓力機(jī)（毫米）故=63000（焦）、2）拉延墊工作功式中 -為壓力機(jī)公稱(chēng)壓力（牛） -為壓力機(jī)滑塊行程長(zhǎng)度（米）故=833.3（焦）3）工作行程時(shí)由于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的摩擦所消耗的能量式中 -摩擦當(dāng)量力臂（米） -公稱(chēng)壓力（牛） -公稱(chēng)壓力角（度）故 =2088（焦）4）工作行程時(shí)由于壓力機(jī)受力系統(tǒng)的彈性變形所消耗的能量為：式中 -壓力機(jī)公稱(chēng)壓力（牛） -壓力機(jī)總的垂直變形（米） -壓力機(jī)垂直剛度 故=1250（焦）5）壓力機(jī)空程向下和空程向上時(shí)所消耗的能量根據(jù)曲柄壓力機(jī)空程損耗功及飛輪空轉(zhuǎn)損耗功率表知=100（焦）0.16(千瓦)6）滑塊停頓飛輪空轉(zhuǎn)時(shí)所消耗的能量（千米）式中 -壓力機(jī)單次行程時(shí)的循環(huán)周期（秒） -曲軸回轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間（秒） -壓力機(jī)行程次數(shù)及行程利用系數(shù)。故 =11400（焦）7）單行程時(shí)，離合器接合所消耗的能量（焦）綜上所述：總功 A= 63000+833.3+2088+1250+100+11400+ 故A=102089焦3.2 電動(dòng)機(jī)的確定3.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式選用的電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和機(jī)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類(lèi)、工作條件、載荷大小和性質(zhì)變化、啟動(dòng)性能、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的頻率程度等條件來(lái)選擇。電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源,，本設(shè)計(jì)采用三相交流電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：其中：-平均功率（千瓦） A -工作循環(huán)所需的總能量（焦） t - 工作循環(huán)時(shí)間（秒） k一般為1.2-1.6 ，本文中取1.6式中 n 為壓力機(jī)滑塊行程次數(shù) 為壓力機(jī)行程利用系數(shù)，采用自動(dòng)化送料為1，本文中取0.6第4章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算及帶輪的設(shè)計(jì)4.1.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算帶傳動(dòng)是兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為撓性拉曳零件的傳動(dòng)，工作時(shí)借助零件之間的摩擦（或嚙合）來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。根據(jù)帶的截面形狀不同，可分為平帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、同步帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)等。帶傳動(dòng)是具有中間撓性件的一種傳動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)有：1）能緩和載荷沖擊；2）運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)噪聲；3）制造和安裝不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；4）過(guò)載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；5）可增加帶長(zhǎng)以適應(yīng)中心距較大的工作條件（可達(dá)15m）。由于本設(shè)計(jì)中要求轉(zhuǎn)速高，為保證穩(wěn)定傳動(dòng)皮帶不打滑，選用V帶傳動(dòng)，計(jì)算如下：（1）定V帶型號(hào)和帶輪直徑1）工作情況系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P188）表11.5得， 2）計(jì)算功率3）選帶型號(hào)由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P188）查看圖11.15選C型。4）小帶輪直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P189）表11.6取=400mm5）大帶輪直徑 （設(shè)=0.01）6）大帶輪轉(zhuǎn)速 （2）計(jì)算帶長(zhǎng)初取中心距=650mm帶長(zhǎng)由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P179）圖11.4得基準(zhǔn)長(zhǎng)度（3）求中心距和包角1）中心距 2）小輪包角（4）求帶根數(shù)帶速由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P191-192）表11.8查得；由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P191-192）表11.8查得；由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P194-195）表11.12查得；由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P193）表11.10查得故帶根數(shù)取根（5）求軸上載荷張緊力 （由機(jī)械設(shè)計(jì)第4版（P179-180）表11.4查得帶質(zhì)量）軸上載荷 4.1.2 V帶輪的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布的均勻，轉(zhuǎn)速較高時(shí)要考慮動(dòng)平衡，輪槽工作面要精細(xì)加工，以減小帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。1. 小帶輪的設(shè)計(jì)（1）確定帶輪的結(jié)構(gòu)形式 已知小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1=180 mm300 mm,故采用腹板式機(jī)構(gòu)。 （2）選擇帶輪的材料由表13-1-62 查得外徑da=185.5 mmV=Wda/2=2185.510-3=9.32 m/s20 m/s可選用鑄鐵，材料牌號(hào)為HT150。 （3）帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)皮帶為SPA型窄V帶。由表8-101查得輪槽尺寸如下： 基準(zhǔn)寬度： =11 mm 基準(zhǔn)線上槽深： =2.75mm 基準(zhǔn)線下槽深： =11.0 mm 槽間距： =150.3 mm 第一槽對(duì)稱(chēng)面到端面的距離 f=10 mm 最小輪緣厚 =6 mm 輪槽角度 （4）確定輪緣及輪轂的尺寸 帶輪寬 B=（Z-1）e+2f =（2-1）15+210 =35 mm 輪緣外徑 185.5 mm 輪轂外徑 =（1.82）d取 =2d=238=76 mm 輪轂長(zhǎng)度 B=35 mm=57 mm L=B=35 mm=58.75 mm取 =8 mm結(jié)構(gòu)圖如圖（4-1）所示：圖（4-1） 小帶輪結(jié)構(gòu)圖2. 大帶輪的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）帶輪的材料確定V=Wda/2=2805.510-3=10.1 m/s300mm，采用輪輻式。大帶輪在本設(shè)計(jì)中兼有飛輪的作用。沖壓時(shí)阻力所做的功為WrFh=600108.86510=2659.5 J式中 h沖壓的最大板厚。所以 W=2659.5 J 安裝飛輪后，電動(dòng)機(jī)所需功率P=2.22KW其中 T沖壓間隙，T=60/50=1.2s。沖頭在接觸工件這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功 W=1000Pt1式中 t1實(shí)際沖壓工件所需的時(shí)間，一般取T/5。所以 W=1000PT/5=10002.221.2=532.8 J最大盈虧功 W=W-W=2659.5-532.8=2126.7 J最大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=23.6 kgm式中 不均勻系數(shù)的使用值。由表7-25取=1/7。試取平均平均直徑D=550mm因?yàn)?m=所以 HB=2.5810 m式中 鑄鐵的密度。取H/B=1.5，則H=1.5B。所以 1.5B=2.5810解得 B=0.131m=131 mm所以 H=1.5B=196.5 mm=（1.82）d取 =2d=292=184 mmd為直軸的直徑。采用同步設(shè)計(jì)，在軸的設(shè)計(jì)中算出d=92mm。取輪輻數(shù)Z=5，h=290=47.4 mmb=0.4 h=0.447.4=18.96 mm取 b=19mmb=0.8 b=0.819=15.2 mm因?yàn)?B=1311.592=138所以 L=B=131mmh=0.8h=0.847.4=37.92 mmf=0.2h=0.247.4=9.48 mm結(jié)構(gòu)圖如圖（4-2）所示：圖（4-2） 大帶輪結(jié)構(gòu)圖4.3 直軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及較核4.3.1軸的設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞，軸主要是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。1. 軸的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩，傳遞的功率P 前面已算出 轉(zhuǎn)速=240r/min 轉(zhuǎn)矩 =4128.6 功率P=115.5KW2. 求作用在齒輪上的力小齒輪的分度圓直徑mm 齒輪的周向力 N 齒輪的徑向力N 3. 選擇軸的材料由表15-11 選擇軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查表15-31 取A=1114. 確定軸的最小直徑 式中 軸傳遞的功率（kW） 曲軸的轉(zhuǎn)速（r/min）于是mm5. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1） 軸上零件的裝配方案床身是鑄造而成，滑動(dòng)軸承是整體式。為了使軸能夠安裝竟去，擬采用如圖（4-4）所示的裝配方案。軸上的零件裝配如圖4-4所示：二、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）為了滿(mǎn)足小齒輪和飛輪的軸向定位要求，且定位可靠，且不影響軸的疲勞強(qiáng)度，軸端的最小直徑為 86.99mm。因，都開(kāi)有一個(gè)鍵槽，當(dāng)d100mm時(shí)，有一個(gè)鍵槽，軸徑增大5%7%，所以91.3d=d93.08。取d=d=92mm。因?yàn)锽大帶輪=131mm，為使軸端擋圈只壓在飛輪上，而不壓在端面上，應(yīng)略小于B大帶輪，取l=129mm，同理，取l=178mm。段的右側(cè)要制出一軸肩。定位軸肩的高度h一般取h1=（0.070.10）d ，所以6.44h19.2 。取h1=9mm，故d=101mm。由表21.14-910知道滑動(dòng)軸承的寬徑比為B/d=12之間，即：B=12d=101mm202mm。取B=140mm。（2）軸上零件的周向定位小齒輪、大V帶輪和軸的周向定位均采用鍵聯(lián)接。大帶輪：按mm，由表5-43查得平鍵的截面為。鍵槽是用鍵槽銑刀來(lái)加工的，由表5-43 取長(zhǎng)為100mm。小齒輪：按mm，由表5-43查的平鍵截面為。鍵槽是用鍵槽銑刀來(lái)加工的，由表5-43 取長(zhǎng)為120mm（3）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表15-21，取軸端的倒角為2.545，各軸肩處的圓角半徑為R=2.5mm。（4）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖軸水平面受力如圖4-5所示：圖4-5軸水平面受力皮帶輪 N 齒輪的周向力 N 齒輪的徑向力N 由 解得 F=15457.9N F=5250.7N畫(huà)出水平面彎矩圖4-6：圖4-6 水平面彎矩軸垂直面受力如圖4-7 所示：圖4-7軸垂直面受力由 F+ F= F+ F解得 F=-2636.9NF=40196.9N畫(huà)出垂直面彎矩圖，如圖4-8所示： 圖4-8 垂直面彎矩 可得 畫(huà)出總彎矩圖，如圖4-9所示：圖4-9總彎矩作出扭矩圖，如圖4-10所示：圖4-10 扭矩圖（5）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度。 式中 折合系數(shù);軸的計(jì)算應(yīng)力（MPa）軸所受的彎矩（）軸所受的扭矩（）軸的抗彎截面系數(shù)（）對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用應(yīng)力（MPa）當(dāng)扭矩切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取。本設(shè)計(jì)取?？箯澖孛嫦禂?shù) = 軸的計(jì)算應(yīng)力=67 MPa前面選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表15-11得=70 MPa，因此，故軸安全。（6）校核軸的疲勞強(qiáng)度一、判斷危險(xiǎn)截面鍵槽，軸肩所引起的應(yīng)力集中，均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕設(shè)計(jì)的，所以截面、均無(wú)需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面、處的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面C上的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C截面不必校核；截面、受到的應(yīng)力集中相近，但截面受到的扭矩比截面小的多，故截面不必校核。所以該軸只需校核截面左右兩側(cè)即可。二、截面左側(cè)抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩 截面上的扭矩 截面上的彎曲應(yīng)力MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa 軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查表15-11得抗拉極限強(qiáng)度=685MPa，彎曲疲勞極限MPa，剪切疲勞極限MPa。查表19.3-610 由，得有效應(yīng)力集中系數(shù)：由附圖3-21得尺寸系數(shù)2由附圖3-31得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由附圖3-41得表面質(zhì)量系數(shù)軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，既，則綜合系數(shù)值為 根據(jù)第三章第一節(jié)1知道：碳鋼的特性系數(shù)： ；合金鋼的特性系數(shù)：。取。 ，所以于是，計(jì)算安全系數(shù)。 =3.58 = =10.05 = =3.37設(shè)計(jì)安全系數(shù)，用于材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)；，用于材料不夠均勻，計(jì)算精確度較低時(shí)；，用于材料均勻性及計(jì)算精確度很低，或軸的直徑200mm。取=1.5， 故可知其安全。三、截面右側(cè)抗彎截面系數(shù) =7.7910 抗扭截面系數(shù) 截面右側(cè)的彎矩 截面上的扭矩 截面上的彎曲應(yīng)力40.6MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力29.45MPa 查附表3-81用查值法求出，取，于是得，。軸按磨削加工，由附圖3-41得故得綜合系數(shù)值為 于是，計(jì)算安全系數(shù) = =2.67 = =4.85 = =2.34=1.5 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。4.4 曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核曲軸在曲柄壓力機(jī)的主要部件，工作時(shí)受力狀態(tài)較為復(fù)雜，它的制造條件要求較高。一般采用鑄造，經(jīng)粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。為了提高曲軸的使用壽命，各個(gè)軸頸及圓角過(guò)渡出，應(yīng)用滾子碾壓強(qiáng)化。1.本設(shè)計(jì)選曲軸的材料為40Cr經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于曲柄壓力機(jī)的曲柄，人們?cè)谑褂弥蟹e累了許多經(jīng)驗(yàn)，并獲得一些經(jīng)驗(yàn)公式。本設(shè)計(jì)先安表9-36提供的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行初步設(shè)計(jì) ，再對(duì)其進(jìn)行校核。曲軸的示意圖如下圖（4-11）所示： 圖4-11 曲軸的示意圖支承頸直徑d=（4.45）曲柄頸直徑d（1.11.4）d支承頸長(zhǎng)度l（1.52.2）d曲柄兩臂外側(cè)面間的長(zhǎng)度l（2.53.0）d曲柄頸長(zhǎng)度l（1.31.7）d圓角半徑r（0.080.10）d曲柄臂寬度a（1.31.8）d?。篸=5=122.5mmd=1.3 d=159.3mml=2 d=245mml=2.8 d=343mm l=1.6 d=196mmr=0.09 d=11mma=1.5 d=183.75mm大齒輪與曲軸的軸向定位采用軸間定位。軸間高度一般為（0.070.1）d。d為連接大齒輪的軸段直徑。所以：=122.5/1.07=114.5122.5/1.1=111.4取 d=114 mm取 d=d=144 mm2.校核對(duì)曲軸的校核只需校核其向下沖壓工件的過(guò)程，不需要對(duì)其整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行校核。由于在向下沖壓的過(guò)程中，制動(dòng)器不起制動(dòng)作用，其摩擦力及制動(dòng)力矩在這個(gè)過(guò)程可以忽略不計(jì)。假設(shè)連桿給曲軸的作用力為兩個(gè)集中力，大小個(gè)為Pg/2，力作用點(diǎn)在距曲柄臂內(nèi)側(cè)2r處，r為曲軸圓角半徑。把曲軸看成簡(jiǎn)支梁，支點(diǎn)在曲柄臂的外側(cè)2r處。如圖（4-12）所示。圖4-12 曲軸的受力分析及扭矩圖對(duì)C-C截面進(jìn)行校核。Mw=（l-l+8r） =（343-196+811）=35250Nm在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析中已算出 T=19849.2 Nm所以 =W=0.1d取=0.6 則= =9.5710Pa=95.7M Pa由表9-5查得=100140所以 故C-C截面安全。對(duì)B-B截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。在B-B截面上受到彎矩和扭矩的聯(lián)合作用。彎矩相對(duì)于扭矩很小，可以忽略彎矩的影響。B-B截面的扭矩為： T=19849.2Nm =5.410Pa=54M Pa式中 W抗扭截面系數(shù)，W=0.2d查得 =75100所以 故：B-B截面安全。 對(duì)A-A截面進(jìn)行校核。 在A-A截面上受到彎矩和扭矩的聯(lián)合作用。彎矩相對(duì)于扭矩很小，可以忽略彎矩的影響。A-A截面的扭矩為： T=19849.2Nm =6.710Pa=54M Pa式中：W為抗扭截面系數(shù)，W=0.2d查的 =75100所以 第5章 機(jī)身的設(shè)計(jì)機(jī)身在一臺(tái)機(jī)器的總質(zhì)量中占有很大的比例，同時(shí)在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度及抗振性能。機(jī)身有鑄造和焊接兩大類(lèi)。鑄造機(jī)身材料常用HT200、QT400-15及ZG270-500等。它們的消震性能良好，但由于許用應(yīng)力低，鑄鐵及球墨鑄鐵的彈性模量也低，所以重量較大，剛度也差些，但適合批量生產(chǎn)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注意壁厚均勻，不要有突然的變化，要適當(dāng)加大過(guò)渡圓角，以減少應(yīng)力集中。焊接機(jī)身目前常用的材料為Q235及16Mn鋼板。由于不需要木模，更適合單件生產(chǎn)。焊接機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)，鋼板分塊應(yīng)盡量少，要設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)截面和對(duì)稱(chēng)焊縫，以減少焊接變形；焊縫要避開(kāi)應(yīng)力集中區(qū)，避免讓焊縫直接承受主要的工作載荷。焊縫不要交叉，并且要考慮到焊接施工的方便，留有足夠的焊接空間，以改善工人的勞動(dòng)條件。復(fù)雜的焊接件先分成幾個(gè)組件焊接，然后拼焊在一起。無(wú)論選用什么結(jié)構(gòu)，機(jī)身設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意下面幾點(diǎn)：（1）在滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度的條件下，降低自重、節(jié)約金屬；（2）結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、美觀、便于加工制造，并使裝在機(jī)身上的各種零部件易于安裝、調(diào)整及維修；（3）有足夠的底面積，以保證沖壓機(jī)器的穩(wěn)定性；（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求減少振動(dòng)和噪音。 本設(shè)計(jì)的機(jī)身材料選即便于施工又廉價(jià)的鑄鐵。查表3-23采用HT200，鑄造而成。為增加機(jī)身的剛度和強(qiáng)度，一般情況下，增加壁厚可以達(dá)到，但不如加設(shè)肋板有利。因?yàn)榧釉O(shè)肋板，既可增大強(qiáng)度和剛度，又可較增大壁厚時(shí)減小質(zhì)量。肋板布置的正確與否對(duì)于加設(shè)肋板的效果有著很大的影響。如果布置不當(dāng)，不僅不能增大機(jī)座和箱體的強(qiáng)度和剛度，而且會(huì)造成浪費(fèi)工料及增加制造困難。肋的主要作用如下：（1）以提高機(jī)架的剛度、強(qiáng)度和減輕機(jī)架的質(zhì)量；（2）在薄壁截面內(nèi)設(shè)置肋可以減小其截面畸變，在大面積的薄壁上布置肋可縮小局部變形和防止薄壁震動(dòng)及降低噪音；（3）對(duì)于鑄造機(jī)架，使鑄件壁厚均勻，防止金屬堆積而產(chǎn)生縮孔、裂紋等缺陷，做為補(bǔ)縮通道，擴(kuò)大冒口的補(bǔ)縮范圍。第六章 離合器的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后不再隨時(shí)開(kāi)停，而滑塊每分鐘實(shí)際的行程次數(shù)與工人技術(shù)、上下料機(jī)械化程度等諸多因數(shù)有關(guān)。所以，在傳動(dòng)系統(tǒng)中都安裝離合器。常用的離合器有剛性離合器和摩擦離合器。本設(shè)計(jì)采用切線轉(zhuǎn)鍵離合器。1. 離合器的設(shè)計(jì)要求（1）接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底。 （2）調(diào)節(jié)和修理方便。 （3）外廓尺寸小。（4）質(zhì)量小。（5）耐磨性好，有足夠的散熱能力。（6）操縱方便省力。2. 離合器的類(lèi)型選擇離合器的類(lèi)型很多，常用的可分為牙嵌式和摩擦式，根據(jù)實(shí)際情況此壓力機(jī)選用雙轉(zhuǎn)鍵離合器。離合器的主要尺寸可以從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。第7章 制動(dòng)器制動(dòng)器的主要作用是克服曲柄及滑塊運(yùn)動(dòng)中的慣性，防止在滑塊下行時(shí)曲軸超前并使曲軸能停在上死點(diǎn)位置。帶式制動(dòng)器是剛性制動(dòng)器中較好的一種，它由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)節(jié)方便，造價(jià)低等原因，在中小型開(kāi)式曲柄壓力機(jī)中得到廣泛的應(yīng)用。常用的帶式制動(dòng)器有偏心輪帶式制動(dòng)器，凸輪帶式制動(dòng)器及氣動(dòng)帶式制動(dòng)器三種。本設(shè)計(jì)采用帶式凸輪周期性制動(dòng)器。制動(dòng)器用鍵緊固在曲軸的軸端。制動(dòng)帶用銅絲石棉帶和鋼帶鉚合在一起，借彈簧之力與制動(dòng)輪貼合。制動(dòng)力的大小，可調(diào)節(jié)彈簧尾部的螺母。凸輪是為產(chǎn)生周期性的作用力矩而裝置的。凸出部分是根據(jù)不同位置所需的制動(dòng)力而確定的。工作時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)彈簧松緊，其調(diào)節(jié)程度以曲軸不超前，無(wú)摩擦聲為標(biāo)準(zhǔn)。如調(diào)節(jié)過(guò)緊時(shí)，會(huì)使制動(dòng)帶產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。注意在制動(dòng)帶與制動(dòng)輪的接觸面不要沾染油污?？偨Y(jié)經(jīng)過(guò)近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，完成了本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)是對(duì)四年所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)了所學(xué)知識(shí)的疏漏和不夠深入之處。通過(guò)設(shè)計(jì)可以鞏固先前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，拓展了視野，更進(jìn)一不了解機(jī)械行業(yè)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中詳細(xì)的了解了壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，并借鑒以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，加以改進(jìn)，使設(shè)計(jì)更加完善。在大量設(shè)計(jì)計(jì)算和校核后，使我對(duì)機(jī)床設(shè)計(jì)過(guò)程、思路和方法都有很深的認(rèn)識(shí)。從生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)調(diào)研和查閱大量相關(guān)資料，獲得了大量的知識(shí)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐方面的到鍛煉，豐富了生產(chǎn)實(shí)踐知識(shí)，為今后在機(jī)械領(lǐng)域有所發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 濮良貴，紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2001.2 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。第三版第三卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20003 朱龍根.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.4 王世剛，張秀清，苗淑杰.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐.修訂版.黑龍江：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2003.5.5 孫恒，陳作模.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2000.8.6 林道盛，楊雨牲，曹桂榮.合編.鍛壓機(jī)械及其有限元計(jì)算.北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1998.8.7 大連理工大學(xué)工程畫(huà)教研室.機(jī)械制圖.第四版.北京：高等教育出版社，1993.5. 8 劉鴻文.材料力學(xué).第四版.北京：高等教育出版社，2004.9 林景凡，王世剛，李世恒.互換性和質(zhì)量控制基礎(chǔ).北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1992.10 機(jī)械設(shè)計(jì)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（新版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.11 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1012 孫靖民.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì).第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003.6.13 Kluwer Academic.Elastodynamic analysis of the Finite punch and finite crack problems in orthotropic materials.200114 Rajput R K. Elements of Mechanical Engineering. Katson Publ.homes, 198515 Orlov P.Fundamentals of Machine Design.Moscow:Mir Pub.1987致謝在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，指導(dǎo)老師給予了細(xì)心指導(dǎo)和大力支持，另外，也得到機(jī)械學(xué)院其他老師的無(wú)私相助。在畢業(yè)調(diào)研中，得到工人師傅們熱心的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，同學(xué)們團(tuán)結(jié)互助，共同探討，提出許多寶貴意見(jiàn)。本次設(shè)計(jì)順利、及時(shí)的完成，得益于以上人員的支持和幫助，在此，對(duì)他們表示衷心的感謝！第1章 緒論1.1 壓力機(jī)形勢(shì)背景在過(guò)去，我國(guó)壓力機(jī)技術(shù)發(fā)展仍存在缺陷，其中，材料、技術(shù)工藝等方面不過(guò)關(guān)，特別是在電控方面，我國(guó)的技術(shù)非常薄弱。雖然我們可以購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的電控壓力機(jī)，但是電控方面的技術(shù)是其核心，難以掌握，所以加強(qiáng)對(duì)電控壓力機(jī)技術(shù)方面的掌握是勢(shì)在必行的事情。經(jīng)過(guò)幾十年的高速發(fā)展，我國(guó)壓力機(jī)技術(shù)發(fā)展日漸精益。已經(jīng)涌現(xiàn)出一大群技術(shù)過(guò)硬的制造商，在液壓對(duì)高車(chē)、液壓搬運(yùn)車(chē)的技術(shù)方面逐漸成熟，而且具備了給國(guó)際知名品牌制造商做貼牌的能力，從中可以看出，我國(guó)壓力機(jī)的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成熟。這一進(jìn)步在壓力機(jī)行業(yè)領(lǐng)域中具有突破性的時(shí)代意義。長(zhǎng)久以來(lái)，我國(guó)壓力機(jī)的發(fā)展雖然非?？焖伲菗碛屑舛丝萍嫉闹圃焐躺僦稚?，部分的中文合資或者是國(guó)外的知名制造商已經(jīng)占領(lǐng)了我國(guó)的高端壓力機(jī)市場(chǎng)，而且高端的的技術(shù)主要體現(xiàn)在智能化、自動(dòng)化和信息化方面，相比之下，我國(guó)制造商絕大部分處于中低端的消費(fèi)市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)的企業(yè)在中端市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，也有少部分的制造商向高端壓力機(jī)的市場(chǎng)挺進(jìn)。而外資壓力機(jī)的制造商已從高端市場(chǎng)向中端市場(chǎng)覆蓋。從出口國(guó)來(lái)看，我國(guó)壓力機(jī)的出口已從歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移。2013年向發(fā)展中國(guó)家出口壓力機(jī)仍然是我國(guó)壓力機(jī)出口的主要目標(biāo)，因?yàn)閲?guó)內(nèi)的中低端的壓力機(jī)發(fā)展適合發(fā)展中國(guó)家的行情，銷(xiāo)量比較好。在技術(shù)方面，我相信在電控方面的技術(shù)會(huì)得到突破性的發(fā)展，中低端的壓力機(jī)制造商會(huì)更多的向高端市場(chǎng)挺進(jìn)。2013年也將會(huì)對(duì)壓力機(jī)行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)能調(diào)整，解決某些壓力機(jī)的產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題。我國(guó)壓力機(jī)行業(yè)的發(fā)展會(huì)越來(lái)越好，不斷的向高端市場(chǎng)挺進(jìn)，三洋機(jī)床廠成都分公司正在不斷的改進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)的壓力機(jī)高效、節(jié)能、靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，并努力尋求進(jìn)軍高端市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。現(xiàn)代世界各國(guó)間的競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)為綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)。要提高我國(guó)的綜合國(guó)力，就要在一切生產(chǎn)部門(mén)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，這就需要?jiǎng)?chuàng)造出大量的、種類(lèi)繁多的、新穎優(yōu)良的機(jī)械來(lái)裝備各行各業(yè)，為各行各業(yè)的高速發(fā)展創(chuàng)造有利條件。機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標(biāo)志之一。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度都會(huì)通過(guò)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來(lái)。不論是集中進(jìn)行大量生產(chǎn)還是迅速完成多品種、小批量生產(chǎn)，都只有使用機(jī)器才便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。機(jī)械工業(yè)擔(dān)負(fù)著向國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)提供技術(shù)裝備和促進(jìn)技術(shù)改造的重要任務(wù),在現(xiàn)代建設(shè)的進(jìn)程中起著主導(dǎo)和決定性的作用。通過(guò)大量的設(shè)計(jì)、制造和廣泛使用各種先進(jìn)的機(jī)器,就能大大的加強(qiáng)促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的力度,加速我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。沖壓機(jī)械是為實(shí)現(xiàn)沖壓工藝服務(wù)的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，沖壓機(jī)械已越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)的工業(yè)生產(chǎn)中，除機(jī)械制造業(yè)本身外，動(dòng)力機(jī)械工業(yè)、船舶、電機(jī)、電器、機(jī)車(chē)車(chē)輛制造業(yè)、航空航天工業(yè)，以及人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的家用電器、日用五金等輕工業(yè)部門(mén)，均需要大量的沖壓機(jī)械為之服務(wù)；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，需要更多的、更好的各種沖壓機(jī)械來(lái)進(jìn)行各種沖壓工藝，這就需要我們?cè)O(shè)計(jì)出各類(lèi)新型沖壓機(jī)械。 性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。目前主要是從兩個(gè)方面予以研究和發(fā)展：一是對(duì)目前我國(guó)大量使用的普通沖壓設(shè)備加以改進(jìn)，即在普通壓力機(jī)的基礎(chǔ)上加上送料機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置，以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或全自動(dòng)化生產(chǎn)，改進(jìn)沖壓設(shè)備結(jié)構(gòu)，保證必要的剛度和精度，提高其工藝性能，以提高沖壓工件精度，延長(zhǎng)沖模使用壽命；二是積極發(fā)展高速壓力機(jī)，沖壓柔性制造系統(tǒng)及各種專(zhuān)用壓力機(jī)，以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的需要。1.2 機(jī)械式壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)與優(yōu)點(diǎn)機(jī)械式壓力機(jī)一般按照機(jī)身結(jié)構(gòu)型式分為開(kāi)式和閉式。本設(shè)計(jì)采用開(kāi)式壓力機(jī)原理設(shè)計(jì)壓力機(jī)，開(kāi)式壓力機(jī)也稱(chēng)為沖床，應(yīng)用最為廣泛，適用于40-4000千牛的中小型壓力機(jī)。開(kāi)式壓力機(jī)多為立式，機(jī)身呈C形，前、左、右三面敞開(kāi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、機(jī)身可傾斜某一角度，以便于沖好的工件滑下落入料斗，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 本設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，其工作原理是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿變成滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)放置于模具中的材料實(shí)現(xiàn)壓力加工。本壓力機(jī)工作特點(diǎn)是沖擊性載荷，大部分時(shí)間為空行程；在傳動(dòng)系統(tǒng)中都設(shè)置有飛輪，其中大帶輪和大齒輪也起到飛輪的作用；壓力機(jī)上的離合器于制動(dòng)器之間設(shè)有機(jī)械或電氣連鎖；滑塊的行程長(zhǎng)度不變，但其底面與工作臺(tái)面之間的距離可以通過(guò)螺桿調(diào)節(jié)；生產(chǎn)中為保證設(shè)備安全，常在壓力機(jī)上裝設(shè)過(guò)載保護(hù)裝置。本設(shè)計(jì)的壓力機(jī)為開(kāi)式機(jī)身壓力機(jī)，相比閉式壓力機(jī)具有突出的優(yōu)點(diǎn)，其工作臺(tái)從三個(gè)方向敞開(kāi)，裝載模具和實(shí)際生產(chǎn)操作較為方便，同時(shí)為機(jī)械化和自動(dòng)化提供了良好的條件。但是開(kāi)式壓力機(jī)也有其不足之處，由于機(jī)身呈現(xiàn)C形，實(shí)際工作時(shí)，其變形量較大，剛性較差的缺點(diǎn)影響著制品的精度，而且由于機(jī)身有角度變形，會(huì)使得上模軸心線于工作臺(tái)面不垂直，容易破壞上、下模具間隙的均勻性，從而降低了模具的使用壽命。 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)在機(jī)械制造業(yè)中運(yùn)用最為廣泛也是其具備的優(yōu)點(diǎn)之一，主要原因是它在板料沖壓生產(chǎn)中作為主要設(shè)備的地位，其結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，深受機(jī)械制造商的喜愛(ài)和青睞。1.3 本論文研究?jī)?nèi)容及設(shè)計(jì)任務(wù)第2章 16噸機(jī)械式雙柱可傾壓力機(jī)總體設(shè)計(jì)2.1 16噸機(jī)械式雙柱可傾壓力機(jī)基本參數(shù) 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)，反映了它的工藝性能和應(yīng)用范圍，且所能加工制件的尺寸范圍以及有關(guān)生產(chǎn)率指標(biāo)，同時(shí)也是選擇、使用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)。1.公稱(chēng)壓力F：公稱(chēng)壓力是壓力機(jī)的主參數(shù)，是指滑塊離下止點(diǎn)前，某一特定距離或曲柄轉(zhuǎn)角時(shí)，滑塊允許的最大作用力。F=160KN2.滑塊行程S：滑塊行程是指滑塊從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離，它是曲柄半徑或是偏心齒輪、偏心軸偏心距的兩倍，其大小隨壓力機(jī)工藝用途和公稱(chēng)壓力的不同而不同。S=70mm 3.滑塊行程次數(shù)n：它是指滑塊經(jīng)從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)，再回到上止點(diǎn)為一次動(dòng)作行程的每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)。滑塊行程次數(shù)的高低反映了壓力機(jī)沖壓的生產(chǎn)效率。 n=120次/min 4.壓力機(jī)裝模高度H和封閉高度H1：壓力機(jī)裝模高度是指壓力機(jī)滑塊處于下止點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下表面到工作墊板上表面的距離。當(dāng)裝模高度經(jīng)由高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最高位置時(shí)，裝模高度達(dá)到最大值，稱(chēng)為最大裝模高度。將滑塊調(diào)整到最低位置時(shí)，裝模高度達(dá)到最小值，稱(chēng)為最小裝模高度。壓力機(jī)裝模高度調(diào)節(jié)裝置所能調(diào)節(jié)的距離，稱(chēng)為裝模高度調(diào)節(jié)量（H）。有了裝模高度調(diào)節(jié)量，就可以滿(mǎn)足不同閉合高度模具安裝的需要。模具的閉合高度應(yīng)該介于壓力機(jī)的最大裝模高度和最小裝模高度之間。封閉高度H1是指滑塊在上止點(diǎn)時(shí)滑塊下表面到工作臺(tái)上表面的距離。它和裝模高度之差恰好是工作臺(tái)墊板的厚度T。J23-16壓力機(jī)最大封閉高度HMAX為220mm；封閉高度調(diào)節(jié)量H為60mm。5.壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸及滑塊底面尺寸：壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸LB及滑塊底面尺寸ab是與模座平面尺寸有關(guān)的工藝尺寸，它反映了壓力機(jī)工作臺(tái)面與滑塊底面的長(zhǎng)度和寬度尺寸，表示壓力機(jī)允許安裝模具的水平尺寸大小。J23-16壓力機(jī)的工作臺(tái)尺寸：左右為L(zhǎng)=450mm,前后為B=300mm；J23-16壓力機(jī)滑塊底面尺寸：左右為a=220mm,前后為b=190mm。6.喉口深度C：滑塊中心線至床身的距離叫做喉口深度。喉口深度和工作臺(tái)墊板面積是關(guān)系到模具的最大平面尺寸的重要參數(shù)J23-16壓力機(jī)的喉口深度為160mm。7.工作臺(tái)孔尺寸：工作臺(tái)孔用于落料或安裝氣墊裝置。工作臺(tái)孔尺寸L1B1、D1直徑。J23-16壓力機(jī)的工作臺(tái)孔尺寸：前后為B1=110mm，左右為L(zhǎng)1=220mm，圓孔直徑為D1=160mm。8.模柄孔尺寸（dl）：中小型壓力機(jī)的滑塊底面都設(shè)有模柄孔，它是用于安裝固定上模和確定模具壓力中心的。當(dāng)模具用模柄與滑塊相連時(shí)，滑塊模柄孔的直徑和深度應(yīng)與模具模柄尺寸相協(xié)調(diào)。中小型壓力機(jī)模柄孔的形狀有圓柱形和方柱形。J23-16壓力機(jī)的模柄孔尺寸：直徑d=40mm深度為l=60mm。9.立柱間距離A：立柱間距離是指雙柱式壓力機(jī)兩個(gè)立柱內(nèi)側(cè)表面的距離。對(duì)于開(kāi)式壓力機(jī)，立柱間距離尺寸直徑影響由前向后送料時(shí)條料的寬度，以及沖壓接料機(jī)構(gòu)的尺寸和安裝位置。J23-16壓力機(jī)的立柱間距離A為230mm。10.傾斜角：傾斜角是指可傾式壓力機(jī)工作臺(tái)面的傾斜角度，也就是機(jī)身后傾的角度。利用這個(gè)傾斜角使沖壓后IDE工件（或廢料）能借其自重或其他因素通過(guò)兩立柱中間壓力機(jī)后方排除。J23-16壓力機(jī)機(jī)身最大可傾角為30。2.2 系統(tǒng)控制流程圖2.3 確定總體傳動(dòng)方案2.3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案確定方案一:采用凸輪連桿機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2-1 凸輪連桿機(jī)構(gòu)方案二:采用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2-2 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)以上兩種方案進(jìn)行比較：凸輪輪廓線不易加工，且凸輪和連桿間為點(diǎn)接觸，承受的壓應(yīng)力很大，凸輪容易磨損，連桿的也會(huì)因應(yīng)力過(guò)大，而壞掉；而對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與之比較，在這方面的缺點(diǎn)不是很明顯而且對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)已在目前中小型壓力機(jī)廣泛采用，技術(shù)比較成熟。 經(jīng)過(guò)以上比較，選對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)為本設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。2.3.2 傳動(dòng)方案確定合理的傳動(dòng)方案首先要滿(mǎn)足工作機(jī)的性能要求,適應(yīng)工作條件,工作可靠,此外還應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸緊湊,加工方便,成本低廉,傳動(dòng)效率高和使用維修方便。 目前,沖壓機(jī)的傳動(dòng)方式很多。按傳動(dòng)級(jí)數(shù)有一級(jí)傳動(dòng)和二級(jí)傳動(dòng)；按傳動(dòng)方式有液壓、氣壓、機(jī)械等傳動(dòng)。雖然液壓、氣壓傳動(dòng)精度高,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高，而機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方面,雖然效率不高,但成本低,適合現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)的需求,所以選用機(jī)械傳動(dòng)。 本設(shè)計(jì)采用一級(jí)傳動(dòng)。第3章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與受力分析3.1.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù):滑塊行程:120mm，工程壓力:600KN，生產(chǎn)率:50次/分，沖壓角=30。如圖4-1所示為曲柄滑快機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖,O點(diǎn)為曲柄的旋轉(zhuǎn)中心。曲柄OA轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從上死點(diǎn)A1轉(zhuǎn)到下死點(diǎn)A0，滑塊從B1降到B0，全行程S0=2R。為了計(jì)算方便，確定曲柄轉(zhuǎn)到下死點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)角為零度，曲柄逆運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)到上死點(diǎn)時(shí)曲柄轉(zhuǎn)角=180，連桿中心線與滑快運(yùn)動(dòng)方向的夾角為，曲柄轉(zhuǎn)角與滑快行程S的關(guān)系表達(dá)如下：S=OB0-OB=（L+R）-（Rcos+ Lcos）=L（1-cos）+R（1-cos） (3-1）圖3-1 曲柄滑快機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖由于曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)角變化，也隨之變化。它們之間的關(guān)系是：Rsin=Lsinsin=(R/L)sin令=R/L，則sin=sin (3-2)所以 cos= (3-3)把式（4-2）代入式（4-1）得S=R（1-cos）+（1-）/ (3-4)根據(jù)泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)并取前二項(xiàng)，則cos=1-2sin2/2把上式代入式（4-3），得S=R(1-cos+sin2/2) = R(1-cos)+ （1-cos2）/4 （3-5）式中 S滑快位移，從上死點(diǎn)算起，向上方向?yàn)檎?；曲柄轉(zhuǎn)角，從下死點(diǎn)算起，與曲柄旋轉(zhuǎn)方向相反為正；R曲柄半徑；連桿系數(shù)。為保證所設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)能產(chǎn)生所要的公稱(chēng)壓力，由第九章6可知，連桿系數(shù)一般在0.1到0.2之間，即L=600到300之間。初取L=550mm，則=R/L=0.11。當(dāng)=p=30時(shí)，其對(duì)應(yīng)的板厚為Sp。把=30代入式（3-5），可算得Sp=8.865mm。將式（3-4）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，可得滑塊速度：V=ds/dt=R(1-cos)+（1-cos2）因?yàn)?=W所以V=WR（sin+sin2） （3-6）式中 V滑塊速度；W曲柄角速度，W=2n/60。將式（3-6）對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)，可得滑塊加速度： (3-7)3.1.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析與計(jì)算曲柄壓力機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)，工件變行抗力P通過(guò)上模傳到滑塊上，連桿以推力PAB推動(dòng)，滑塊沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌對(duì)滑塊產(chǎn)生一個(gè)大小為Q的阻力，方向垂直于導(dǎo)軌。作用在滑塊上的力有三個(gè)。拉如圖(3-2)所示.圖3-2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的受力分析根據(jù)力平衡原理得出：PAB=P/cos由式（3-2）有：sin=sin當(dāng)=p=30時(shí)， =atcsinsin=3.15PAB=P/cos=600.9KN曲柄的曲柄頸所受的力PAB=PAB所以：曲柄的曲柄頸所受扭矩為：T=（L+R-SP）sinPAB =（550+60-8.865）10-3sin3.15600.9103=19849.2Nm在向下沖壓的過(guò)程。制動(dòng)器不起制動(dòng)的作用，大齒輪所受的扭矩與曲柄頸所受的扭矩相等，即T1=T=19849.2Nm小齒輪所受扭矩為 ：T2=Tr/R （3-8）3.2 連桿機(jī)構(gòu)的分析計(jì)算第4章 電動(dòng)機(jī)的確定4.1電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇4.1.1 確定電動(dòng)機(jī)的功率4.1.2 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速第5章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算5.1 V帶傳動(dòng)系統(tǒng)及帶輪的分析計(jì)算5.1.1 V帶傳動(dòng)分析計(jì)算5.1.2 帶輪的分析計(jì)算5.1.3 離合器與制動(dòng)器的位置5.2 直軸的分析計(jì)算與校核5.2.1 軸的設(shè)計(jì)第6章 壓力機(jī)機(jī)身設(shè)計(jì)6.1 壓力機(jī)機(jī)身6.1.1 機(jī)身的結(jié)構(gòu)6.1.1 機(jī)身的強(qiáng)度計(jì)算6.2 傳動(dòng)設(shè)計(jì)6.3 離合器設(shè)計(jì)6.4 滑塊設(shè)計(jì)6.5 制動(dòng)器設(shè)計(jì)第7章 機(jī)械式壓力機(jī)的潤(rùn)滑第8章 機(jī)械式壓力機(jī)的日常保養(yǎng)和安全總結(jié)參考文獻(xiàn)
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