多速度機械式沖壓機設計

多速度機械式沖壓機設計,多速度機械式沖壓機設計,速度,機械式,沖壓機,設計 大大連大大學學2017屆屆學學生生畢業(yè)論文文(設計)中中期期檢查表表題目多速度機械式沖壓機設計指導教師何榮國職稱講師學生姓名趙建峰閱讀文獻數20初稿完成時間2017-05-15工 作 量較少 適中較多 出勤情況較好一般 較差 工作進度快 按進度進行慢 任 務 書有開題報告有中期工作結論良調整情況無教研室主任意見同意教研室主任(簽名)：賈衛(wèi)平日期：2017-04-25學院意見同意教學院長(簽名)：賈衛(wèi)平日期：2017-04-25大 連 大 學本 科 畢 業(yè) 論 文 (設 計 )開 題 報 告論 文 題 目 ： 多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計 學 院 ： 機 械 工 程 學 院專 業(yè) 、 班 級 ： 機 英 131學 生 姓 名 ： 趙 建 峰指 導 教 師 （ 職 稱 ） ： 何 榮 國 （ 講 師 ）2016 年 12 月 25 日 填 一 、 選 題 依 據1 論 文 （ 設 計 ） 題 目多 速 度 機 械 式 沖 壓 機 設 計2 研 究 領 域周 轉 輪 系 的 設 計曲 柄 滑 塊 壓 力 機 設 計3 論 文 （ 設 計 ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應 用 價 值沖 壓 模 具 作 為 模 具 的 重 要 組 成 部 ， 由 于 它 操 作 簡 單 、 便 于 實 現 機 械 化 及 自 動 化 、其 制 品 一 般 不 需 要 進 一 步 的 機 械 加 工 、 生 產 效 率 高 、 加 工 精 度 較 好 、 壽 命 高 ， 使 它 已經 成 為 機 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 。 沖 壓 機 廣 泛 應 用 于 汽 車 、 航 空 、 電 子 、 家 電 等 工 業(yè) 領 域 ， 其 中 ， 作 為 衡 量 一 個 國 家 工 業(yè) 水 平 的 標 志 之 一 的 汽 車 工 業(yè) ， 被 當 今世 界 主 要 工 業(yè) 發(fā) 達 國 家 和 新 興 工 業(yè) 國 家 列 為 國 民 經 濟 支 柱 產 業(yè) ， 其 發(fā) 展 主 導 了 鍛 壓 技術 及 裝 備 的 發(fā) 展 ， 鍛 壓 技 術 的 發(fā) 展 和 進 步 基 本 圍 繞 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 而 進 行 。 沖 壓 機 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 控 制 變 速 器 或 者 電機 的 轉 速 ， 根 據 不 同 的 產 品 來 調 整 不 同 的 加 工 速 度 ， 適 用 不 同 的 需 要 ， 從 而 提 高 生 產效 率 。4 目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢21世 紀 的 制 造 業(yè) ， 正 從 以 機 器 為 特 征 的 傳 統(tǒng) 技 術 時 代 ， 向 著 以 信 息 為 特 征 的 技 術時 代 邁 進 ， 即 用 信 息 技 術 改 造 和 提 升 傳 統(tǒng) 產 業(yè) 。 經 濟 全 球 化 和 世 界 市 場 一 體 化 加 速 發(fā)展 ， 不 斷 加 劇 了 制 造 商 之 間 的 競 爭 ， 提 出 了 快 速 反 應 市 場 的 要 求 ， 與 之 相 適 應 ， 制 造 業(yè) 對 柔 性 自 動 化 技 術 及 裝 備 的 要 求 更 加 迫 切 而 強 烈 。 同 時 ， 微 電 子 技 術 和 信 息 通 信 技術 的 快 速 發(fā) 展 ， 為 柔 性 自 動 化 提 供 了 重 要 的 技 術 支 撐 ， 工 業(yè) 裝 備 的 數 控 化 、 自 動 化 、柔 性 化 呈 現 蓬 勃 發(fā) 展 的 態(tài) 勢 。世 界 鍛 壓 工 業(yè) 的 柔 性 自 動 化 發(fā) 展 不 斷 加 快 。 沖 壓 設 備 廣 泛 應 用 于 汽 車 、 航 空 、 電子 、 家 電 等 工 業(yè) 領 域 ， 其 中 ， 作 為 衡 量 一 個 國 家 工 業(yè) 水 平 的 標 志 之 一 的 汽 車 工 業(yè) ， 被當 今 世 界 主 要 工 業(yè) 發(fā) 達 國 家 和 新 興 工 業(yè) 國 家 列 為 國 民 經 濟 支 柱 產 業(yè) ， 其 發(fā) 展 主 導 了 鍛壓 技 術 及 裝 備 的 發(fā) 展 ， 鍛 壓 技 術 的 發(fā) 展 和 進 步 基 本 圍 繞 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 而 進 行 。 激 烈的 市 場 競 爭 促 使 汽 車 更 新 換 代 的 速 度 明 顯 加 快 ， 產 品 的 市 場 壽 命 周 期 進 一 步 縮 短 ； 與此 同 時 ， 汽 車 變 型 品 種 日 益 增 多 ， 現 代 汽 車 工 業(yè) 生 產 日 益 呈 現 生 產 規(guī) 模 化 、 車 型 個 性化 ， 車 型 批 量 小 、 車 型 變 化 快 、 多 車 型 共 線 生 產 、 車 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 線 顯 然 已 不 適 應 這 種 特 征 和 市 場 形 勢 發(fā) 展 的 要 求 ， 其 升 級 換 代 產 品 具 有 高 柔 性 和 高 效 率 的 自 動 化 鍛 壓 設 備 ， 成 為 世 界 沖 壓 技 術 及 裝 備 發(fā) 展的 主 要 潮 流 。 近 二 十 年 來 ， 世 界 各 國 在 鍛 造 操 作 機 與 鍛 造 液 壓 機 聯 動 機 組 ， 大 型 模 鍛 液 壓 機 ，擠 壓 機 等 各 種 液 壓 機 方 面 又 有 了 許 多 新 的 發(fā) 展 ， 自 動 測 量 和 自 動 控 制 的 新 技 術 在 液 壓機 上 得 到 了 廣 泛 的 應 用 ， 機 械 化 和 自 動 化 程 度 有 了 很 大 的 提 高 。 目 前 壓 力 機 的 發(fā) 展 趨勢 如 下 :（ 1） 高 速 化 復 合 化 相 結 合 ， 提 高 加 工 效 率 。 提 高 生 產 率 是 永 恒 的 追 求 目 標 ， 各鍛 壓 廠 家 均 致 力 于 鍛 壓 機 械 的 高 速 化 研 究 ， 各 鍛 壓 廠 家 均 致 力 于 鍛 壓 機 械 的 高 速 化 研究 ， 在 數 控 回 轉 頭 壓 力 機 上 ， 主 要 采 用 伺 服 控 制 的 液 壓 主 驅 動 系 統(tǒng) 來 提 高 壓 機 的 行 程次 數 。 在 追 求 高 速 化 加 工 的 同 時 ， 還 必 須 盡 可 能 縮 短 生 產 輔 助 時 間 ， 以 取 得 良 好 的技 術 經 濟 效 益 。 在 數 控 壓 機 上 配 備 伺 服 電 機 驅 動 的 三 坐 標 上 下 料 裝 置 ， 可 使 沖 壓 中 心實 現 高 效 板 材 加 工 。 將 幾 種 工 藝 或 幾 個 工 序 復 合 在 一 臺 機 床 上 完 成 ， 是 當 前 各 類 機 床大 幅 壓 縮 生 產 輔 助 時 間 ， 提 高 生 產 率 的 重 要 技 術 途 徑 ， 在 鍛 壓 機 械 上 也 得 到 了 成 功 應 用 ， 效 果 十 分 顯 著 。 如 ： 德 國 、 美 國 、 日 本 已 相 繼 開 發(fā) 出 激 光 一 步 沖 復 合 機 ， 將 模 具沖 切 與 激 光 切 割 有 機 地 結 合 起 來 ， 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 間 ， 特 別 適 合 孔 型 多 而 復 雜 的 面 板 類 工 件的 加 工 及 多 品 種 小 批 量 板 料 加 工 。（ 2） 鍛 壓 設 備 控 制 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 趨 勢 。 鍛 壓 產 品 面 臨 的 重 要 挑 戰(zhàn) 之 一 ， 是 如 何 更具 柔 性 ， 以 適 應 “ 及 時 生 產 ” 的 要 求 。 壓 力 機 用 戶 要 求 設 備 的 所 有 控 制 功 能 集 成 化 ，從 而 實 現 全 套 模 具 的 菜 單 化 管 理 ， 主 要 包 括 滑 塊 行 程 調 整 、 平 衡 器 氣 壓 的 調 整 、 氣 墊行 程 調 整 ， 以 及 自 動 化 控 制 系 統(tǒng) 等 各 個 環(huán) 節(jié) 的 參 數 設 定 。 壓 力 機 控 制 系 統(tǒng) 的 集 成 化 ，可 通 過 單 一 操 作 接 口 實 現 所 有 壓 機 和 模 具 的 各 項 控 制 功 能 ， 包 括 故 障 診 斷 、 模 具 菜 單配 置 、 可 編 程 限 位 開 關 和 模 具 監(jiān) 控 的 調 整 等 ， 并 使 設 備 的 維 修 保 養(yǎng) 更 加 方 便 ， 而 且 明顯 增 加 壓 力 機 的 有 效 工 作 時 間 。 （ 3） 注 重 環(huán) 境 保 護 是 當 今 世 界 性 的 潮 流 。 許 多 國 外 鍛 壓 設 備 愈 來 愈 重 視 環(huán) 保 問題 ， 如 在 數 控 轉 塔 壓 力 機 上 ， 工 作 臺 普 遍 采 用 柔 性 的 尼 龍 刷 支 撐 代 替 傳 統(tǒng) 的 滾 珠 支 撐 ，以 減 少 噪 聲 污 染 ； 變 速 壓 機 實 現 快 速 下 降 ， 慢 速 沖 裁 工 件 ， 快 速 回 程 ， 使 振 動 和 噪 聲大 大 降 低 。 二 、 論 文 （ 設 計 ） 研 究 的 內 容1.重 點 解 決 的 問 題周 轉 輪 系 的 設 計曲 柄 滑 塊 機 構 的 設 計2.擬 開 展 研 究 的 幾 個 主 要 方 面 （ 論 文 寫 作 大 綱 或 設 計 思 路 ）主 傳 動 機 構 的 設 計 (周 轉 輪 系 )執(zhí) 行 機 構 的 設 計 （ 曲 柄 滑 塊 機 構 ）輔 助 機 構 的 設 計 （ 送 料 、 工 作 臺 ）3.本 論 文 （ 設 計 ） 預 期 取 得 的 成 果（ 1） 一 套 完 整 的 沖 壓 機 的 裝 配 圖 及 零 件 圖（ 2） 一 份 沖 壓 機 和 輪 系 的 說 明 書（ 3） 一 篇 外 文 文 獻 翻 譯 三 、 論 文 （ 設 計 ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術 路 線 或 設 計 參 數 ）（ 1） 根 據 給 定 的 要 求 設 計 曲 柄 滑 塊 機 構 和 周 轉 輪 系 ；設 計 要 求 包 括 ;公 稱 壓 力 （ KNF 2000g ） 、 公 稱 壓 力 行 程 ( mmSP 6 )、 最大 裝 模 高 度 （ mmH 450 ） 、 裝 模 高 度 調 整 量 （ mmH 110 ） 、 滑 塊 行程 （ mmS 180 ） 、 滑 塊 行 程 次 數 ( min/40n 次 )、 工 作 臺 尺 寸( mmDL 800*1500* )、 滑 塊 底 面 尺 寸 ( 650*880* 11 DL )、 工 作 臺 板 厚 度( mmL 180 )、 滑 塊 中 心 至 機 身 距 離 ( mm430c )（ 2） 根 據 經 驗 公 式 計 算 壓 力 機 的 其 他 零 件 （ 曲 軸 、 連 桿 、 滑 塊 ） 尺 寸 并 校 核 ;曲 軸 ： 45鋼 鍛 造 ， 調 制 處 理連 桿 ： 連 桿 蓋 、 連 桿 、 鎖 緊 螺 母 、 調 節(jié) 螺 桿 （ 這 種 結 構 可 以 控 制 裝 模 高 度 ） 滑 塊 ： 灰 鑄 鐵 鑄 造 ， 具 有 外 伸 導 軌 的 框 架 滑 塊 體 。（ 3） 設 計 沖 壓 機 身 。開 式 沖 壓 機 。2.論 文 （ 設 計 ） 進 度 計 劃第 1-4 周 ， 查 找 文 獻 資 料 ， 完 成 文 獻 綜 述 ， 編 寫 開 題 報 告 ；第 5-7周 ， 完 成 整 體 方 案 的 選 擇 ， 設 計 沖 壓 機 的 結 構 ， 驅 動 電 機 的 選 擇 ；第 8-11周 ， 底 座 部 分 的 結 構 、 沖 壓 部 分 結 構 、 送 料 部 分 的 結 構 、 多 速 度 控 制 部分 和 齒 輪 系 的 結 構 設 計 ；第 12-14周 ， 完 成 裝 配 圖 、 零 件 圖 的 繪 制 ；第 15周 ， 完 成 說 明 書 的 編 寫 ；第 16周 ， 打 印 材 料 ， 準 備 答 辯 。 四 、 需 要 閱 讀 的 參 考 文 獻1 鄧 明 ， 胡 根 明 ， 呂 琳 ， 劉 志 芳 .精 沖 壓 力 機 的 現 狀 及 發(fā) 展 趨 勢 J.鍛 壓 技 術 ，2016， 82孫 明 飛 ， 單 鵬 ， 高 迎 春 .自 動 變 速 器 常 見 行 星 齒 輪 機 構 結 構 組 合 分 析 （ 一 ） J.遼 寧 工 業(yè) 大 學 學 報 （ 自 然 科 學 版 ） ， 2012， 103重 型 車 液 力 自 動 變 速 器 控 制 系 統(tǒng) 設 計 及 其 試 驗 J.吉 林 大 學 學 報 （ 工 學 版 ） ，2015， 94趙 鑫 鑫 ， 楊 玨 ， 張 靜 ， 張 文 明 .液 力 自 動 變 速 器 換 擋 過 程 的 反 演 優(yōu) 化 控 制 J.農 業(yè) 工 程 學 報 ， 2016， 15何 曉 國 .曲 柄 壓 力 機 過 載 保 護 裝 置 的 選 型 J.安 慶 師 范 學 院 學 報 （ 自 然 科 學版 ） ， 2004， 116胡 明 杰 .壓 機 機 軸 桿 件 斷 裂 失 效 分 析 及 預 防 J.機 床 與 液 壓 ， 2015， 17王 曉 強 ， 霍 穎 ， 陳 紅 康 .機 械 壓 力 機 設 計 中 的 缺 陷 與 改 進 J.鍛 壓 裝 備 與 制 造技 術 ， 2006， 3 8陸 浩 .機 械 式 杠 桿 壓 力 機 J.鍛 壓 裝 備 ， 2000， 69姚 盼 盼 ， 王 強 ， 張 凱 ， 丁 忠 .1600KN開 式 壓 力 機 機 身 機 構 分 析 與 改 進 J.鍛 壓裝 備 與 制 造 技 術 ， 2015， 310周 巨 濤 ， 李 洪 偉 .機 械 壓 力 機 移 動 工 作 臺 設 計 J.一 重 技 術 ， 2013， 311魯 潔 ， 王 秀 葉 .一 種 新 型 機 械 式 曲 柄 鍛 造 壓 力 機 藝 J.鍛 壓 裝 備 與 制 造 技 術 ，2005， 212郭 齊 慶 .HNSAE15147機 械 壓 力 機 移 動 工 作 臺 工 作 原 理 分 析 J.鍛 壓 裝 備 與 制造 技 術 ， 2015， 913Chao Chen.Power Flow Analysis of Compound Epicyclic Gear Transmission:Simpson Gear TrainJ.ASME,201114Essam Lauibi Esmail.Meshing Efficiency Analysis of TwoDegree-of-Freedom Epicyclic Gear TrainsJ.ASME,201615Madhusudan Raghavan.The Analysis of Planetary Gear trains.ASME,2016 附 ： 文 獻 綜 述 或 報 告壓 力 機 作 為 壓 力 成 形 裝 備 廣 泛 應 用 于 國 民 經 濟 的 各 個 領 域 ， 是 裝 備 制 造 業(yè) 的 重 要組 成 部 分 。 壓 力 機 的 性 能 已 經 成 為 衡 量 一 個 國 家 科 技 水 平 、 國 際 競 爭 力 和 綜 合 國 力 的重 要 標 志一 、 壓 力 機 主 要 由 主 傳 動 機 構 、 執(zhí) 行 機 構 和 輔 助 機 構 等 構 成 。 主 傳 動 機 構 的 主 要作 用 是 將 沖 壓 機 所 需 的 能 量 從 電 動 機 傳 遞 到 執(zhí) 行 機 構 ， 常 見 的 傳 動 方 式 有 機 械 傳 動 與液 壓 傳 動 。 機 械 傳 動 主 要 包 括 齒 輪 傳 動 、 帶 傳 動 、 渦 輪 傳 動 。 執(zhí) 行 機 構 的 主 要 作 用 是帶 動 滑 塊 做 往 復 直 線 運 動 ， 完 成 整 個 沖 壓 過 程 ， 常 見 的 執(zhí) 行 機 構 主 要 包 括 曲 柄 滑 塊 機構 。 輔 助 機 構 是 提 高 壓 力 機 工 作 的 可 靠 性 以 及 工 藝 性 ， 常 見 的 輔 助 機 構 包 括 模 具 保 護裝 置 、 自 動 送 料 裝 置 、 廢 料 切 斷 裝 置 和 位 移 檢 測 裝 置 等 等 。二 、 沖 壓 機 械 可 根 據 滑 塊 的 驅 動 機 構 分 為 曲 柄 式 沖 床 、 無 曲 柄 沖 床 、 肘 節(jié) 式 沖 床 、摩 擦 式 沖 床 、 螺 旋 式 沖 床 、 齒 條 式 沖 床 、 連 桿 式 沖 床 和 凸 輪 式 沖 床 。 在 這 8 中 滑 塊 驅動 機 構 中 ， 現 在 使 用 曲 柄 式 機 構 和 無 曲 柄 式 機 構 較 多 。 其 中 中 小 型 機 械 經 常 使 用 曲 柄 式 機 構 ， 而 中 大 型 機 械 則 常 使 用 無 曲 柄 式 機 構 。 曲 柄 式 機 構 與 無 曲 柄 的 運 動 曲 線 完 全相 同 。 目 前 工 業(yè) 因 中 小 型 機 械 占 絕 對 多 數 ， 所 以 使 用 曲 柄 式 的 結 構 比 無 曲 柄 式 機 構 多 ，然 后 式 肘 節(jié) 式 機 構 。 肘 節(jié) 式 的 特 點 為 ， 滑 塊 接 近 于 下 死 點 時 ， 速 度 比 較 緩 慢 ， 增 多 了下 死 點 附 近 的 時 間 ， 適 用 于 引 伸 加 工 和 冷 鍛 加 工 ； 摩 擦 式 沖 床 是 由 工 人 用 手 控 制 沖 程的 長 度 和 作 用 力 的 強 度 ， 適 用 于 高 溫 鍛 造 、 壓 平 工 作 ， 和 壓 碎 加 工 類 沖 擊 高 的 場 合 ；螺 旋 式 沖 床 與 齒 條 式 沖 床 目 前 市 場 上 很 少 ， 也 僅 限 于 極 小 型 沖 床 。 連 桿 式 沖 床 在 沒 有循 環(huán) 的 非 加 工 時 間 中 ， 滑 塊 的 速 度 較 快 ， 而 在 加 工 時 間 內 十 分 緩 慢 ， 是 專 門 適 用 深 引伸 加 工 和 擠 壓 加 工 的 工 作 環(huán) 境 ； 至 于 凸 輪 式 沖 床 ， 則 是 利 用 凸 輪 來 驅 動 壓 料 滑 塊 的 一種 浮 動 式 沖 床 ， 而 多 滑 塊 沖 床 一 般 是 利 用 曲 柄 機 構 來 驅 動 。三 、 曲 柄 壓 力 機 過 載 保 護 裝 置 的 選 擇 :(1)機 械 式 過 載 保 護 裝 置 。 這 里 主 要 指 的 是 壓 塌 塊 ， 壓 塌 塊 的 作 用 是 ， 在 壓 力 機 過載 時 ， 使 連 桿 相 對 滑 移 一 段 距 離 ， 保 護 壓 力 機 的 各 個 零 部 件 ， 同 時 接 通 限 位 開 關 ，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 的 過 載 保 護 。 機 械 式 過 載 保 護 裝 置 結 構 簡 單 、 制 造 方 便 ， 成 本 較 低 ， 但 是 在 過 載 時 ， 不 能 按 照 理 想 設 計 要 求 準 確 的 破 壞 ， 同 時 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 械 式 過 載 保 護 有 著 很 大 的局 限 性 。(2)液 壓 式 過 載 保 護 裝 置 。 液 壓 式 過 載 保 護 裝 置 的 最 大 特 點 是 當 過 載 消 除 后 ， 能 自動 恢 復 工 作 狀 態(tài) ， 維 護 比 較 方 便 。 但 是 液 壓 式 過 載 保 護 裝 置 的 最 大 缺 點 是 ， 在 工 作 狀態(tài) 下 ， 高 壓 油 泵 一 致 處 于 運 轉 狀 態(tài) ， 大 大 縮 短 了 液 壓 元 件 的 壽 命 ， 因 此 過 載 保 護 裝 置的 可 靠 性 受 到 影 響 。(3)氣 液 式 過 載 保 護 裝 置 。 它 最 大 特 點 是 ： 氣 動 液 壓 油 泵 在 壓 力 機 正 常 了 其 使 用 壽 命 和 動 作 的 安 全 可 靠 性 。 采 用 了 液 壓 墊 活 塞 與 連 桿 球 座 組 成 一 體 的 構 造 ,體 積 縮 小 ,動 作 可 靠 。 兩 個 定 差 減 壓 閥 并 聯 連 接 ,當 壓 力 機 過 載 時 ,使 液 壓 墊 中 壓 力 油 排 入 油 箱 的 流量 加 大 ;加 快 了 過 載 保 護 的 速 度 ,又 增 加 了 過 載 保 護 的 可 靠 性 ,因 為 即 使 一只 定 差 減 壓 閥 失 靈 ,另 一 只 定 差 減 壓 閥 仍 起 過 載 保 護 的 作 用 。 該 裝 置 懸 掛 在 壓 力 機 機 架 內 側 ,體 積 較 小 ,安 裝 、 調 試 、 維 修 較 簡 便 。 該 裝 置 自 動 復 位 ,待 排 除 故 障 后 便 可 開 機 正 常 工 作 。四 、 精 沖 工 藝 對 壓 力 機 的 要 求 ：（ 1） 必 須 同 時 提 供 沖 裁 力 、 壓 邊 力 和 反 壓 力 。 精 沖 是 通 過 精 沖 模 具 ， 在 專 用 壓 力 機 或 者 改 裝 壓 力 機 ， 讓 板 材 在 三 向 受 力 的 狀 態(tài) 下 做 純 剪 切 運 動 ， 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 極 調 節(jié) 。 精 沖 過 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 會 產 生 大 量 的 熱 量 。 因 此 為 了 控 制 精 沖 過 程 中 的 溫 度 ， 防 止 過 高 ，一 方 面 可 以 通 過 改 進 潤 滑 條 件 ； 另 一 方 面 可 以 通 過 控 制 制 沖 裁 的 速 度 ， 但 是 控 制沖 裁 速 度 又 會 使 得 生 產 效 率 下 降 。 所 以 要 求 可 以 無 極 調 節(jié) ， 既 保 證 熱 量 不 會 太 高 ，沖 件 質 量 較 好 ， 生 產 效 率 也 不 會 大 幅 度 的 下 降 。（ 3） 滑 塊 行 程 速 度 的 變 化 滿 足 快 速 開 合 模 、 慢 速 沖 裁 、 快 速 回 程 的 要 求 。 滿 足 精 沖工 藝 對 沖 裁 速 度 的 要 求 ， 保 證 沖 件 質 量 ， 也 提 高 了 生 產 效 率 。（ 4） 滑 塊 有 很 高 的 剛 度 和 導 向 精 度 。 為 了 保 證 模 具 較 高 的 工 作 壽 命 和 工 件 成 型 的 質量 ， 滑 塊 與 導 軌 之 間 的 間 隙 要 求 小 玉 0.005mm,并 且 有 精 確 的 導 向 。（ 5） 整 機 堅 固 和 機 架 剛 性 高 。 在 精 沖 過 程 中 ， 機 架 需 要 承 受 巨 大 的 工 作 壓 力 ， 故 對機 架 的 剛 性 要 求 特 別 高 。（ 6） 具 有 可 靠 的 模 具 保 護 裝 置 。 在 精 沖 過 程 中 ， 會 產 生 一 批 廢 料 ， 需 要 及 時 沖 模 具 清 除 ， 防 止 對 模 具 造 成 損 傷 ， 影 響 模 具 壽 命 。五 、 壓 力 機 根 據 執(zhí) 行 機 構 的 驅 動 方 式 不 同 ， 分 為 機 械 式 傳 動 和 液 壓 式 傳 動 。 不論 機 械 壓 力 機 或 是 液 壓 機 ， 都 是 通 過 桿 件 的 旋 轉 或 往 復 運 動 進 行 機 械 能 或 液 壓 能 的 傳遞 ， 同 時 為 執(zhí) 行 部 件 (如 液 壓 機 滑 塊 )提 供 運 動 導 向 。 軸 桿 件 是 壓 力 機 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 無 法 使 用 ， 影 響 生 產 ;重 則 導致 壓 力 機 損 毀 甚 至 釀 成 安 全 事 故 。（ 1） 壓 力 機 曲 軸 支 撐 。 一 般 設 計 中 ， 軸 與 軸 承 的 支 撐 要 考 慮 發(fā) 熱 后 軸 能 自 由 膨 脹 。所 以 設 計 中 要 使 一 邊 固 定 ， 另 一 邊 軸 承 要 有 伸 縮 的 可 能 ， 同 樣 對 于 曲 軸 也 一 樣 ，要 考 慮 壓 力 機 長 時 間 工 作 下 溫 升 過 高 的 情 況 ， 曲 軸 可 以 自 由 伸 縮 。（ 2） 曲 軸 機 構 應 力 集 中 。 對 于 傳 遞 較 大 功 率 的 曲 軸 來 說 ， 承 受 的 在 和 多 屬 于 疲 勞 交變 在 和 ， 為 了 提 高 曲 軸 的 疲 勞 強 度 ， 減 輕 不 必 要 的 自 身 重 量 和 減 小 其 旋 轉 慣 性 力 ，一 般 曲 軸 設 計 不 宜 取 實 心 結 構 ， 采 用 中 空 結 構 形 式 。 這 種 結 構 不 但 可 以 使 原 應 力集 中 區(qū) 的 應 力 分 布 均 勻 ， 使 圓 角 過 渡 部 分 的 應 力 平 坦 化 ， 同 時 也 有 利 于 熱 處 理 工藝 所 引 起 殘 余 應 力 的 消 除 。 （ 3） 大 齒 輪 齒 圈 與 輪 轂 的 過 盈 配 合 。 在 過 盈 配 合 連 接 的 齒 圈 、 輪 轂 等 零 件 的 接 合 面禁 止 加 設 定 位 銷 。 開 設 定 位 銷 后 ， 破 壞 了 接 合 面 的 應 力 狀 態(tài) 。（ 4） 人 字 齒 輪 齒 向 選 擇 。 為 了 避 免 在 嚙 合 時 將 潤 滑 油 擠 在 人 字 齒 的 轉 角 處 ， 所 以 ，在 選 擇 人 字 齒 輪 齒 的 方 向 時 ， 要 使 齒 在 嚙 合 時 ， 應 使 人 字 齒 轉 角 處 的 齒 部 首 先 開始 接 觸 ， 這 樣 就 使 得 潤 滑 油 從 中 間 部 分 向 兩 端 流 出 ， 保 證 齒 輪 的 潤 滑 。（ 5） 風 向 支 腿 墊 板 結 構 。 在 壓 力 機 工 作 時 ， 容 器 的 殼 體 會 承 受 很 大 的 拉 伸 應 力 。 在設 計 安 裝 支 腳 時 應 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 包 支 腿 底 板 結 構 。 一 般 臥 式 容 器 有 兩 個 支 腿 ， 其 中 一 個 支 腿 的 底 腳 螺 孔 要 作成 長 圓 形 ， 使 容 器 能 夠 伸 縮 。 如 果 容 器 上 有 各 種 管 子 連 接 時 ， 還 要 考 慮 伸 縮 的 相互 影 響 。 開題報告 論 文 題 目：多速度機械式沖壓機設計 學 院： 專 業(yè) 、班 級： 學 生 姓 名： 指導教師（職稱）： 2016 年 12 月 25 日填 一、選題依據 1．論文（設計）題目 多速度機械式沖壓機設計2．研究領域 周轉輪系的設計曲柄滑塊壓力機設計 3．論文（設計）工作的理論意義和應用價值 沖壓模具作為模具的重要組成部，由于它操作簡單、便于實現機械化及自動化、 其制品一般不需要進一步的機械加工、生產效率高、加工精度較好、壽命高，使它已 經成為機械制造業(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。沖壓機廣泛應用于汽車、航空、電子、 家電等工業(yè)領域，其中，作為衡量一個國家工業(yè)水平的標志之一的汽車工業(yè)，被當今 世界主要工業(yè)發(fā)達國家和新興工業(yè)國家列為國民經濟支柱產業(yè)，其發(fā)展主導了鍛壓技 術及裝備的發(fā)展，鍛壓技術的發(fā)展和進步基本圍繞汽車工業(yè)的發(fā)展而進行。沖壓機可 以廣泛的用于落料、沖孔、切斷、拉伸等沖壓工藝，如果可以通過控制變速器或者電 機的轉速，根據不同的產品來調整不同的加工速度，適用不同的需要，從而提高生產 效率。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 21 世紀的制造業(yè)，正從以機器為特征的傳統(tǒng)技術時代，向著以信息為特征的技術時代邁進，即用信息技術改造和提升傳統(tǒng)產業(yè)。經濟全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應市場的要求，與之相適應，制造業(yè)對柔性自動化技術及裝備的要求更加迫切而強烈。同時，微電子技術和信息通信技術的快速發(fā)展，為柔性自動化提供了重要的技術支撐，工業(yè)裝備的數控化、自動化、柔性化呈現蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。 世界鍛壓工業(yè)的柔性自動化發(fā)展不斷加快。沖壓設備廣泛應用于汽車、航空、電子、家電等工業(yè)領域，其中，作為衡量一個國家工業(yè)水平的標志之一的汽車工業(yè)，被當今世界主要工業(yè)發(fā)達國家和新興工業(yè)國家列為國民經濟支柱產業(yè)，其發(fā)展主導了鍛壓技術及裝備的發(fā)展，鍛壓技術的發(fā)展和進步基本圍繞汽車工業(yè)的發(fā)展而進行。激烈的市場競爭促使汽車更新換代的速度明顯加快，產品的市場壽命周期進一步縮短；與此同時，汽車變型品種日益增多，現代汽車工業(yè)生產日益呈現生產規(guī)模化、車型個性化，車型批量小、車型變化快、多車型共線生產、車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線顯然已不適應這種特征和市場形勢發(fā)展的要求，其升級換代產品具有高柔性和高效率的自動化鍛壓設備，成為世界沖壓技術及裝備發(fā)展的主要潮流。 近二十年來，世界各國在鍛造操作機與鍛造液壓機聯動機組，大型模鍛液壓機，擠壓機等各種液壓機方面又有了許多新的發(fā)展，自動測量和自動控制的新技術在液壓機上得到了廣泛的應用，機械化和自動化程度有了很大的提高。目前壓力機的發(fā)展趨勢如下: （1）高速化復合化相結合，提高加工效率。提高生產率是永恒的追求目標，各鍛壓廠家均致力于鍛壓機械的高速化研究，各鍛壓廠家均致力于鍛壓機械的高速化研究，在數控回轉頭壓力機上，主要采用伺服控制的液壓主驅動系統(tǒng)來提高壓機的行程次數。 在追求高速化加工的同時，還必須盡可能縮短生產輔助時間，以取得良好的技術經濟效益。在數控壓機上配備伺服電機驅動的三坐標上下料裝置，可使沖壓中心實現高效板材加工。將幾種工藝或幾個工序復合在一臺機床上完成，是當前各類機床大幅壓縮生產輔助時間，提高生產率的重要技術途徑，在鍛壓機械上也得到了成功應用，效果十分顯著。如：德國、美國、日本已相繼開發(fā)出激光一步沖復合機，將模具沖切與激光切割有機地結合起來，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)省了輔助時間，特別適合孔型多而復雜的面板類工件的加工及多品種小批量板料加工。 （2）鍛壓設備控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。鍛壓產品面臨的重要挑戰(zhàn)之一，是如何更具柔性，以適應“及時生產”的要求。壓力機用戶要求設備的所有控制功能集成化，從而實現全套模具的菜單化管理，主要包括滑塊行程調整、平衡器氣壓的調整、氣墊行程調整，以及自動化控制系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)的參數設定。壓力機控制系統(tǒng)的集成化，可通過單一操作接口實現所有壓機和模具的各項控制功能，包括故障診斷、模具菜單配置、可編程限位開關和模具監(jiān)控的調整等，并使設備的維修保養(yǎng)更加方便，而且明顯增加壓力機的有效工作時間。 （3）注重環(huán)境保護是當今世界性的潮流。許多國外鍛壓設備愈來愈重視環(huán)保問題，如在數控轉塔壓力機上，工作臺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；變速壓機實現快速下降，慢速沖裁工件，快速回程，使振動和噪聲大大降低。 二、論文（設計）研究的內容 1.重點解決的問題周轉輪系的設計 曲柄滑塊機構的設計2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） 主傳動機構的設計(周轉輪系) 執(zhí)行機構的設計（曲柄滑塊機構） 輔助機構的設計（送料、工作臺）3.本論文（設計）預期取得的成果 （1）一套完整的沖壓機的裝配圖及零件圖 （2）一份沖壓機和輪系的說明書（3）一篇外文文獻翻譯 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數） （1）根據給定的要求設計曲柄滑塊機構和周轉輪系；設計要求包括;公稱壓力（ Fg = 2000KN ）、公稱壓力行程( SP = 6mm )、最 大裝模高度（ H = 450mm ）、裝模高度調整量（ DH = 110mm ）、滑塊行程（ S = 180mm ）、滑塊行程次數 ( n = 40次/ min ) 、工作臺尺寸 ( L * D = 1500 *800mm )、滑塊底面尺寸( L1 * D1 = 880 * 650 )、工作臺板厚度 ( L = 180mm )、滑塊中心至機身距離( c = 430mm ) （2）根據經驗公式計算壓力機的其他零件（曲軸、連桿、滑塊）尺寸并校核;曲軸：45 鋼鍛造，調制處理連桿：連桿蓋、連桿、鎖緊螺母、調節(jié)螺桿（這種結構可以控制裝模高度） 滑塊：灰鑄鐵鑄造，具有外伸導軌的框架滑塊體。（3）設計沖壓機身。 開式沖壓機。2.論文（設計）進度計劃 第 1-4 周，查找文獻資料，完成文獻綜述，編寫開題報告； 第 5-7 周，完成整體方案的選擇，設計沖壓機的結構，驅動電機的選擇； 第 8-11 周，底座部分的結構、沖壓部分結構、送料部分的結構、多速度控制部 分和齒輪系的結構設計； 第 12-14 周，完成裝配圖、零件圖的繪制； 第 15 周，完成說明書的編寫； 第 16 周，打印材料，準備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻 [1] 鄧明，胡根明，呂琳，劉志芳.精沖壓力機的現狀及發(fā)展趨勢[J].鍛壓技術， 2016，8 [2]孫明飛，單鵬，高迎春.自動變速器常見行星齒輪機構結構組合分析（一）[J].遼寧工業(yè)大學學報（自然科學版），2012，10 [3]重型車液力自動變速器控制系統(tǒng)設計及其試驗[J].吉林大學學報（工學版）， 2015，9 [4]趙鑫鑫，楊玨，張靜，張文明.液力自動變速器換擋過程的反演優(yōu)化控制[J].農業(yè)工程學報，2016，1 [5]何曉國.曲柄壓力機過載保護裝置的選型[J].安慶師范學院學報（自然科學版），2004，11 [6]胡明杰.壓機機軸桿件斷裂失效分析及預防[J].機床與液壓，2015，1 [7]王曉強，霍穎，陳紅康.機械壓力機設計中的缺陷與改進[J].鍛壓裝備與制造技術，2006，3 [8]陸浩.機械式杠桿壓力機[J].鍛壓裝備，2000，6 [9]姚盼盼，王強，張凱，丁忠.1600KN 開式壓力機機身機構分析與改進[J].鍛壓裝備與制造技術，2015，3 [10]周巨濤，李洪偉.機械壓力機移動工作臺設計[J].一重技術，2013，3 [11]魯潔，王秀葉.一種新型機械式曲柄鍛造壓力機藝[J].鍛壓裝備與制造技術， 2005，2 [12]郭齊慶.HNSAE15147 機械壓力機移動工作臺工作原理分析[J].鍛壓裝備與制造技術，2015，9 [13]Chao Chen.Power Flow Analysis of Compound Epicyclic Gear Transmission: Simpson Gear Train[J].ASME,2011 [14]Essam Lauibi Esmail.Meshing Efficiency 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時，使連桿相對滑移一段距離，保護壓力機的各個零部件，同時接通限位開關，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的過載保護。機械式過載保護裝置結構簡單、制造方便，成本較低，但是在過載時，不能按照理想設計要求準確的破壞，同時在相同的受載條件下，使壓塌塊受破壞的力有較大的差異，所以機械式過載保護有著很大的局限性。 (2)液壓式過載保護裝置。液壓式過載保護裝置的最大特點是當過載消除后，能自動恢復工作狀態(tài)，維護比較方便。但是液壓式過載保護裝置的最大缺點是，在工作狀態(tài)下，高壓油泵一致處于運轉狀態(tài)，大大縮短了液壓元件的壽命，因此過載保護裝置的可靠性受到影響。 (3)氣液式過載保護裝置。它最大特點是： ①氣動液壓油泵在壓力機正常了其使用壽命和動作的安全可靠性。 ②采用了液壓墊活塞與連桿球座組成一體的構造,體積縮小,動作可靠。 ③兩個定差減壓閥并聯連接,當壓力機過載時,使液壓墊中壓力油排入油箱的流量加大;加 快了過載保護的速度,又增加了過載保護的可靠性 ,因為即使一只定差減壓閥失靈,另一只定差減壓閥仍起過載保護的作用。 ④該裝置懸掛在壓力機機架內側,體積較小,安裝、調試、維修較簡便。 ⑤該裝置自動復位,待排除故障后便可開機正常工作。四、精沖工藝對壓力機的要求： （1） 必須同時提供沖裁力、壓邊力和反壓力。精沖是通過精沖模具，在專用壓力機 或者改裝壓力機，讓板材在三向受力的狀態(tài)下做純剪切運動，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） 沖裁速度能夠無極調節(jié)。精沖過程中，由于材料的塑性變形和凸凹模與新生材料之間的摩擦會產生大量的熱量。因此為了控制精沖過程中的溫度，防止過高，一方面可以通過改進潤滑條件；另一方面可以通過控制制沖裁的速度，但是控制沖裁速度又會使得生產效率下降。所以要求可以無極調節(jié)，既保證熱量不會太高，沖件質量較好，生產效率也不會大幅度的下降。 （3） 滑塊行程速度的變化滿足快速開合模、慢速沖裁、快速回程的要求。滿足精沖 工藝對沖裁速度的要求，保證沖件質量，也提高了生產效率。 （4） 滑塊有很高的剛度和導向精度。為了保證模具較高的工作壽命和工件成型的質 量，滑塊與導軌之間的間隙要求小玉 0.005mm,并且有精確的導向。 （5） 整機堅固和機架剛性高。在精沖過程中，機架需要承受巨大的工作壓力，故對 機架的剛性要求特別高。 （6） 具有可靠的模具保護裝置。在精沖過程中，會產生一批廢料，需要及時沖模具清除，防止對模具造成損傷，影響模具壽命。 五、壓力機根據執(zhí)行機構的驅動方式不同，分為機械式傳動和液壓式傳動 。不論機械壓力機或是液壓機，都是通過桿件的旋轉或往復運動進行機械能或液壓能的傳遞，同時為執(zhí)行部件(如液壓機滑塊)提供運動導向。軸桿件是壓力機的重要組成部分和核心功能部件。軸桿件的斷裂失效，輕則造成壓力機無法使用，影響生產;重則導致壓力機損毀甚至釀成安全事故。 （1）壓力機曲軸支撐。一般設計中，軸與軸承的支撐要考慮發(fā)熱后軸能自由膨脹。所以設計中要使一邊固定，另一邊軸承要有伸縮的可能，同樣對于曲軸也一樣，要考慮壓力機長時間工作下溫升過高的情況，曲軸可以自由伸縮。 （2）曲軸機構應力集中。對于傳遞較大功率的曲軸來說，承受的在和多屬于疲勞交變在和，為了提高曲軸的疲勞強度，減輕不必要的自身重量和減小其旋轉慣性力，一般曲軸設計不宜取實心結構，采用中空結構形式。這種結構不但可以使原應力集中區(qū)的應力分布均勻，使圓角過渡部分的應力平坦化，同時也有利于熱處理工藝所引起殘余應力的消除。 （3）大齒輪齒圈與輪轂的過盈配合。在過盈配合連接的齒圈、輪轂等零件的接合面 禁止加設定位銷。開設定位銷后，破壞了接合面的應力狀態(tài)。 （4）人字齒輪齒向選擇。為了避免在嚙合時將潤滑油擠在人字齒的轉角處，所以，在選擇人字齒輪齒的方向時，要使齒在嚙合時，應使人字齒轉角處的齒部首先開始接觸，這樣就使得潤滑油從中間部分向兩端流出，保證齒輪的潤滑。 （5）風向支腿墊板結構。在壓力機工作時，容器的殼體會承受很大的拉伸應力。在設計安裝支腳時應盡可能地安裝墊板，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）風包支腿底板結構。一般臥式容器有兩個支腿，其中一個支腿的底腳螺孔要作成長圓形，使容器能夠伸縮。如果容器上有各種管子連接時，還要考慮伸縮的相互影響。