2093 30T高速沖壓機機架設計
2093 30T高速沖壓機機架設計,30,高速,沖壓機,機架,設計
分 類 號 密 級 XXXX 學院本 科 畢 業(yè) 設 計 (論 文 )30T 高速沖壓機機架設計 所 在 學 院專 業(yè)班 級姓 名學 號指 導 老 師年 月 日誠 信 承 諾我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《30T 高速沖壓機機架設計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。承諾人（簽名）： 年 月 日摘 要沖壓機機架采用三梁四柱結(jié)構(gòu)，上下各一個固定橫梁，橫梁用四個立柱支撐，一個活動梁（滑塊）沿四個立柱移動，在活動梁（滑塊）和一個上下梁之間有上下加熱板和模具。被加工的物料放在上下模具之間沖壓成型。為了增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，主機采用雙機組結(jié)構(gòu)。四柱式機構(gòu)為沖壓機常見的結(jié)構(gòu)形式之一，機身是典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)。主缸布置在上橫梁中心。活動橫梁與主缸活塞剛性連結(jié)并由主缸活塞驅(qū)動。由四柱導向完成壓制和回程動作?？刂葡浒惭b在主機右前側(cè)，各控制按鈕和壓力表，調(diào)壓閥等，均布置在箱體面板上，因此工作者在控制箱前即可集中操縱和調(diào)整。上滑塊行程限位裝置則布置于機身右前側(cè)?？梢哉{(diào)整活動橫梁上限，減速和下限位置。動力機構(gòu)布置于主機右側(cè)并由管路系統(tǒng)與主機連接起來。關(guān)鍵詞：沖壓機、三梁四柱、橫梁 ABSTRACTPunch machine hosts a three-beam four-column structure, a fixed upper and lower beams, beams with four columns support an active beam (slider) moves along the four columns, beams in the activity (slider) and a between the upper and lower beam there are upper and lower heating plate and the mold. Material to be machined on the heat and pressure between the upper and lower mold forming. In order to increase production, improve production efficiency, host dual unit structure.Four-column hydraulic press agency as one of the common structure, the body is a typical three-beam four-post structure. Master cylinder arranged in the beam center. Centers are arranged in a table top of the cylinder. Activities rigid beam link with the main cylinder piston driven by the master cylinder piston. Suppressed by the four-post and return to complete the action-oriented. Right front control box installed on the host side, the control buttons and pressure gauge, regulator, etc., are arranged in the cabinet panel, so workers can focus on the control box before the manipulation and adjustment. On the slide stroke limit device is arranged in the front right side of the fuselage. Activities can be adjusted ceiling beams, slow down and lower position. Arranged in the power sector by the pipeline system with the right host the host to connect.Keywords: Punch machine, three beam four-poster，beam目 錄摘 要 ........................................................................................................................................1ABSTRACT...............................................................................................................................2目 錄 ........................................................................................................................................1第一章 緒論 ..............................................................................................................................11.1 課題的來源 ..................................................................................................................11.3 沖壓機發(fā)展趨勢 ..........................................................................................................21.4 沖壓機機架的結(jié)構(gòu)形式 ..............................................................................................2第二章 沖壓機機架結(jié)構(gòu)設計 ..................................................................................................42.1 上橫梁結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................42.2 滑塊結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................52.3 下橫梁結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................72.4 立柱結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................82.6 底座結(jié)構(gòu) ....................................................................................................................10第三章 結(jié)構(gòu)計算及校核 ........................................................................................................103.1 上橫梁 ........................................................................................................................103.2 滑塊 ............................................................................................................................133.3 下橫梁 .........................................................................................................................133.4 立柱 ............................................................................................................................16總 結(jié) ......................................................................................................................................17謝 辭 ......................................................................................................................................18參考文獻 ..................................................................................................................................19 1第 1 章 緒論1.1 課題的來源30T 高速沖孔機本課題來源于企業(yè)實際需求，江蘇太倉法孚低溫設備有限公司需一種沖壓 3003 鋁材，材料厚度 0.2~0.6、材料寬度 600，沖壓速度在 300 次/分鐘的高速沖孔機。由于該需求的沖孔機有一定的企業(yè)實際生產(chǎn)需求的特殊性，目前該設備國內(nèi)外沒有，所以需要我們重新設計來滿足該企業(yè)的實際需求。本沖床采用的結(jié)構(gòu)形式：四柱式閉式?jīng)_床，主機采用四柱式結(jié)構(gòu)，運動模板采用四個高精度導套來保證模板上下運動的高精度。運動模板下部帶有四個平衡彈簧，用以平衡運動模板及模具的自重，來保證設備運動的平穩(wěn)性。主軸采用偏心輪機構(gòu)來轉(zhuǎn)換主軸的旋轉(zhuǎn)運動為運動模板的上下垂直運動，偏心距 3mm。設備上部帶有液壓保壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用：1、沖壓時保壓及吸振作用。2、液壓系統(tǒng)通過油缸的上下運動來調(diào)整設備的閉合高度。1.2 沖壓機的特點采用進口油壓缸及控壓系統(tǒng)，壓力平穩(wěn)，無噪音。1.2.1 沖壓成型的優(yōu)點沖壓成型是一種常見的機械加工方法，沖壓加工所生產(chǎn)出來的沖壓個，應用領(lǐng)域可說是包羅萬象，比如：消費電子產(chǎn)品、機械、五金、運輸工具等產(chǎn)業(yè)均少不了它的存在。沖壓件具有下列的主要特性，相對于其它加工方法可說具有不可取代的地位，主要特性包括： 1、可得到輕量、高剛性之制品。 2、生產(chǎn)性良好，適合大量生產(chǎn)、成本代。 3、可得到品質(zhì)均一的制品。 ， 4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。 沖壓即能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁，壓力容器封頭一類的大型零件；能 夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能夠制造精精密（公差在 2微米級）和復雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn) 60%-70%以上的板材、管材及其它型材，其中 大部分經(jīng)沖壓制成成品。沖壓在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航天、武器制造中，具有十分重要的地位。 沖壓件的重量輕、厚度薄、剛性好。它的尺寸公差取決于模具，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)機械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學性能優(yōu)于原始胚料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。1.2.2 沖壓成型的缺點1. 沖壓成型工作環(huán)境溫度較高2. 不能做復雜和深度拉伸的成型效果3. 薄膜厚度改變，模具要作稍微調(diào)整1.3 沖壓機發(fā)展趨勢沖壓機適用于橡膠、塑料行業(yè)之聚合物如 PVC、色母粒等化工原料的混煉加工、配料試驗，以檢測是否達到所要求的顏色和質(zhì)量，可作為工廠批量生產(chǎn)前配料的依據(jù)。將塑料或橡膠原料放于模具內(nèi)，夾于上、下電熱板之間，在電熱板智能恒溫下施以壓力，使原料成型。1. 高速化，高效化，低能耗。提高沖壓機的工作效率，降低生產(chǎn)成本。2. 機電液一體化。充分合理利用機械和電子方面的先進技術(shù)促進整個液壓系統(tǒng)的完善。3. 自動化、智能化。微電子技術(shù)的告訴發(fā)展為沖壓機的自動化和智能化提供了充分的條件。自動化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應能夠?qū)崿F(xiàn)對系統(tǒng)的自動診斷和調(diào)整，具有故障預處理的功能。4. 液壓元件集成化，標準化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄露和污染。標準化的元件為機器的維修帶來方便。1.4 沖壓機機架的結(jié)構(gòu)形式?jīng)_壓機機架的結(jié)構(gòu)設計主要有這幾種結(jié)構(gòu)形式：整體框架式結(jié)構(gòu)、雙柱拉桿式、單立柱結(jié)構(gòu)、復合式結(jié)構(gòu)和四柱式結(jié)構(gòu)。以下著重介紹四柱式結(jié)構(gòu)。 3四柱式機構(gòu)為沖壓機常見的結(jié)構(gòu)形式之一，機身是典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)。主缸布置在上橫梁中心。在工作臺中心則布置了頂出缸?；顒訖M梁與主缸活塞剛性連結(jié)并由主缸活塞驅(qū)動。由四柱導向完成壓制和回程動作?？刂葡浒惭b在主機右前側(cè)，各控制按鈕和壓力表，調(diào)壓閥等，均布置在箱體面板上，因此工作者在控制箱前即可集中操縱和調(diào)整。上滑塊行程限位裝置則布置于機身右前側(cè)?？梢哉{(diào)整活動橫梁上限，減速和下限位置。動力機構(gòu)布置于主機右側(cè)并由管路系統(tǒng)與主機連接起來。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點是工作空間寬敞，便于四面觀察和接近模具。整機結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。最大的缺點是承受偏心載荷的能力較差，在偏載喜愛活動橫梁與工作臺間易產(chǎn)生傾斜和水平位移；同時立柱導向面磨損后不能調(diào)整和補償。這些缺點在一定程度上限制了他的應用范圍。為了提高零件壓制精度，提高模具的使用壽命，除了機身和各梁應具有必須的剛度外，各滑塊應具有較高的運動精度，能承受在壓制不對稱零件或多工位沖壓中產(chǎn)生的偏心載荷，并在沖壓過程中保持必須的精度。在設計上重點是合理選擇導向結(jié)構(gòu)和導向長度，導軌面力求耐磨，磨損后間隙便于調(diào)整和修復以提高壽命。面導軌面上的擠壓應力值是產(chǎn)生磨損降低壽命的重要因素。因此要仔細分析受力情況，進行必要地計算，使擠壓應力不超過規(guī)定值，此外還需采取相應的潤滑措施，以保證充分潤滑。目前四柱式?jīng)_壓機的滑塊均采用固定于機身支柱上的45°斜面導軌導向，為了提高耐磨能力和便于維修，通常在滑塊導軌面上鑲有青銅墊板。機身導軌則采用耐磨鑄鐵或淬硬鋼制造。在精密沖裁和金屬擠壓沖壓機上，為了最大限度的減小導軌間隙，提高剛度和導向精度，近幾年來也有采用塑料襯板的導軌或預應力滾動導軌。 4第 2 章 沖壓機機架結(jié)構(gòu)設計圖 2-1 主機結(jié)構(gòu)圖30T 沖壓機機架采用三梁四柱式結(jié)構(gòu)，其主要特點是加工工藝性較其他類型結(jié)構(gòu)簡單。圖 2-1 為立式單缸三梁四柱式結(jié)構(gòu)，他的機身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機身由底座支撐。工作缸安裝在上橫梁內(nèi)，活動橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導向上下運動，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對磨具進行沖壓加工。由于機身聯(lián)接成一整體框架，故機身承受整個工作力量。活動橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導向上下運動，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對磨具進行沖壓加工。由于機身聯(lián)接成一整體框架，故機身承受整個工作力量。2.1 上橫梁結(jié)構(gòu)2.1.1 結(jié)構(gòu)形式上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安裝回程缸及其他輔助裝置。由于主機規(guī)格是 30T，屬于小型沖壓機，上橫梁不設計成上下封 5閉的廂式結(jié)構(gòu)，直接采用 45 鋼鋼板結(jié)構(gòu)，便于加工和生產(chǎn)。2.1.2 形狀尺寸要求上橫梁通過立柱聯(lián)接成機身上半部，并安裝工作油缸。為使其組成的空間合乎要求，以及活塞運行平穩(wěn)，因此要求上橫梁安裝油缸孔的軸線與安裝油缸的臺肩平面應垂直，上橫梁與調(diào)節(jié)螺母接觸面與主油缸臺肩接觸應平行，以及立柱穿過孔的上下平面應平行等等。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為：1. 安裝主油缸孔的軸線與油缸臺肩貼合平面不垂直度允差≤0.06/1000 毫米。2. 調(diào)節(jié)螺母接觸平面與油缸臺肩貼合平面的不平行度允差≤0.05/1000 毫米。3. 鎖緊螺母接觸面與調(diào)節(jié)螺母接觸面（立柱穿過孔的上平面與下平面）間不平度允差≤0.16/1000 毫米。4. 油缸鎖緊螺母平面與油缸臺肩貼合平面間不平行度允差≤0.12/1000 毫米。5. 與油缸外圓配合公差為 H7/f8.6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大 2-3 毫米。2.1.3 上橫梁與油缸的聯(lián)接方式依靠法蘭盤固定油缸，如圖 2-2 所示.此方法采用聯(lián)接零件來固定油缸的位置。當油缸加壓時，油缸臺肩傳遞反作用力于橫梁，法蘭盤不受反作用力的作用，只有當油缸回程工作時，回程力作用于法蘭盤上。故法蘭盤的強度只需滿足回程力要求即可。油缸為柱塞式時，法蘭盤僅承受部件的重量。2.2 滑塊結(jié)構(gòu)活動橫梁的主要作用為：與主油缸活塞桿聯(lián)接傳遞沖壓機的壓力；通過導向套沿立柱導向面上下往復運動；安裝與固定模具及工具等。因此需要有較好的強度、剛度及導向結(jié)構(gòu)。 6圖 2-2 用法蘭盤固定的結(jié)構(gòu) 2.2.1 結(jié)構(gòu)形式圖 2-3 滑塊結(jié)構(gòu)圖活動橫梁選用材料與上橫梁、下橫梁相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似、便于制造?；顒訖M梁的結(jié)構(gòu)設計除考慮導向精度要求外，還應根據(jù)壓制工藝中的承載要求來決定。 7根據(jù)壓制工藝性質(zhì)，導向部分應有一定的高度，以保證足夠的精度。一般情況下，導向部分高度不應小于活塞行程的二分之一。2.2.2 形狀尺寸要求活動橫梁是沖壓機主要運動部件，為保證沖壓機符合精度要求，因此，要求四立柱導向套 孔軸線應相互平行，它應與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應與活動橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對下平面亦可要求平行等。結(jié)合生產(chǎn)情況具體要求為：1. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸應互相平行，其不平度允差≤0.10/1000 毫米。2. 活動橫梁下平面不平直度，按 JB1293-73 標準允差為≤0.05/1000 毫米。3. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸線對下平面不垂直度允差≤0.06-0.10/1000毫米。4. 下平面對上平面（與活塞桿貼合平面）不平行度允差≤0.05/1000 毫米。5. 四立柱孔中心距公差，前后、左右均為≤±0.02 毫米。6. 四立柱孔與導套外圓配合精度為 H7/g8，中心孔與活塞桿外圓配合精度為H7/f8。2.3 下橫梁結(jié)構(gòu)2.3.1 結(jié)構(gòu)形式下橫梁是主機的安裝基礎。臺面上固定加熱板，工作中承受機器本體的重量及全部載荷。下橫梁所選用的材料以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。圖 2-4 為下橫梁結(jié)構(gòu)圖，材料選用 45 鋼。 82.3.2 形狀尺寸要求下橫梁是整機的基礎性零件，是安裝加熱板的基準。因此，對工作臺面的不平度、各部件安裝定位基面均應有必要地技術(shù)要求。根據(jù)生產(chǎn)情況，具體要求為:1. 工作臺臺面不平直度，按 JB1293-73 標準允差≤0.05/1000 毫米。2. 立柱鎖緊螺母之貼合平面與工作臺臺面間不平行度允差小于 0.16/1000 毫米。3. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大 2-3 毫米左右。2.4 立柱結(jié)構(gòu)立柱是四柱式?jīng)_壓機重要的支撐件和受力件，同時又是活動橫梁的導向基準。因此，立柱應有足夠的強度與剛度，導向表面應有足夠的精度、光潔度和必要地硬度。圖 2-4 下橫梁結(jié)構(gòu)圖 92.4.1 結(jié)構(gòu)形式立柱與上橫梁、工作臺的聯(lián)接方式是表明立柱結(jié)構(gòu)的主要特征。在選擇立柱結(jié)構(gòu)時，應考慮到它與上橫梁、工作臺間應可靠預緊、安裝方便和便于調(diào)整機器的精度。圖 2-5 為立柱結(jié)構(gòu)，兩梁都用調(diào)節(jié)螺母支承，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。四螺母結(jié)構(gòu)組成零件多。由于調(diào)節(jié)螺母起立柱臺肩的支撐作用，且可調(diào)整兩梁的支撐距離，對立柱有關(guān)軸向尺寸要求不嚴格，緊固較容易。但對立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）以及調(diào)整螺母精度（調(diào)節(jié)螺母的螺紋對于上下橫梁貼合面垂直度）要求較高。機器精度調(diào)整較麻煩。2.4.2 形狀尺寸要求立柱為沖壓機的重要零件，是活動橫梁的導向基準。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為：1. 立柱導向面軸線不平直度允差≤0.05/1000 毫米。2. 材料選用 45 鍛鋼件。毛坯應正火處理，消除鍛造過程的內(nèi)應力。3. 立柱導向表面應進行熱處理，表面硬度不低于 HB235，也可進行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚度為 0.02-0.04 毫米。 10圖 2-5 立柱結(jié)構(gòu)圖2.6 底座結(jié)構(gòu)底座安裝于工作臺下部，與基礎相聯(lián)。底座僅承受機器的總重量。底座高度由正常壓制制件時人的操作高度來定。底座材料。主要考慮到外形的美觀，對精度無要求。如圖 2-6 所示。圖 2-6 底座結(jié)構(gòu)圖第 3 章 結(jié)構(gòu)計算及校核3.1 上橫梁3.1.1 受力分析上橫梁可視為受兩集中力，兩端支承的簡支梁。圖 3-1 所示受力圖及剪力彎矩圖。其中：P—公稱壓力（kgf） P=300×103/9.8=30612.24kgfD—油缸臺肩尺寸（cm） D=17cm 11B—立柱中心距（cm） B=50cm圖 3-1 上橫梁受力圖圖 3-2 Ⅱ-Ⅱ截面圖在主截面（I-I）所受彎矩：（3-1）cmkgfBDPM????????????410.214? 12截面(Ⅱ-Ⅱ)剪力：（3-2）kgfP3.8162Q?3.1.2 截面Ⅱ-Ⅱ強度計算截面寬度cmb26?截面高度h1截面積（3-3）23cbf??面積重心至 x 軸距離mY6截面對 x 軸的靜面矩（3-4）31872cfS??靜面矩 S 與面積重心至 x 軸距離乘積（3-5）4mY?各截面積的慣性矩（3-6）430712cbhJ?重心至 x 軸的慣性矩cm60截面對 x 軸的慣性矩（3-7）401976cYSJ???截面對 x 軸的慣性矩（3-8）4203mfh?受壓截面和受拉截面彎曲應力相等為 （3-9）MPackgfJM60./71.6520 ?????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上彎曲應力小于許用應力，安全。 133.1.2 截面Ⅱ-Ⅱ剪切強度計算由分析得，最大應力 在中心橫斷面及截面Ⅱ-Ⅱ上。max?（3-10） ??MPBHQ5.35.1max???式中：Q—截面Ⅱ-Ⅱ剪切力 （3-11） kgf3.8162B—簡化截面寬度 cmb?H—簡化截面高度 h代入得：（3-12） MPackgfBQ5.34.6/78.635.12max ????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上剪切強度小于許用剪切強度，安全。3.2 滑塊從結(jié)構(gòu)上來看，活動橫梁行程終止無機械限程，即無限程裝置，依靠電氣行程開關(guān)來限止其運動的上下位置。活動橫梁高度較高 H=12cm，通過加熱板傳遞壓力，故活動橫梁僅受擠壓和較小的彎曲。因此對活動橫梁計算可從略。3.3 下橫梁3.3.1 受力分析如圖 3-3 所示，下橫梁 I-I 截面受力圖及剪力彎矩圖。均布載荷BPqbPq4554??， 得因 為 14圖 3-3 下橫梁受力圖圖 3-4 Ⅱ-Ⅱ截面圖在 I-I 截面上彎矩為：（3-13） ??cmkgfBbPM???????????5102.41截面(Ⅱ-Ⅱ)剪力：（3-17） kgf3.8162Q 153.3.2 截面Ⅱ-Ⅱ強度計算截面寬度cmb42?截面高度h1截面積（3-18） 2504cbf??面積重心至 x 軸距離mY6截面對 x 軸的靜面矩（3-19） 3024cfS??靜面矩 S 與面積重心至 x 軸距離乘積（3-20） 418mY?各截面積的慣性矩（3-21） 430602cbhJ?重心至 x 軸的慣性矩cm0截面對 x 軸的慣性矩（3-22） 40219cYSJ???截面對 x 軸的慣性矩（3-23） 42068mfh?受壓截面和受拉截面彎曲應力相等為 （3-24） MPackgfJM6091./5.1920 ?????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上彎曲應力小于許用應力，安全。3.3.2 截面Ⅱ-Ⅱ剪切強度計算由分析得，最大應力 在中心橫斷面及截面Ⅱ-Ⅱ上。max?（3-25） ??MPBHQ5.35.1max??? 16式中：Q—截面Ⅱ-Ⅱ剪切力 kgfP3.8162Q?B—簡化截面寬度 cmb4H—簡化截面高度 h代入得：（3-26） MPackgf 5.39.2/0.25.1max ????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上剪切強度小于許用剪切強度，安全。3.4 立柱立柱在中心載荷下的強度計算：P—公稱壓力（kgf） P=160×103/9.8=16326.53kgfD—立柱最細處直徑（cm） D=4cmn—立柱數(shù)量 n=4（3-27） MPacmkgfnP453./49.3222 ?????????????由此可得，應力強度小于許用應力強度，安全。 17總 結(jié)畢業(yè)設計是對畢業(yè)生大學生活及學習的一次總結(jié)，是對畢業(yè)生的一次考核，通過設計的構(gòu)思，可以 看出一個本科畢業(yè)生的能力，同時也是對大學所學專業(yè)知識的一次廣而深的復習。畢業(yè)設計是與實際緊密聯(lián)系在一起的，是一次理論聯(lián)系實際的有機結(jié)合。本文重點對沖壓機的主機進行了方案設計，根據(jù)要求采用三梁四柱結(jié)構(gòu)，上下各一個固定橫梁，橫梁用四個立柱支撐，一個活動梁（滑塊）沿四個立柱移動，在活動梁（滑塊）和一個上下梁之間有上下加熱板和模具。被加工的物料放在上下模具之間加熱加壓成型。為了增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，主機采用雙機組結(jié)構(gòu)。在整個畢業(yè)設計過程中，我查閱了大量的資料，仔細認真地分析了當前沖壓機機架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。主機是沖壓機的重要組成部分，它與其他部件如油缸有裝配關(guān)系，其結(jié)構(gòu)設計直接影響到整臺沖壓機的工作性能。立柱和梁板是整個機架的主要受力部件。它們設計的好壞也是不容忽視的。在設計中綜合評比各元件的性能來選擇零件，通過計算、校核強度等完成沖壓機的機架設計。 18謝 辭經(jīng)過幾個月的努力，畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲。由于實踐經(jīng)驗的匱乏，本次設計難免有考慮不周的地方。如果沒有 XX 教授的悉心指導以及本組人員的支持，恐怕設計不會這么順利完成。自開題一來，任老師一直認真指導設計的每個環(huán)節(jié)，從資料的查閱到具體方案的修改，老師都提出了寶貴的建議，讓我受益匪淺。除此之外，老師科學嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和淵博的專業(yè)知識更是我永遠學習的榜樣。再次對老師及本組的同學表示衷心的感謝！最后還要感謝曾執(zhí)導過和給我?guī)椭睦蠋?！是你們曾?jīng)辛勤的付出才有了我今天知識的積累。 19參考文獻[1] 天津市鍛壓機床廠.中小型沖壓機設計計算.天津：天津人民出版社，1997.[2] 俞新陸.液壓件的設計與應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.[3] 機械工程師手冊編委會.機械工程師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997.[4] 宋學義.袖珍液壓氣動手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1995.[5] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2007.[6] 王文斌.機械設計手冊(1-6). 北京：機械工業(yè)出版社，2004.[7] 熊良山.機械制造技術(shù)基礎.武漢.華中科技大學出版社，2007.[8] 朱理.機械原理.北京：高等教育出版社，2004.[9] 陳良玉，王玉良，馬星國，李力．機械設計基礎．沈陽：東北大學出版社，2003130T高速沖壓機機架設計,,簡介,沖壓機機架采用三梁四柱結(jié)構(gòu)，上下各一個固定橫梁，橫梁用四個立柱支撐，一個活動梁（滑塊）沿四個立柱移動，在活動梁（滑塊）和一個上下梁之間有上下加熱板和模具。被加工的物料放在上下模具之間沖壓成型。為了增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，主機采用雙機組結(jié)構(gòu)。,第一章 緒論,1.1課題的來源
30T高速沖孔機本課題來源于企業(yè)實際需求，江蘇太倉法孚低溫設備有限公司需一種沖壓3003鋁材，材料厚度0.2~0.6、材料寬度600，沖壓速度在300次/分鐘的高速沖孔機。由于該需求的沖孔機有一定的企業(yè)實際生產(chǎn)需求的特殊性，目前該設備國內(nèi)外沒有，所以需要我們重新設計來滿足該企業(yè)的實際需求。,本沖床采用的結(jié)構(gòu)形式：四柱式閉式?jīng)_床，主機采用四柱式結(jié)構(gòu)，運動模板采用四個高精度導套來保證模板上下運動的高精度。運動模板下部帶有四個平衡彈簧，用以平衡運動模板及模具的自重，來保證設備運動的平穩(wěn)性。,1.2沖壓機的特點,采用進口油壓缸及控壓系統(tǒng)，壓力平穩(wěn)，無噪音。
1.2.1沖壓成型的優(yōu)點
沖壓成型是一種常見的機械加工方法，沖壓加工所生產(chǎn)出來的沖壓個，應用領(lǐng)域可說是包羅萬象，比如：消費電子產(chǎn)品、機械、五金、運輸工具等產(chǎn)業(yè)均少不了它的存在。,,沖壓件具有下列的主要特性，相對于其它加工方法可說具有不可取代的地位，主要特性包括：
1、可得到輕量、高剛性之制品。
2、生產(chǎn)性良好，適合大量生產(chǎn)、成本代。
3、可得到品質(zhì)均一的制品。，
4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。,1.2.2沖壓成型的缺點,1. 沖壓成型工作環(huán)境溫度較高
2. 不能做復雜和深度拉伸的成型效果
3. 薄膜厚度改變，模具要作稍微調(diào)整,1.3沖壓機發(fā)展趨勢,沖壓機適用于橡膠、塑料行業(yè)之聚合物如PVC、色母粒等化工原料的混煉加工、配料試驗，以檢測是否達到所要求的顏色和質(zhì)量，可作為工廠批量生產(chǎn)前配料的依據(jù)。將塑料或橡膠原料放于模具內(nèi)，夾于上、下電熱板之間，在電熱板智能恒溫下施以壓力，使原料成型。,1.4沖壓機機架的結(jié)構(gòu)形式,沖壓機機架的結(jié)構(gòu)設計主要有這幾種結(jié)構(gòu)形式：整體框架式結(jié)構(gòu)、雙柱拉桿式、單立柱結(jié)構(gòu)、復合式結(jié)構(gòu)和四柱式結(jié)構(gòu)。以下著重介紹四柱式結(jié)構(gòu)。
四柱式機構(gòu)為沖壓機常見的結(jié)構(gòu)形式之一，機身是典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)。
四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點是工作空間寬敞，便于四面觀察和接近模具。,第二章 沖壓機機架結(jié)構(gòu)設計 圖2-1,,30T沖壓機機架采用三梁四柱式結(jié)構(gòu)，其主要特點是加工工藝性較其他類型結(jié)構(gòu)簡單。圖2-1為立式單缸三梁四柱式結(jié)構(gòu)，他的機身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機身由底座支撐。,2.1.1結(jié)構(gòu)形式,上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。
2.1.2形狀尺寸要求
上橫梁通過立柱聯(lián)接成機身上半部，并安裝工作油缸。,2.1.3上橫梁與油缸的聯(lián)接方式,依靠法蘭盤固定油缸，如圖2-2所示.此方法采用聯(lián)接零件來固定油缸的位置。當油缸加壓時，油缸臺肩傳遞反作用力于橫梁，法蘭盤不受反作用力的作用，只有當油缸回程工作時，回程力作用于法蘭盤上。,2.2滑塊結(jié)構(gòu) 圖2-2 用法蘭盤固定的結(jié)構(gòu),2.2.1結(jié)構(gòu)形式 圖2-3 滑塊結(jié)構(gòu)圖,2.2.2形狀尺寸要求,活動橫梁是沖壓機主要運動部件，為保證沖壓機符合精度要求，因此，要求四立柱導向套 孔軸線應相互平行，它應與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應與活動橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對下平面亦可要求平行等。,2.3下橫梁結(jié)構(gòu),2.3.1結(jié)構(gòu)形式
下橫梁是主機的安裝基礎。臺面上固定加熱板，工作中承受機器本體的重量及全部載荷。下橫梁所選用的材料以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。圖2-4為下橫梁結(jié)構(gòu)圖，材料選用45鋼。
2.3.2形狀尺寸要求
下橫梁是整機的基礎性零件，是安裝加熱板的基準。因此，對工作臺面的不平度、各部件安裝定位基面均應有必要地技術(shù)要求。,2.4立柱結(jié)構(gòu),立柱是四柱式?jīng)_壓機重要的支撐件和受力件，同時又是活動橫梁的導向基準。
圖2-4 下橫梁結(jié)構(gòu)圖,2.4.1結(jié)構(gòu)形式,立柱與上橫梁、工作臺的聯(lián)接方式是表明立柱結(jié)構(gòu)的主要特征。
2.4.2形狀尺寸要求
立柱為沖壓機的重要零件，是活動橫梁的導向基準。,圖2-5 立柱結(jié)構(gòu)圖,2.6底座結(jié)構(gòu) 圖2-6 底座結(jié)構(gòu)圖,第三章 結(jié)構(gòu)計算及校核,3.1上橫梁
3.2滑塊
3.3下橫梁
3.4立柱, 開題報告法孚集團是法國的一個以機械設備制造為主的著名企業(yè)，江蘇太倉法孚低溫設備有限公司是法孚集團在華投資的第一個工業(yè)項目，本公司需一種沖壓 3003 鋁材，材料厚度0.2~0.6、材料寬度 600，沖壓速度在 300 次/分鐘的高速沖孔機。由于該需求的沖孔機有一定的企業(yè)實際生產(chǎn)需求的特殊性，目前該設備國內(nèi)外沒有，所以需要我們重新設計來滿足該企業(yè)的實際需求。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國高速沖床生產(chǎn)廠的一百家，但規(guī)模普遍偏小，根據(jù)技術(shù)實力和占有率，徐鍛雖是國內(nèi)高速沖床的最大的生產(chǎn)廠家，但在產(chǎn)品規(guī)格與檔次上，卻屬全球高速沖床生產(chǎn)的第三集團的代表，第一集團為日本 KOYRI，美國 MINSTER，德國 SCHULER 等，第二集團為臺灣金豐，韓國 SIMPAC 等，第三集團為徐鍛，臺灣聯(lián)瑞，楊鍛，楊力等。瑞士 BRLOFRER 公司生產(chǎn)的 BSTA 系列高速沖床是世界公認的及精度和性能最好的高速沖床，日本高速沖床的整機精度，通常只有本國的 JS 特級精度標準值的三分之一，臺灣企業(yè)所生產(chǎn)高速沖床的精度，一般為日本 JIS 特級精度標準值的 1/2，徐鍛高速沖床精度可做到優(yōu)于日本人 JIS 特級精度標準。這些主要是國內(nèi)閉式高速沖床生產(chǎn)企業(yè)的代表，目前從事開式高速沖床生產(chǎn)的企業(yè)，主要集中在廣東、深圳和寧波一帶。結(jié)構(gòu)特點。閉式高速沖床由于工作臺面積大，一般多為雙點，也有單點或四點的，但結(jié)構(gòu)均比開式高速沖床復雜。閉式高速沖床，除了具有開式高速；沖床優(yōu)于普通壓力機的結(jié)構(gòu)特點外，因其品種規(guī)格不同和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化，形成了諸多自身的特點。為便于掌握現(xiàn)代閉式高速沖床的結(jié)構(gòu)特點，可從以下幾個方面進行了解。 1)機身特點。閉式高速沖床的機 身，一般有預應力龍門框架機身結(jié)構(gòu)和整體焊接式機身結(jié)構(gòu)兩種。預應力機身結(jié)構(gòu)的上橫梁、立柱、下橫梁都是分體的，一般通過四根拉桿對機身進行預緊，形成整體框架。從應用效果來看，整體焊接式結(jié)構(gòu)機身剛性稍好，但工藝性差。 2)滑塊支撐點?；瑝K支撐點通常是指驅(qū)動滑塊的曲柄連桿機構(gòu)。閉式高速沖按其滑塊支撐點的多少，又分為單點、 操作規(guī)范。雙點和四點等。通常，滑塊上的支撐點越多則剛性越好，但制造的工藝難度則越大。3)滑塊的導向機構(gòu)。滑塊的 導向機構(gòu)一般有導軌結(jié)構(gòu)和導柱結(jié)構(gòu)兩類。導軌結(jié)構(gòu)有整體式和分塊式兩種，按摩擦副形式可分為滑動導軌和滾動導軌。 導柱結(jié)構(gòu)有四圓導柱、六圓導柱和八圓導柱幾種形式。 4)動平衡裝置。常見的動平衡裝置是為平衡曲軸偏心和滑塊、模具上較大的慣性力，一般都采用和連桿反向的副 連桿、副滑塊結(jié)構(gòu)。 5)離合、制動裝置。常見的裝置有放在主軸一側(cè)的離合、制動整體式結(jié)構(gòu)，以及離合、制動分別放在主軸兩側(cè)的分體式結(jié)構(gòu)。后一種形式的制動角較小。 6)過載保護裝置。一般均為液壓過載保護，可在超負荷時進行卸載，保護機床和模具不受損壞，此種機構(gòu)有時也 可作為卡模解除裝置，另外還可作為螺 紋鎖緊裝置，消除螺紋間隙，提高下死點精度的穩(wěn)定性。 7)主電機調(diào)速方式?，F(xiàn)在常用的方式有變頻和電磁調(diào)速兩種形式。8)電氣控制方式。一般均采用微電腦控制，具有可供用戶選擇的若干組輸 出計數(shù)器，可實現(xiàn)連續(xù)、單次、寸動等操作規(guī)范。本沖床采用的結(jié)構(gòu)形式：四柱式閉式?jīng)_床，主機采用四柱式結(jié)構(gòu)，運動模板采用四個高精度導套來保證模板上下運動的高精度。運動模板下部帶有四個平衡彈簧，用以平衡運動模板及模具的自重，來保證設備運動的平穩(wěn)性。主軸采用偏心輪機構(gòu)來轉(zhuǎn)換主軸的旋轉(zhuǎn)運動為運動模板的上下垂直運動，偏心距 3mm。設備上部帶有液壓保壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用：1、沖壓時保壓及吸振作用。2、液壓系統(tǒng)通過油缸的上下運動來調(diào)整設備的閉合高度。
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