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 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）： 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，由于它操作簡單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化及自動化、 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、航空、電子、 家電等工業(yè)領(lǐng)域，其中，作為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的標(biāo)志之一的汽車工業(yè)，被當(dāng)今 世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家和新興工業(yè)國家列為國民經(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，如果可以通過控制變速器或者電 機(jī)的轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的產(chǎn)品來調(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 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(yīng)市場的要求，與之相適應(yīng)，制造業(yè)對柔性自動化技術(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，為柔性自動化提供了重要的技術(shù)支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動化、柔性化呈現(xiàn)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(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車、航空、電子、家電等工業(yè)領(lǐng)域，其中，作為衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的標(biāo)志之一的汽車工業(yè)，被當(dāng)今世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家和新興工業(yè)國家列為國民經(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)步基本圍繞汽車工業(yè)的發(fā)展而進(jìn)行。激烈的市場競爭促使汽車更新?lián)Q代的速度明顯加快，產(chǎn)品的市場壽命周期進(jìn)一步縮短；與此同時(shí)，汽車變型品種日益增多，現(xiàn)代汽車工業(yè)生產(chǎn)日益呈現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)?；④囆蛡€(gè)性化，車型批量小、車型變化快、多車型共線生產(chǎn)、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(chǎn)線顯然已不適應(yīng)這種特征和市場形勢發(fā)展的要求，其升級換代產(chǎn)品具有高柔性和高效率的自動化鍛壓設(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，世界各國在鍛造操作機(jī)與鍛造液壓機(jī)聯(lián)動機(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，自動測量和自動控制的新技術(shù)在液壓機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)械化和自動化程度有了很大的提高。目前壓力機(jī)的發(fā)展趨勢如下: （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)動系統(tǒng)來提高壓機(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)合在一臺機(jī)床上完成，是當(dāng)前各類機(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、美國、日本已相繼開發(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，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。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。許多國外鍛壓設(shè)備愈來愈重視環(huán)保問題，如在數(shù)控轉(zhuǎn)塔壓力機(jī)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(jī)實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問題周轉(zhuǎn)輪系的設(shè)計(jì) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） 主傳動機(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）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)和輪系的說明書（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(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(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，編寫開題報(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，完成說明書的編寫； 第 16 周，打印材料，準(zhǔn)備答辯。 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 鄧明，胡根明，呂琳，劉志芳.精沖壓力機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].鍛壓技術(shù)， 2016，8 [2]孫明飛，單鵬，高迎春.自動變速器常見行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組合分析（一）[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，10 [3]重型車液力自動變速器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其試驗(yàn)[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)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(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，1 [5]何曉國.曲柄壓力機(jī)過載保護(hù)裝置的選型[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，11 [6]胡明杰.壓機(jī)機(jī)軸桿件斷裂失效分析及預(yù)防[J].機(jī)床與液壓，2015，1 [7]王曉強(qiáng)，霍穎，陳紅康.機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)中的缺陷與改進(jìn)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2006，3 [8]陸浩.機(jī)械式杠桿壓力機(jī)[J].鍛壓裝備，2000，6 [9]姚盼盼，王強(qiáng)，張凱，丁忠.1600KN 開式壓力機(jī)機(jī)身機(jī)構(gòu)分析與改進(jìn)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2015，3 [10]周巨濤，李洪偉.機(jī)械壓力機(jī)移動工作臺設(shè)計(jì)[J].一重技術(shù)，2013，3 [11]魯潔，王秀葉.一種新型機(jī)械式曲柄鍛造壓力機(jī)藝[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)， 2005，2 [12]郭齊慶.HNSAE15147 機(jī)械壓力機(jī)移動工作臺工作原理分析[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，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 Analysis of Two Degree-of-Freedom Epicyclic Gear Trains[J].ASME,2016 [15]Madhusudan Raghavan.The Analysis of Planetary Gear trains.ASME,2016 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)國家科技水平、國際競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志 一、壓力機(jī)主要由主傳動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。主傳動機(jī)構(gòu)的主要作用是將沖壓機(jī)所需的能量從電動機(jī)傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，常見的傳動方式有機(jī)械傳動與液壓傳動。機(jī)械傳動主要包括齒輪傳動、帶傳動、渦輪傳動。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主要作用是帶動滑塊做往復(fù)直線運(yùn)動，完成整個(gè)沖壓過程，常見的執(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，常見的輔助機(jī)構(gòu)包括模具保護(hù)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(jī)械可根據(jù)滑塊的驅(qū)動機(jī)構(gòu)分為曲柄式?jīng)_床、無曲柄沖床、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)動機(jī)構(gòu)中，現(xiàn)在使用曲柄式機(jī)構(gòu)和無曲柄式機(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)械則常使用無曲柄式機(jī)構(gòu)。曲柄式機(jī)構(gòu)與無曲柄的運(yùn)動曲線完全相同。目前工業(yè)因中小型機(jī)械占絕對多數(shù)，所以使用曲柄式的結(jié)構(gòu)比無曲柄式機(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，和壓碎加工類沖擊高的場合；螺旋式?jīng)_床與齒條式?jīng)_床目前市場上很少，也僅限于極小型沖床。連桿式?jīng)_床在沒有循環(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，是專門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，則是利用凸輪來驅(qū)動壓料滑塊的一種浮動式?jīng)_床，而多滑塊沖床一般是利用曲柄機(jī)構(gòu)來驅(qū)動。 三、曲柄壓力機(jī)過載保護(hù)裝置的選擇: (1)機(jī)械式過載保護(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)過載 時(shí)，使連桿相對滑移一段距離，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)的過載保護(hù)。機(jī)械式過載保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，成本較低，但是在過載時(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)械式過載保護(hù)有著很大的局限性。 (2)液壓式過載保護(hù)裝置。液壓式過載保護(hù)裝置的最大特點(diǎn)是當(dāng)過載消除后，能自動恢復(fù)工作狀態(tài)，維護(hù)比較方便。但是液壓式過載保護(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，因此過載保護(hù)裝置的可靠性受到影響。 (3)氣液式過載保護(hù)裝置。它最大特點(diǎn)是： ①氣動液壓油泵在壓力機(jī)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(gòu)造,體積縮小,動作可靠。 ③兩個(gè)定差減壓閥并聯(lián)連接,當(dāng)壓力機(jī)過載時(shí),使液壓墊中壓力油排入油箱的流量加大;加 快了過載保護(hù)的速度,又增加了過載保護(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、維修較簡便。 ⑤該裝置自動復(fù)位,待排除故障后便可開機(jī)正常工作。四、精沖工藝對壓力機(jī)的要求： （1） 必須同時(shí)提供沖裁力、壓邊力和反壓力。精沖是通過精沖模具，在專用壓力機(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，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(diào)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?xí)a(chǎn)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(jìn)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(chǎn)效率下降。所以要求可以無極調(diào)節(jié)，既保證熱量不會太高，沖件質(zhì)量較好，生產(chǎn)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(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。在精沖過程中，機(jī)架需要承受巨大的工作壓力，故對 機(jī)架的剛性要求特別高。 （6） 具有可靠的模具保護(hù)裝置。在精沖過程中，會產(chǎn)生一批廢料，需要及時(shí)沖模具清除，防止對模具造成損傷，影響模具壽命。 五、壓力機(jī)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式不同，分為機(jī)械式傳動和液壓式傳動 。不論機(jī)械壓力機(jī)或是液壓機(jī)，都是通過桿件的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動進(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，同樣對于曲軸也一樣，要考慮壓力機(jī)長時(shí)間工作下溫升過高的情況，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(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(shè)定位銷。開設(shè)定位銷后，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(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。