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毕业设计(论文)-无模压力成形机设计(全套图纸) .doc

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毕业设计(论文)-无模压力成形机设计(全套图纸) .doc

毕业设计(论文)题目无模压力成形机设计专业机电一体化技术班级学号姓名指导老师毕业设计无模压力成形机I论文摘要本设计目的是设计一个可根据需要随时改变上、下模,从而改变冲压产品的无模压力成形机。其基本原理是利用一系列规则排列、高度可调的基本体(冲头),通过对各基本体的实时控制,构造出所需形状的成形面,取代传统的模具来实现板材的三维曲面快速无模成形。具体设计思路设计中,上、下模都采用点阵的形式。每一个点阵的高度都可以通过螺钉进行调节,,每个螺钉相当于一个点阵,安装在螺钉安装板上。通过步进电机按要求对螺钉进行旋转调节,从而调节螺钉的高度。步进电机通过单片机或PLC进行控制,并且安装上限位开关和传感器,使整个控制系统成为一个可控的闭合回路。控制步进电机按要求对每一个螺钉调节好后,此时,得到了所需要的上、下模。安装好需要加工的毛坯板材后,固定下模,再使用压力机对上模向下模方向施加足够的压力使板件塑性变形成所需形状。在选用控制系统时,考虑到PLC相对单片机它具有可靠性高、抗干扰能力强、编程方法简单易学、硬件配套齐全,用户使用方便、系统的设计,安装,调试工作量少、维修工作量小,维修方便等优点,所以采用了PLC控制系统。关键词无模压力成形多点成形电机控制冲压设备毕业设计无模压力成形机IIAbstractThedesignobjectiveistodesignaneedtobechangedatanytimeaccordingtotheupperandlowermold,therebychangingtheproductswithoutstampingdiepressureformingmachine.ThebasicprincipleistouseaseriesofruleswithahighdegreeofadjustablebasicbodyPunch,Basedonthebasicbodyoftherealtimecontrol,toconstructtherequiredshapeformingface,replacethetraditionalmoldoftheplatetoachieverapid3DForming.SpecificdesignideasDesign,upperandlowerlatticemodelusedintheform.Everyoneofthelatticecanbehighlyregulatedthroughthescrew,andeachscrewisequivalenttoalattice.installationofthescrewsinstalledboard.Steppermotorthroughtherequirementofscrewrotatingadjustmentscrewtoadjusttheheight.SteppermotorsMCUorPLCcontrol,andtheinstallationofaceilingSwitchesandsensors.sothatthewholecontrolsystemhasbecomeaclosedloopcontrollable.Steppermotorcontrolrequiredforeachoneafteradjustingscrew,atthistime,beenrequired,underthemodel.Installedprocessingneedsofthesheetmetalblank,underthefixedmold,Pressagaintotheuseofmodelscaledownwarddirectionexertenoughpressureontheplatesofplasticformingthenecessarychangesshape.Thechoiceofcontrolsystems,takingintoaccounttherelativePLCMCUithashighreliability,strongantijammingability,Programmingiseasyandhardinfrastructurecomplete,andeasytouseuser,systemdesign,installation,commissioningworkless,maintenanceworkload,themaintenanceandsoonandtheuseofPLCcontrolsystems.KeyWordsNopressureformingdieMultipointFormingMotorControlStampingequipment毕业设计无模压力成形机III前言随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现,因而促进了冲压技术的不断革新和发展。目前国内外相继涌现出了精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。近年来,为了适应市场的激烈竞争,对产品质量的要求越来越高,且其更新换代的周期大为缩短。无模多点成形工艺不需要模具,可以省去模具的设计、制造和调试工序,节约制造模具的材料、工具、能源和时间等,将生产准备时间缩短为模具成形时的几十分之一。在设计中,采用的是步进电机控制一系列规则排列、高度可调的基本体(冲头),构造出所需形状的成形面,取代传统的模具来实现板材的三维曲面快速无模成形。这些冲头的排列越密冲压出的曲面就越好。应用在数控技术上还可以直接通过三维图形生成出所需形状的成形面。无模多点成形工艺,实现了无模成形,优化了变形路径,改善了板材成形时的变形条件,提高板材成形极限,扩大加工范围可以减少成形过程中产生的残余应力,实现无回弹成形可以在较小的设备上成形较大尺寸的板类件,使得加工件尺寸精度高,生产效率高,表面质量好,生产工艺稳定。并且使冲压工艺易于实现自动化。是一种非常先进设计思路,具有良好的发展前景。毕业设计无模压力成形机IV目录论文摘要.......................................................................................................................................IABSTRACT.....................................................................................................................................II前言..................................................................................................................................................III目录..........................................................................................................................................IV第1章基础知识......................................................................................................................11.1概述.........................................................................................................................................11.1.1基本概念..........................................................................................................................11.1.2技术特点..........................................................................................................................21.1.3技术基础与水平...............................................................................................................31.2多点成形理论.........................................................................................................................31.3技术的特点.............................................................................................................................41.4技术发展概况.........................................................................................................................41.5实用技术开发和应用前景.....................................................................................................5第2章设计前准备........................................................................................................................72.1冲压的概念、特点及应用.....................................................................................................72.2冲压设计的一般程序.............................................................................................................92.2.1产品零件质量及尺寸精度要求.......................................................................................92.2.2冲压设计的一般工作程序...............................................................................................92.3应力和应变分析...................................................................................................................102.3.1一点处应力状态的概念.................................................................................................102.3.2平面应力状态下的应力分析、应力圆......................................................................142.4金属塑性变形概述...............................................................................................................202.4.1塑性变形的物理概念.....................................................................................................202.4.2塑性与变形抗力.............................................................................................................212.4.3塑性变形对金属组织和性能的影响.............................................................................222.4.4影响金属塑性的因素.....................................................................................................232.4.5超塑性概念.....................................................................................................................252.4.6塑性变形时的应力与应变.............................................................................................262.5冲压模具的结构的安全影响...............................................................................................272.5.1模具的主要零件、作用及安全要求.............................................................................272.5.2模具设计的安全要点.....................................................................................................28第3章零部件设计......................................................................................................................293.1运行机构的设计...................................................................................................................293.1.1滑动螺旋传动.................................................................................................................303.1.2滚珠螺旋传动.................................................................................................................313.2其它部分零部件...................................................................................................................323.2.1冲压帽............................................................................................................................323.2.2冲压钉、管螺纹件1......................................................................................................343.2.3弹簧的选取.....................................................................................................................35毕业设计无模压力成形机V3.2.4轴承、螺钉、螺母等标准件的选取.............................................................................353.2.5步进电机和PLC的选取...............................................................................................36第4章工艺要求设计..................................................................................................................414.1部分零部件的特殊工艺要求的设计...................................................................................414.2热处理、表面处理新工艺...................................................................................................42结论................................................................................................................................................43谢辞................................................................................................................................................44参考文献....................................................................................................................................45毕业设计无模压力成形机1第1章基础知识本章介绍无模多点压力成形机的有关知识、技术的特点及发展概况、多点成形理论、实用技术开发和应用前景等基础理论知识,这是理解本设计后续内容的必要准备。1.1概述1.1.1基本概念无模多点压力成形机是传统模具成形生产方式的重大创新。其基本原理是利用一系列规则排列、高度可调的基本体(冲头),通过对各基本体的实时控制,构造出所需形状的成形面,取代传统的模具来实现板材的三维曲面快速无模成形。使用该项产品,不需要模具,可以省去模具的设计、制造和调试工序,节约制造模具的材料、工具、能源和时间等,将生产准备时间缩短为模具成形时的几十分之一。同时,可以改善板材成形时的变形条件,提高板材成形极限,扩大加工范围可以减少成形过程中产生的残余应力,实现无回弹成形可以在较小的设备上成形较大尺寸的板类件,使得加工件尺寸精度高,生产效率高,表面质量好,生产工艺稳定。该机应用范围广泛,可满足各种行业板类件的加工需要,可用于高速列车流线型车头、飞机、各种车辆、航天器、轮船舰艇和压力容器等外壳的制造,还可用于叶片类、金属雕塑类、装饰类等零部件的曲面成形。该机已用于我国高速列车流线型车头等产品的试生产之中无模多点成形就是将多点成形技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术。该技术利用一系列规则排列的、高度可调的基本体,通过对各基本体运动的实时控制,自由地构造出成形面,实现板材的三维曲面成形。它是对三维曲面扳类件传统生产方式的重大创新。传统成形和无模多点成形的区别如图111所示板材无模多点成形系统是以计算机辅助设计与辅助制造技术为主要手段的柔性成形设备,其工作原理是把传统的冲压实体模具分解为很多离散的小模具单元(亦称基本体),利用一系列规则排列的高度可调的基本体,通过对各个基本体运动的实时控制,自由地构造出成形曲面,代替模具实现板材三维曲面的快速无

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