ZDK-06型打孔机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计  摘     要  在印刷生产的领域里，许多厂家都会根据客户的要求对印刷产品进行打孔加工；其中以冲制圆孔为主。因此，冲孔质量的好坏在一定程度上影响了印刷产品的质量。目前，我市的印刷单位采用的一些加工方法都不太理想。虽然，国内市场上已有很多的打孔机；但是，许多产品都是专用设备；比如：挂历打孔机，单孔打孔机等等。一些多功能的打孔机价格也比较贵。为此，根据我市印刷厂家的生产情况，我们单位研制了一种实用型的印刷产品打孔机 打孔机。  该型打孔机经济适用、操作简单；能够根据要求进行改装满足生产需要。本 文详细介绍了的该型打孔机的研制步骤和设计内容。其中，对冲孔装置中的凸模进行了重要改进；对冲孔能力也进行了提高。  关键词：纸张   冲孔   凸模   凹模   偏心轴      买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n of to of to a At of a of is to of in we a - be to to of of to is on to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目  录  摘  要 I 关键词 I 概  述 1 计的目的和意义 1 有打孔机的主要问题及改进方向 1 要问题 1 进方向 1 计内容及应达到的技术要求 1 计内容 1 术要求 2 计的基本思路 2 2 总体设计方案拟定 2 3 打孔装置结构设计 3 模 3 模的结构 3 定凸模的尺寸 4 模刃口形状的确定 5 模 5 模的结构 5 定凹模的尺寸 6 凹模间隙的确定 6 模座的结构设计 7 模、凹模及其相关零件的配合 7 模、凹模的配合 7 模导向部分与导向套之间的配合 8 向套与下模座的配合 8 模与下模座的配合 8 模座的结构设计 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 定板的结构设计 9 台的结构设计 9 4 传动方案设计和电动机选择 10 动方案设计 10 合器的结构设计 11 合器的结构 11  合器械的工作原理 (图 4 12 择电动机 13 定打孔机的冲裁功率 13 定电动机所需功率 14 定电动机 14 5 设计计算部分 15 传动的设计 15 的设计计算 15 轮结构设计 17 心轴的设计计算 17 择轴的材料 17 步估算轴的直径 17 的结构设计 18 择轴上支承部位 的轴承 18 的强度计算 21 6 机架的设计 24 7 结论 24 致   谢 25 参考文献 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 概述  计的目的和意义  我单位是一家印刷厂，经常生产一些帐单、记录单、报表等印 刷产品。由于本单位没有专业的装订打孔机，不少产品都送到其它单位进行打孔等后续加工。为了保证生产质量、时效性以及提高本厂技术人员的业务水平，我们技术部门研制了 冲制 6孔） 。该设计产品 采用多孔联打和 可调节孔距以及改变孔数的生产方式，可满足数种厚度（ 5孔数（ 1装订打孔工作。  打孔机投入生产后， 提高了 本单位的 生产工作 效率 和 产品质量 。在设计和调试期间也锻炼和促进了技术人员的创新精神。  有打孔机的 主要 问题及 改进方向  要问题  本单位借用了 几种纸张 打孔机 ，进行后续生产加工。在使用过程中发现现有打孔机都属于专用 打孔机 ，不能适应小批量 、 多任务的生产工作。其主要问题有 ：  （ 1）  打制的孔数确定，不能任意更改；  （ 2）  产品的孔距是 固定不变的；  （ 3）  纸张定位装置不完善；  （ 4）  冲制后的圆孔 不标准，出现裂纹和毛边 ；  （ 5）  打孔机的离合装置没有或操作不方便。  为了适应本单位的生产任务，我们对现有打孔机提出了改进意见。其具体的改进方向是：  （ 1）  能够适应 多孔数 、 变孔距的打孔任务；  （ 2）  完善纸张定位装置 ；  （ 3）  改进打孔机的冲模（凸 、 凹模）  （ 4）  改进打孔机的离合装置；  （ 5）  为适应多孔径（ 圆孔直 径 1打孔任务 做好基础工作。  计内容及应达到的技术要求  （ 1）  纸张打孔机总体 设计 方案；  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 2）  打孔装置的结构设计；  （ 3）  打孔机的传动方式、离合装置 ；  （ 4）  工作电机的选择；  （ 5）  动 的设计 计算 ；  （ 6）  轴的结构设计和强刚度校核 （包括偏心轴上的轴承 选择 ）；  （ 7）  机架的结构设计。  结合本厂的实际工作需要，我们制度了以下几点技术要求：  （ 1）符合加工产品的各项工作参数：  纸张总厚度： 0张的加工长度： 300打孔数： 1圆孔直径： 6 2） 打制后的圆孔表面要光滑、无变形、没有毛边和裂纹；  （ 3） 打孔机的工作安全可靠，离合方式操作简单；  （ 4）打孔机的结构简单，维护方便；  （ 5）打孔机性价比高。  计的基本思路  根据本设计的主要内容，我们采取了如下设计步骤：第一步，设计打孔机的主要工作部分（打孔装置即冲模）；第二步，确定传动方案 和工作电机 ；第三步， 确定主要传动机构的结构；第四步，重要传动部件的安全性分析；第五步，设计打孔机的机架；第六步，设计附属装置。  2 总体设计方案拟定  经过对现有打孔机的比较和研究，我们制定了 体设计方案：  打孔机的主要工作部分是打孔装置。为了设计的方便 和有效，我们 采用常用的冲孔模作为 打孔装置 。 冲孔模的下模固定不动 ， 冲孔模的上模上下运动 ；上 下模 相互配合冲制圆孔。工作电机 的转动 通过 皮带传动系统 和 离合装置的传递，带动偏心轴转动；然后经过连杆、拉杆带动上 模上下往复运动。 皮带轮和 偏心轴之间的离合装置通过操作工人用脚踩踏或放松踏板控制，进而 确定 打孔装置工作或停止。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 打孔装置结构设计  根据冲孔模的 基本结构 ,设计了如图 3 图 3 - 1    打 孔 装 置平台导向套固定板上模座夹紧螺钉凹模凸模衬套拉杆模座与固定板结合使凸模在导向套中上下运动。凹模固定在下模座中 。松开锁紧螺栓和夹紧螺钉；下模座可以在平台上左右移动 ，从而改变孔距 。 增加或减少下模座，可以改变打孔数量 。 如果更换凸模 、 凹模，也可以改变孔径（圆孔直径）。  打孔装置主要工作部件结构设计如下 ：  模  模的结构  凸模的结构选取典型的圆凸模结构（如图 3下端为工作部分（冲头），中间圆柱部分与下模座中的 导向 套 配合，最上端 的 台肩承受向下压的卸料力。  图 3模  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据该冲模工作条件，选用材料为： 处理淬火及回 火 后 硬度 为 ： 8 定凸模的尺寸 （图 3 d 0最低点时的状态图图 3 - 3 凸 模 在 冲 孔 行 程纸张压板前挡纸板导向套固定板d 11）凸模长度 L L=2+4+1 固定板厚度， 10 固定板与冲模座的最小距离， 20 导向套的长度， 20 导向套与凹模之间的距离。其中 H 间 为 压纸板与导向套之间的距离，5H 压 为压纸板的厚度， 2 料厚度，取设计参数中的最大值 5 2 凸模进入凹模的深度（通常为 ,取 1 L=10+20+20+12+1=63 2）冲头部分的长度 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4+ 12+1=13 3）凸模台肩厚度， 3 （ 4）凸模导向部分的直径 10 （ 5）凸模台肩直径， 16 模刃口形状的确定  为了得到平整的零件或产品减少冲裁力冲孔时凸模刃口可做成斜刃口，凹模采 用平刃口。一般斜刃数值如表 3 表 3材料厚度  斜角  平均冲裁烽为平刃口的  3  60凸模刃口的结构如图 3 0 . 5 m a  - 4  凸 模 刃 口 结 构取斜角 为 8 。  模  凹模的结构如图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5  凹 模凹模厚度即有效刃壁高度。刃壁带有斜度，冲件或废料不易滞留在刃孔内，因而刃壁磨损小。 一般取 5/定为 15/。  根据冲模工作要 件用料及热处理要求表，凹模选用村料为： 处理硬度：0 由于凹模厚度 选择；本打孔机的冲裁力很小，没有相应的选取值 。故根据经验值定为 12 凹模直径 为 15 凹模间隙的确定  凸模和凹模间有适当空隙，称 为 间隙。双面间隙用 “2C” 表示，单面间隙用“ z/2” 表示，如图 3 图 3 - 6  凸 凹 模 的 间 隙凹模凸模z / 2z / 2根据表 3 27 表 3口始用间隙 2C（  材料名称  钢纸板、绝缘纸板等  厚度 t 始用间隙 2C 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据间隙方向的基本原则，冲孔时凸模做成工件孔要求尺寸，凹模为凸模尺寸增加间隙值。  模座的结构设计  如图 3了保证凸凹模的装配精度，将冲孔模中常见的导板加厚与下模座制成一个整体。  在下模座和凸模之间加装了导向套，以便延长模座的使用寿命。  由于印刷品上的孔间距不确定，下模座需要在平台上左右移动，因此在平台上开了三个槽，分别为定位槽、锁紧槽、落料槽。下模座通 过其后部的定位块在平台上定位。准确定位后，通过锁紧螺栓和锁紧块夹紧固定。  为了降低下模座的重心，保证稳定性，在下模座的后部加工了一个台阶。  由于下模座承受一般负荷，材料选用 向套选用材料为  模、凹模及其相关零件的配合  模的配合 （图 3 图 3 - 7  凸 模 与 凹 模 的 配 合凸模凹模以凸模、凹模配合选用基轴制。凸模冲头部分的公差级选用  冲头部分的直径为 6常用和优先选用轴的偏差表，可 得凸模冲头部分的直径 d 为 6 。凸模、凹模之间有 间隙，因此凹模内孔买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 与凸模冲头部分进行配作。凹模内孔直径尺寸  。  模导向部分与导向套之间的配合 (图 3凸模导向部分与导向套之间配合选用基孔制。由于两者之间的配合为间隙很小的滑动配合 ， 选优先配合 ； 则：两者的配合为 H7/ 凸模导向部分的直径为 10  10 ） 。  10  。  图 3 - 8  凸 模 与 导 向 套 的 配 向套与下模座的配合 （图 3 图 3 - 9  导 向 套 与 下 模 座 的 配 合下模座导向套下模座 之间的配合为小过盈配合（易于拆卸） ,选用基轴制。  选两者的配合为 H7/ 导向套的外径为 16： 则  16 ） 。   16  。  模与下模座的配合 (图 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3 - 1 0   凹 模 与 下 模 座 的 配 合凹模下模座基孔制 。 选两者的配合为 H7/则凹模的外径为 15  15 ） 。  15  。  为了便于压入，凹模下端带有 大倒角 2 45 。  模座的结构设计  上模座是向凸模传递下行冲孔力的主要部件。根据上模座承受不太大负荷的情况，选用材料： 时 为了减轻重量，尽量减小上模座底部厚度，在其上部设置加强筋。  定板的结构设计 (图 3图 3 - 1 1   凸 模 固 定 板由于凸模在固定板中滑动 ,因此在固定板中铣削了上下两条槽 ,其中上槽的宽度与凸模台肩直径相等 ,下槽的宽度与凸模导向部分直径相等。；固定板的材料为：  台的结构设计 (图 3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 3 - 1 2   平 台衬套孔压纸板锁紧螺钉孔压纸板锁紧螺钉孔衬套孔平台是整个打孔装置的基座。平台上开了三个槽，分别是定位槽、锁紧槽、落料槽。两端加工有拉杆的衬套孔。平 台上还加工了两个压纸板的锁紧螺钉孔。  由于平台承受 一定的重量和冲击载荷，故适当加大厚度， 其 值定为 25料选 用  4 传动方案设计和电动机选择  动方案设计  图 4 - 1  打 孔 机 的 传 动 方 案电动机带轮小大带轮离合器轴承偏心轴连杆拉杆凸模上模座买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据打孔机运动速度低 ,工作功率小的特点 ,采用如图 4 传动方案中：电动机小皮 带轮通过三角带带动大带轮转动。大带轮通过离合器使偏心轴转动；然后经过偏心轴 上的连杆带动拉 杆上下运动，从而使打孔装置的凸模上下往复运动，完成打孔动作。  合器的结构设计  合器的结构  离合器由齿圈 (图 4转销轮 (图 4大部分组成。齿圈与皮带轮通过螺钉联接。它的中心部位加工有 6个内齿。  图 4 - 2   离 合 器 齿 圈买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  - 3   离 合 器 转 销 轮转销轮由轮体、转销、转向杆、拉簧、固定螺钉五部分组成。它与偏心轴通过平键联接。  转销（图 4前部（ 工有 曲面，后部（ 转销轮上的孔转动配合。转销的 向杆固定在转销上。  图 4 - 4  离 合 器 转 销b 合器械的工作原理 (图 4买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 4 - 5  离 合 器 工 作 原 理 图( c )( b )( a )撞杆A - c） 中，操作工人松开 踏板， 撞杆在弹簧力作用下上行，挡住转向杆使转销的 曲面在图示位置时与齿圈的齿面脱离接触。齿圈空转，转销轮不转动，离合器分离。  图 4b） 中，操作工人踩下踏板，使摆 杆向下运动 ， 并通过连杆，使撞杆 克服弹簧 的作用 力 向下运动。撞杆与转向杆脱离接触。转向杆在拉簧的作用力下，带动转销顺时针转动一定角度。此时转销的 曲面与齿圈的齿面接触。齿圈通过转销带动转销轮旋转 。离合器闭合传递冲裁 动 能。  择电动机  定打孔机的冲裁功率  (1)冲模的冲裁力  一般平刃口的凸模和凹模进行 冲裁时，其冲裁力计算公式为：   0 冲裁力 ， N；  S 安全系数，其值一般取   材料抗剪强度 ， N/ L 材料轮廓长度 ，  t 材料厚度 ，  纸张的 值在机械设计手册中没有标明，一般只标注纸张的抗张强度，所以以买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 绝缘纸板的 值为计算值，其值为 40 =40N/铜版纸比绝缘纸板的抗剪强度低 ， 则取下限值） 。  由于打孔装置设计时，凸模做成斜度，由表 3知 斜刃口冲模 冲裁力 F 为 0取 F=0。  已知 t=5  L= d      d=6 一个 凸模 的 冲裁力 F=0=40 6 5 3186N 由于设计时考虑该装置 最大 可扩展到打 5 个孔，所以冲模的冲裁力 ：  F 总 =5F=15930N (2)冲模冲裁时的功  冲裁功的计算公式为： W=K N(1000Ftm) K 系数，取值为  t 材料厚度 ，  则 W=501000 515930 Nm (3)打孔装置所需功率  由于打孔机为低速工作机械，设定每秒钟工作 2 次，则每秒钟有 4 个行程，打孔装置的行程 L=10 冲头打孔所需时间：  T=10541=功率 P  = 12 0定电动机所需功率  电动机所需功率 P 0= 00P 321 1 带传动效率   2 滚动轴承效率   3 滑动摩擦副效率 取  定电动机  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据电动机所需功率 ,确定电动机型号为 : 额定功率： 载转速 ： 700r/定电压： 380V 5 设计计算部分  传动的设计  的设计计算  (1)确定计算 功率       A 工作情况系数，查 4表 5C=2)选择 由于设备要求结构紧凑，所以选用窄  由 带轮转速 00 r/4图 5确定选用 窄 3)确定带轮基维直径  1)选定小带轮基准直径  4表 5带轮的最小直径为 63参看图 5表 5择3 2）验算带速  s/ 0 0 0 0 637 0 06 0 0 0 01   在 2 s/m 之间 ,满足带速要求 。  3)计算大带轮基准直径 2d  大带轮转速 20r/1(d  221 取滑动率 为   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  0631 2 07 0 0)(d 12 , 按带轮基准直径系列取   。  由)1(得实际传动比  3 3 7 5i / 传动比误差相对值  % 5% ， 所选大带轮直径可用。  (4)确定中心距 0a 和带的基准长度 由 21  ) a 2( 21  )      21  = 得：   a 取   。  由带长0212210/d a4) ，   3 25 5 04 )633 7 5()3 7 563(25 5 02L2/d  由 4表 5。  由2 计算出实际中心距   42 1 8 3 21 8 0 05 5 0a (5)校核小带轮包角 1    0 121 ， 得：   1 2 0  4 633 7 51 8 01满足要求。  (6)确定窄 带的根数  由 4表 5；      4表 5；  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4表 5 ；       4表 5 ；  P( 00 C  取 Z=1根 。  (7)计算带的张紧力和压轴力  由 单根带的张紧力 2C0 q)1k 5.2( 0F m（ 4表 5  得： 0 由20 ，得带轮轴的压轴力为：   32  6s i  612F 轮结构设计  小带轮采用实心式结构。  大带轮采用腹板式结构。腹板上钻孔便于离合器 的啮合盘与之固定。带轮内孔中安装 轴承 与偏心轴配合。  带轮材料选用  心轴的设计计算  择轴的材料  偏心轴所传递的功率较小且转速较低 ,故选用 45钢并调质处理。其力学性能如下：  抗拉强度弯曲疲劳极限 剪切 疲劳极限步估算轴的直径  在进行轴的结构设计时 ,可以按许用切应力初步估算轴的直径。根据实心圆轴的设计公式（ 4式 2  33 T 6 d 承受转矩作用的轴段的最小直径，   P 轴传递的功率，    n 轴的转速， r ；  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 T 许用切 应力，   C 与轴材料有关的系数 。  由表 4表 2： T 为 30 ， 18 C=118 已知  带电  则   9 6 或  当轴上开有键槽，应增大轴颈。直径 d 100，开单键的轴直径应增大 5%则：    根据标准直径系列，  。  的结构设计  偏心轴的结构 参看图 5 5 - 1 偏 心 轴 结 构 图轴承座连杆连杆轴承座皮带轮离合器353 择轴上支承部位的轴承  由于偏心轴主要承受径向载荷 ,轴向载荷很小 ,可以考虑 当量动载荷等于径向载荷 ,即 。  轴上支承部位的轴承 受力情况如图 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  - 2 支 承 轴 承 的 受 力 分 析2 8 . 542带  0 2 8 . 5F 带 计中将两个皮带轮垂直分布， F 带 等于皮带轮的压轴力 ；  平 方向的支承力 ；  向的支承力 ；       ；  到的圆周 力 ；  用力 ；    t             由 P 电机 = 带 = 滚子 =得：  偏心轴传递的名义功率：  P=于 P=1000， =30， n=120r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 所以偏心轴传递的名义转矩：  T=30000P/30000 20 39000N t=1/2 T/L           L=5t=39000/2 5=3900N 900N  冲裁 /2=15930/2=7965N     F 带 =453N 根据  (390+  带 (42+90+(90+0,得：  470N 根据 M 带 = (42+ (42+90) 42(42+90+0,得：  008N  2 63 9 0 07 4 7 022   0 73 9 0 08 0 0 822  由于 以选  P=907N  轴承所需基本额定动载荷的计算公式为：   15式 16 基本额定动载荷， N；  载荷系数 ；  温度系数 ；   使用寿命， h；   寿命指数， 对于滚子轴承 310 。  由 5表 16等冲击载荷 ，取   5表 161买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5表 16h  m in/   7 5 8)5 0 0 010 1 2 060(1 8 9 0 036r 查手册，选 用 柱滚子轴 承 ，其 r    。  的强度计算  （ 1）画出轴的空间受力简图，如图 5-3(b)。  2225304030362536304030( b )( a )15H( d )( c )买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 f )( e )g)买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 5 - 3 偏 心 轴 的 受 力 分 析''T(i)(h)（ 2）画出水平面受力图，水平面弯矩图，如图 5-3(c) 、 (d)。  考虑到 算出 D 处的弯矩。  900 11150N  3）画出垂直面受力图，垂直面弯矩图，如图 5-3(e)、 (f)。   (42+(42+42(42+=(7965+7965 (42+7470 42 244761N  4）画出合成弯矩图，如图 5-3(g)。    8 8 1 62 4 4 7 6 11 1 1 1 5 022  （ 5）画出转 矩图，如图 5-3(h)。  （ 6） 画出当量弯 矩图，如图 5-3(i)。  22D D )T(   应力校正系数，扭转切应力为脉动循环变应力，取  T=30000P/30000  P 电机 带 / 30000 20   39000 N 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985  9 8 3 2)3 9 0 0  6 8 8 1 6M 22 D