毕业设计（论文）-LF26型高精度自动冲模机传送料系统设计.doc

常州工学院机电工程学院毕业设计说明书 KC021-1CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕 业 设 计 说 明 书题目：LF26型高精度自动冲模机传送料系统设计二级学院（直属学部）： 专业：机械设计制造及其自动化班级： 学生姓名： 学号 指导教师姓名： 职称： 评阅教师姓名： 职称： 2012 年 6 月42 摘要自动送料机构可将冲压料或冲压件经过定向机构，实现定向排列，然后顺序地送到机床或工作地点。这在自动化成批大量的生产中显然是实用的，不但可以提高效率并把操作人员从重复而繁重的劳动中解脱出来，而且对保证安全生产也是一种行之有效的方法。自动送料系统能充分发挥机床的潜在力量，这将大大提高冲压的生产效率，实现冲压的完全自动化。本次设计共制定了五种设计方案，相比较后选择了比较适合该设计的双辊式送料机构，该送料系统主要是传送薄银料，故其传动功率很小，在减速器方面需要自行设计，并进行了相关的设计计算。关键词：自动送料 冲床 双辊 薄银料Abstract Automatic feeding mechanism can stamp material or stamp after directed agencies to achieve aligned, and then sent to the machine or work place in the order. Automated batch production is clearly useful, not only can improve the efficiency and can free the operator from the heavy work, but also can ensure the safe of the production .Automatic feeding system can make full use of the potential power of the machine, which will greatly improve the production efficiency of the stamping, and realize the fully automated of stamping. Five kinds of design scheme were developed in this design, but the double roller of conveying mechanism is more suitable to this design. This feeding system is mainly designed for transmitting the thin silver material, so the transmission power is very low, and the speed reducer need to be redesign and consideration.Key words: automatic feeding punch double roller thin silver material目录前 言1第一章 绪 论31.1引言31.2冲压生产自动送料发展概况41.2.1 普通压力机的送料机构41.2.2 机械手加穿梭小车式自动化输送系统41.2.3 多工位压力机的自动化送料机构51.3 冲压生产自动送料发展趋势51.3.1 多工位压力机取代单机联线冲压生产51.3.2 高速高精度的自动送料机构61.3.3柔性自动化送料机构71.3.4交流伺服系统自动送料机构7第二章 自动送料机构总体方案设计92.1设计任务92.2 常见送料机构92.3 送料机构的选择112.4 放料部分122.5 送料部分142.6放料系统结构分析162.7 送料系统结构分析16第三章 自动送料机构的设计193.1送料系统的尺寸参数和材料193.2预算送料滚应给的压力和初定送料速度193.3 送料滚的轴承寿命计算193.4送料系统的功率计算及电机选择20第四章 减速器的设计224.1减速器的设计说明224.2 减速器高速级齿轮设计计算224.3减速器低速级齿轮设计计算244.4减速器轴的设计计算274.4.1中间轴的设计274.4.2低速轴设计334.5减速器轴承校核计算374.5.1中间轴两端轴承寿命校核374.5.2低速轴两端轴承寿命校核38结 论39致 谢40参考文献41 前 言高精度自动冲模机使用JB04系列台式压力机和精密冷冲模架进行配套组合而成的、可实现生产自动化、提高生产效率的精密生产设备。可对金属与非金属材料的薄板、条料、卷料进行剪切、冲孔、落料、弯曲、浅拉身、压接、铆合和成型等工序的精加工；是一种高精度专用设备，具有精度高，结构精巧，性能优越，质量稳定可靠，体积轻巧、生产率高、操作简便的特点，特别适用于高层建筑的厂房及车间使用。配有光电式安全保护装置、辊式送料装置，料架等装置。冲床自动送料机是一种用于冷挤压套圈类零件的送料机器，是冲床进行技术改造的理想附机。该送料机克服了内外有关冲床送料机的不足。如日本的RF20SD0R11机械手送料装置与冲床做成一体，从横向(侧面)送料，结构复杂，装配、制造、维修困难，价格昂贵，又不适合于我国冲床的纵向送料的要求。RF20SD0R11的结构由冲床上的曲轴输出轴，通过花键轴伸缩，球头节部件联接机械手齿轮，由伞齿轮、圆柱齿轮、齿条、凸轮、拨叉、丝杆等一系列传动件使机械手的夹爪作伸缩、升降、夹紧、松开等与冲床节拍相同的动作来完成送料，另设一套独立驱动可移式输送机，通过隔料机构将工件输送至预定位置，样一套机构的配置仅局限于日本设备，不能应用于国产冲床。国内有的送料机构由冲床工作台通过连杆弹簧驱动滑块在滑道上水平滑动，将斜道上下来的料，通过隔料机构推到模具中心，并联动打板将冲好的料拨掉，往复运动的一整套机构比较简单，无输送机构，联动可靠，制造容易。但机械手不能将料提升、夹紧，料道倾斜放置靠料自重滑下，如规格重量变动，则料道上工件下滑速度不一致，易产生叠料，推料机构没有将料夹紧，定位不正，废品率较高，使用也不安全。 结合国产冲床工作特点，采用机械手与输送机构配合为主要装置，再配合采用自动卸料安全保护，设计了具有较大应用价值和推广意义的自动送料机现在机械制造厂越来越多的使用多工位压力机和冲压生产线，可以大批量的生产出高质量的冲压件，提高劳动效率、降低产品成本、确保操作安全。若采用多工位专用压力机并利用其自带的多工位送料装置，在冲压加工的材料供给、工件传送、制品及废料的排出、模具交换、冲床调整与运转、冲压过程异常状况监视等所有作业过程自动化，固然理想，但存在投资大，运行维护费用高，生产柔性差等问题。利用现有的普通压力机改装，在材料（工件）供给、传送采用自动送料装置，使用多工位模具进行自动化多工位冲压见效快、投资小、实用性强。多工位冲压的技术进步主要体现在多公位送料系统上。冲压成形作为一门古老而又年轻的制造技术，几乎渗透到国民经济的每一个部门。在许多发达国家从作为支柱产业之一的汽车制造业到农业机械、动力机械、建筑机械、化工机械、精密机械、仪器仪表、医疗器械、日用五金等等，直到航空航天、军事兵器各个门类，冲压制件都占据着相当重要的地位。随着我国工业的发展冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所取代，从而进一步满足了冲压生产自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。冲压生产自动化主要是指包括材料供给、制品及废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程自动化将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求，是在一套模具上实现多工位冲压的根本保证，它的自动化程度高低，直接影响着冲压生产效率、生产节拍以及冲压生产整体自动化水平。第一章 绪 论 1.1引言冲压是金属塑性成形加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以也称为板料成形。冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。冲压具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点，因此在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等生产和发展具有十分重要的意义。冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产60%70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 冲压件重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。大批量的中、小型零件冲压生产一般是采用复合模或多工位的连续模。以现代高速多工位压力机为中心，配置带料开卷、矫正、成品收集、输送以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成生产率极高的全自动冲压生产线。采用新型模具材料和各种表面处理技术，改进模具结构，可得到高精度、高寿命的冲压模具，从而提高冲压件的质量和降低冲压件的制造成本。 冲压生产的工艺和设备正在不断发展，除传统的使用压力机和钢制模具制造冲压件外，液压成形以及旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形等各种特种冲压成形工艺亦迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新的高度。特种冲压成形工艺尤其适合多品种的批量（甚至是数十件）零件的生产。对于普通冲压工艺，可采用简易模具、低熔点合金模具、成组模具和冲压柔性制造系统等，组织多品种的中小批量零件的冲压加工。 总之，冲压模具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。 1.2冲压生产自动送料发展概况 1.2.1 普通压力机的送料机构普通压力机上的送料机构根据送料动力的不同可分为机械、液压、气动三大类在冲压加工中以机械与气动二类应用较多。气动送料机构具有灵巧轻便、通用性强、其送料长度和材料厚度可调整、机构反应迅速的优点。但是由于气动送料机构是采用压差式气动原理工作故机构工作噪声较大影响冲压工作环境主要用于冲压的前期送料和小批量、多品种的生产。机械送料机构尽管调整相对困难且机构较大但具有送料准确可靠、机构冲击与振动少、噪声低、稳定性好等优点仍是目前冲压加工中最常用的自动送料方式。目前冲压生产线的配置中应用较为广泛的是开式单点压力机加装辊轮送料机（或气动送料机），这种生产线可以做单工序或多工序的连续冲压，操作性良好；另一种开式双点压力机加装多工位送料装置，搭配开卷装置、校平装置等组成的用于多工位连续冲压的生产线，由于占地面积和工序间的搬运都明显减少，在生产中应用呈现逐渐增多的趋势；而电机厂应用最多的专门冲制电机硅钢片的生产线则是由高速压力机加装凸轮分割型送料机，配装开卷机、校平装置等组成。由此可见，送料机构的性能高低直接影响着生产线的推广应用，因此，针对冲压制件的工艺要求、生产的实际情况等的不同来选择不同的送料机构是十分必要的。1.2.2 机械手加穿梭小车式自动化输送系统目前，国内汽车工业中生产轿车外覆盖件和大型内衬件的自动化冲压生产线，由于还没有大型多工位压力机的投入，所以自动化生产主要还是以配备常规的机械手加穿梭小车或机器人输送系统的串列式冲压线为主，它主要由 上料、取料机械手和穿梭小车组成，如图1.1 所示。其相邻两个压力机的输送单元主要有以下机构组成：（1） 一个取料机械手，带有中置并按工件形状排部的真空吸盘式端拾器，负责将工件从上一台压力机取出放置在穿梭小车上。 图 1.1机械手家穿梭式小车自动化冲压线 （2）一个在压力机之间固定轨道上移动的穿梭小车，负责将工件由取料机械手的放料位置移送到上料机械手的取料位置。（3）一个上料机械手，带有和取料机械手相同的端拾器，负责将工件由穿梭小车拾起并送入下一台压力机工位。采用该系统的工件将通过机械手简单的“拾取”和“摆放”动作从前一台压力机输送到后一台压力机，其穿梭小车的主要功用就是通过它的穿梭运动缩短取料和上料之间的输送行程，从而提高整线的生产节拍。但是在该冲压线中由于存在工件换向和双动拉深的问题，因此，必须配有同步翻转装置，最高生产节拍达而且设备的维修量很大。1.2.3 多工位压力机的自动化送料机构多工位送料系统是一个类似移动臂的装置，主要作用是把冲压件从一个工位移到另一个工位。一组模具内的每一副模具的冲压工作都在同一台压力机内完成。多工位送料移动杆沿着模区移动，它们是主要结构件，移动冲压件的端拾器就安装在这些结构件上。在汽车车身冲压厂，根据送料的传动方式，多工位送料系统主要有：机械送料、电子送料和组合式送料。机械式送料是通过与压力机传动系统的直接联接完成冲压件从一个工位移动到另一个工位。压力机横梁上的动力输出装置把能量从压力机的顶部输送到地面，由随动器驱动的大型机械凸轮安装在送料机构上，旋转凸轮带动机械送料动作。其主要缺点：机构磨损及能量积累易影响送料精度、速度和产量；机械传送设计规格参数一旦确定，不能更改；随着加工零件尺寸增大，传送机构也将增大，机构零件的预期寿命就会缩短。电子伺服送料是用单独伺服电动机驱动借助齿轮箱和传动轴，伺服电机与送料系统相联并在计算机的控制下工作。与压力机的动作协调是由压力机和控制器之间所交换的电子信号完成的。其运动轨迹由计算机程序完成柔性较好根据工件的需要可以提供任意的送料距离、夹紧行程、闭合行程和抬起行程。与机械送料相比较具有无需使用压力机的动力输出装置；各轴（包括行程长度和时间曲线）可以实现行程轨迹编程；在无需调整滑块的情况下，可以对送料装置进行微动调整，加减速度快；机械部件数目少，故障率降低等优点。组合式送料装置的某些动作由机械系统完成，而另一些动作则由电子系统完成，结构随厂家的不同而异，这种送料方式在汽车覆盖件生产中应用有限。根据工件的传送方式又有：三座标式和真空吸盘式（即横杆式“ ”）。近年来，由于在多工位压力机上“一次多件”冲压工艺的发展以及人们个性化需求的突出，真空吸盘式传送装置得到越来越多的应用。例如日本小松公司的新型多工位压力机就较多的采用了真空吸盘式传送装置。 1.3 冲压生产自动送料发展趋势随着我国冲压行业的发展，冲压设备性能与世界的接轨，冲压生产自动化程度的进一步提高，对冲压生产的送料技术也提出了越来越高的要求，以满足与冲压设备的配套。1.3.1 多工位压力机取代单机联线冲压生产目前，冲压生产主要朝两个方向发展：一是单机联线自动化生产（图1.2）；一是大型多工位压力机（图1.3）。 图1.2单机联线冲压生产线 图1.3大型多工位压力机单机联线生产通用性较好，适合柔性生产，占用资金少，完全可以满足我国生产中高档轿车所需要的零件质量要求；与单机联线的冲压生产线相比较，大型多工位压力机除了占地面积少外，还有生产效率高，生产节拍可达 ，为手工送料流水线的倍，单机联线自动生产线的倍等优点。大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体，全自动化、智能化，整个系统只需人进行监控。当模具更换时，只需输入需要更换模具的编号，其余工作自动完成，整个换模时间只需，换模的同时可以对多工位压力机的运行特性作智能化调整。当两者生产规模相同时，多工位压力机设备投资可减少，能量消耗减少，冲压件综合成本可节约。据美国精密锻压学会1990年前后统计，美国三大汽车公司680条冲压线中为多工位压力机，日本为美国建造的35条生产线中为多工位压力机，日本国内250条生产线有为多工位压力机。美国的克莱斯勒与日本三菱公司合资的汽车厂、通用汽车公司的工厂已经实现只用多工位压力机来进行冲压生产。由此可见，大型多工位压力机取代单机联线冲压生产线的来势迅猛，但是大型多工位压力机不能完全取代冲压生产线，因为某些特大型（如车身侧板、挡泥板等）和特殊形状的工件仍然需要在单机联线的自动冲压线上来完成。另外，在中小型冲压件生产方面以多工位传送装置来改装原有的压力机和生产线的工作也在广泛进行。1.3.2 高速高精度的自动送料机构高速化和精密化一直是冲压生产追求的目标。日本公司生产的伺服辊轮送料机，生产性能高，能实现连续高速送料，最高速度可以达到，送料步距和送料厚度调节方便，结构简单，经济实用；送料精度随送料次数及送料长度不同而有所不同，最高精度在左右。而且可以设定夹紧和松开时间，动作方式为辊柱作圆周运动，不会有咬死现象。图4所示为该公司系列辊轮送料机，它采用直流伺服电机，机体和控制器相结合大大节省了场地空间，由于送料装置与主机之间没有直接连接，其送料精度与主机运动偏差无关。利用数字控制送料速度、加速度、送料干涉角、夹紧力的大小及时间等。 图1.4GL系列NC伺服辊轮送料机在我国也有多家生产这种辊轮送料机的厂家（如深圳力豪等），但是核心技术一般是由国外引进，因此，自主开发更高精度更高速度的送料机将会是我们今后的发展目标。1.3.3柔性自动化送料机构随着汽车工业的强势发展，市场竞争的日益激烈，利用最少的设备来生产尽可能多的冲压制件，间接的降低生产成本成为各个厂家竞相追求的目标之一。德国米勒万家顿公司在最新一代用于摆杆式多工位压力机上的摆动横杆式输送机（Swing arm-Transfer）的基础上开发出快速横杆式输送系统（Speed BAR）。这种输送系统介于常规机械手系统（ Feeder）和多工位压力机横杆式输送系统之间，既灵活简便又快速高效，适用于串列式冲压生产线。提高了与欧美国家的多工位压力机生产模具的匹配能力，从而实现了模具和端拾器在多工位压力机和串列式冲压线两种设备之间的互换，为国内的冲压生产与欧美汽车工业接轨奠定了基础。1.3.4交流伺服系统自动送料机构近20多年来，由于电力电子技术的发展，计算机控制技术以及现代控制理论的应用，交流伺服驱动技术飞速发展。交流伺服自动送料的动力来自交流伺服电动机，具有柔性化、智能化的特点，工作性能和工艺适应性很强。在我国，较先进的自动送料装置是深圳力豪公司的NCFH系列三合一伺服系统送料机（图1.5），它适合于各种五金、电子、电器、玩具及汽车零件之连续冲压加工，送料矫正，准确耐用；可任意设定送料长度，操作容易，安全及稳定性高。但是，在该送料机中所用的伺服马达、电器箱电子元件和控制器等都是从日本引进的，国内在这方面的技术还比较落后，因此，我们必须给予这方面技术充分的重视，加快研究开发，以较快的速度追赶发达国家的研究步伐。 图1.5三合一伺服系统送料机 随着近代工业的发展，以冲模为中心的电子计算机控制全自动冲压加工系统的研制十分必要。现在已经出现了全自动冲压加工生产线、冲压加工中心、全自动落料冲床、自己备有薄板上料和卸料的电子计算机数控转塔式冲床以及其他自动冲压系统。这种系统必须配备相应的高质量、高效率的冲模。自动模中的送料、出件等装置主要由模具本身的运动部分来驱动（一般是上模）。还可以由压力机的曲轴或滑块来驱动，也可以由单独的驱动装置（如机械、液压、气压等）来驱动。自动模的送料、卸件、出件的动作最大特点是周期性间歇地与冲压工艺协调进行。实现周期性动作的机构有棘轮机构、槽轮机构、凸轮机构、定向离合器、平面连杆机构等。自动模的自动化装置就是自动模的驱动装置通过周期性动作机构使自动化装置的工作零件产生周期性工作，这就是自动送料机构。本次毕业设计主要完成冲床上自动送料机构的设计。第二章 自动送料机构总体方案设计2.1设计任务 本次设计是针对某厂家的要求，设计适用于薄银片材料放料、送料、冲孔、剪料等工序精密加工的高精度自动冲模机放料、送料系统的数控改造。其主要技术参数及要求如下：1、银片材料宽25mm和38mm两个规格，料厚0.3mm。2、成品银料采用卷料，每盘料重1.5公斤。3、使用自动加工后，要求冲孔排距误差小于0.01mm，端距小于0.05mm.4、要求工艺性、结构性好，体积小。2.2 常见送料机构自动送料装置按送进材料的形式分为送料装置与上件装置两类。本设计属于送料装置。常见送料机构形式有以下五种：1)钩式送料机构;2)钳式送料机构;3)夹滚式送料机构;4)夹刃式送料机构；5)辊轴送料机构。 1、钩式送料机构 该机构结构简单，造价低，只适用于带料条料，冲切时留下搭边，送薄料时搭边较宽，可用定位销定位。工作方式是用钩爪勾住料孔间的搭边并送料；回程时由于钩子端部的斜面而自行脱出。送料的宽度在之间，送料厚度在之间，其结构见图如下（图2.1） 1-钩爪 2-杠杆 3-拉杆 图2.1 钩式送料机构简图2、钳式送料机构 该机构结构复杂，造价高，多用于大量生产厚度差较小的各种剪切零件；不适于用连续模作为拉伸零件。工作方式是用两个外送料钳夹料并推料；送料钳回程时两个不动的内夹钳夹料。送料的宽度在之间，送料厚度在之间，其结构见图如下（图2.2） 1-外夹钳 2-内夹钳 图2.2 钳式送料机构简图3、夹滚式送料机构 该机构结构简单制造方便，因而较常用在连续模具中不能用定位销，薄料使用有困难。工作方式是用送料滑板的夹滚把料夹住并送料；回程时送料滑板夹滚自动松开，由夹料滑板的夹滚把料夹住。送料的宽度在之间，送料厚度在之间，其结构见图如下（图2.3）图2.3 夹滚式送料机构简图4、夹刃式送料机构 该机构结构简单，造价低，能用于其他送料装置不能胜任的场合，可送进条料、带料、棒料（正方、圆、六角棒料等），薄料使用有困难。其工作方式，用送料滑板的夹刃把料的侧面夹住并送料；回程时送料滑板夹刃自动松开，由夹料滑板的夹刃把料夹住。送料的宽度在之间，送料厚度在以上，其结构见图如下（图2.4）图2.4 夹刃式送料机构简图5、辊轴送料机构 该机构结构不是太复杂，造价适中，寿命高模具调整性好，优先用于连续模小型拉伸零件，在连续模中允许用定位销。其工作方式，用滚动摩擦向前推料，送料辊朝一个方向作周期性旋转。送料的宽度在之间，送料厚度在之间，其结构见图如下（图2.5）图2.5 辊轴送料机构简图2.3 送料机构的选择由于本设计所用的毛坯件厚度比较薄，仅有厚，故夹滚式送料机构、夹刃式送料机构和钩式送料机构都不合适，辊式送料机构和钳式送料机构这两种方案适用。将钳式送料机构与辊式送料机构方案进行比较，发现前者需要采用斜楔带动加料爪和滑板运动，结构复杂而且造价高，在送料过程中振动会比较大，从而影响到送料精度；而后者是使用辊轴送料，结构较前者简单而且造价是适中，机构寿命高，过程更为平稳，因而，送料精度也较有保障。综合考虑各种因素以后，决定采用双辊送料机构，如图2.6 1-卷料筒 2-支架 3-上辊 4-下辊 5-支撑 6-薄料 图2.6双辊送料系统该机构是靠两对双辊结构实现薄料的传送，通过两双辊将薄料张紧进行传送。薄料筒通过一个伺服电机进行放料，薄料在经过两对双辊，左边一对双辊由减速器与电机相连，增大扭矩，以达到抽动传送薄料，最后进入冲模机上。2.4 放料部分放料机构是将银卷料拆开，以便下一步的送料过程及冲孔过程，这一机构的设计如果比较好的话，会为以后的工作做好铺垫。所以送料机构是一个非常重要的准备环节，见图2.7。 俯视图图2.7 放料机构由于该机构是一个重要环节，所以需要认真考虑及设计，由于能力有限未能想出更好的方案，仅设计了如下两种方案进行比较选择，如图2.8。 图2.8 放料机构方案简图方案一是左边装电机，右边进行换料。换料时先将右侧上方大螺栓松开，然后将活动支撑板向右侧拉出，旋转90度以上，再将料卷拉出。换上新的料卷后，再将活动支撑板旋转到垂直位置，支撑板轴孔与心轴对准，向左推进活动支撑板，然后将大螺栓拧紧，这样就完成了整个手动换料的过程。方案二也是左边装电机，但是右边没有支撑，采用的是悬空梁结构，在右端加一个大的螺母挡住料卷。在换料时，先将螺母摘掉，再将料卷拉出。换上新的料卷后，再把螺母装上，就这样完成了预想的换料工序。方案一的优点：采用了简支梁结构的设计，使得整个机构的强度比较高，可以承受大的负重和冲击，再旋转的过程中也比较平稳，为快速和变速放料奠定了可靠的基础。方案二的优点：应用悬空梁结构的设计，使得整个结构非常的简单，使得加工制造的工件数量减少，降低了投资成本。而且其简单的换料过程也比较好的节约了换料时间，提高了生产效率。方案一的缺点：由于右端的支撑要自己设计，几个零件都必须单独加工，增加了设计制造成本，且由于比较复杂的设计结构，换料所用的时间比较长，这样就增加了生产时间，降低了生产效率。方案二的缺点：由于是悬臂梁的结构设计，使得这个结构的稳定性比较差，抗弯强度也差，所能承担的负荷也比较小，在旋转过程中也不平稳，速度也不能很高。在我所设计的放料机构中选择了方案一。虽然它的换料时间比方案二的长，成本比方案二的高，但其可靠的强度和稳定性使得工作运行中故障率低，而且在以后如果换成重量比较大的材料也可以继续使用，这样就拥有了比较长的使用寿命和较强的应变能力。基于这样的目的，我选用方案一作为高精度自动冲模机送料系统的放料部分的结构。2.5 送料部分送料机构是整个设计一块非常重要的部分，它的设计的好坏会影响到冲料、剪料以及数控控制的方案及最终精度。所以在这一块的设计应该更加的认真和仔细。图2-4 送料机构图图2-5 送料机构方案简图方案一，左右两边分别有一块支承轴运动的方板。在方板中间部分是轴孔，稍向两边一点是两个长通孔。在左右两边的立板上各有两个导柱，通过方板的两个长孔，这样方板可以在导柱上上下移动，进而调节上面送料滚对两滚中间料的压力。在四个导柱上各有一个锁紧挡套，这样可以保证轴的位置不再移动。在料的下方有一个支撑料的导轮，使得料在通过时比较顺畅。方案二，左右两边分别有一个轴承座，座子本身分为两块，上下分置。在上面一块的顶上有一固定横梁，在横梁上装压紧弹簧螺栓，直接顶在轴承上座，通过螺栓的上下旋紧的距离作用在弹簧上，用弹簧的压力来调节对上轴承座的压力，进而调节轴上送料压滚对其下放料的压力。在料的下方也有一个支撑料的导轮，作用于方案已基本相同。方案一的优点：构造比较简单，容易理解其工作过程，安装过程也容易掌握，所需零件也比较容易制造。调节的长度也比较大，可以在料的厚度发生较大变化时继续使用。方案二的优点；整个机构的精度比较高，在生产过程中对压力的调节也容易进行，因此有较好的及时性，可以比较容易掌握生产构成中的压力。工作时也比较稳定，而且整体强度也比较高。方案一的缺点：由于两根导柱支撑一块支撑板，在安装精度上难以保证，而且方板上的长孔制造精度很难提高，使得整个上压滚的精度降低。在调节压力时也比较麻烦，需要很多的调节步骤，所以在工作过程中很难进行及时调节。方案二的缺点：由于调节压力的距离比较短，在以后料的尺寸厚度变化比较大的时候，很难继续使用，也就是所其应变能力不强，不能适应产品的更新，其使用寿命不是很长，在调节压力时还有两边轴承座的不同步的现象。在我所设计的送料系统结构中选用了方案二的改进型设计。将上方的压座变成一个整体，直接用一个弹簧螺柱统一调整，这样就避免了方案二在调整压力时有可能出现的不同步现象。虽然其应变能力也较差，但在我的设计中是给一台专用的高精度自动冲模机设计专用的送料系统，因此可以不用考虑材料尺寸变化所带来的一系列问题。而且因为整个送料是以摩擦力为动力的，所以系统不可避免的会有打滑现象，在生产过程中为了使得打滑现象的出现频率降到最低，要随时调节压滚对料的压力，使料能够高精度的送往冲头的位置，以便冲出的孔的排距达到程序所设计的精度要求。因此方案二的设计就比较适合我的设计要求。在加上改进后的调整，就能比较好的完成工作要求。2.6放料系统结构分析两边立板由10厚刚度制成，两个横板是15厚钢板制成，分别用螺栓连接，使之成为一个框架结构，以支撑来至料滚这一块带来的压力。在左立板的上端有一活动支板，用于换料时拉出材料为45钢，活动支板的使用使得换料方便了不少。当生产率高的时候，料卷的用量很大，则换料的频率就比较的高，因此活动支板下孔加工后要经过淬火处理，使得其耐磨。料滚心轴由45钢制成，由于在两端装轴承与螺母，轴要加工螺纹，还要用砂轮磨外圆，所以要由螺纹退刀槽与砂轮越程槽，两个的尺寸尽量小，以便给安装轴承和螺母留够足够大的距离。料槽由三块钢板搭接而成，只是为了放料方便，不会因送料太快而导致损伤材料。放料的动作不是持续性的，而是由数控系统控制的电机，以及放料槽中的传感器共同控制的，使得银料在料槽中的长度在一个合适的数量上。既不会因银料的拉直，而使得在送料时对银带产生损害，也不会因频繁的放料而使得银带产生堆积现象。下面时活动支板的外形：图2-6 活动支板简图2.7 送料系统结构分析送料部分比较复杂，首先银料现经过送料导轨。导轨由两块，分别对应于材料的厚度：38mm,25mm.两者都是与底下支板配座加工螺纹孔，在安装时有对应的位置，而且在一段时间内由一个导轨要保管妥当，以便在加工的银料尺寸变化时能及时换导轨。由于所需数量较少，直接用钢块加工而成，在其底下的过料槽加工要精确，使得银料在经过时不会偏离直线位置。导轨的使用使得银料在通过压滚时的轨迹比较确定，这样就能精确的冲孔。接着银料经过压料滚。压料滚分为上滚和下滚，两者基本构成相同，都是由心轴，滚子，轴套，轴承，螺母和垫片组成。两边立板相同，由钢板加工而成，底下由钢制底板联接。整个压料滚只是为了在材料通过时平料，以便在冲料时保证银料的平整和冲成的孔的精度。安装下面滚子时，要注意中心轴与过料面之间的距离，使滚的上沿刚好与过料面相平。上滚可以调整与下滚之间的距离，使银料通过时能够非常合适。压滚用上下对压的设计，使银料在两者之间通过时比较平滑，平展的程度也较好，便于下一道程序（冲孔）的进行。银料过了冲头后就到了送料滚。两边立板由钢板加工而成，且上面轴承座与轴承压座一起加工，保证在调整压力时对轴承没有其他影响。整个轴承上座是一个可上下动的整体，在弹簧螺栓的下压之下整体动。所以其上表面的加工简单，而半孔在加工时就有一定的精确要求了，以便与轴承接触时不致使轴承的受力不均。下料滚与压滚的组成基本一致，上压滚的滚子用橡胶制成，使得其在对银料施压时对银料损害不大。其上端撑板由钢板制成。弹簧螺栓特别加工而成，先用一个普通螺栓进行钻孔加工，再将螺栓的下端铣平。弹簧是圆柱螺栓压缩弹簧，采用冷卷工艺而成。弹簧的材料为弹簧钢中的硅锰弹簧钢，这种钢可以在更高的温度下回火，有着良好的力学性能和较高的弹性极限。为了保证两端的承压面与其轴线垂直，将断面圈在专用磨床上磨平。再进行回火处理，以消除卷制时产生的内应力。最后进行强压处理，强压处理是使弹簧在超过极限载荷作用下持续648h，一边在弹簧丝截面的表层高应力区生塑性变形和有益的与工作应力反向的残余应力，是弹簧在工作时的最大应力下降，从而提高弹簧的承载能力。在经过了所有的程序后必须保证弹簧丝的表面光洁，没有裂纹和伤痕。压滚的外形： 图2-7 压滚简图导轨（38 mm）的外形： 图2-8 导轨简图在整个结构的下面装了一块铸造而成的底板，用来防止整个装置侧翻的危险，而且在调整平衡时也比较容易。整个支撑银料的溜板上加了一层贴塑，材料是合成的，而且其光洁度和硬度都比较好，有一定的减少银料的磨损功能。第三章 自动送料机构的设计3.1送料系统的尺寸参数和材料 本次设计主要是设计适用于薄银片材料放料、送料、冲孔、剪料等工序精密加工的高精度自动冲模机放料、送料系统。该系统预计使用寿命10年，每年工作300天，两班制。传送系统对象：银片材料宽25mm和38mm两个规格，料厚0.3mm。鉴于此，可想而知该传送系统是一个比较小的送料系统，故在设计时该送料系统各方面的参数都比较小。初定该系统整体长度为730mm,宽度为350mm，高度330mm。系统整体的材料选用45号钢材，由于系统传送能力比较小故壁厚为10mm完全能满足条件。 为了使薄银片能够在传送面上能够有相对较大的摩擦力，传送板面上需贴上一层贴塑以增加摩擦力。两对辊子的表面层也应采用橡胶材料，方便传送料。3.2预算送料滚应给的压力和初定送料速度银料在整个工作溜板上的尺寸为： 长,宽,高 银的密度 银的与橡胶之间的动摩擦系数为在整个摩擦面上的银料总重量为： 预紧压力设为，则有 施加到银料上的压力应略大于力，这样就可以使银带前进，又可以不让银料变形过大，以致超出精度范围，故取：。故有 由于薄银带料的宽度最大值只有38mm，整个送料系统的送料速度不会太大，初定为。3.3 送料滚的轴承寿命计算 此处选用的轴承只受轴向压力，记此压力位，则 由机械设计书，查表8.7，载荷系数选： 由机械设计书，公式13-10a得， 预计轴承转速： 对于深沟球轴承 查机械设计手册，6000轴承的基本额定动载荷由机械设计书，公式8.3得： 大于预计使用寿命，故合格。3.4送料系统的功率计算及电机选择 根据上面设定的条件及参数，可以猜想该系统整个的功率并不大，故电机转子直接与齿轮相连作为高速轴。再根据上面的参数进行反推计算，计算出理论所需功率，参照此功率选择电机。根据下图4.1可由电动机至运输滚轮的传动总效率： 式中：滚动轴承（润滑最佳时一对）传动效率：0.98 齿轮传动效率：0.97 弹性联轴器传动效率：0.99 薄银片与滚轮摩擦传动效率：0.96 电动机所需工作效率按公式为： 式中： 电动机的功率 工作机的功率又 故将和代入公式得：计算电动机的转速范围：假设传动无任何的损失，每秒内传送速度为，所以没料的行程为。滚轮的直径为，故其周长故一分钟内滚轮的转速为二级减速器的传动比范围在，故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有750、1000、1500、2000和3000r/min根据容量和转速，由有关手册差出适用的电机型号。由于该电机的实际功率很小，在根据同步转速选在1000r/min，故选择的电动机型号如下：Y90s-6额定功率 同步转速额定转速效率% 功率因数cos0.75kw 1000r/min 910r/min 72.5 0.7第四章 减速器的设计4.1减速器的设计说明由于该系统所需的减速器没有标准的与其配套，故需要自行设计减速器。由上一章的计算可知该送料系统的电机功率很小，故以下计算均按电动机的额定数值进行计算，在额定数值计算下得出的结果是肯定满足该系统所需的强度。Y90s-6额定功率 同步转速额定转速效率% 功率因数cos0.75kw 1000r/min 910r/min 72.5 0.7由该表的数值可知电机的额定转矩，由公式计算 ，T=7.87Nm因为实际的轴负载很小，明显小于电机的额定负载，故点击直接与齿轮相连作为减速器的轴。故有数据如下：减速器整体的传动比设为,高速级传动比为，低速级传动比为4.2 减速器高速级齿轮设计计算1、选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数考虑到减速器功率不大，故大小齿轮均选为45号钢调质处理后淬火，齿面硬度分别为220HBS，260HBS。通用减速器精度6-8级，选取7级精度。小齿轮齿数，齿数比，初选齿宽系数，故按齿面接触疲劳强度设计计算（1）确定公式中参数由机械设计书，公式6.11得： 各参数的选择：载荷系数初选小齿轮传递的转矩 由机械设计书，查表6.3得材料系数 大小齿轮的接触疲劳强度极限，按齿面硬度查图6.8得 ，应力循环次数 接触疲劳寿命系数，查图6.6得 确定许用接触应力、，取安全系数 设计计算试算小齿轮分度圆直径 计算圆周速度， 计算载荷系数K，查表6.2得使用系数；根据，7级精度查图6.10得动载荷系数查图6.13得，则 校正分度圆直径，由公式6.14得： 计算齿轮传动的几何参数： 计算模数， ,按标准取模数 两分度圆直径、 ， 中心距 , 齿宽 , ； 故， 齿高 , 校