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前板连续模设计及冲压工艺分析【22张CAD图纸+毕业答辩论文】【冲压模具】

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连续 设计 冲压 工艺 分析 全套 cad 图纸 毕业 答辩 论文 模具
资源描述:

摘  要


模具是工业生产的基础工艺装配,广泛应用于机械、汽车、电子通讯、家电等行业,其中有80%以上的产品零件均通过模具生产而成。在国际上,模具又有“工业之母”之称。模具分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡校模具和玻璃模具等。其中冷冲压模具在各种模具中所占比重最多,占整个模具市场的60%以上,具有广泛的发展前景。

冷冲压模具是在室温下,借助于设备提供的压力,利用模具使板料发生分离成塑性变形的一种加工方法。加工对象主要是金属或非金属的板料。

本设计是对给定的模具产品图进行冲压工艺分析和连续模设计,在综合考虑了加工产品的经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度和精确度等诸多因素的基础上进行冲压工艺分析与计算的,并提出了合理的工艺方案和结构形式;最后,结合产品的工艺及现有加工方法合理设计连续模排样方案及加工方法最终达到省时省料、节约资源的目的。本设计介绍了模具设计中的排样与送料方式和卸料与导向方式,讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸及冲压力的计算,并选择合适的压力机,设计中主要对模具工作部分尺寸进行计算和主要零部件的设计以及加工工艺的制定。

总而言之冲压模的加工生产效率高,加工成本低,材料利用率高,产品的一致性好,制件质量符合生产要求且操作简单。


关键词:前板  冲压  工艺分析  连续模  


Abstract


Mold is the basis of industrial production assembly process is widely  used in machinery, automobile, telecommunications, home appliances and other industries, including more than 80% of the product parts are made through the mold production. At the international level, mold and "Mother  of industry" called. Is divided into cold stamping die mold, forging mold, plastic mold, die casting, rubber mold school, such as mold and glass. One cold stamping die mold in a variety of the largest share, accounting for   the entire mold more than 60% of the market, has a broad development prospects.

   Cold stamping die is at room temperature, the pressure through the use of equipment, the use of sheet metal dies so that the separation took placeinto a plastic deformation process. Processing object is a metallic or non-metallic sheet.

The design of stamping process analysis and die design for a given moldproducts, in comprehensive consideration of the stamping process of economy,parts processing products and complexity and accuracy factors on stamping  process analysis and calculation, and put forward the reasonable process scheme and structure; finally, combined with the product of the process andthe existing processing method of rational design of progressive die layoutand processing method of saving time and material, reach the purpose of    saving resources. This design introduced the mold design of nesting and    feeding and discharging and guiding mode, the main pieces of determining   clearance and edge size and blanking force calculation are discussed,and select the appropriate machine design, design of the main working parts of die size calculation and main parts and processing technology .

All in all, the production of Die efficient processing, low processing costs, material utilization high, the product of good consistency, the product quality is suit for the production needs, and easy to operate.



Key words:foreplate ,stamping,analysis of manufacturing ,modulus of continuity



目  录

第1章 前言················1

1.1 冲压的概念、特点及应用····························1

1.2 冲压的基本工序及模具······························2

1.3 连续模介绍·············3

1.4 连续模结构分析············3

1.5 连续模设计要点···············4

第2章 连续模设计过程·························8

2.1 冲件工艺性分析·······························8

2.1.1 冲裁件结构工艺性·····························8

2.1.2 冲裁件的精度和毛刺·····························8

2.2 工艺方案的设定··········9

2.3 间隙的含义及间隙值的选择·······················10

2.3.1 冲裁间隙分析···········10

2.3.2 间隙值的选择········11

2.4 冲压加工工序及排样图设计·······················11

2.5 凸模、凹模尺寸的计算····························12

2.5.1 外形尺寸的计算···········12

2.5.2 内形尺寸的计算············13

第3章 落料件凸凹模尺寸计算过程··········15

3.1 刃口尺寸计算····················15

3.2 冲孔部分凸凹模尺寸计算·······················19

第4章 冲压力的计算·····························20

4.1 冲裁件的力学性能分析·····························20

4.2 冲裁件冲裁力的计算································20

4.3 冲裁件卸料力的计算·······························21

4.4 冲裁件推件力的计算···························21

4.5 冲裁件顶件力的计算························22

4.6 冲裁件弯曲力的计算·····················22

4.7 冲裁件压力中心的计算···································23

第5章 排样计算·······························25

第6章 模具结构设计·······························29

6.1 模具的总体结构介绍····························29

6.2 主要零部件设计·······························29

6.2.1 压力机的选择·······························29

6.2.2 模架的选择····························31

6.2.3 上、下模座的选择························32

上模座的设计选择··························33

下模座的设计选择·······················34

6.2.4 凹、凸模的设计选择·····························35

凸模设计选择···························35

凹模的设计选择···························36

6.2.5 模柄的设计与选择····························37

6.2.6 导柱和导套的选择··························38

6.2.7 卸料装置的设计与选择························39

6.2.8 顶料装置的选择与计算························41

6.2.9 挡料和导正装置的设计与选择················42

第7章 其他零部件的设计与选择················43

7.1 卸料装置中弹性元件的计算·····················43

7.1.1 卸料块的设计···································43

7.1.2 弹性元件橡胶的设计与选择····················43

7.2 卸料板的设计与选择······························46

7.3 垫板的设计与选择······························46

7.4 固定板的设计与选择·······························49

7.5 导料销的设计与选择······························50

7.6 卸料螺钉的选择·······························50

7.7 定位零件的设计与选择····························51

7.7.1 挡料销的选用······························51

7.7.2 销钉的选取·····························51

7.8 推杆的设计与选择····························53

7.9 打料板的设计与选择························53

7.10 顶杆的设计与选择······························53

参考文献··················56

毕业实习报告··············57

附录或后记················62

附:英文翻译···············63

英文原文···············69

第1章 前言

1.1冲压的概念、特点及应用

冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:

(1)冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化;

(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好等特征;

(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高;


内容简介:
河 北 建 筑 工 程 学 院 本科毕业设计(论文)题目前板连续模设计及冲压工艺分析学科专业 机械设计制造及其自动化 班 级 机 094 姓 名 刘 松 指导教师 孙 长 山 辅导教师 摘 要模具是工业生产的基础工艺装配,广泛应用于机械、汽车、电子通讯、家电等行业,其中有80%以上的产品零件均通过模具生产而成。在国际上,模具又有“工业之母”之称。模具分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡校模具和玻璃模具等。其中冷冲压模具在各种模具中所占比重最多,占整个模具市场的60%以上,具有广泛的发展前景。冷冲压模具是在室温下,借助于设备提供的压力,利用模具使板料发生分离成塑性变形的一种加工方法。加工对象主要是金属或非金属的板料。本设计是对给定的模具产品图进行冲压工艺分析和连续模设计,在综合考虑了加工产品的经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度和精确度等诸多因素的基础上进行冲压工艺分析与计算的,并提出了合理的工艺方案和结构形式;最后,结合产品的工艺及现有加工方法合理设计连续模排样方案及加工方法最终达到省时省料、节约资源的目的。本设计介绍了模具设计中的排样与送料方式和卸料与导向方式,讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸及冲压力的计算,并选择合适的压力机,设计中主要对模具工作部分尺寸进行计算和主要零部件的设计以及加工工艺的制定。总而言之冲压模的加工生产效率高,加工成本低,材料利用率高,产品的一致性好,制件质量符合生产要求,且操作简单。关键词:前板 冲压 工艺分析 连续模 AbstractMold is the basis of industrial production assembly process is widely used in machinery, automobile, telecommunications, home appliances and other industries, including more than 80% of the product parts are made through the mold production. At the international level, mold and Mother of industry called. Is divided into cold stamping die mold, forging mold, plastic mold, die casting, rubber mold school, such as mold and glass. One cold stamping die mold in a variety of the largest share, accounting for the entire mold more than 60% of the market, has a broad development prospects. Cold stamping die is at room temperature, the pressure through the use of equipment, the use of sheet metal dies so that the separation took placeinto a plastic deformation process. Processing object is a metallic or non-metallic sheet.The design of stamping process analysis and die design for a given moldproducts, in comprehensive consideration of the stamping process of economy,parts processing products and complexity and accuracy factors on stamping process analysis and calculation, and put forward the reasonable process scheme and structure; finally, combined with the product of the process andthe existing processing method of rational design of progressive die layoutand processing method of saving time and material, reach the purpose of saving resources. This design introduced the mold design of nesting and feeding and discharging and guiding mode, the main pieces of determining clearance and edge size and blanking force calculation are discussed,and select the appropriate machine design, design of the main working parts of die size calculation and main parts and processing technology .All in all, the production of Die efficient processing, low processing costs, material utilization high, the product of good consistency, the product quality is suit for the production needs, and easy to operate.Key words:foreplate ,stamping,analysis of manufacturing ,modulus of continuity目 录第1章 前言11.1 冲压的概念、特点及应用11.2 冲压的基本工序及模具21.3 连续模介绍31.4 连续模结构分析31.5 连续模设计要点4第2章 连续模设计过程82.1 冲件工艺性分析82.1.1 冲裁件结构工艺性82.1.2 冲裁件的精度和毛刺82.2 工艺方案的设定92.3 间隙的含义及间隙值的选择102.3.1 冲裁间隙分析102.3.2 间隙值的选择112.4 冲压加工工序及排样图设计112.5 凸模、凹模尺寸的计算122.5.1 外形尺寸的计算122.5.2 内形尺寸的计算13第3章 落料件凸凹模尺寸计算过程153.1 刃口尺寸计算153.2 冲孔部分凸凹模尺寸计算19第4章 冲压力的计算204.1 冲裁件的力学性能分析204.2 冲裁件冲裁力的计算204.3 冲裁件卸料力的计算214.4 冲裁件推件力的计算214.5 冲裁件顶件力的计算224.6 冲裁件弯曲力的计算224.7 冲裁件压力中心的计算23第5章 排样计算25第6章 模具结构设计296.1 模具的总体结构介绍296.2 主要零部件设计296.2.1 压力机的选择296.2.2 模架的选择316.2.3 上、下模座的选择32 上模座的设计选择33 下模座的设计选择346.2.4 凹、凸模的设计选择35 凸模设计选择35 凹模的设计选择366.2.5 模柄的设计与选择376.2.6 导柱和导套的选择386.2.7 卸料装置的设计与选择396.2.8 顶料装置的选择与计算416.2.9 挡料和导正装置的设计与选择42第7章 其他零部件的设计与选择437.1 卸料装置中弹性元件的计算437.1.1 卸料块的设计437.1.2 弹性元件橡胶的设计与选择437.2 卸料板的设计与选择467.3 垫板的设计与选择467.4 固定板的设计与选择497.5 导料销的设计与选择507.6 卸料螺钉的选择507.7 定位零件的设计与选择517.7.1 挡料销的选用517.7.2 销钉的选取517.8 推杆的设计与选择537.9 打料板的设计与选择537.10 顶杆的设计与选择53参考文献56毕业实习报告57附录或后记62附:英文翻译63 英文原文69河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师:孙长山 设计题目:前板连续模设计及冲压工艺分析 设计人:刘松设计项目计算与说明结果 第1章 前言1.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:(1)冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化;(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好等特征;(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高; 设计项目计算与说明结果 (4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低;1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合、级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压在压力机的一次工作行程中,在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中,按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。设计项目计算与说明结果 但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。1.3 连续模介绍连续模是在单工序冲压模的基础上发展起来的一种多工序、高效率冲模,在一幅模具中有规律地安排多个工序进行连续冲压。连续模冲裁可以减少模具和设备数量,生产率高,操作方便安全,便于实现冲压生产自动化,在大批量生产中效果显著。但各个工序是在不同的工步位置上完成的,由于定位误差影响工件精度,一般多用于精度要求较低、多工序小零件。连续模的工步安排是很灵活的,但不论其排样如何,必须遵循一条规律:为了保证送料的连续性,工件与条料的完全分离(落料或切断)要安排在最后的工步位置。每一工位可以安排一种或多种工序,也可以特意安排一个或多个空位,以增加和凹模的壁厚,加大凹模的外形尺寸,提高凹模强度,或避免模具零件过于紧凑,造成加工和安装的困难。1.4 连续模结构分析连续模冲压主要由以下几部分组成:(1)工作零件是实现冲裁变形使材料正确分离的零件,包括凸模、凹模。冲裁凸模与凹模有两个突出特征:工作刃口锋利和它们之间有合理的间隙。凸模与凹模刃口的利钝和间隙的大小及其分布的均匀性直接影响冲裁件质量,且影响冲裁力、卸料力和模具寿命。(2)定位零件确定条料在冲模中的正确位置的零件。导料销对条料送进起导向作用,挡料销限制条料送进的位置。挡料销至凹模孔边的距离视排样而定。设计项目计算与说明结果 (3)卸料及推件零件是将由于冲裁后弹性回复而卡在凹模孔内和凸模上的工件或废料脱卸下来的零件。卡在凹模内的工件,利用凹模冲裁时一个接一个地由凹模孔推落。废条料退出凹模,则由卸料板、橡皮及卸料螺钉组成的卸料装置,利用压缩橡皮产生的卸料力来完成。(4)导向零件是保证上模对下模正确运动的零件。分别压装在上、下模座的导套和导柱,组成上、下模的导向装置。采用导向装置以保证冲裁时,凸模和凹模之间的间隙均匀,有利于提高冲裁件质量和模具寿命。(5)连接固定零件是将凸、凹模固定于上、下模座,以及将上、下模固定在压力机上的零件。凸模通过固定板与上模座固定,凹模直接与下模座固定。1.5 连续模设计要点(1)要合理地进行工序安排:在冲孔与落料工序次序安排时,应先安排冲孔,后安排落料,以便于使先冲好的孔,作为导正定位孔,以提高制件精度;在没有圆形孔的制品中,为了提高送料步距精度,除了用定距侧刃定距外,应在凹模首次步序中,预先冲一圆孔,作为导正工艺孔并设计有导正钉,通过此孔定位,提高制品及送料精度;在产品要求孔与外形的某突出部位位置精度时,应把此部位与此孔设计在同一步位形成同一尺寸基准的精度要求较高的不同孔,在不影响凹模强度情况下,应安排在同一工步进行冲裁;尺寸精度要求较高的工步,尽量安排在最后一道工序进行冲裁。尺寸精度要求不太高的工步,则应安排在较前工序;设计项目计算与说明结果 冲不同形状及尺寸的多孔工序时,尽量不要把大孔及小孔同时安排在同一工序,以便修模时能确保孔距精度。(2)要正确绘制排样图:绘制排样图时,可以先从平面展开图开始,向右设计冲裁工位,向左设计成型工位,然后根据实际情况逐步修正;要确定合适的切口方式;要注意金属的纤维方向及毛刺方向,其毛刺应位于弯曲件的内侧;对于薄板连续模冲压,可以用导正销定位,不必切边,但对于厚板料则需要侧刃定位定距,需要切边,在排样图中要画出;要尽量提高材料的合理利用,做到经济排样,或利用切下废料,冲制其他工件。(3)要合理地确定工位数及空位工位:工位的确定原则;A确定工位数时,根据排样图及工序安排应保证工件的几何形状的正确。对于精度要求较高的部位,应尽量集中在一个工位一次冲压完成,以避免步距误差影响精度要求;B对于复杂的形孔与外形分段切除时,应力求做到各段形孔的形状要简单、规则和容易加工;C确定工位时,工位数要尽量少,能合并的工位尽量不要分开,以减少步距的积累误差;D多次拉伸的连续模,为保证安全、稳定其拉深次数若经计算在3、4次之间,应取4次拉深,以保证连续冲压的合格率。空位的设置原则。为增加凹模强度,便于凸模安装固定,再模具设计中,往往要安排不进行冲压的空工位,其安置原则是:设计项目计算与说明结果 A用导正销作为精确定位的条料,因步距误差小,可适当多设空位工位;B当模具步距较大时,不宜多设空工位;C精度高、形状复杂的工件应少设空工位;D凸模离的较近时,可设空工位。(4)要设计完好的导料及浮顶装置在设计连续模时,必须设计完好的导料系统,以保证条料在模具中能正常的运行。在连续模中一般是条料或卷料送进,对其材质、厚度、宽度等均有严格的要求。连续模的导料系统一般是由两条导料板及延伸凹模之外的承料板构成,为了防止条料送进过程中发生摆动,应设计有侧压装置,对于多工位复合连续模,必须要设计有浮顶器,以使条料浮离在下模平面,保证冲压连续正常进行。(5)要设计出可靠的卸料机构连续模在每次冲压过程完成后,应立即将条料从凸模中卸下,浮顶器将条料浮离在下模平面,废余料及时排除。连续模常用的卸料机构分固定式及弹压式两种,在多工位连续模中,多采用弹压式卸料机构它不仅起卸料作用,还有压料及导正凸模的功能。如在冲裁连续模及冲裁工序中,它起卸料和压料作用,而在弯曲工序中能起局部成形作用,而在拉深工序中又起压边圈作用。因此在设计连续模时,要设计出可靠的卸料机构以保证冲压正常进行。在多工位连续模中,卸料板多采用镶拼结构,这样才能保证孔精度、配合间隙和孔表面粗糙度等要求。(6)要设计出精确的定距机构在连续模中,条料送进时定位要准确,才有可能加工出合格的冲件。常用的定距方法,主要是:侧刃定位法:侧刃定位是利用侧刃及侧刃当块作设计项目计算与说明结果 为条料的定位及定距,其定距精度较高,操作比较方便,常用于板料厚度在0.10.5mm厚连续模冲裁中,但由于侧刃的尺寸很难与模具实际进距尺寸相一致,所以一般只在精度要求不高的冲裁连续模使用;导正销定位法:导正销定位是连续模中普遍采用的定位方式,它一般与侧刃一起联合使用,即侧刃作粗定位,导正销做精定位可以达到很高的定位、定距精度。设计模具时,导正销与卸料板应加工成H7/h6或H6/h5配合形式,与固定板加工成 H7/h6配合。(7)凸凹模结构设计要合理在设计连续模时,凸模与凹模孔的数量较多,故在设计凸、凹模时,除了能保证正常的冲压要求外,还应注意以下几点:凸模的结构设计要充分考虑其安装的稳定性及寿命长短,尤其是对于高速连续冲压的凸模设计更应注意;凸模的高度一般为3565mm,尽量选用标准高度,如35、40、45mm。其高度应留有足够的刃磨余量,并使各个凸模具有相一致的刃磨余量大小;对于形状复杂的凹模,最好采用镶拼结构。 (8)要有可靠的安全监测机构对于多工序复合连续模,设计时要注意:模具要设计出防护罩,以确保冲压时的安全;对于自动化程度很高的连续模,应设计有在条料上的清除废物及润滑装置;为了监测模具在冲压过程中所产生的不安全状况,在自动送退料连续模中,应设计有监控检测机构,如果冲压过程中一旦发现故障,则由检测机构获取的信号立即传递给控制系统,使压力机停止运动从而避免事故的发生。设计项目计算与说明结果 第2章 连续模设计过程2.1 冲件工艺性分析2.1.1冲裁件结构工艺性工件为图2-1所示的落料件,材料为普通碳素钢材料厚度为0.13mm生产批量为大批量。该冲压成品零件工艺性分析内容如下:(1)普通碳素钢具有良好的冲压成型性能,塑性好、变形抗力低、组织结构好(2)该冲裁件的形状符合材料合理排样,有利于减少废料、节约材料。(3)该冲裁件各直线或曲线的连线处,有适当的圆角对于模具的制造和使用寿命有利。(4)该冲裁件凸出或凹入部分宽度适宜,但是外轮廓结构复杂加工比较困难。图 2-1 前板工件图2.1.2 冲裁件的精度和毛刺冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类,精密级是冲压工艺技术上所允许的精度,而经济级是可以用较经济手段达到的精度。该构件表面洁净,毛刺高度设计项目计算与说明结果 不大于0.02mm。根据机械工业出版社出版的冲模设计手册 P28页 表2-3可知该冲裁件的精度等级是经济级。2.2 工艺方案的设定该零件有以下基本工序:落料、冲1.0mm圆孔、冲导正销孔、四处弯曲、成形等。根据冲压件的尺寸及加工方式分析可得出以下俩种加工方案:工艺方案一:复合模冲压加工复合模能在压力机一次行程内,完成落料、冲孔及拉深等数道工序。在完成这些工序过程中,冲件材料无需进给移动。复合模具有以下特点:(1)冲件精度较高,不受送料误差影响,内外形相对位置各件一致;(2)冲件表面较为平直;(3)适宜冲薄料,也适宜冲脆性或软质材料;(4)可以充分利用短料和边角余料;(5)冲模面积较小。工艺方案二:连续模冲压加工连续模具有以下特点:(1)连续模是多工序冲模。在一副模具内,可以包括冲裁、弯曲、和拉深等多种多道工序,具有比复合模更高的劳动生产率;(2)连续模具有操作安全这样一个显著特点,因为手下不必进入危险区域;(3)因为工序可以分散,不必集中在一个工位,不存在复合模 “最小壁厚”的问题,因此模具强度较高,寿命较长;(4)连续模易于自动化,包括自动送料,自动出件,自动叠铆;设计项目计算与说明结果 (5)连续模工件和废料均往下漏,因而可以采用高速压力机生产;(6)使用连续模可以减少压力机、车间面积,半制品运输及仓库面积。根据冲件的工艺分析,并比较以上两种工艺方案特点,该冲压件的厚度不满足复合模最小壁厚的要求。综合考虑本设计采用连续模冲压加工更有利于多道工序的加工、实现自动化生产,从而提高生差率提高成品工件的加工质量。2.3 间隙的含义及间隙值的选择2.3.1 冲载间隙分析(1)间隙对冲载件尺寸精度的影响:冲载件的尺寸精度是指冲载件的实际尺寸与基本尺寸的差值,差值越小,则精度越高,这个差值包括两个方面的偏差,一是冲载件相对于凸模或凹模的偏差,二是模具本身的制造偏差。(2)间隙对模具寿命的影响;模具寿命受各种因素的综合影响,间隙也许是模具寿命诸因素中最主要的因素之一,冲载过程中,凸模与被冲的孔之间,凹模与落料件之间均有摩擦,而且间隙越小,模具作用的压应力越大,摩擦也越严重,所以过小的间隙对模具寿命极为不利,而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小,并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制,出现间隙不均匀的不利影响,从而提高模具寿命。(3)间隙对冲载工艺力的影响随着间隙的增大,材料所受到的拉应力增大,材料容易断裂分离,因此冲载力减小。通常冲载力的降低并不显著,当单边间隙在材料厚度的左右时,冲载设计项目计算与说明结果 力的降低不超过。间隙对卸料力和推料力的影响比较显著。间隙增大后,从凸模里卸料和从凹模里推料都省力,当单边间隙达到材料厚度的左右时的卸料力几乎为零,但间隙继续增大,因为毛刺增大,又将引起卸料力、顶件力迅速增大。(4)间隙值的确定由以上分析可见,凸、凹模间隙对冲载件质量、冲载工艺、模具寿命都有很大的影响。因此,设计模具时一定要选择合理的间隙,以保证冲载件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求,所需冲载力小、模具寿命高,但分别从质量,冲载力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值,只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个合适的范围作为合理间隙,只要间隙在这个范围内,就可以冲出良好的制件,这个范围的最小值称为最小合理间隙,最大值称为最大。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大,故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值。2.3.2 间隙值的选择模具间隙是指凸、凹模刃口间缝隙的距离,若用符号Z表示,俗称单面间隙。而双面间隙用2Z表示。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大,是冲裁工艺与模具设计中的一个极其重要的问题。间隙对冲裁件的断面质量、尺寸精度、及冲裁力都有很大的影响,合理间隙的选择:t=0.13 Zmin=0.010 Z=+0.0102.4 冲压加工工序及排样图设计冲压材料使用钢带卷料,材料厚0.13mm。采用自动的展料边缘;送料器送料。设计项目计算与说明结果 图2-2 冲压排样图工件的冲裁排样图如图2-2所示。共有八个工位。第1工位:冲导正销孔;第2工位:冲工件右侧两个1孔;第3工序:冲工件左侧1孔,然后冲右下方、右上方的展料边缘;第4工序:空工位;第5工序:冲工件左下方、左上方的展料边缘;第6工序:冲工件左右两侧的展料边缘;第7工序:吹料;第8工序:将展料从条料上分离,并将其弯曲。2.5 凸模、凹模尺寸的计算冲裁工件的平面展开图如图2-3所示:2.5.1 外形尺寸的计算外形尺寸分为五类:1.A类,刃口后凹模尺寸两边增大的,计算这类尺寸先把产品零件图尺寸化成形式2.a类,刃口后凹模尺寸一边增大的,计算这类尺寸要先把产品零件图尺寸化成形式。3.B类,刃口后凹模尺寸两边减小的,计算这类尺寸,要求先把产品零件图尺寸化形式。4.b类,刃口后凹模尺寸一边减小的,计算这类尺寸,要求先把产品零件图尺寸化成形式。5.C类,刃口后凹模尺寸不变的,计算这类尺寸,要求把零件图尺寸化成L/2形式。设计项目计算与说明结果 图2-3 前板工件展开图2.5.2 内形尺寸的计算内形尺寸也分五类:1.E类,刃口后凹模尺寸两边增大的,计算这类尺寸要先把零件图尺寸化成形式 。2.e类,刃口后凹模尺寸一边增大的,计算这类尺寸要先把产品零件图尺寸化成形式。3.F类,刃口后凹模尺寸两边减小的, 计算这类尺寸, 要求先把产品零件图尺寸化成形式。4.f类,刃口后凹模尺寸一边减小的,计算这类尺寸,要求先把产品零件图尺寸化成形式。5.G类,刃口后凹模尺寸不变的,计算这类尺寸,要求把零件图尺寸化成G/2形式。根据以上分类标注冲压件件图如图2-4。设计项目计算与说明结果 图 2-4标注件图设计项目计算与说明结果1 落料件基本尺寸计算公式2 凸模落料件部分的尺寸计算第3章 落料件凸凹模尺寸计算过程凹凸模部分的尺寸计算均参照参考文献【3】简明冲模设计手册中的公式与计算方法。3.1刃口尺寸计算根据零件的形状特点,分析可得刃口尺寸计算采用分开制造法。1 落料件基本尺寸计算公式:由参考文献【3】中的P33页 表4-6 凸模、凹模刃口计算公式可得:(1)凸模尺寸计算公式:(2)凹模尺寸计算公式:式中,落料件凹、凸模公称尺寸(mm); 落料件基本尺寸,(mm); 落料件公差,(mm);凹、凸模的最小单面间隙,(mm);、凹、凸模的制造公差,(mm)其中=/4x磨损系数,根据摩擦情况和工件的公差,通常可取 x=0.5-1,本设计计算书中x=0.75。2 凸模落料件部分的尺寸计算: 设计项目计算与说明结果 设计项目计算与说明结果 设计项目计算与说明结果 设计项目计算与说明结果3 凹模尺寸计算1孔部分凸凹模尺寸计算公式2 冲孔件凹模部分的尺寸计算3 凹模尺寸采用公式:3.2 冲孔部分凸凹模尺寸计算1孔部分凸凹模尺寸计算公式:由参考文献【3】中的P33页 表4-6 凸模、凹模冲孔计算公式可得:(1)凸模尺寸计算公式:(2) 凹模尺寸计算公式:式中 ,冲孔件凹、凸模公称尺寸(mm); 冲孔件基本尺寸,(mm); 冲孔件公差,(mm);凹、凸模的最小单面间隙,(mm);、凹、凸模的制造公差,(mm)其中=/4x磨损系数,根据摩擦情况和工件的公差,通常可取 x=0.5-1,本设计计算书中x=0.75。2 冲孔件凹模部分的尺寸计算:(1)(2) (3) x=0.75设计项目计算与说明结果3 冲孔件凸模部分尺寸计算冲裁力的计算(4) 3 冲孔件凸模部分尺寸计算采用公式:第4章 冲压力的计算4.1 冲裁件的力学性能分析材料名称: 普通碳素钢;材料牌号: Q255;材料状态: 未经退火的;抗剪强度/MPa: 340420;抗拉强度b/MPa: 490520;伸长率(): 1923;屈服点s/MPa: 260;弹性模量E/MPa: 4.2 冲裁件冲裁力的计算冲裁力的计算公式查参考文献【3】P38 4.5.1可得一般平刃口模具冲裁时其冲裁力可按下式计算,即 式中 冲裁力 (N);t材料厚度( mm); A剪切断面面积; 材料抗剪强度(MPa); L材料冲裁的轮廓长度(mm)。 把以上的数据带入计算可得:设计项目计算与说明结果 卸料力计算4.3 冲裁件卸料力的计算冲裁结束后,将工件或废料从凸模上卸下来的力为卸料力。冲裁力的计算公式查参考文献【3】P40 4.5.3 可得一般平刃口模具冲裁时其冲裁力可按下式计算,即:式中 卸料力(N); 卸料力系数; P冲裁力; 冲裁件平刃口冲裁力(N)。(1)卸载力系数可由参考文献【3】P41 表4-15查取得:,(2)冲裁力可由4.2冲裁件冲裁力的计算得:将以上数据代入卸料力的计算公式可得:4.4 冲裁件推件力的计算冲裁结束后,将工件或废料从凹模内顺冲裁方向推出来的力为推件力。推件力的计算公式查参考文献【3】P40 4.5.3 可得一般平刃口模具冲裁时其推件力可按下式计算,即 式中 F0冲裁件平刃口冲裁力(N); n同时卡在凹模内的工件或废料数; 推件力系数; t料厚(mm);h凹模洞口直臂高度(mm)。 设计项目计算与说明结果推件力计算顶件力计算(1)推件力系数可由参考文献【3】P41表4-15 查取得:,(2)冲裁力可由4.2冲裁件冲裁力的计算得:4.5 冲裁件顶件力的计算冲裁结束后,逆冲方向将工件或废料从凹模洞口顶出的力为顶件力。顶件力的计算公式查参考文献【3】P40 4.5.3 可得一般平刃口模具冲裁时其顶件力可按下式计算:即 式中 F0冲裁件平刃口冲裁力(N); 推件力系数。(1)顶件力系数可由参考文献【3】P41表4-15 查取得:,(2)冲裁力可由4.2冲裁件冲裁力的计算得:将以上数据代入顶件力的计算公式可得:4.6 冲裁件弯曲力的计算四个部位的弯曲均属于自由弯曲,弯曲力的计算公式查参考文献【3】 P95 表6-10 可得:式中:F总弯曲力(N); B弯曲件宽度(mm); t料厚(mm); 设计项目计算与说明结果弯曲力计算 抗拉强度(MPa); r内弯曲半径(mm);式中圆角半径r=0.1mm,冲裁件的板厚t=0.13mm,屈服极限b=350MPa,式中板料宽度B=29.2mm。由上式可以计算出四个部分的总弯曲力为835.84N。4.7 冲裁件压力中心的计算冲裁件的压力中心的计算公式可查参考文献【1】中的 P16 2.1.3 中的4、压力中心计算可得压力中心计算的通用式: 式中:(1)、 分别为冲裁工件所分成的n条直线的长度;(2)、 分别为冲裁工件所分成的n条直线的中点的横坐标;(3)、 分别为冲裁工件所分成的n条直线的中点的纵坐标;(4)压力中心的横坐标;(5)压力中心的纵坐标。将工件成品图中的数据代入以上压力中心的计算公式可得:,。数据取整可得,模柄选择查参考文献【3】附录P381选取压入式模柄其直径选取d=32mm即可满足本设计的要求。工件的压力中心计算坐标图建立形式如图4-1。设计项目计算与说明结果图4-1 压力中心计算坐标图设计项目计算与说明结果 第5章 排样计算对零件平面展开图形状进行分析,应该选取单直排的排样方式,零件的可能排样方式有图5-1a,5-1b 所示的俩种。现选取100000mm300mm的卷料,则需计算采用不同的裁剪方式时,每张板料能出的零件总个数。图5-1a 排样计算图设计项目计算与说明结果 图5-2b 排样计算图设计项目计算与说明结果 排样计算过程按照参考文献【1】中例2.1 中的计算步骤进行比较:(1)首先将板材裁剪成长100000mm、宽29.2mm的条料则一张板料可以裁出的零件总个数为:;(2)然后再将板材裁剪成长300mm、宽29.2mm的条料则一张板料可以裁出的零件总个数为:;(3)再将板材裁剪成长100000mm、宽21.29mm的条料则一张板料可以裁出的零件总个数为:;(4)再将板材裁剪成长300mm、宽21.29mm的条料则一张板料可以裁出的零件总个数为:。比较以上四种裁剪方法第二种裁剪方法的材料利用率最高,所以选择第二种裁剪方法,即将所选取的卷料剪裁为长300mm、宽29.2mm的条料。其具体的排样图如图5-2所示:设计项目计算与说明结果 图5-2 具体的排样图设计项目计算与说明结果 第6章 模具结构设计6.1 模具的总体结构介绍模具采用后侧导柱模架,模具分别由上模座、凸模固定板、垫板、卸料板垫板、弹性卸料板、凹模板及下模座等几部分组成,凹模部分采用整体结构,部分采用嵌入式。板料采用自动送料装置送进,用导正销进行精确定位,在第1工位冲出导正销孔后,第2至第8工位均设置导正销导正,从根本上保证了工件冲压加工精度的稳定。板料依靠在模具中间部位的导向槽浮顶器导向。由于工件有弯曲工序,每次冲压后板料需抬起,导向槽浮顶器具有导向和浮顶的双重作用。为了保护细小凸模,装有4个10mm的小导柱,导柱由凸模固定板固定,与卸料板、凹模板成动配合,其双面配合间隙不大于0.025mm,这样可以提高模具的冲压精度与刚度。自动送料机构一般是指设置在模具外的独立机构,可配合冲床冲程运动,使条料作定时、定量的送进。目前大多数自动送料机构是采用全机械机构。也有的是程序控制实现自动送料。自动送料机构的送进精度一般不能满足多工位连续模的步距精度要求,因此多工位连续模一般不能单独靠自动送料机构定距,只是在单纯拉伸的多工位连续模中采用。 6.2 主要零部件设计6.2.1 压力机的选择根据 4.2冲裁件冲裁力的计算 中的计算结果及排样图的大小查参考文献【3】P359 附录中的附录A 压力机设计项目计算与说明结果 技术参数应选择(1)开式压力机,然后查表A-1常用开式压力机主要技术参数,选择型号为J23-6.3的开式压力机,其主要技术参数如下:公称压力/KN 63发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 3.5滑块固定行程/mm 50滑块调节行程/mm 50/6标准行程次数(不小于)(次/min) 160(快速型)发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 1(快速型)滑块行程/mm 20(快速型)行程次数(不小于)(次/min) 35(最大闭合高度)固定台和可倾/mm 170(最大闭合高度)活动台位置(最低/最高)/mm -闭合高度调节量/mm 40(标准型)滑块中心到机身距离(吼深)/mm 110(标准型)工作台尺寸(左右前后)/mm 315200(标准型)工作台孔尺寸(左右前后)/mm 15070(标准型)工作台孔尺寸(直径)/mm 110(标准型)立柱间距离(不小于)/mm 150(加大型)滑块中心到机身距离(吼深)/mm -(加大型)工作台尺寸(左右前后)/mm -(加大型)工作台孔尺寸(左右前后)/mm -(加大型)工作台孔尺寸(直径)/mm -活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面之间的距离/mm -模柄孔尺寸(直径深度)/mm 3050工作台板厚度/mm 40倾斜角(不小于)() 30设计项目计算与说明结果 6.2.2 模架的选择根据所选压力机工作台孔尺寸选择标准模架,标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸,因此应该首先确定凹模周界的大小。凹模周界|L: 200凹模周界|B: 160闭合高度(参考)|最小: 210闭合高度(参考)|最大: 255模具的选择查参考文献【3】 P222 表11-1 常用标准模架的形式采用后侧导柱模架中的滑动导向模架,如图6-1 所示然后根据以上计算数据,可查参考文献【13】P369附录B冲模常用标准件表B-1可得后侧导柱模架中的滑动导向模架可得模架的规格为:1 上模座 数量1 规格: 200160452 下模座 数量1 规格: 200160553 导柱 数量2 规格: 282004 导套 数量2 规格: 2811043图 6-1后侧导柱模架 设计项目计算与说明结果 6.2.3 上、下模座的选择查参考文献【1】中可知上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件,并分别与压力机的滑块和工作台连接,以传递压力。因此,上、下模座的强度和刚度是主要考虑的问题。模座因强度不足会产生破坏,如果刚度不足,工作时会产生较大的弹性变形,导致模具工作零件和导向零件迅速磨损。因此在选用和设计上、下模座时应该注意如下几点:(1)尽量选用标准模架,对于圆形的模座,其直径比凹模板的直径大对于矩形模座,其长度应比凹模长度大,而宽度可以等于或大于凹模板的宽度,但应考虑有足够的安装导柱、导套的位置。模座的厚度取凹模的倍,考虑受力情况,上模座厚度可以比下模座的厚度小。(2)所选用或者设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应,并进行必要的校核,下模座的最小轮廓尺寸应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大。(3)模座材料一般选用HT200、HT250,也可以选用Q235、Q255结构钢,对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45.(4)模座的上、下表面的平行度应达到要求,平行度公差一般为4级。(5)上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致,精度一般要求在以下;模座的导柱,导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直,安装滑动式导柱和导套时,垂直度公差一般为4级。设计项目计算与说明结果 (6)所选模座的上、下模表面粗糙度Ra值为,在保证平行度的前提下,可允许Ra值降低为。孔距公差要求在模座的材料选用HT250。 上模座的设计选择查参考文献【14】可得后侧导柱模架上模座的主要技术参数如下:凹模周界|L: 200 R: 42 凹模周界|B: 160 尺寸l2: 80H: 45 D(H7)|基本尺寸: 42 尺寸h: - D(H7)|极限偏差: +0.025/0L1: 210 尺寸d2: M14-6HS: 210 尺寸t: 28A1: 110 S2: -A2: 195图 6-2 上模座结构尺寸图上模座的结构尺寸图如图6-2设计项目计算与说明结果 下模座的设计选择查参考文献【14】可得后侧导柱模架下模座的主要技术参数如下:凹模周界|L: 200 R: 42凹模周界|B: 160 尺寸12: 80H: 55 尺寸d(R7)|基本尺寸: 28尺寸h: 35 尺寸d(R7)|极限偏差: -0.020/-0.041L1: 210 尺寸d2: -S: 210 尺寸t: -A1: 110 S2: -A2: 195下模座的结构尺寸图如图6-3图 6-3 下模座结构尺寸图设计项目计算与说明结果 6.2.4 凹、凸模的设计选择零件外形相对比较复杂,根据实际情况并考虑加工,为了满足凸凹模强度和刚性,将凸凹模设计成阶梯式,使装配修磨方便,此外一般凹、凸模的设计还应该满足一下几点要求:(1)凸模和凹模要有足够的刚度和强度。(2)凸模和凹模安装稳定可靠,且便于更换。(3)模具设计时为了减小多工位连续模各工位之间步距的累积误差以及确保凸,凹模间的间隙值,在标注凹模,凸模固定板,卸料板等零件中与步距有关的孔位尺寸时,要以凹模第1工位定为坐标原点(尺寸基准)向后标注,不论距离多大,公差均为步距公差,从而保证各凸模安装位置及卸料板各形孔位置与凹模一致。同时还要保证凸模刃口形状,卸料板形孔与相应凹模形孔一致。(4)废料排除要方便及时,以防损坏模具,可在凸模上设置废料定杆,高压气孔,以便及时清除废料。(5)凸,凹模应具有良好的结构工艺性,以便于制造,热处理,检测及安装。凸模的设计选择 本设计采用带台肩的凸模,由于受制件形状的限制,需设计细长凸模,由于该模具属于小孔或小间隙冲裁,为了保护凸模,因此采用小导柱对卸料板加以辅助导向。对于设计异性凸模,需进行接触应力计算。异形凸模的接触应力计算可查参考文献【3】P330 第14章 冲模零件的强度计算中的表14-1 核算凸模强度的公式可知异形凸模的接触应力校核公式为:设计项目计算与说明结果凸模强度校核式中 L冲裁件轮廓周长(mm) t冲裁件材料的厚度(mm) 冲裁件材料的抗剪强度(MPa) 接触面积(mm2),取刃口四周接触宽度为的面积 凸模刃口接触应力 凸模材料许用压应力,对于常用合金模具钢,可取1800-2200(MPa)其中 ,将已知数据代入以上计算公式可得: 凹模的设计与选择(1)凹模结构形式凹模的结构形式也较多,按外形可分为标准圆凹模和板状凹模 ,按结构分为整体式和镶套式、预应力组合式。按刃口形式也有平刃和斜刃。一般用多采用整体式及镶套式,根据零件为多种几何形状,整体式适用于小型凸、凹模,镶套式主要用于较大的凸、凹模。根据以上分析本设计采镶套式凹模,对于连续模中某些小的工件形孔,可在整体凹模或其他形式模板的相应形孔位置镶一个套状凹模(圆套、方套或异形套)。各镶套形孔可用慢走丝线切割加工,以保证尺寸和位置精度。利用镶套式凹模,可防止模具开裂,提高模具寿命,并且可以节省昂贵的模具材料。镶套式凹模有圆柱形和圆柱背台形两种。设计项目计算与说明结果 本设计选择第二种。,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。(2)凹模的固定方式凹模的固定方式有三种:第一种是热套和冷压;第二种是低熔点合金,环氧树脂浇注及无机粘接;第三种是螺钉紧固,销钉定位。采用第一种时不易装拆,主要用于冷挤压预应力凹模。用第二种时,其紧固力较小,不易装拆。采用第三种时,紧固力大,定位可靠,通用性较强,装拆方便,适用于各种类型的模具采用,要保证螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔或销孔与凹模刃口间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命。根据以上分析应采用螺钉紧固,销钉定位。凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与上模座固定的固定方式。因冲件为中批量生产,考虑凹模的磨损和保证冲件的质量,凹模刃口采用直筒形刃口,该形式刃口强度较高,修磨后刃口的尺寸不变,用于冲裁形状或精度要求高的零件。6.2.5 模柄的设计与选择根据所选压力机型号为J23-6.3可查参考文献【3】P359附录 表A-1 常用开式压力机主要技术参数可得模柄孔尺寸:直径为30,深度为55,再查参考文献【3】中P381 B-6模柄应选择压入式模柄,其结构尺寸如下图图6-4所示。图 6-4 压入式模柄的结构 压入式模柄的结构特点:结构简单、安装方便、应用比较广泛,其压入模板部位应与安装孔成H7/m6配合形式 。设计项目计算与说明结果 图 6-4 压入式模柄的结构尺寸图 6.2.6 导柱和导套的选择图6-5 小导柱结构尺寸图装在模架上的导柱与导套由模架决定,为了保证模具的精度,模具上还应装有四个小导柱和四个小导套。小导柱、小导套的大小及尺寸如图6-5和图6-6 所示。设计项目计算与说明结果 图 6-6 小导套结构尺寸图6.2.7 卸料装置的设计与选择合理的卸料装置结构形式是模具能否正常工作的重要环节之一。卸料装置一般是弹性的,其基本零件是卸料板、卸料螺钉和弹性元件(弹簧或橡胶)组成,弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸,厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定,一般取0.10.3mm。此外,为便于可靠卸料,在模具开启状态时,卸料板工作平面应高出凸模刃口端面0.30.6。卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉,其数量按卸料板形状与大小确定,卸料板为圆形时常用34个,为矩形时一般用46个。卸料螺钉的直径大小可选 812mm,各卸料螺钉的长度应一致,以保证卸料板水平和均匀卸料。弹性卸料装置依靠弹簧或橡皮的弹力来卸料,卸较力不太大,但冲压时可兼起压料的作用。卸料板除了进行卸料外,在某些结构的模具中还起到保护凸模的重要作用。设计项目计算与说明结果 本设计所选卸料板为弹压卸料板,弹压卸料板广泛应用于薄材料和零件要求平整的落料、冲孔、连续模等模具上的卸料。卸料效果好、操作方便。装在卸料板上的卸料弹簧和卸料螺钉的尺寸及结构如图6-7及图6-8所示。卸料螺钉分为两类:一类是带圆柱头或内六角头的标准型卸料螺钉,另一类是通用的圆柱头螺钉或内六角螺钉与其它零件的组合,本设计采用内六角标准型螺钉。为了保证装配后卸料板的平行度,同一付模具中各卸料螺钉的长度及孔深都须分别保持一致,相差不超过0.02mm。图 6-7 卸料弹簧尺寸结构图图 6-8 卸料螺钉结构尺寸图图 设计项目计算与说明结果 6.2.8 顶料装置的选择与计算本设计所选顶料装置如图6-9 所示;有关尺寸的计算公式可查参考文献【3】可得以下公式计算:式中 顶料销头部高度(mm); 卸料板沉孔深度(mm); 顶料销槽宽(mm); t冲裁件材料厚度(mm); d顶料销直径(mm);把已知数据代入以上计算公式可得: mm; mm; mm; mm;图 6-9 顶料装置的尺寸结构图设计项目计算与说明结果 6.2.9 挡料和导正装置的设计与选择挡料装置对人工送料提供进给量的依据。当材料与挡料装置的定位面接触时,即停止进给。由于冲压件需要精密定位,所以采用导正销将材料导正。导正销不仅可以用于人工送料,也能用于自动送料。,挡料销的主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量的搭边;在连续模中,挡料装置往往影响冲件精度,因此要求更高。本设计当模具闭合后不允许挡料销的顶端高出材料,所以采用固定式挡料销。导正销导正材料位置的方式有两种。一种是直接导正;另一种是间接导正,即被导正的孔是条料上另外设置的工艺孔。本设计属于第二种,其结构如图6-10所示。图 6-10 导正销尺寸结构图设计项目计算与说明结果 第7章 其它零部件的设计与选择7.1 卸料装置中弹性元件的计算7.1.1 卸料块的设计卸料装置一般是弹性的,其基本零件是卸料板、卸料螺钉和弹性元件(弹簧或橡胶)组成,弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸,厚度取凹模厚度的0.60.8倍。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定,一般取0.10.3mm。此外,为便于可靠卸料,在模具开启状态时,卸料板工作平面应高出凸模刃口端面0.30.6mm。卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉,其数量按卸料板形状与大小确定,卸料板为圆形时常用34个,为矩形时一般用46个。卸料螺钉的直径大小可选 812mm,各卸料螺钉的长度应一致,以保证卸料板水平和均匀卸料。弹性卸料装置依靠弹簧或橡皮的弹力来卸料,卸较力不太大,但冲压时可兼起压料的作用。 7.1.2 弹性元件橡胶的设计与选择橡胶的设计与选择原则可根据参考文献【4】中的P244 进行选择与计算:(1)橡胶的形状及数量由于橡胶允许承受的载荷较大,安装灵活方便,因而是冲裁模中常见的弹性元件。冲裁中用于卸料的橡胶有聚氨酯橡胶和合成橡胶,其中聚氨酯橡胶性能比合成橡胶优异,所以采用聚氨酯橡胶,这是因为聚氨酯橡胶可以承受较高的单位压力,并具有良好的流动性,耐磨、耐油和耐老化性能好,并可以进行切削加工。橡胶的形状选择可根据参考文献【3】中进行选择为圆筒形橡胶,假设数量为n=4。设计项目计算与说明结果 (2)为了保证橡胶垫不过早失去弹性而损坏,其允许的最大压缩量不得超过自由高度的45%,一般取。橡胶垫的与预缩量一般去自由高度的,即 故工作行程:由工作行程可以计算出橡胶垫高度:式中橡胶垫自由状态下的高度(mm); 所需工作行程(mm)。其中式中 卸料板工作行程 为凸凹模凹进卸料板的深度,取1mm 为凸凹模冲裁后进入凹模的深度3mm t为材料厚度0.13mm所以式中橡胶工作行程 为凸凹模修磨量,取5mm综合上述,取为的25%。设计项目计算与说明结果 (3)确定橡胶的预压缩量(4)每个橡胶承受的载荷选用四个圆筒形橡胶(5)橡胶的外径D可以由参考文献【4】P244 中的表8-44 橡胶垫的截面尺寸查得其中d为圆筒形橡胶的内径,假如选用直径为8mm的卸料螺钉,取橡胶上螺钉过孔的直径d=10mm,。 所以为了保证足够的卸料力,可取D=60mm。根据参考文献【4】 P245 表8-47聚氨酯橡胶尺寸可查得 H=40mm,d=16.5mm,压缩量 F=0.3H=0.340=12mm.(6)校核橡胶的自由高度橡胶垫的高径比在之间,所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为其结构尺寸图如图7-1:设计项目计算与说明结果 图7-1 橡胶垫尺寸结构图7.2 卸料板的设计与选择卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸,厚度取凹模厚度的0.60.8倍,即H=0.625=15mm,卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定取0.1mm,其轮廓尺寸为=200mm160mm20mm,孔与孔之间的距离为根据表2.9.3知道销钉孔与螺纹孔之间的距离与凹模的距离不应小于5mm,螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值,孔与孔之间的距离不能太近,否则会影响模具的寿命,并影响其刚度和强度。为了保证足够的强度和耐磨性其材料选择Cr12高碳高铬莱氏体刚(GB/T 1299-2000)卸料板的结构尺寸图如图7-2所示:7.3 垫板的设计与选择垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力,以防止模座被压挤损伤,是否需要垫板,可按下式校核:式中:为凸模端面的压应力,MPa;为模座材料的许用应力;垫板的形状与凸模固定板和凹模板相同,一般为圆形或矩形,垫板厚度一般为。设计项目计算与说明结果 垫板材料常用45号钢(热处理硬度为)或T8A(热处理硬度为)。式中:P为冲载力A为凸模最大端面积。而模板材料选用铸铁HT250,则,所以需要加垫板。垫板厚度可以取,取H=10mm模具中含有两块垫板。孔与孔之间的距离为根据表2.9.3知道销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5mm,螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值,孔与孔之间的距离不能太近,这样会影响模具的寿命,并影响其刚度和强度。安装垫板的时候要考虑孔与孔之间的刃口配合,其结构尺寸如图7-3和7-4所示:图7-2弹性卸料板结构尺寸图设计项目计算与说明结果 图7-3 垫板结构尺寸图图7-4 卸料板垫板结构尺寸图设计项目计算与说明结果 7.4 固定板的设计与选择固定板的作用是将凸模(凸凹模)固定在下模座正确位置上,固定板为矩形或圆形板件,固定板与凸模(凸凹模)为H7/h6配合,安装后应将凸模(凸凹模)端面与固定板一起磨平,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,其厚度为凹模的倍取(凸凹模取0.6,即),一般开的孔与孔之间的距离根据表2.9.3知道销孔与螺纹孔之间的距离不应小于5mm,螺纹孔与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值。其结构如图7-5所示图7-5 固定板结构尺寸图设计项目计算与说明结果 7.5 导料销的设计与选择两个导料销设在同侧,条料沿着两个导料销确定的直线送进,从右向左送料时,导料销装在后侧;从前向后送料时,导料销装在左侧。由挡料销控制送料步距,在上模设置对应的导正孔,固定在凹模板中。7.6 卸料螺钉的选择图7-6 卸料螺钉结构尺寸图卸料板上设置4个卸料螺钉,公称直径为12mm,螺纹部分为。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间,卸料螺钉拧紧后,应使卸料板超出凸模端面1mm,有误差时通过螺钉与卸料板之间的安装垫片来调整。其尺寸结构图如图7-6所示:设计项目计算与说明结果 7.7 定位零件的设计与选择7.7.1挡料销的选用采用一颗挡料销安装在凹模上。查标准JB/T7649.10-1994,选取直径为4mm的固定挡料销,这种挡料销的固定部分和工作部分的直径差别很大,不至于削弱凹模的强度,并且制造简单,使用方便。其尺寸结构图如图7-7所示:图7-7 挡料销结构尺寸图7.7.2 销钉的选取由凹模周界选用的圆柱销,根据模具的实际情况,上模座选用四颗的圆柱销钉定位,下模座选用四颗的圆柱销钉定位。由凹模周界选用M8的内六角螺钉,根据模具各零件的具体情况,上模座选用四颗的内六角螺钉固定。下模座选用四颗的内六角螺钉固定。设计项目计算与说明结果 7.8 推杆的设计与选择刚性推件装置推件力大,而且工作性能可靠,因此应用十分广泛。查标准GB 2867.1-81,选取A型标准带肩推杆三件,其结构尺寸如下图图7-8、图7-9、图7-10所示:标记 推杆 GB2867.1-81推杆 GB2867.1-81推杆 GB2867.1-81图7-8 推杆结构尺寸图设计项目计算与说明结果 图7-9 推杆结构尺寸图图7-10 推杆结构尺寸图7.9 打料板的设计与选择查标准GB 2867.4-81,选取B型95标准打料板一件,其结构尺寸如下图图7-11所示:7.10 顶杆的设计与选择查标准GB 2867.3,选取标准顶杆两件,其结构尺寸如下图图7-12所示:设计项目计算与说明结果 图 7-11 打料板结构尺寸图图 7-12 顶杆结构尺寸图设计项目计算与说明结果 参考文献【1】 王嘉主编. 冷冲模设计与制造实例 北京:机械工业出版社,2009.【2】 柯旭贵主编.冲压工艺与模具设计 北京:机械工业出版社,2012.【3】 王新华主编. 简明冲模设计手册 北京:机械工业出版社,2008.【4】 王芳主编. 冷冲压模具设计指导 北京:机械工业出版社,1999.【5】 濮良贵主编. 机械设计(第八版) 北京:高等教育出版社,2006.【6】 周宏甫主编. 机械制造技术基础 北京:高等教育出版社,2010.【7】 叶邦彦主编. 机械工程英语 北京:机械工业出版社,2005.【8】 Arley.朗文英汉双解词典 外语教学与研究出版社,2002【9】 王伯平主编. 互换性与测量技术基础 北京:机械工业出版社,2008【10】 朱辉主编. 画法几何及工程制图 上海:上海科学技术出版社,2007.【11】 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册之四. 机械工业出版社, 1988【12】 中国模具设计大典编委会. 中国机械工程学院.中国模具设计大典3. 江西科学技术出版社, 2002【13】 彭建生. 编著模具设计与加工速查手册. 机械工业出版社【14】 吴诗惇主编. 李淼泉副主编. 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AQ750L/550L/360L慢走丝线切割6台,台湾健升慢走丝线切割5台,瑞士Agie慢走丝线切割1台,德国DMG/CHIRON加工中心16台,台湾数控龙门铣床2台,线切割机床62台,45-630T全自动冲压机床126台,数控磨床、数控铣床等各类机加工设备118台,冲压周边设备165台。完备的生产设施与先进的工艺技术、科学的管理体制相结合,建立了一套以“快速反应、高效服务”为特征的生产运营体系,充分实现客户利益最大化。产品系列:汽车、家电、电机、注塑类模具及产品。参观了汽车类精密模具、汽车类精密冲压模具、家电类精密模具、机壳类精密模具、注塑类精密模具。设备展示:慢走丝切割机、检测设备、三坐标测量设备、组装设备、清洗设备、点焊设备、(多头)攻丝加工设备、冲压机床、加工中心、快走丝切割机荣誉:天津市认定企业技术中心、中国重点骨干模具企业、高新技术企业认证证书、百优科技型中小企业、优秀科技小巨人企业、2010年度小巨人成长计划企业、2011年度小巨人成长计划企业、2012年度科技小巨人企业、模具技术创新先进单位、青年就业见习基地、天津市校外实训基地、三星公司协力社金奖、三星公司优秀业体奖、现代汽车SQ认证证书、TS16949 认证证书津兆人将以“求实、创新、级进、攀峰” 的精神,为客户服务,为中国模具行业的发展作出更加辉煌的贡献。天津津兆的企业理念企业价值观:诚信是我们最大的追求企业目标:超越自我,跻身国际化企业行列经营理念:尊重人格的经营,为顾客创造价值 经营承诺:满足客户要求,保质按期完成交货2.实习内容:本次毕业实习我们组一共八个人,在指导老师孙老师的带领下我们去的天津市津兆电子模具厂进行毕业设计的参观实习,时间定于3月18日,我们一行几人在张家口坐车去的天津,孙老师已经提前去天津安排实习的事情了,他和冯老师在天津站接的我们,吃过早饭我们和老师就一起去参观实习了。上午八点我们到达位于天津市西青区的津兆电子模具有限公司。首先我们进入会议室,一位人事部经理为我们做了详细介绍并配有PPT演讲稿。主要内容是公司的规模、主营产业、经营模式、人事管理、培养晋升机制、管理模式以及公司的发展方向,公司现在主要和国内外比较驰名的三星电子,丰田汽车和LG电子进行合作作为三星电子在全球的唯一模具配件供应厂商公司无论在现在还是在未来的发展上潜力都是无穷的我们认真听完了她的介绍随后我们一起进入工厂内部。为了安全起见我们与老师都要戴上安全头盔并保证不会进入到车间里工人们的工作区域。第一地点是在成品展区,不得不提的是作为一个生产制造加工的工厂里面干净整洁和会议室不相上下,映入眼帘的是一个大约十米多长的展柜,里面陈列了近百种模具生产出来的成品,大型的有长160mm宽60mm的展示连续摸的长板(如图3),小的有手指头大小的马达壳(如图1),种类涉及汽车、手机、家用电器、电子等多个领域。我们还拍了一些照片。然后是设计研发车间,里面有电脑、大型数控机床、小的钳工磨具等,每个机器前都有一个红色的框框表示那是他们的工作区域,这里人数并不多,却很忙碌,一些忙着在电脑前设计图纸并相互讨论,一些在数控机床前按照图纸加工一些样品,一些则在小型的机器前用卡尺测量一些模具,作进一步的加工。第二个地点就是生产车间,这里是各种大型的机械压力机、曲柄压力机、液压机等,满眼都是机械和加工品,一个卷材机输送钢材,压力机上装上模具对板材进行加工,然后由通道输送到机器的另一端,这时会有工人将他们收入箱子并排列整齐。有的把半成品进行在加工,工人的工作很轻松,而且都有条不紊。其中还有一间独立的小屋,是用来检验成品的,并且会把一些不合格的产品编号、记录、保存。我们还拿到了一件备用废品做参考样品,它很小很精细,其中有一个曲面能够看出来明显的弯了这也正是它被称为废品的原因。后来我们去了另一间厂房,也是公司最后加工打包的厂房。这里工人相对多一些,做的都是组装、铆接等精细的工作,需要几个人一起合作。最后我们在公司的食堂饱饱的吃了午饭并在会议室休息了一段时间结束了这次的企业实习。下午两点我们到达天津理工大学,我们参观了材料科学与工程学院的实验室以及实习工厂。首先我们到的是实习工厂,工厂的面积很大和我们的差不多。这样我想起了金工实习的日子,首先我们进的是电焊车间,里面正好有同学很认真的在实习,没有多逗留我们就继续去了别的车间,印象最深的是PLC车间,里面有简单的PLC机器和电脑相连,学生可以设计程序然后输入PLC并完成工作,模拟的车间工作情况非常形象,老师给我们进行了详细的解说。车床车间、数控车间可见很多女同学,她们很认真的听老师的讲解,并操作。后来我们到了材料学院的实验室,一些同学在和老师在实验室研究课题,一名同学在做材料分析,还给我们看了已经做好了的一些材料的照片并解释了这种照片的材料特点,另一个科研室是应力分析室,里面有两台压力机并陈列着一些学生做应力分析的样品,里面还有无线应变贴片解决了传统的贴应变片难的困扰。最后我们在学院前合影留念,怀着感激和不舍的心情结束了本次的实习。3.实习结果: 实习过程中我发现对于模具的加工制造审图属于第一道程序,而审图的正确与否直接决定着成品的合格率,我们参观在车间张贴的关于不合格品率较高原因的分析中由于审图不合格造成的比率居然高达50%,这就要求我们在加工制造环节严格审图,及时回归图纸无论是加工尺寸、还是加工形状都要严格对照图纸进行;其次就是绘制结构图过程也要考虑好如何搭接以及绘制骨架结构图,这些对于减少用料并延长模具的使用寿命起着很大的作用;再次就是备料阶段,备料要尽可能多但不要太多,要有一个适度原则,太少中间再去取料会耽误加工时间,延缓交货时间造成合同延误,太多剩余的料过多对于后续的回收清扫会造成过多的人员浪费,投入过多的人力物力也会延误工期,造成不必要的损失,总的来说备料要根据结构图和生产实际情况本着多、快、好、省的原则,计划准备材料;再就是制造过程要有合理的加工顺序和加工速度,一个零件到底是先拉伸还是先冲压都是我们要考虑的,这就要求我们根据产品的特点来制定合理的加工顺序和加工方法技术人员和车间工人要做好及时的反馈,因为我们的设计人员可能按照自己的理论设计出了加工顺序但是走到车间工人觉得不太适合我们的车间加工,还有更好地加工方法和顺序这就要求我们的设计人员及技术指导人员及时与车间的工人沟通并建立良好的反馈渠道为了更好地把公司分配的任务完成好而努力,并做一名合格的设计,技术人员,以后再工作中要虚心求教,认真完成学科的内容,并处理好人际关系。4.实习总结或体会: 作为一个即将毕业的机械专业学生,我很珍惜这次宝贵的实习机会,首先感谢我的老师和同学们,提供给我又一次实践的机会.图1公司的主要产品图2 公司生产的160毫米的连续模图3 公司的装配加工车间在学校里我们所学的大多都是专业的理论知识,然而理论终究要应用到实践当中去,这次实习,我对所学的模具知识有了更加真切的了解。并且对实践出真知这句话有了更深刻的了解。作为即将毕业的学生,我们需要实践,需要更多关于工厂的实践,那里的方方面面都有我们值得学习的地方。通过本次毕业实习,让我明白了我们需要实际学习掌握的技能还很多、很多;课本知识不过是我们实践的基础部分,只有把基础打好结合实践的内容才能把工作做好,才能更好地为社会、为国家做出贡献;只有在实践中联系理论知识,在理论中反馈实践才能更好地发挥我们大学生的优势才能在以后的工作中立于不败之地,记得大一时在中铁三局实习技术室的主任告诉我永远不要以自己是大学生的身份感到自豪,好的技术、灵活的技巧永远掌握在车间工人手里,只有虚心的求教发挥自己理论的优势结合工人的实践知识才能更好地把工作做好。另外我倡议我们学校应该在大二或者大三就多组织这样的参观实习,假如我们不经常参加这方面的实习锻炼,我们这些大学生将来恐怕很难找到工作,而且在工作中缺乏的别不仅仅是理论如何与实践结合的方法,更多的是表现自己的无知与自大。社会需要人才,社会需要的是有能力的人才,需要的是拥有动手能力与书本知识良好结合的技术人才。虽然只有短短的一天的实习,但我还是学到了不少东西。比如车间里那种艰苦奋斗的精神,对待工作的一丝不苟的严谨的精神,团结协作的精神,现场发现问题的能力,解决问题的能力等等。马上就要走向各自的岗位了,最后再次感谢公司各位领导对我们的重视和关心,以及各位老师的细心执导。附录或后记到今天为止,三个多月的毕业设计终于可以画上一个句号。在孙老师的指导和自己的努力下,我比较好地完成了这次毕业设计的任务。通过这次毕业设计,我对机械设计科目中关于模具的设计过程有了一定了解,学到了很好有用的本领,提高了CAD的操作技能。毕业设计不仅是对前面所学知识的一次很好的检验机会,而且也是对自己能力的一次全面提高的过程。与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。冲压加工在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。由模具的结构组成及工作原理,总结出本次设计的几个要点:(1)工作零件是进行冲裁工作的零件,它是冲裁模的主要零件,比如凸模与凹模就是主要的工作零件,此零件要求的刚度和强度要求很高,设计时要考虑其材料的问题,以及零件与固定零件的间隙要适当而且要分布均匀,这是保证冲裁件质量的关键。(2)支承与固定零件是固定凸模与凹模,并使之与冲床连接的零件。如上模部分的凸模固定板,垫板等等,这些零件的设计要考虑开的孔是螺纹孔还是销钉孔还是光孔以及开孔之间的间隙及配合问题。(3)定位零件是确定条料在冲模中正确位置的零件,在冲孔模和落料模中保证被冲部分在工件中的正确位置的零件。(4)导向零件,它是保证了模具各部分相对运动的运动状态良好的零件。在本设计采用的导柱和导套作为导向零件,起到导向作用。(5)卸料与出件零部件,本次设计采用弹性卸料装置,有利于保证冲件的平直度等。根据工件的要求、生产批量及市场的行情不断改进模具的结构,采用经济的、合理的,符合市场发展的模具结构,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缩短。冲压生产为适应这一新的要求,开发了多种适合不同批量的生产的工艺、设备和模具等等。经过本次设计,从中学到很多先前没有学到的知识,今后要更加努力学好知识,为将来的就业和工作打下坚实的基础。附:英语翻译数控机床改造1 数控系统发展简史及趋势 1946年诞生了世界上第一台电子计算机,这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比,起了质的飞跃,为人类进入信息社会奠定了基础。6年后,即在1952年,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 1.1 数控(NC)阶段(1952-1970年) 早期计算机的运算速度低,对当时的科学计算和数据处理影响还不大,但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控(HARD-WIRED NC),简称为数控(NC)。随着元器件的发展,这个阶段历经了三代,即1952年的第一代-电子管;1959年的第二代-晶体管;1965年的第三代-小规模集成电路。 1.2 计算机数控(CNC)阶段(1970年-现在) 到1970年,通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件,从此进入了计算机数控(CNC)阶段(把计算机前面应有的通用两个字省略了)。到1971年,美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件-运算器和控制器,采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上,称之为微处理器(MICROPROCESSOR),又可称为中央处理单元(简称CPU)。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强,控制一台机床能力有富裕(故当时曾用于控制多台机床,称之为群控),不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高,但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件,故仍称为计算机数控。 到了1990年,PC机的性能已发展到很高的阶段,可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于PC的阶段。 总之,计算机数控阶段也经历了三代。即1970年的第四代-小型计算机;1974年的第五代-微处理器和1990年的第六代-基于PC(也就是为PC-BASED)。 1.3 数控未来发展的趋势 1.3.1继续向开放式、基于PC的第六代方向发展 基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点,更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它的前端机,来处理人机界面、编程、联网通信等问题,由原有的系统承担数控的任务。PC机所具有的友好的人机界面,将普及到所有的数控系统。远程通讯,远程诊断和维修将更加普遍。 1.3.2向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。 1.3.3向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展,数控系统的智能化程度将不断提高。 (1)应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中一些重要信息,并自动调整系统的有关参数,达到改进系统运行状态的目的。 (2)引入专家系统指导加工 将熟练工人和专家的经验,加工的一般规律和特殊规律存入系统中,以工艺参数数据库为支撑,建立具有人工智能的专家系统。 (3)引入故障诊断专家系统 (4)智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动识别负载,而自动调整参数,使驱动系统获得最佳的运行。 2 机床数控化改造的必要性 2.1 微观看改造的必要性 从微观上看,数控机床比传统机床有以下突出的优越性,而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。 2.1.1 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 由于计算机有高超的运算能力,可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量,因此可以复合成复杂的曲线或曲面。 2.1.2 可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可比传统机床提高37倍。 由于计算机有记忆和存储能力,可以将输入的程序记住和存储下来,然后按程序规定的顺序自动去执行,从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序,就可实现另一工件加工的自动化,从而使单件和小批生产得以自动化,故被称为实现了“柔性自动化” 。 2.1.3 加工零件的精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要“修配” 。 2.1.4 可实现多工序的集中,减少零件 在机床间的频繁搬运。 2.1.5 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。2.1.6 由以上五条派生的好处。 如:降低了工人的劳动强度,节省了劳动力(一个人可以看管多台机床),减少了工装,缩短了新产品试制周期和生产周期,可对市场需求作出快速反应等等。 以上这些优越性是前人想象不到的,是一个极为重大的突破。此外,机床数控化还是推行FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。 2.2 宏观看改造的必要性 从宏观上看,工业发达国家的军、民机械工业,在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是,采用信息技术对传统产业(包括军、民机械工业)进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外,还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS(管理信息系统)、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术,包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造(称之为信息化),最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。 3 数控化改造的内容及优缺 3.1 数控改造业的兴起 在美国、日本和德国等国家,机床改造作为新的经济增长行业,生意盎然,正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步,机床改造是个“永恒”的课题。在美国、日本、德国,用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场,已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国,机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业。从事再生业的著名公司有:Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd(得宝)服务集团、US设备公司等。在日本,机床改造业称为机床改装(Retrofitting)业。从事改装业的著名公司有:大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。 3.2、数控化改造的内容 机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点: 其一是恢复原功能,对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复; 其二是NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床; 其三是翻新,为提高精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新; 其四是技术更新或技术创新,为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次的更新改造。 3.3、数控化改造的优缺 3.3.1减少投资额、交货期短 同购置新机床相比,一般可以节省6080的费用,改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造,只花新机床购置费用的1/3,交货期短。但有些特殊情况,如高速主轴、托盘自动交换装置的制作与安装过于费工、费钱,往往改造成本提高23倍,与购置新机床相比,只能节省投资50左右。 3.3.2机械性能稳定可靠,结构受限 所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件,而不是那种焊接构件,改造后的机床性能高、质量好,可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制,不宜做突破性的改造。 3.3.3熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时,不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则不然,可以精确地计算出机床的加工能力;另外,由于多年使用,操作者对机床的特性早已了解,在操作使用和维修方面培训时间短,见效快。改造的机床一安装好,就可以实现全负荷运转。 3.3.4可充分利用现有的条件 可以充分利用现有地基,不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。3.3.5可以采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度,及时地提高生产设备的自动化水平和效率,提高设备质量和档次,将旧机床改成当今水平的机床。4 数控系统的选择数控系统主要有三种类型,改造时,应根据具体情况进行选择。4.1 步进电机拖动的开环系统 该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲,经驱动电路控制和功率放大后,使步进电机转动,通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序,便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端,故称之为开环系统,该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度,齿轮丝杠等传动元件的节距精度,所以系统的位移精度较低。 该系统结构简单,调试维修方便,工作可靠,成本低,易改装成功。 4.2 异步电动机或直流电机拖动,光栅测量反馈的闭环数控系统 该系统与开环系统的区别是:由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号,随时与给定值进行比较,将两者的差值放大和变换,驱动执行机构,以给定的速度向着消除偏差的方向运动,直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂,成本也高,对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度,更快的速度,驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求,决定是否采用这种系统。 4.3 交/直流伺服电机拖动,编码器反馈的半闭环数控系统 半闭环系统检测元件安装在中间传动件上,间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差,因此,它的精度比闭环系统的精度低,但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。 当前生产数控系统的公司厂家比较多,著名公司的如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司。 选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。5 数控改造中主要机械部件改装探讨 一台新的数控机床,在设计上要达到:有高的静动态刚度;运动副之间的摩擦系数小,传动无间隙;功率大;便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求,还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求,才能获得预期的改造目的。 5.1 滑动导轨副 对数控车床来说,导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外,还要有良好的耐摩擦、磨损特性,并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度,以减少导轨变形对加工精度的影响,要有合理的导轨防护和润滑。 5.2 齿轮副 一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度,数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动,因而改造时,机床主要齿轮必须满足数控机床的要求,以保证机床加工精度。 5.3 滑动丝杠与滚珠丝杠 丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠,但应检查原丝杠磨损情况,如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级,螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低,但难以满足精度较高的零件加工。 滚珠丝杠摩擦损失小,效率高,其传动效率可在90%以上;精度高,寿命长;启动力矩和运动时力矩相接近,可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。 5.4 安全防护 必须以安全为前提。在机床改造中要根据实际情况采取相应的措施,切不可忽视。滚珠丝杠副是精密元件,工作时要严防灰尘特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端面要密封好,绝对防止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。6 数控改造几个实例 1 用SIEMENS 810M改造X53铣床 2001年,用德国西门子810M数控系统、611A交流伺服驱动系统对公司的一台型号为X53的铣床进行X、Y、Z三轴数控改造;保留了原有的主轴系统和冷却系统;改造的三轴在机械上采用了滚轴丝杆及齿轮传动机构。整个改造工作包括机械设计、电气设计、PLC程序的编制与调试、机床大修,最后是整机的安装和调试。铣床改造后,加工有效行程X/Y/Z轴分别为880/270/280 mm;最大速度X/Y/Z轴分别为5000/1500/800 mm/min;手动速度X/Y/Z轴分别为3000/1000/500 mm/min;机床加工精度达到0.001mm。机床的三坐标联动可完成各种复杂曲线或曲面的加工。 2 用GSK980T和交流伺服驱动系统改造C6140车床 2004年,GSK980T数控系统、DA98交流伺服单元及4工位自动刀架对电机分厂的一台C6140车床X、Z两轴进行数控改造;保留了原有的主轴系统和冷却系统;改造的两轴在机械上采用了滚轴丝杆及同步带传动机构。整个改造工作包括机械设计、电气设计、机床大修及整机的安装和调试。车床改造后,加工有效行程X/Z轴分别为390/730 mm;最大速度X/Z轴分别为1200/3000 mm/min;手动速度为400mm/min;手动快速为X/Z轴分别为1200/3000 mm/min;机床最小移动单位为0.001mm。 3 用SIEMENS 802S改造X53铣床 2004年,用德国西门子802S数控系统、步进驱动系统对公司的另一台型号为X53的铣床进行X、Y、Z三轴数控改造;保留了原有的主轴系统和冷却系统;改造的三轴在机械上采用了滚轴丝杆及齿轮传动机构。整个改造工作包括机械设计、电气设计、机床大修,最后是整机的安装和调试。铣床改造后,加工有效行程X/Y/Z轴分别为630/240/280 mm;最大速度X/Y/Z轴分别为3000/1000/600 mm/min;手动进给速度X/Y/Z轴分别为2000/800/500 mm/min;最小移动单位为0.001mm。 英文原文The Numerical Control Engine Bed TransformsHarvey B.M ackeyFirst numerical control system development summary brief history and tendency In 1946 the first electronic accounting machine was born in the world, this indicated the humanity created has been possible to strengthen and partially to replace the mental labor the tool. It with the humanity these which in the agriculture, the industry society created only is strengthens the physical labor the tool to compare, got up the quantitive leap, entered the information society for the humanity to lay the foundation. After 6 years, in 1952, computer technology applied to the engine bed , the first numerical control engine bed were born in US. From this time on, the traditional engine bed has had the archery target change. Since nearly half century, the numerical control system has experienced two stages and six generation of development. 1.1 Numerical control (NC) stage (1952 - 1970) The early computer operating speed is low, was not big to then science computation and the data processing influence, but could not adapt the engine bed real-time control request. The people can not but use numeral logic circuit “to build” to become an engine bed special purpose computer to take the numerical control system, is called the hardware connection numerical control (HARD-WIRED NC), Jian Chengwei numerical control (NC). Along with the primary device development, this stage has had been through repeatedly three generations, namely 1952 first generation of - electron tube; 1959 second generation of - transistor; 1965 third generation - small scale integration electric circuit. 1.2 Computer numerical control (CNC) stage (in 1970 - present) In 1970, the general minicomputer already appeared and the mass production. Thereupon transplants it takes the numerical control system the core part, from this time on entered the computer numerical control (CNC) the stage (which should have computer in front of the general two characters to abbreviate). In 1971, American INTEL Corporation in the world first time the computer two most cores part - logic units and the controller, used the large scale integrated circuit technology integration on together the chip, called it the microprocessor (MICROPROCESSOR), also might be called the central processing element (to be called CPU). The microprocessor is applied to 1974 in the numerical control system. This is because minicomputer function too strong, controlled an engine bed ability to have wealthily (therefore once uses in controlling the multi- Taiwan engine bed at that time, called it group control), was inferior to used the microprocessor economy to be reasonable. Moreover then small machine reliability was not ideal. The early microprocessor speed and the function although insufficiently are also high, but may solve through the multi-processor structure. Because the microprocessor is the general-purpose calculator core part, therefore still was called the computer numerical control. In 1990, PC machine (personal computer, domestic custom had called microcomputer) the performance has developed to the very high stage, may satisfiedly take the numerical control system core part the request. The numerical control system henceforth entered based on the PC stage. In brief, the computer numerical control stage has also experienced three generations. Namely 1970 fourth generation of - minicomputer; 1974 five dynasties - microprocessor and 1990 sixth generation - (overseas was called PC-BASED) based on PC. Also must point out, although overseas already renamed as the computer numerical control (namely CNC), but our country still the custom called the numerical control (NC). Therefore we daily say “numerical control”, the materially already was refers to “computer numerical control”. 1.3 the numerical control future will develop tendency 1.3.1 open style continues to, to develop based on the PC sixth generation of direction The software and hardware resources has which based on PC are rich and so on the characteristic, the more numerical controls serial production factory can step onto this path. Uses PC machine to take at least its front end machine, processes the man-machine contact surface, the programming, the association, question and so on net correspondence, undertakes the numerical control duty by the original system. PC machine has the friendly man-machine contact surface, will popularize to all numerical controls system. The long-distance communication, the long-distance diagnosis and the service will be more common. 1.3.2 approaches and the high accuracy development This is adapts the engine bed to be high speed and the high accuracy direction need to develop. 1.3.3 develops to the intellectualized direction Along with the artificial intelligence in the computer domain unceasing seepage and the development, the numerical control system intellectualized degree unceasingly will enhance. (1) applies the adaptive control technology The numerical control system can examine in the process some important information, and the automatic control system related parameter, achieves the improvement system running status the goal. (2) introduces the expert system instruction processing The skilled worker and experts experience, the processing general rule and the special rule store in the system, take the craft parameter database as the strut, the establishment has the artificial intelligence the expert system. (3) introduces the breakdown to diagnose the expert system (4) intellectualized numeral servo drive May through the automatic diagnosis load, but the automatic control parameter, causes the actuation system to obtain the best movement.Second, engine bed numerical control transformation necessity 2.1 microscopic looks at the transformation the necessity From on microscopic looked below that, the numerical control engine bed has the prominent superiority compared to the traditional engine bed, moreover these superiority come from the computer might which the numerical control system contains. 2.1.1 may process the traditional engine bed cannot process the curve, the curved surface and so on the complex components.Because the computer has the excellent operation ability, may the instant accurately calculate each coordinate axis instant to be supposed the movement physiological load of exercise, therefore may turn round the synthesis complex curve or the curved surface.2.1.2 may realize the processing automation, moreover is the flexible automation, thus the efficiency may enhance 3 - 7 times compared to the traditional engine bed.Because the computer has the memory and the memory property, may the procedure which inputs remember and save, then the order which stipulated according to the procedure automatic carries out, thus realization automation. The numerical control engine bed so long as replaces a procedure, may realize another work piece processing automation, thus causes the single unit and the small batch of production can automate, therefore is called has realized “flexible automation”. 2.1.3 processings components precision high, size dispersion degree small, makes the assembly to be easy, no longer needs “to make repairs”.2.1.4 may realize the multi- working procedures centralism, reduces the components in engine bed between frequent transporting. 2.1.5 has auto-alarm, the automatic monitoring, automatic compensation and so on the many kinds of autonomy function, thus may realize long time nobody to safeguard the processing. 2.1.6 advantage which derives by above five. For example: Reduced workers labor intensity, saved the labor force (a person to be possible to safeguard the multi- Taiwan engine bed), reduced the work clothes, reduced the new product trial manufacturing cycle and the production cycle, might to the market demand make rapid reaction and so on. Above these superiority are the predecessor cannot imagine, is an extremely significant breakthrough. In addition, the engine bed numerical control carries out FMC (flexible manufacture unit), FMS (flexible manufacture system) as well as CIMS (computer integration manufacture system) and so on the enterprise becoming an information based society transformation foundation. The numerical control technology already became the manufacturing industry automation the core technology and the foundation technology. 2.2 great watches the transformation the necessity From on macroscopic looked that, the industry developed country armed forces, the airplane weapon industry, in the end of the 70s, at the beginning of the 80s started the large-scale application numerical control engine bed. Its essence is, uses the information technology to the traditional industry (including the armed forces, airplane weapon industry) carries on the technological transformations. Except that uses outside the numerical control engine bed, FMC, FMS in the manufacture process, but also includes in the product development carries out CAD, CAE, CAM, the hypothesized manufacture as well as carries out MIS in the production management (management information system), CIMS and so on. As well as increases the information technology in its production product, including artificial intelligence and so on content. Because uses the information technology to the country foreign troops, the airplane weapon industry carries on the thorough transformation (to call it becoming an information based society), finally causes them the product in the international military goods and in the goods for civilian use market the competitive power greatly is the enhancement. But we in the information technology transformation tradition industry aspect compared to the developed country to fall behind approximately for 20 years. Like in our country engine bed capacity, numerical control engine bed proportion (numerical control rate) to 1995 only then 1.9%, but Japan has reached 20.8% in 1994, therefore every year has the massive mechanical and electrical products import. This also on from on macroscopic explained the engine bed numerical control transformation necessity.Third, the numerical control transformation content and superiorly lacks 3.1 Transformation industry starting In US, Japan and Germany and so on the developed country, their engine bed transforms took the new economical growth profession, thrives abundantly, is occupying the golden age. As a result of the engine bed as well as the technical unceasing progress, the engine bed transformation is “the eternal” topic. Our countrys engine bed transformation industry, also enters from the old profession to by the numerical control technology primarily new profession. In US, Japan, Germany, have the broad market with the numerical control technological transformations engine bed and the production line, has formed the engine bed and the production line numerical control transformation new profession. In US, the engine bed transformation industry is called the engine bed regeneration (Remanufacturing) industry. Is engaged in the regeneration industry famous company to include: The Bertsche engineering firm, the ayton engine bed company, Devlieg-Bullavd (are valuable) serves the group, the US equipment company and so on. The American valuable company has set up the company in China. In Japan, the engine bed transformation industry is called the engine bed to reequip (Retrofitting) industry. Is engaged in the reequipment industry famous company to include: Big indentation project group, hillock three mechanical companies, thousand substitute fields labor machine company, wild engineering firm, shore field engineering firm, mountain this engineering firm and so on.3.2 Numerical control transformation content The engine bed and the production line numerical control transformation main content has following several points: First is extensively recovers the function, to the engine bed, the production line has the breakdown partially to carry on the diagnosis and the restoration; Second is NC, the addend reveals the installment on the ordinary engine bed, or adds the numerical control system, transforms the NC engine bed, the CNC engine bed; Third is renovates, for increases the precision, the efficiency and the automaticity, to the machinery, the electricity partially carries on renovates, reassembles the processing to the machine part, extensively recovers the precision; Does not satisfy the production request to it the CNC system to carry on the renewal by newest CNC; Fourth is the technology renews or the technical innovation, for enhances the performance or the scale, or in order to use the new craft, the new technology, carries on the big scale in the original foundation the technology to renew or the technical innovation, the great scope raises the level and the scale renewal transformation. 3.3 The numerical control transformation superiorly lacks 3.3.1 reduced investment costs, the date of delivery are shortWith purchases the new engine bed to compare, may save 60% - 80% expense generally, the transformation expense is low. Large-scale, the special engine bed especially is specially obvious. The common large-scale engine bed transforms, only spends the new engine bed purchase expense 1/3, the date of delivery is short. But some peculiar circumstances, like the high speed main axle, the tray automatic switching unit manufacture and the installment too requires a lot of work, costs a great deal of money, often transforms the cost to enhance 2 - 3 times, with purchases the new engine bed to compare, only can economical invest about 50%. 3.3.2 machine capability stable are reliable, the structure is limited Uses foundation and so on lathe bed, column all is heavy but the firm casting component, but is not that kind of welding component, after the transformation engine bed performance high, the quality is good, may take the new equipment continues to use many years. But receives the original mechanism the limit, not suitably makes the unprecedented transformation. 3.3.3 familiar understood the equipment, is advantageous for the operation service When purchases the new equipment, did not understand whether the new equipment can satisfy its processing request. The transformation then otherwise, may precisely calculate the engine bed the processing ability; Moreover, because many years use, the operator already understood to the engine bed characteristic, uses and services the aspect to train the time in the operation short, effective is quick. The transformation engine bed as soon as installs, may realize the capacity load revolution. 3.3.4 may fully use the existing condition May fully use the existing ground, does not need to like buys when the new equipment such to have reto construct the ground. 3.3.5 may use the newest control technology enhances the production equipment the automated level and the efficiency, improves the equipment quality and the scale, alters to the old engine bed now the horizontal engine bed.Fourth, numerical control system choice When the numerical control system mainly has three kind of types, the transformation, should act according to the special details to carry on the choice. 4.1 Step-by-steps the open system which the electrical machinery drives This system servo drive mainly is step-by-steps the electrical machinery, the power step-by-steps the electrical machinery, the battery solution pulse motor and so on. Entering sends out which by the numerical control system for instruction pulse, after the actuation electric circuit control and the power enlargement, causes to step-by-step the electrical machinery rotation, through gear vice- and ball bearing guide screw vice- actuation executive component. So long as the control command pulse quantity, the frequency as well as the circular telegram order, then may control the executive component movement the displacement quantity, the speed and the heading. This kind of system does not need the physical location and the velocity feedback which obtains to the input end, therefore called it the open system, this system displacement precision mainly decided in step-by-steps the electrical machinery angular displacement precision, transmission part and so on gear guide screw pitches the precision, therefore the system displacement precision is low. This system structure simple, debugging service convenient, work reliable, cost low, is easy to reequip successfully. 4.2 The asynchronous motor or the direct current machine drive, diffraction grating survey feedback closed loop numerical control system This system and the open system difference is: Physical location feedback signal which by position detector set and so on the diffraction grating, induction synchromesh obtains, carries on the comparison as necessary with the given value, two interpolations enlargements and the transformation, the actuation implementing agency, by the speed which assigns turns towards the elimination deviation the direction movement, until assigns the position and the feedback physical location interpolation is equal to the zero. The closed loop enters for the system.Enters for the system complex in the structure compared to the split-ring, the cost is also high, requests strictly to the environment room temperature. The design and the debugging is all more difficult than the open system. But may obtain compared to the split-ring enters for a system higher precision, quicker speed, actuation power bigger characteristic target. May act according to the product specification, decided whether uses this kind of system. 4.3 The direct current servo electrical machinery drives, encoder feedback semi-closure link numerical control system Half closed-loop system examination part installs in among passes in the moving parts, indirectly surveys the executive component the position. It only can compensate a system ring circuit interior part of part the error, therefore, its precision compared to closed-loop system precision low, but its structure and the debugging all compares the closed-loop system to be simple. In makes the angular displacement examination part and the speed examination part and the servo electrical machinery time a whole then does not need to consider the position detector set installs the question. The current production numerical control system company factory quite are many, overseas famous company like German SIEMENS Corporation, Japanese FANUC Corporation; Native corporation like China Mount Everest Corporation, Beijing astronautics engine bed numerical control system group company, Central China numerical control company and Shenyang upscale numerical control country engineering research center. When choice numerical control system mainly is each kind of precision which the engine bed must achieve after the numerical control transformation, actuates the electrical machinery the power and users request.Fifth , in the numerical control transformation the main mechanical part reequips the discussion A new numerical control engine bed, must achieve in the design that, Has the high static dynamic rigidity; Movement vice- between friction coefficient small, the transmission is ceaseless; The power is big; Is advantageous for the operation and the service. When engine bed numerical control transformation should meet the above requirements as far as possible. Cannot think the numerical control installment and the ordinary engine bed connects in has met the numerical control engine bed requirements together, but also should carry on the corresponding transformation to the major component to enable it to achieve
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