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JE25-110开式双点压力机传动系统的设计【9张CAD图纸+毕业答辩论文】

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JE25-110开式双点压力机传动系统的设计

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关键词：: je25 开式双点压力机传动系统设计全套 cad 图纸毕业答辩论文

资源描述：

摘要

本设计介绍了机械压力机的历史及我国冲压机械的发展现状，对机械压力机的设计方法进行一定的介绍。本设计主要对JE25-110开式双点曲柄压力机的传动部分进行设计。

开式曲柄压力机主要包括主传动装置，操纵系统，润滑系统，辅助机构和床身五部分。其工作原理为：以曲柄滑块机构作为工作机构，滑块是强制运动的，传动系统为一级、两级或三级等传动，一级传动由电机通过一级带传动，带动飞轮旋转，两级或三级等传动由电机通过一级带传动，带动飞轮旋转，然后通过齿轮传动，再带动曲轴旋转，通过连杆机构把回转运动转化为滑块的往复直线运动。

本设计主要是传动部分的设计，其中包括传动形式的设计和传动部件的设计。本设计使用三相异步电动机，传动系统为二级传动系统，电动机通过带传动将动力传递给主传动轴，主传动轴通过齿轮传动将动力传递给曲轴，两根曲轴通过两个相同的齿轮进行联动，从而带动滑块在竖直方向做往复运动。传动部件零件设计主要包括：电动机的选择，飞轮尺寸的设计和校核，齿轮主要参数的设计及齿轮强度的校核，曲柄滑块机构的设计等。

关键词：压力机；传动；曲柄滑块；校核

Abstract

This paper mainly was introduced the history of machine press and the actual development of China, then introduced the design method of machine press. This paper mainly was introduced transmission design of JE25-110 open type two-point press.

open type press mainly consist of main transmission part, control system, lubrication system, complementary unit and the body of press. The principle of operation: operating mechanism was crank block mechanism, slider was constrained motion. Transmission system consist of one-ratio gear, two- ratio gear or three-ratio gear and so on. one-ratio gear used electromotor by one-ratio belt transmission drive flywheel rotator. two- ratio gear or three-ratio gear and so on used electromotor by one-ratio belt transmission drive flywheel rotator, then drive crank shaft rotator by gear transmission. Putting cornering properties into to-and-fro translational motion by link mechanism.

This paper mainly was the transmission design, it consist of transmission form design and transmission parts design. This paper used triphase asynchronism electromotor, transmission system was two- ratio gear system，electromotor driven the main transmission shaft by belt transmission ,then main transmission shaft driven shaft rotator by gear transmission .Two shaft rotator linkage by two same gears, and driven the slider to-and-fro translational motion in elevation direction. transmission parts design consist of : the choose of electromotor, design the dimension of flywheel and check it, the dimension design of gear wheel and check the intensity of the gear wheel, the design of crank block part and so on.

Keywords machine press transmission crank block check

1 绪论1

1.1 引言1

1.2 开式曲柄压力机5

1.2.1 开式曲柄压力机工作原理6

1.2.2 开式曲柄压力机组成7

1.2.3 提高开式曲柄压力机的精度8

1.3 曲柄压力机的主要技术参数9

2 压力机总体设计10

2.1 机身设计10

2.2 传动设计10

2.3 滑块设计10

2.4 油气路设计10

2.5 压力机设计参数11

3 传动设计12

3.1 传动总体设计12

3.1.1 传动总体设计的方法12

3.1.2 本设计思路13

3.1.3 传动零件计算特点14

3.1.4 装配间隙要求16

3.2 电动机的选择和飞轮的设计17

3.2.1 压力机功能的计算17

3.2.2 电动机功率的计算18

3.2.3 电动机的选择19

3.3 飞轮的设计19

3.3.1 飞轮转动惯量计算20

3.3.2 飞轮尺寸设计21

3.3.3 飞轮起动时间核算23

3.4 带传动的设计24

3.4.1 带传动形式24

3.4.2 传送带的设计26

3.4.3 带轮的设计28

3.5 齿轮传动的设计28

3.5.1 齿轮基本参数设计28

3.5.2 齿轮强度校核30

3.6 曲柄滑块机构的设计32

3.6.1曲柄滑块机构运动分析32

3.6.2 曲柄滑块机构受力分析34

3.6.3 曲轴基本参数设计36

3.6.4 曲轴强度校核37

结论39

致谢40

参考文献41

附录42

附录142

附录247

1 绪论

1.1 引言

锻压生产在国防工业和民用工业小占有极其重要的地位。采用锻压工艺生产零件具有很多特点：塑性成形肘，移动材料单位体积的速度比切削加工快，生产效率高；不仅能改善材料内部的结构和缺陷，而反还能充分利用纤维组织的方向性，尤其是稍密锻压后不加工的零件，没有外露的端向晶粒，可大大提高零件的机械性能；零件重量轻，材料利用率高，精密锻压显得更为突出，这在航天和航空工业中具有及其重要的意义。因此，锻压加工的零件数量在各行各业中所占比重很大：航空工业中占85%;汽车工业中占80%;电器、仪表工业中占90%;农机、拖拉机工业中占70%。

锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备，1842年，英国工程师史密斯创制第一台蒸汽锤，开始了蒸汽动力锻压机械的时代。1795年，英国的布拉默发明水压机，但直到19世纪中叶，由于大锻件的需要才应用于锻造。随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械压力机和空气锤，并获得迅速发展。二十世纪初，锻压机械改变了从19世纪开始的向重型和大型方向发展的趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。压力机少切削，无切削，节约原材料，提高劳动效率，增加经济效益，因而被广泛采用。锻压机械的比例越来越大，它是衡量一个国家机械工业先进程度的重要标志。

在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入21 世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。

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内容简介：: I 毕业设计 JE25-110 开式双点压力机传动系统的设计 TRANSIMISSION SYSTEM DESIGN OF JE25-110 OPEN TYPE TWO-POINT PRESS 摘要本设计介绍了机械压力机的历史及我国冲压机械的发展现状，对机械压力机的设计方法进行一定的介绍。本设计主要对 JE25-110 开式双点曲柄压力机的传动部分进行设计。开式曲柄压力机主要包括主传动装置，操纵系统，润滑系统，辅助机构和床身五部分。其工作原理为：以曲柄滑块机构作为工作机构，滑块是强制运动的，传动系统为一级、两级或三级等传动，一级传动由电机通过一级带传动，带动飞轮旋转，两级或三级等传动由电机通过一级带传动，带动飞轮旋转，然后通过齿轮传动，再带动曲轴旋转，通过连杆机构把回转运动转化为滑块的往复直线运动。本设计主要是传动部分的设计，其中包括传动形式的设计和传动部件的设计。本设计使用三相异步电动机，传动系统为二级传动系统，电动机通过带传动将动力传递给主传动轴，主传动轴通过齿轮传动将动力传递给曲轴，两根曲轴通过两个相同的齿轮进行联动，从而带动滑块在竖直方向做往复运动。传动部件零件设计主要包括：电动机的选择，飞轮尺寸的设计和校核，齿轮主要参数的设计及齿轮强度的校核，曲柄滑块机构的设计等。关键词：压力机；传动；曲柄滑块；校核 nts II Abstract This paper mainly was introduced the history of machine press and the actual development of China, then introduced the design method of machine press. This paper mainly was introduced transmission design of JE25-110 open type two-point press. open type press mainly consist of main transmission part, control system, lubrication system, complementary unit and the body of press. The principle of operation: operating mechanism was crank block mechanism, slider was constrained motion. Transmission system consist of one-ratio gear, two- ratio gear or three-ratio gear and so on. one-ratio gear used electromotor by one-ratio belt transmission drive flywheel rotator. two- ratio gear or three-ratio gear and so on used electromotor by one-ratio belt transmission drive flywheel rotator, then drive crank shaft rotator by gear transmission. Putting cornering properties into to-and-fro translational motion by link mechanism. This paper mainly was the transmission design, it consist of transmission form design and transmission parts design. This paper used triphase asynchronism electromotor, transmission system was two- ratio gear system， electromotor driven the main transmission shaft by belt transmission ,then main transmission shaft driven shaft rotator by gear transmission .Two shaft rotator linkage by two same gears, and driven the slider to-and-fro translational motion in elevation direction. transmission parts design consist of : the choose of electromotor, design the nts III dimension of flywheel and check it, the dimension design of gear wheel and check the intensity of the gear wheel, the design of crank block part and so on. Keywords machine press transmission crank block check nts I 目录 1 绪论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 开式曲柄压力机 . 5 1.2.1 开式曲柄压力机工作原理 . 6 1.2.2 开式曲柄压力机组成 . 7 1.2.3 提高开式曲柄压力机的精度 . 8 1.3 曲柄压力机的主要技术参数 . 9 2 压力机总体设计 . 10 2.1 机身设计 . 10 2.2 传动设计 . 10 2.3 滑块设计 . 10 2.4 油气路设计 . 10 2.5 压力机设计参数 . 11 3 传动设计 . 12 3.1 传动总体设计 . 12 3.1.1 传动总体设计的方法 . 12 3.1.2 本设计思路 . 13 3.1.3 传动零件计算特点 . 14 3.1.4 装配间隙要求 . 16 3.2 电动机的选择和飞轮的设计 . 16 3.2.1 压力机功能的计算 . 16 3.2.2 电动机功率的计算 . 17 3.2.3 电动机的选择 . 19 3.3 飞轮的设计 . 19 3.3.1 飞轮转动惯量计算 . 20 3.3.2 飞轮尺寸设计 . 21 3.3.3 飞轮起动时间核算 . 22 3.4 带传动的设计 . 23 3.4.1 带传动形式 . 23 3.4.2 传送带的设计 . 25 3.4.3 带轮的设计 . 27 3.5 齿轮传动的设计 . 27 3.5.1 齿轮基本参数设计 . 27 nts II 3.5.2 齿轮强度校核 . 28 3.6 曲柄滑块机构的设计 . 30 3.6.1曲柄滑块机构运动分析 . 30 3.6.2 曲柄滑块机构受力分析 . 32 3.6.3 曲轴基本参数设计 . 33 3.6.4 曲轴强度校核 . 35 结论 . 36 致谢 . 错误 !未定义书签。参考文献 . 37 附录 . 39 附录 1 . 39 附录 2 . 44 nts 1 1 绪论 1.1 引言锻压生产在国防工业和民用工业小占有极其重要的地位。采用锻压工艺生产零件具有很多特点：塑性成形肘，移动材料单位体积的速度比切削加工快，生产效率高；不仅能改善材料内部的结构和缺陷，而反还能充分利用纤维组织的方向性，尤其是稍密锻压后不加工的零件，没有外露的端向晶粒，可大大提高零件的机械性能；零件重量轻，材料利用率高，精密锻压显得更为突出，这在航天和航空工业中具有及其重要的意义。因此，锻压加工的零件数量在各行各业中所占比重很大：航空工业中占 85%;汽车工业中占 80%;电器、仪表工业中占 90%;农机、拖拉机工业中占 70%。锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备， 1842年，英国工程师史密斯创制第一台蒸汽锤，开始了蒸汽动力锻压机械的时代。 1795年，英国的布拉默发明水压机，但直到 19 世纪中叶，由于大锻件的需要才应用于锻造。随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械压力机和空气锤，并获得迅速发展。二十世纪初，锻压机械改变了从 19 世纪开始的向重型和大型方向发展的趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。压力机少切削，无切削，节约原材料，提高劳动效率，增加经济效益，因而被广泛采用。锻压机械的比例越来越大，它是衡量一个国家机械工业先进程度的重要标志。在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入 21 世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。 1) 我国当前冲压设备的发展现状 (1) 重型机械压力机及其覆盖件生产线、大型多工位压力机汽车覆盖件是标志汽车质量的最重要钣金零件，是大型冲压件的典型件，其生产目前主要有两种方法：一是由多台大重型机械压力机配以自动化机械手，组成自动化柔性冲压生产线；二是应用大型多工位压力机生产。 (a) 单机连线自动化冲压生产线为满足自动化冲压生产线的需要，国内知名压力机生产企业在 20 世纪末期，就大力进行了高性能单机连线压力机的研制生产。其中以济南二机床集团公司、上海锻压机床厂、齐齐哈尔第二机床厂等为代表，先后研制了J47 1250/2000型闭式四点双动拉深压力机、 S3P-630 型闭式四点压力机、 PE4 - HH- 600 - 2TS 四点单动压力机、 PD4- HH - 800/ 600 - 2TS 四点双动压力机、 30000kN 闭式双点汽车大梁压力机、成系列多连杆传动单动压力机及其他规格的大型双动拉深压力机。由它们组成的自动化冲压生产线具有大吨位、大行程、大台面，以及大吨位气垫、机械手自动上下料系统、全自动换模系统和功能完善的触摸屏监控系统，生产速度快、精度高。这些单机连线已先后装备了第一汽车制造厂、重庆长安汽车厂等汽车制造业的多条大型自动nts 2 化冲压生产线，并正在向更多的汽车厂和国外公司扩展。 2006年 8月，济南二机床公司向泰国萨密特公司提供了一条 32000kN大型冲压生产线，充分满足了汽车快速、高精度及高效的生产要求。这类生产线的典型配置和用途：开式单点压力机加装辊轮送料机 ( 或气动送料机 ) 成线，可作单 ( 多 ) 工序连续冲压，操作性良好；开式双点压力机加装多工位送料装置、开卷装置和校平装置，组成多工位连续冲压生产线。由于占地少、工序间搬运小，所以正日益被冲压生产看好；高速压力机加装凸轮分割型送料机、开卷校平装置成线，冲制专用零件，如电动机硅钢片等。 (b) 大型多工位压力机在覆盖件冲压领域，大型多工位压力机是最先进、最高效的冲压设备，是高自动化、高柔性化的典型代表。通常由拆垛机、大型压力机、三坐标工件传送系统和码垛工位等组成。生产节拍可达 16 25次 /min，是手工送料流水线的 4 5倍，是单机连线自动化生产线的 2 3 倍。是当今世界汽车制造业应首选的最先进的冲压设备，目前世界上已能生产95000kN 的大型多工位压力机。这类机床过去惟工业发达国家独有， 20 世纪末到 21 世纪初我国也已开发研制，并取得成功。济南二机床集团公司于 1999 年与德国万加顿公司合作制造了两台 20000kN 大型机械多工位压力机， 2005 年初又与世界最大的汽车零部件供应商美国德纳 (DANA)公司签订了供货合同，为其提供一台 50000kN重型多工位压力机。该机采用电控同步、电子伺服三坐标送料、多连杆、全自动换模、模具保护及现场总线控制等多项国际先进技术，具有远程诊断、远程控制和网络通信等多种自动化功能，适用于汽车制造中薄板件的拉深、弯曲、冲裁和成形等冷冲压工艺。是我国迄今为止出口的吨位最大、技术含量最高、自动化程度最高的冲压成套设备。济南二机床公司因强大的研发制造能力和良好的市场业绩，被国外用户誉为 “ 世界五大数控装备制造商之一 ” 。迄今为止，这类多工位压力机在国内汽车业尚未广泛使用，但市场前景十分看好。 (2) 数控板冲、剪、折机床及柔性加工生产线我国的数控冲 ( 剪折 ) 机床始于 1982 年，经过 20 多年的发展，已经到 4 轴控制、辅助功能增多、模位数增大并带两个自转模位，并进一步发展为液压驱动 4 、 5 轴控制，现在又已出现网络式数控转塔冲床。生产企业由最早的济南铸造锻压机械研究所发展到多家公司，颇有实力的有济南捷迈数控工程公司、齐齐哈尔二机床集团公司、江苏亚威公司、江苏扬力集团公司、湖北三环集团公司和江苏金方圆公司等。 (a) 数控冲床目前，许多用户都趋向使用数控复合冲剪机 ( 可组成数控冲剪复合柔性加工线 )，但数控冲床单机的市场仍旧很大。数控冲床的先进特点有：采用高性能伺服液压驱动的专用液压系统；步冲次数高 (步距 0.5mm时，频率 600 1000次 /min)，冲压稳定性好；采用智能夹钳减小冲裁死区；采用毛刷型工作台确保板材表面质量；工作台移动速度高 (轴向nts 3 80m/min，合成 120m/min)；设有 2 4个自动分度工位 (大直径模设置其上，减小转塔换模惯性 )；采用开放式数控系统，用户界面友好，可扩展性高，并配有高效自动编程软件。主要用于带多种尺寸规格孔型的板冲件加工，在大型电气控制柜加工行业有着广泛的市场，也可用于其他大批量板冲件的加工。 (b) 数控冲剪复合机及柔性加工线数控冲剪复合机是由数控冲和数控角剪集合而成，板料的冲孔、成形和剪切可在其上一次完成，最适合后序有弯折工序的板件加工。多工序共用一套数控系统、液压系统和送料机械手，与数控冲和角剪机单机连线比较，不仅可以降低设备投资，节省占地面积，减少故障率，而且还可以作为主机组成冲剪复合柔性加工线。国产的先进数控冲剪复合柔性加工线有：济南捷迈数控公司制造的 CI型柔性加工线，它由 PS31250型数控冲剪复合机、板材立体仓库、吸盘式送料机、码垛分选装置及控制系统组成，复合机公称力 (冲 /剪 )300/280kN，加工板材尺寸 1250mm5000mm ，机器 5 轴控制，整线生产率 (钢板 )8 张 /h；江苏金方圆公司制造的 APSS型柔性加工线，由一台冲剪复合机、定位台和自动上料机械手组成，公称力 300kN，加工板材尺寸 1250mm2500mm 。上述两线均达到国际先进水平。 (c) 数控折弯机数控板料折弯机普遍选用 BOSCH/HOERBIGER 等公司的数字闭路液压系统和 DELEM、CYBELEC 等公司的专用数控系统；成熟的工艺软件、自动编程功能及彩屏显示，可实现多种折弯工件的工艺存储及轮番生产；采用动态压力补偿系统、侧梁变形补偿系统、厚度及反弹在线检测及修正系统、温度补偿系统，提高了工作台与滑块的相对位置的精确性；采用数控轴数 4、 6、 8轴后定位机构，保证了板料的精确送进；滑块的空程速度为 100mm/s，工作速度为 10mm/s ；重复定位精度 0.01mm 左右。可加工各种带有多规格弯曲角度的复杂盒形零件。国内有代表性的产品湖北三环的PPH35/13 型 350kN 数控板料折弯机、江苏扬力的 EB3512型数控板料折弯机、上海冲剪机床厂的 ME50/2550 型机械电子伺服数控板料折弯机、江苏金方圆的 PR6C2253100 型2250kN数控板料折弯机和天水锻压机床厂的 2000 30000kN大型数控板料折弯机等。 (d) 数控框架板料冲压液压机在常规结构液压机的基础上，汇聚了触摸 ( 调控 ) 彩色显示屏、二通逻辑插装阀、可编程序控制器、高灵敏度压力传感器、微米级磁栅尺和无级调控比例控制阀等多项先进技术。机器设有调整、无压力下行与半自动工作方式。还配有自驱动移动工作台、液压大打料缸、电液连锁双安全栓、温控液压油冷却系统、程控 16 点导轨润滑系统、双侧缓冲液压缸和电动同步螺杆调程机构。机器滑块不仅能实施压力成形及冲裁工艺的定压定程，而且液压垫可在拉深工艺的行程内设置分段调压。机器具有薄板冲裁落料、弯曲翻边及拉深成形等多种功能。这类机器的代表有合肥锻压机床公司的 RZU500HD 框架式快速薄板深拉深液压机及徐州压力机股份公司的 20MN 彩屏框架式液压机。 nts 4 (3) 无模多点成形压力机多点成形是将柔性成形技术和计算机技术结合为一体的先进技术。它利用多点成形装备的柔性与数字化制造特点，无需换模就可完成板材不同曲面的成形，从而实现无模、快速和低成本生产。该工艺目前已在高速列车流线型车头制作、船舶外板成形、建筑物内外饰板成形及医学工程等领域得到广泛应用。多点成形压力机按冲头基本体调形分有逐点调形式和快速调形式；按机架形式分有开式、三梁四柱式和框架式；按加工板材有厚板和薄板之分。目前，有代表性的产品主要是吉林大学辊锻研究所开发的 2000kN 逐点调形式多点成形压力机、 200kN 快速调形式多点成形压力机及 YAM 系列薄板用多点成形压力机。 (a) 高速压力机随着电子工业的发展，小型电子零件的需求日趋高涨，促进了高精度、高效率的高速压力机的发展。目前日本已成为高速压力机技术的领军，在 100kN 压力、 8mm 冲程下，滑块速度可达 4000 次 /min。我国金丰、江苏扬锻、高将精机、江苏扬力、徐锻和西安通力等公司都有高速压力机产品。 2004 年已开发出了速度达 1200 次 /min 的 SH 系列 SH-25 开式高速精密压力机。其他还有 VH 开式、 JF75G 闭式系列高速压力机。这些压力机广泛应用于电子和微电子行业，全面提高了行业技术装备水平，替代了大量的进口机床。 (b) 数控激光切割机激光切割加工的成本主要有 : 气体、电力损耗和设备折旧维修费。它不需要模具，适合小批量、复杂零件生产中替代冲压加工，其运转成本低于数控冲床。当今的数控激光切割机普遍采用全飞行光路技术，动态加速性能优良；高性能数控系统和内置激光切割专用工艺软件，机床自动处于最佳运行状态；封闭式防护舱防止辐射泄漏，机床安全性强；造型宜人化、用户界面人性化，体现了以人为本；机床采用网络连接控制技术。国内有代表性的生产企业是济南捷迈数控公司。除上述多种多类的高端板材冲压加工设备外，目前，在各工业领域较大量使用的普通冲压设备还有通用中小规格的油压机、通用曲柄压力机、卷板机和剪板机等。随着我国汽车工业的快速发展，以及其他工业产品高质量规模化生产的到来，先进的冲压设备必将逐步进入更多的企业。 2) 压力机发展展望进入 21 世纪以来，中国锻压机床行业经过技术引进、合作生产及合资等多种方式的运作，快速地提升了我国冲压设备整体水平。近年设计制造的许多产品，其技术性能指标已经接近或达到世界先进水平，在宜人性方面也取得了长足进步。但由于大家都在进步，所以国内产品与国外名牌产品的差距并无明显缩短。因此，我国冲压设备行业和企业需以战略的思路和有效的措施应对当前的机遇和挑战。 (1) 转变经营理念，培育知名品牌当前，中国市场的竞争日趋国际化。国际知名冲压机床厂商的大举进入，导致国内冲压机床市场高端失守，低端混战。因此，政府和企业界必须尽力消除内部恶性竞争，并充分利用我国作为世界第一大机床消费市场的优势，从企业体制创新、产品优化、品牌再塑nts 5 造入手，逐步培育出一批国际知名的冲压机床。 (2) 分析技术上的差距，制定有效措施 (a) 加速冲压机床的数控化和柔性化我国冲压机床的数控化程度较之发达国家低，而且数控系统主要依靠进口。因此，若要真正提高机床的数控化和柔性化，就要大力研发自己的数控系统，以满足国产机床数控化的需要。 (b) 依托汽车、电子工业，促进高技术冲压装备的研发应用目前，我国汽车工业如日中天，发展势头强劲，加上新兴的电子工业 ( 电讯、数据处理、自动控制、家电 ) ，为冲压机床的发展提供了广阔的战场。高速冲压装备 ( 高速压力机及配套自动化 ) 、大型多工位压力机及产品一次成形的多技术复合加工单元 ( 激光切割与数控冲床及自动上下料的复合；开卷校平与激光切割的复合 ) 需要加大发展。 (c) 专机和配套件的生产随着电力、交通和城市建设的发展，各类型材加工需求日益凸显。因此，型材加工专机的研发 ( 钢结构成套加工、空调通风圆管成套加工等 ) 将大有前途。 (d) 大力生产 “绿色环保 ” 冲压机床为了人身安全和无污染环境，研发冲压机床时需做到 “五绿 ” 绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色处理。未来锻压工艺将向提高锻压件的内在质量、发展精密锻造和精密冲压技术、研制生产率和自动化程度更高的锻压设备和锻压生产线、发展柔性锻压成形系统、发展新型锻压材料和锻压加工方法等方面发展。提高锻压件的内在质量，主要是提高它们的机械性能 (强度、塑性、韧性、疲劳强度 )和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形理论；应用内在质量更好的材料；正确进行锻前加热和锻造热处理；更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤。少、无切削加工是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。锻坯少、无氧化加热，以及高硬、耐磨、长寿模具材料和表面处理方法的发展，将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应用。我国冲压机床的市场极具潜力，应用前景看好，但前提是缩短与工业发达国家冲压机床技术生产水平的差距。也惟有如此，才能拥有国内的大部分市场，并争取相应的国际市场。 1.2 开式曲柄压力机开式压力机在机械行业中占有重要位置，对国民经济发挥重要作用，和人们的生活息息相关。在家手上带的手表、用的钢笔、女同志的金属发卡和钮扣，人们上班骑的自行车，午餐的饭盒，晚上回家听收音机、看电视或用缝纫机做新颖的时装，还有大家出差乘做的飞机、火车、汽车、轮船等等，这些工具都有压力机的一份功劳。开式曲柄压力机是压力机的一个类别，其特点是有开式机身（即 C 型机身），是采用曲柄滑块机构作为工作机构的一类锻压机器。它是板料冲压生产的主要设备，可用于冲孔、nts 6 落料、切边、弯曲、浅拉伸和成形等工序，并广泛应用于国防、航空、汽车、拖拉机、电机、电器、轴承、仪表、农机、农具、自行车、手表、缝纫机、医疗器械、日用五金等部门中。开式压力机因为具有开式机身，与闭式压力机相比有其突出的优点：工作台在三个方向都是敞开的，装、卸模具和操作都比较方便，同时为机械化和自动化提供了良好的条件。但是，开式压力机也有其缺点：由于机身呈 C 形，工作时变形较大，刚性较差，这不但会降低制品精度，而且由于机身有角变形会使模具轴心线与工作面不垂直，以至破坏了上下模具间隙的均匀性，降低模具的使用寿命。目前，曲柄压力机几乎应用于国民经济的所有部门。它的产量在上升，它在机床中所占的比重在增加。对曲柄压力机提出的主要要求是：制造出来的工件在形状和尺寸方面接近成品零件。金属压力加工的工艺方法所能达到的精度水平的数据 (与车削相比较 )列于图 1-1。图 1-1 金属压力加工的工艺方法所能达到的精度水平的数据 1.2.1 开式曲柄压力机工作原理曲柄压力机是采用机械传动的锻压机器，通过传动系统把电机的运动和能量传给工作机构，从而使坯料获得预期的变形，制成所需的工件；具体地说：是以曲柄滑块机构作为工作机构，滑块是强制运动的，传动系统为一级、两级或三级等传动，一级传动由电机通过一级带传动，带动飞轮旋转，两级或三级等传动由电机通过一级带传动，带动飞轮旋转，然后通过齿轮传动，再带动曲轴旋转，通过连杆机构把回转运动转化为滑块的往复直线运动。工作机构：曲柄滑块机构传动系统：皮带传动和齿轮传动操纵系统：离合器制动器 nts 7 能源系统：电动机和飞轮支承部件：机身附属装置和辅助系统。运动方式：电动机 -皮带轮 -飞轮 -齿轮传动 -曲柄滑块当飞轮装在主轴上和主轴一起旋转时，曲柄压力机在一次行程内的整个工作循环是由飞轮在二次接通之间的空转、滑块直接向前行程和滑块回程所组成。在这种情况下，工作循环可以分为以下几个主要阶段：接通，曲釉和滑块起动，模具和毛坯接触以前的滑块行程 -靠近空行程，原始毛坯变形 -滑块工作行程，滑块回程 -返回空行程，制动，也就是滑块停止。当压力机以单次行程工作时，才有第一个和最后一个阶段。 1.2.2 开式曲柄压力机组成图 1-2 开式曲柄压力机系统组成简图开式曲柄压力机主要包括：主传动装置，操纵系统，润滑系统，辅助机构和床身五部分，如图 1-2 示。 1) 主传动装置主传动装置是从电动机开始到执行机构为止的机械系统，它用来将电能转变为机械能，然后将机械能传递到执行机构的输入构件，一般情况下 ,曲柄压力机的主传动装置包括有交流电动机、积聚动能的飞轮、将能量传递到执行机构的传动系统，这包括三角皮带传动、齿轮传动或蜗轮传动。 2) 操纵系统操纵系统是几个机构和部件的总成，它用来启动和停止所有的电动机和辅助传动机构，使它们按照规定的程序工作，并启动和断开执行机构。曲柄压力机是一种间歇作用的不可逆转的机器。在进行一次工作行程或按自动工作规范进行一次行程时，压力机的执行机构必须接承当工艺工序完成以后，又必须断开。现代化压力机的接通频率达到 80-120 次nts 8 分。 3) 润滑系统润滑系统应保证压力机上各个部件和机构的滑动零件能正常工作。 4) 辅助机构辅助机构是压力机几个部件的组合，用于扩大设备的工艺可能性、减轻和加快压力机与模具的调整工作、提高设备的使用可坏性。 5) 床身床身用来将压力机所有主要零部件安装和固定在规定的位置。床身并且是承受变形力的封闭构件。床身的工作和计算都与压力机的基础有直接关系。 1.2.3 提高开式曲柄压力机的精度提高曲柄压力机的精度指标可以采用以下几种方法：研制新型的曲柄压力机，改进现有的曲柄压力机，并对影响精度的主要因索进行理论和实验研究。对曲柄压力机提出的重要的求是：在最好的模具寿命的情况下提高生产率。许多工艺工序的模具寿命取决于压力机的速度特性。例如：拉探、弯曲、冷挤压都要求限制滑块的速度。相反，热模锻工序则要求提高滑块的速度。提高滑块的公称行程次数和行程次数的利用率、减少调整和更换模具的时间损失，都可以提高曲柄压力机的生产率。为此，曲柄压力机装备了更完善的机械化和自动化工具；改变压力机的某些参数 (例如：研制带有直流电动机的同步型自动化成套设备在自动机和通用压力机上扩大额定旋转频率的调节范围，研制专用的锻压压力机 )；当改用程序控制方法时，采用更为完善的更换和调整模具的系统(例如：专用的冲裁和弯曲压力机 )；使曲柄压力机进一步专门化，也就是不加大滑块行程和模具空间尺寸，不需要过多的调整等等。在提高曲柄压力机生产率的情况下，提高曲柄压力机的可靠性及其部件的耐久性的要求具有特殊的现实意义。现代化的曲柄压力机都装备有动作可靠的力和扭矩的保险装置、补偿装置、平衡装置和润滑泊供给指示器等等。越来越广泛地采用了有效监督和检查压力机工作的各种仪器。例如，力和转速的指示器、热电偶、噪声计。压力机进一步专门化也促使其可靠性提高，并导致需要科学地有理论根据地选择压力机的基本参数。因此，在现代情况下，压力机动力学的研究、参数的分析等等都得到了日益广泛的实际应用。对现代化的曲柄压力机所提出的必要要求是符合安全技术和工业美学的要求。曲柄压力机作为滑块在高速移动下产生巨大作用力的设备来说 ,是一种危险性很大的机器 ,也就是说，不正确操作曲柄压力机，就会使操作人员发生重大的工伤事故。所以，在每一个工业发达的国家，部汇编了专门的安全技术规程 ,这对于曲柄压力机的设计师来说是必须遵守的。工业美学的要求所涉及的问题是表示压力机及其各个部件外形的完美程度，表示便于操作和维修的人体工程学条件的遵守情况。应当指出，设计时要同时实现所有这些要求是不可能的，因其中某些要求对压力机的参数有着相反的影晚所以，只能力求达到为具体工nts 9 艺过程和生产形式所确定的一定效果。从上述情况可以看出：仅仅根据个别的优点来判断一台曲柄压力机，就不可能正确评价整个这台压力机的完美程度。因此要成功地设计生产率高的曲柄压力机，就必须全面地研究它的使用特性。这种研究正在逐年发展。设计新的曲柄压力机时，采用摹拟理论和相似理论来“再现”这些特性是重要的。这一点也日益得到了重视。 1.3 曲柄压力机的主要技术参数 (1) 公称力：是指滑块离下死点前某一特定距离（公称压力行程）时，滑块上所允许的最大作用力。公称压力是压力机的主参数。 (2) 滑块行程：系指滑块由上死点到下死点所走过的路程。 (3) 公称力行程：是压力机强度允许发生公称压力的一段滑块行程。 (4) 滑块行程次数：指连续行程时滑块每分钟的行程次数。 (5) 最大封闭高度：指封闭高度调节机构处于上极限位置和滑块处于下死点时，滑块底面至工作台面（去掉工作台垫板）之间的距离。（ JE 系列为最大装模高度 I，装模高度指调节机构处于上极限位置和滑块处于下死点时，滑块底面至工作台板面（不是到机身工作台面）之间的距离） (6) 封闭高度调节量：是扩大压力机封闭高度使用范围的一个主要参数，在该调节量的范围内调节压力机封闭高度与模具闭合高度相适应。 (7) 工作台板厚度：工作台板也具有调节压力机封闭高度使用范围的作用，同时还具有便于安装底面较小的模具和保护工作台面的作用。 (8) 工作台孔：工作台孔用于落料或安装气垫装置。 (9) 立柱间距离：是指双柱压力机的立柱间距离，是在前后方向送料时决定排出工件（或废料）最大尺寸的一个参数。 (10) 倾斜角：是指可倾压力机工作台面的倾斜角度，也就是机身后倾的角度。利用这个倾斜角使冲压后的工件（或废料）能借其自重或其他因素通过两立柱中间从压力机后方排出。 (11) 工作台垫板面积和喉口深度：滑块中心到机身间的距离叫做喉口深度。喉口深度和工作台垫板面积是关系到模具的最大平面尺寸的重要参数。 nts 10 2 压力机总体设计 2.1 机身设计本开式曲柄压力机采用开式焊接机身，机身三面敞开，操作方便，材料为 A3 板，钢板焊接机身，刚度明显优于一般机床适用于中小型压力机。机身结构设计应满足下列要求： 1）机身在满足强度、刚度的条件下，力求重量轻、节约金属； 2）结构力求简求，并使装于其上的所有部件、零件容易安装； 3）结构设计应便于铸造或焊接和机加工； 4）必须布足够的底面积，保证压力机的稳定性； 5）结构设计应力求减少振动和噪音； 6）结构设计力求外形美观。 2.2 传动设计本设计使用三相异步电动机，根据功率及转速选取适合的型号，成本较低。传动系统为二级传动系统，电动机通过带传动将动力传递给主传动轴，住传动轴通过齿轮传动将动力传递给曲轴，两根曲轴通过两个相同的齿轮进行联动，从而带动曲轴在竖直方向做往复运动。由于曲轴及齿轮误差，就会使两根曲轴发生不同步的情况，使得滑块在左右方向发生倾斜，影响滑块的垂直度，因此在压力机装配过程中应对两大齿轮进行校同步，所以大齿轮 2 设计为齿圈，便于校同步。齿轮采用斜齿圆柱齿轮传动，齿轮浸在油池中，这样有利于减少齿轮传动时发出的噪音。 2.3 滑块设计滑块采用焊接结构，可以提高滑块刚度，便于加工。连杆采用球头螺杆，可以通过

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