陶瓷插芯自动切边机设计毕业设计论文.doc

学毕业设计(论文)陶瓷插芯自动切边机设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级姓 名学 号指导老师 2012 年 03 月 27 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文陶瓷插芯自动切边机设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 2012 年 03 月 27 日摘 要陶瓷插芯自动切边机适用于大型零件或小批量生产。作为其组要成形机构，在陶瓷领域中起到越来越重要的作用。本文主要介绍了陶瓷插芯、陶瓷插芯自动切边机及冲压机床的基本概念，原理，以及在国内外的发展现状。然后具体阐述了陶瓷插芯自动切边机的组成和传动系统的构成。重点对气缸部分，冲压部分等进行了详细的计算与校核。关键词：陶瓷插芯，自动切边机，冲压机，陶瓷IIIAbstractCeramic core automatic cutting machine is suitable for large parts or small batch production. As the group, forming mechanism, in the field of ceramics play a more and more important role. This paper mainly introduces the ceramic ferrule, ceramics ferrule automatic cutting machine and punching machine the basic concepts, principles, and the development situation at home and abroad. Then expounds the ceramic ferrule automatic cutting machine for composition and transmission system. Focus on the cylinder parts, stamping parts of a detailed calculation and verification.Key Words: Ceramic ferrule, automatic cutting machine, punching machine, ceramic目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪论11.1 课题背景11.2 陶瓷插芯的概况11.3 自动切边机介绍2第2章 课题任务及要求32.1任务书要求32.2 设计技术要求3第3章 陶瓷插芯自动切边机的总体设计43.1 陶瓷插芯自动切边机的原理43.2 系统工作原理图4第4章 送料方式的种类与选择64.1概述64.2料斗式送料机构74.2.1料斗式送料机构的组成74.2.2 振动式料斗机构9第5章 主要执行机构(气缸)选型95.1 送料气缸选型105.1.1送料机构的要求105.1.2 气缸的直径确定105.1.3 气缸的选型115.2 冲压气缸选型125.2.1 冲压力的计算（通过计算冲压图反推气缸直径缸径，再确定行程即可）125.2.2 冲压气缸型号确定145.2.3 导向装置155.2.5 平衡装置15总 结17致 谢18参考资料19 宁波大红鹰学院毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 课题背景工业自动化发展背景。50年代-60年代初，由于市场竞争,资源利用率,减轻劳动强度,提高产品质量,适应批量生产需要等多种背景的情况下，当时的社会开始向自动化的方向发展。此阶段的主要为单机自动化阶段，具有各种单机自动化加工设备出现,并不断扩大应用和向工业自动化纵深方向发展的特点。其中的典型代表成果有硬件数控系统和数控机床的出现。60年代中-70年代初期，由于市场竞争加剧,要求产品更新快,产品质量高,并适应大中批量生产需要和减轻劳动强度等更高的需求动力的背景下，其社会发展自动化水平为生产线模式，其主要特点为在单机自动化的基础上,各种组合机床、组合生产线出现,同时软件数控系统出现并用于机床,CAD、CAM等软件开始用于实际工程的设计和制造中,此阶段硬件加工设备适合于大中批量的生产和加工。这个时期的自动化化,使多品种、中小批量生产中普遍性问题愈发严重,要求自动化技术向其广度和深度发展,使其各相关技术高度综合,发挥整体最佳效能。在70年代初由美国学者首次提出CIM概念。到如今CIM已作为一种哲理、一种方法工业自动化逐步为人们所接受;CIM也是一种实现集成的相应技术,把分散独立的单元自动化技术集成为一个优化的整体。所谓哲理,就是企业应根据需求来分析并克服现存的“瓶颈”,从而实现不断提高实力、竞争力的思想策略;而作为实现集成的相应技术,一般认为是:数据获取、分配、共享;网络和通信;车间层设备控制器;计算机硬、软件的规范、标准等。同时,并行工程作为一种经营哲理和工作模式自80年代末期开始应用和活跃于自动化技术领域,并将进一步促进单元自动化技术的集成。其典型的代表成果有CIMS工厂,柔性制造系统(FMS)。具备了运用于钻、镗、铣等加工的自动生产线。1.2 陶瓷插芯的概况陶瓷插芯：陶瓷插芯具有;尺寸精确;可靠性,稳定性良好;强度高,耐磨损,抗老化性能好;低插入损耗,高回波损耗等特点. 陶瓷插芯是光纤连接器的核心部件，它是一种由纳米氧化锆(ZrO2)材 料经一系列配方、加工而成的高精度特种陶瓷元件，其孔径、真圆度误差为0.6靘。所制成 的连接器是可拆卸、分类的光纤活动连接器，使光通道的连接、转换调度更加灵活，可供光 通系统的调试与维护。陶瓷插芯因技术含量高、附加值高，其成套设备制造技术被外国企业所垄断。我国有关科研院所虽然在陶瓷插芯产品开发和相关制造技术的研究方面取得了一定的突破，但在质量、可靠性、稳定性上与国外相比还存在一定的差距，目前还未发展出针对陶瓷插芯制造的专有技术和成套生产设备，因此每年要花费大量外汇购买陶瓷插芯或引进成套生产设备。我国通信设施的大力开发将导致陶瓷插芯成套设备市场的巨大需求，目前国外陶瓷插芯成套设备生产商齐聚中国，竞争格局已经形成，而且有愈演愈烈之趋势。我国现在国内成套设备生产企业组织结构、管理模式及水平落后，面对国际同行竞争形势严峻。由于陶瓷插芯材料的特性，本设计采用冲压的办法加工工件。通过对切边机机械系统的设计掌握机械设计的基本原理，基本过程和基本方法，运用于切边机机械系统的基本构造。合理设计供料装置使零件在供料杆轴线上准确地定位，实现无误动作，高可靠性地供料，在供料的端部设置一个检测部件，当无供料时，自动打开供料口供料。在供料件上设有零件定位用的保持装置，并在供料杆上设有零件的保持装置。从实际使用情况看应尽可能采用双工位切边机, 不仅提高工效, 而且安合可靠。切边机一般独立于生产线, 如果需设计成生产线流水作业的一部分, 只需将其给料和出料方式适当调整即可。如果用单工位切边机连续作业, 应增设安全保护装置,如在给料处装设光电开关等, 以避免冲手等安全事故的发生。切边机的控制, 可采用较先进的双工位切边机控制, 虽然成本有所增加, 但其稳定性、可靠性及控制精度更高。1.3 自动切边机介绍双工位切边机是指装料、切边不在同一位置完成的切边机。该切边机的特征是模具有一个模和二个下模。动力部分: 有带动上模作上、下往复运动的气缸1, 有带动下模在水平方向作往复运动的气缸2。机身: 由机座、滑动工作台、两气缸固定座、上模固定座及导料装置等组成。模具: 由一个上模、二个下模和模架组成。控制部分: 由两个气动控制阀、行程开关、定位开关、单动开关、连动开关、停止开关等电控器件组成。双工位切边机工作原理将待切边餐盒放于非工作状态的下模上, 按下单动开关, 气缸2带动工作台向左平移, 当定痊开关1起作用时, 工作台停止移动, 气缸1带动上模睛行、切边, 行程开关!起作用时, 电控气动阀换向, 气缸1带动上模上行直至上止点, 即完成一次切边。行程开关2起作用一定时间后, 气缸2带动滑动工作台右移, 当定位开关2起作用时, 工作台停止移动, 气缸!带动上模下行、与另一下模完成一次切边。若按下连动开关, 则重复上述过程, 完成第二次、第N次切边, 直至按下停止开关, 上模上行至上止点才不再下行。由于采用双工位切边机控制，这台设备上有两个汽缸。一个是往下压的，一个是带动工件运动的。而且自动切边过程中,料仓是必不可少的环节,料仓使用过程中,物料的离析、穿流和结拱现象是普遍存在的问题。料仓一旦堵塞,就会出现工艺过程停顿或产品不合格,严重时甚至出现人身事故,给生产带来损失。 根据仓流理论,一般可设计出物料容易流动、使用可靠的料仓。对于流动性不好的物料,需很大的料斗倾角和卸料口截面,这是不经济和不现实的。为解决流动性差的物料的卸料问题,人们研制了振动料斗。振动料斗用于生产时间虽短,但在建材、冶金、矿山、煤炭、化工、轻工、粮食等部门得到了广泛的应用,发展前景是广阔的。所以我们送料是通过振动料斗来实现自动送料。可以保证安全有效的工作。第2章 课题任务及要求本课题的题目为:陶瓷插芯自动切边机设计2.1任务书要求图1主要完成完成自动冲压装配机机械系统设计，结合专业课程制定毕业设计计划，搭建论文正文主体框架，绘制自动切边机2D总图、拆画主要零件图、计算总体方案设计过程中所涉及的重要数据，完善设计骨架，汇整丰富说明书内容，最后对格式进行标准化处理，检索并翻译外文资料，按论文指导手册的要求完成毕业设计全部内容。根据给定工件图纸（如图1），要求设计一台自动化设备：将此工件的凸台部分切除，设备的自动化程度要高，工件的上料、冲压、下料要求全自动。2.2 设计技术要求1、 需要标识所设计的切边机工件尺寸；2、 注明所选汽缸的厂家及型号；3、 注明机床设备的外形尺寸；4、 注明零件图中各零件材料、表面处理要求及其他特殊要求等。第3章 陶瓷插芯自动切边机的总体设计3.1 陶瓷插芯自动切边机的原理本次设计自动切边机的的工作原理为有料仓库储存大量的毛坯零件，再由接料管一个个在运输管道中排成一线，再由一个气缸带动一个零件到冲压部件下，由第二个气缸带动冲压部件进行冲压，完成后，余边与加工完成零件一起由下料管进到下料仓。整个过程采用先进的PLC自动控制，速度快、精度高、外形美观，杜绝了粉尘的产生及由此造成的原料浪费，大幅降低了劳动强度。自动切边机包括机架，机架的台板上有导柱。导柱间有上、下模板，下模板呈滑动状套在导柱上，上模板固定在导柱的上端。下模板上面有下垫板和下切模，上模板下面有上垫板和上切模及下料板。上模板上有气缸，该气缸的活塞杆端部朝上并与横担相固连。气缸的左、右两边有拉杆，该两拉杆的上端固定在横担的两端，下端固定在下模板的左、右两边。后边的导柱之后有托料架，前边的导柱之前有牵引装置。工作时，牵引装置、气缸与前道运输工序之间的匹配，均按设计程序由可编程序控制器进行自动控制。本实用新型劳动强度低、定位准确，安全、可避免伤手事故的发生。本次设计意义在于我国陶瓷插芯材料的运用正处于起步阶段，而全国自动切边机的在陶瓷插芯中的加工更是处于初级阶段，很多加工机械由于采用的方式不合理等多种不正确的原因，在陶瓷插芯的加工过成中出现加工材料崩裂不良等现象，这主要是对陶瓷插芯这种新型的材料不了解的原因。而本次设计的自动切边机主要是根据其加工材料陶瓷插芯的材料特点进行设计和完善，在保证加工的准确性，安全性的同时不出现崩裂不良，保证了产品脱开力指标重复性好，可靠性极佳，生产效率也得到大幅度提高。3.2 系统工作原理图系统工作原理框图如图1-1所示。 控制系统（PLC）驱动系统（气压传动）位置检测装置执行机构冲压机构送料机构 图1-1 系统工作原理框图本次送料机构和冲压机构拟定气源装置采用气动的方式,气动是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的。其主要特点是介质气源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压源的油缸的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。气动技术有以下优点:(1)介质提取和处理方便。气压传动工作压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，一般不需设置回收管道和容器:介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题.(2)阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小(一般不卜浇塞仅为油路的千分之一)，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。(3)动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。(5)能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。(6)工作环境适应性好。在易燃、易爆、多尘埃、强磁、强辐射、振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械、电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。(6)成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。传统观点认为:由于气体具有可压缩性，因此，在气动伺服系统中要实现高精度定位比较困难(尤其在高速情况下，似乎更难想象)。此外气源工作压力较低，抓举力较小。虽然气动技术作为机器人中的驱动功能已有部分被工业界所接受，而且对于不太复杂的机械手，用气动元件组成的控制系统己被接受，但由于气动机器人这一体系己经取得的一系列重要进展过去介绍得不够，因此在工业自动化领域里，对气动机械手、气动机器人的实用性和前景存在不少疑虑。第4章 送料方式的种类与选择4.1概述送料机构是实现坯料、工件或产品传送到相应的加工、装配或测试、分类等操作工位上的自动执行机构。正确选用和设计好送料机构是实现单机自动化，建立自动生产线和自动化工厂的基本条件之一。由于坯料的多样性，送料机构的种类也很庞杂。按坯料的几何形状和物理力学性能，送料机构可分为五类，即液体料送料装置、粉粒料送料装置、卷料送料装置、棒料送料装置及单件物品送料装置。机床送料装置一般可按其自动化程度和毛坯的种类及结构进行分类。按自动化程度，可分为人工送料和自动送料装置两种。人工送料，是指在普通机床上的送料过程由人工操作。这种送料方式由于费时、耗力只适用于单件小批生产或加工大型及外形复杂的工件。对于重量较大的毛坯，通常采用输送辊道或起重设备等设施，毛坯的夹紧则采用气动、液压、机械等方式。，在大批、大量生产中，为了缩短送料时间，减轻体力消耗，通常采用各种自动送料装置，使送料过程机械化。自动送料装置接到送料指令后，送料机构自动松开已加工的工件，将其推走，然后将待加工的工件带到加工位置，进行定位和夹紧。采用机器人或自动运输小车给数控机床上、下料，构成柔性制造单元，已是当今自动化发展的趋势之一。根据陶瓷插芯零件的特点及工作情况应用,选择料斗式送料机构。便于自动化与提高效率。4.2料斗式送料机构料斗式送料机构是将任意堆放在料斗中的工件，按严格规定的时间和空间把它们送出去的工作机构。4.2.1料斗式送料机构的组成料斗式送料机构包括装料和储料两部分。装料机构由料斗、搅动器、定向器、剔除器、分路器、送料槽、减速器等组成；储料机构由隔离器、送料器等组成。(1)料斗料斗是盛装工件的容器，工件在料斗中完成定向过程，并按次序送到料斗的出口处，即送料槽。料斗的型式很多，如图11.11所示，根据在料斗中获取工件、使工件进入送料槽的方式，可以分为以下几种典型结构：1)回转钩式料斗、如图11lla所示，这类料斗常用于带孔的管套类零件，如螺母等。料斗中有一带定向钩子的回转圆盘。当圆盘回转时，钩子抓取工件并自然定向，送入送料槽。当送料槽充满工件时，通过安全离合器使圆盘停止旋转，以避免传动机构的损坏。2)扇形块式料斗如图ll.llb所示，这类料斗常用于T字形零件。料斗中有一个作上下摆动的扇形块来获取工作，扇形块上有根据工件形状做的槽隙。扇形块上摆时工件落入槽隙中并 自然定向，靠重力滑入送料槽。在送料槽入口处设有剔除器，避免未按要求定向的工件滑入送料槽。与此原理相同的另一方式是扇形块不动，料斗作上下摆动。3)桨叶槽隙式料斗如图ll.llc所示，料斗中有回转桨叶，拨动工件进入一定形状的槽隙而定向，并顺序进入送料槽。4)往复管式料斗如图ll.lld所示，料斗底部开口处有一往复运动的管子，其内孔根据工件形状而定，使工件定向。管子往复运动时，工件便可落下并滑入送料槽。 (2)搅动器为了防止工件在进入送料槽时产生拱形阻塞（图11.12a)，使料斗中的工件不能到达落料孔处，在料斗中常装有搅动器。搅动器的结构型式很多，如图11.12所示。图1112b为摇摆的杠杆搅动器，图11.12c为转动的缺口盘搅动器，图1112d为摇摆的隔板搅动器、图1112e为送料器兼作搅动器。此外，还可以和其他构件结合的办法来搅动工件，如上述扇形块式的料斗中，扇形块既是定向器，也是搅动器。 (3)定向器工件在料斗内或料斗外的送料槽中要进行定向，使工件按一定的位置顺序排列。定向器的作用是矫正工件的位置，并剔除位置不正确的工件。定向器的结构型式很多，如图1113所示，定向方法有如下几种：1)抓取法定向。利用钩、销来抓取工件并定向（ 1113a）。2）槽隙法定向。利用一定形状的槽隙进行定向（图1113b）。3）型孔选择法定向（图1113c）。4）重心偏移法定向（图11.13d）。（4）剔除器剔除器的作用是剔除从料斗到送料槽中一些位置不正确的工件，保证进入送料槽的工件方向正确。被剔除的工件返回到料斗中。剔除器有轮式、杠杆式等多种结构型式，如图1114所示。 (5)分路器分路器是把运动的工件分为两路或多路，分别送到各台机床，用于一个料斗同时供应多台机床工作的情况。图1115表示了几种分路器的结构型式，有摇臂式、隔板式和成形孔式等。（6)送料槽根据料斗与工件加工时方位的相对位置关系、料斗的型式、工件的形状和大小、生产面积的大小等因素，送料槽的形状可设计成直线形、曲线形、平面螺旋形、空间螺旋形、蛇形等。送料槽的截面型式应根据工件的形状和尺寸进行设计。其基本型式如图1116所示。1)矩形有开式和闭式两种，闭式可以垂直安放(图11.16a),2)槽形也有开式和闭式两种，都可以用于垂直放置(图11.166)3）双轨式如图11.16c所示。4）单轨式如图11.16d所示。5)滚道式有普通圆柱形滚道和凹形滚道两种（图11.16e）。（7）减速器工件在长度较大的送料槽中靠重力移动时，可能产生较大的速度，以致移动到终点时发生碰撞，造成机件或工件的损坏，故在送料槽上宜采取一些减速措施，如图1117所示。图1117a的送料槽底部不是平面，工件在上面移动时受到一定的阻力；图11.17b的送料槽底部是软底；图11.17c的送料槽带有阻尼板；图11.17d是采用蛇形管送料槽。(8）隔离器隔离器的作用有以下四点：1)调节从储料器或送料槽送入送料器的工件数量，可以是一个工件或几个工件。2)在自动上料中，把一个工件从许多工件中分离出来。3)改变工件的位置或运动方向。4)工件较重时，避免所有工件的质量都作用在送料器上。隔料器的结构型式可分为三大类，如图11.18所示。具有往复运动的隔离器（图11.18a)。具有摇摆运动的隔离器（图11.18b）。具有回转运动的隔离器（图11.18c），其中图11.18c的右图是使工件间隔排列的隔离器，可以是两种工件，或一种工件的两个不同方位。有时，隔离器的作用由送料器来完成，两者合为一体。（9）送料器送料器的结构型式很多，总的可以分为四类，如图1119所示。1)直线往复运动的送料器图11.19a是由摆动杆使送料器作往复运动，工件由侧面进入储料槽。2)摆动运动的送料器图11.19b中的送料器是具有工件容纳槽的摆块。3)旋转运动送料器图11.196中的送杯器是一个有工件容纳槽的圆盘。4)复合运动送料器图11.19d左图所示的是一种滑杆式复合运动送料器。工件落入滑杆中有夹爪的容纳槽中，当滑杆向右移动时同时转动90，工件便处于能进入机床夹具的位置，并可松开夹爪，由推杆将工件送入夹具。图1119d右图是弹簧夹式复合运动送料器，系一种机械式的简单机械手。工业机器人也可以用作送料器，它可完成上料、送料、卸料等多种工作。4.2.2 振动式料斗机构振动式料斗机构应用很广，多用于钟表、仪器、仪表等小零件加工中的自动送料。其料斗为圆筒形，内壁有螺旋形送料槽，当整个圆筒作扭转振动时，工件将沿着螺旋形的送料槽逐渐上升，并上升过程中进行定向，剔除位置不正确的工件。上升的工件最后从料斗上部的出口进入送料槽。第5章 主要执行机构(气缸)选型对气动送料机构的基本要求是能快速、准确地拾-放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手是通用气动上下料机械手（如图2-1所示），是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动作强度大和操作单调频繁的生产场合。它可用于操作环境恶劣的场合。5.1 送料气缸选型5.1.1送料机构的要求 1.保证工件准确定位为使和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指，以便自动定心。2.具有足够的强度和刚度除受到被夹持工件的反作用力外，还受到在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使的中心在回转轴线上，以使扭转力矩最小为佳。3.考虑被抓取对象的要求根据工作需要，通过比较，由于工件为圆柱形，故形状设计成V型。5.1.2 气缸的直径确定本气缸属于单向作用气缸。根据力平衡原理，单向作用气缸活塞杆上的输出推力必须克服弹簧的反作用力和活塞杆工作时的总阻力，其公式为:式中: - 活塞杆上的推力，N - 弹簧反作用力，N- 气缸工作时的总阻力，N- 气缸工作压力，Pa弹簧反作用按下式计算:Gf = 式中:- 弹簧刚度，N/m- 弹簧预压缩量，m- 活塞行程，m- 弹簧钢丝直径，m- 弹簧平均直径，.- 弹簧有效圈数.- 弹簧材料剪切模量，一般取在设计中，必须考虑负载率的影响，则:由以上分析得单向作用气缸的直径:代入有关数据，可得 所以:查有关手册圆整，得由,可得活塞杆直径:圆整后，取活塞杆直径校核，按公式有:其中，则:满足实际设计要求。5.1.3 气缸的选型经过比较，参考市场上的气缸类型，选择一种可靠优质的气缸产品的生产商速易可（上海）有限公司/about_us.asp。速易可气动（上海）有限公司成立于2004年，从事于空油压零组件和设备研 究、生产、销售的自动化厂商，产品以TONAB品牌营销国内外市场，产品主要有空气净化组件、气动控制组件、气动执行组件、辅助组件、空油压设备，产 品广泛应用于医疗器械、工业机器人、食品包装机械、纺织机械、半导体设备、轨道交通、烟草机械、机床自动控制、真空搬运、汽车制造、教学培训等行业。速易可目前主要产品有：无杆气缸、滑台气缸、止动气缸、回转气缸、机械夹、回转夹紧气（油）压缸、导杆气缸、带锁气缸、双轴缸、标准型气缸、控制阀、空气控制组件、真空系统组件及相关气动辅助零组件。根据上节计算，在这选择DEG32.5.2 冲压气缸选型5.2.1 冲压力的计算(1)国外的发展情况目前，国外冲压机床已经开始采用伺服电机+数控的方式进行控制。在现有伺服压力机产品方面，有小松公司设计制造的H1F系列复合型伺服压力机，会田公司的NS1-D系列数控伺服压力机，山田公司的Svo-6型与Mag-25型伺服压力机，纲野公司的Servo Link型伺服压力机，以及金丰公司的CM1型伺服压力机。其中H1F56系列AC伺服压力机是小松公司顺应市场变化开发的一种新型冲压设备，其最大的特点是取消了飞轮、离合器和制动器，而由AC伺服电机直接驱动曲柄或螺杆带动滑块上下往复运动，可施加3602000的压力，并且采用高性能CNC系统，滑块的动作灵活，可在运行的过程中随时加减速或停止，且精度很高6-8。(2)国内的发展情况国内数控压力机的研制工作起步较晚，水平也较低。上海第二锻压机床厂曾在1976研制出硬件连接数控(NC)步冲压力机，其板料进给系统由电液脉冲马达驱动。在从国外引进大量的数控压力机后，国内对其技术进行了消化、吸收及国产化工作，在科研人员的努力下，国产压力机装备水平也有了一定的提升。如北京机床研究所与天津重型机器厂联合生产了国内第一台大型数控压力机，通过伺服闭环系统，实现了高精度的位置、压力控制，并配有人机界面。浙江锻压机械有限公司也成功研制JZ21K-110型1100kN开式数控快速返程压力机，该机是以普通的开式曲柄压力机为基型，在传动系统中增设多连杆机构，在控制系统中增加数控系统设计而成。该机在结构、性能、操纵控制等方面均处于同类压力机领先水平。本项目中计算一个工作周期所消耗的能量,其次是加速时消耗的能量。机构消耗的能量对于冲压机，机构摩擦消耗的能量可由如下公式表示： （5-8）其中为摩擦当量力臂， 为公称压力，为公称压力角。计算公式为，已知参数摩擦系数0.05，0.109，曲轴曲柄颈直径160mm，球头直径160mm，曲轴支承颈直径=130 mm，则0.051.1091600.109160130/2=6.57mm。因此，0.60.006576000.352663.8 J压力机受力系统的弹性变形所消耗的功压力机处于工作行程中时，机身和曲柄滑块机构等受力系统因受载产生弹性变形，因而引起能量损耗，有时一部分的弹性变形能量可以转化为有用能量，为了安全，认为全部弹性变形能量都已损失。 （5-9）其中表示压力机总的垂直变形，为压力机垂直刚度，查表得开式压力机推荐值为500，6005001.6mm。则 6001.62560 J(e)空程向下和空程向上时所消耗的能量根据文献提供的试验数据，查表得到对应60吨压力机空程损耗功为978J，因此978J。综合以上分析，压力机一个工作循环所消耗的总能量:=926+2333.3+663.8+560+978=6361.1 J 压力机一个工作循环电机平均功率为： （5-10）式中k为电机安全系数，查表得k1.6；t为工作循环时间，n为滑块行程次数，n=67，为行程利用系数，手动送料时0.6，则t2.1s,为压力机总效率，带拉深垫且为手动送料时为0.56。因此N8.6（kW）。陶瓷切边力 P5= d022.6/5= 19762.6N5.2.2 冲压气缸型号确定冲压气缸采用烟台气动元件厂生产的标准气缸，参看此公司生产的各种型号的结构特点，尺寸参数，结合本设计的实际要求，气缸用CTA型气缸，尺寸系列初选内径为100/63，关于此气缸的资料详情请参看烟台气动元件厂公司主页：/products.asp.1. 在校核尺寸时，只需校核气缸内径=63mm,的气缸的尺寸满足使用要求即可,设计使用压强, 则驱动力： 2测定手腕质量为60kg,设计加速度，则惯性力： 3.考虑活塞等的摩擦力，设定摩擦系数, 总受力 所以标准CTA气缸的尺寸符合实际使用驱动力要求。5.2.3 导向装置在进行伸缩运动时，为了防止绕轴线转动，以保证正确方向，并使活塞杆不受较大的弯曲力矩作用，以增加的刚性，在设计结构时，应该采用导向装置。具体的安装形式应该根据本设计的具体结构和抓取物体重量等因素来确定，同时在结构设计和布局上应该尽量减少运动部件的重量和减少对回转中心的惯量。导向杆目前常采用的装置有单导向杆，双导向杆，四导向杆等，在本设计中才用单导向杆来增加的刚性和导向性。5.2.5 平衡装置在本设计中，为了使的两端能够尽量接近重力矩平衡状态，减少手抓一侧重力矩对性能的影响，故在冲压气缸一侧加装平衡装置，装置内加放砝码，砝码块的质量根据抓取物体的重量和气缸的运行参数视具体情况加以调节，务求使两端尽量接近平衡。气缸运行长度选择为=118mm,气缸内径为=110mm,气缸运行速度，加速度时间=0.1s,压强p=0.5MPa,则驱动力： 1测定质量为80kg,则重力： 2设计加速度，则惯性力： 3.考虑活塞等的摩擦力，设定一摩擦系数， 总受力 所以选择尺寸符合实际使用要求。选择尺寸满足使用要求。15总 结通过本次毕业设计，在理论知识的指导下，结合认识实习和生产实习中所获得的实践经验，在老师和同学的帮助下，认真独立地完成了本次毕业设计。在本次设计的过程中，通过自己实际的操作计算，我对以前所学过的专业知识有了更进一步、更深刻的认识，同时也认识到了自己的不足之处。到此时才深刻体会到，以前所学的专业知识还是有用的，而且都是模具设计与制造最基础、最根本的知识。本次毕业设