冲压机构及传动系统设计
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曲轴.dwg
滑块.dwg
轴.dwg
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连杆.dwg
目录
1 引言 1
1.1 冲压机床 1
1.2 冲压机床主传动的分类 2
1.3 冲床设备安全防护 2
1.4 冲压机床在国内外的发展现状 3
1.5 论文主要研究内容及手段 4
2 曲柄压力机 5
2.1 曲柄压力机的结构 5
2.2 曲柄压力机传动系统结构形式 5
2.3 曲柄压力机传动系统的布置方式 6
2.4 曲柄压力机传动级数及速比的分配 6
2.5 本课题传动系统选型 7
3 传动系统设计 10
3.1 主要设计参数 10
3.2 曲轴的确定 10
3.3 齿轮的计算 15
3.4 连杆及滑块的计算 17
4 伺服电机选型 22
4.1 伺服电机直接驱动可行性分析 22
4.2 电机选型分析 23
5 传动系统三维造型设计 29
5.1 三维造型软件的概述 29
5.2 各组成部分三维模型设计 29
5.3 装配图的设计 31
结束语 32
致谢 33
参考文献 34
毕业设计说明书（论文）中文摘要
冲压成形目前在汽车、家电、电子等行业得到了广泛的应用，并且适用于大型零件或小批量生产。作为其组要成形机构，冲压机床在各个领域中起到越来越重要的作用。
本文主要介绍了冲压机床的基本概念，原理，以及在国内外的发展现状。然后具体阐述了曲柄压力机的组成和传动系统的构成。根据课题的要求，对冲压机床的传动系统进行了方案设计和选型。最后文章分别对曲柄连杆机构，齿轮部分，滑块部分及伺服电机的选用等进行了详细的计算与校核，并给出了传动系统各部分的三维造型的设计和总装配图。
关键词 冲压机床 冲床设计 传动系统 伺服电机
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title The Design of The Stamping and Transmission System
Abstract
Punch forming has been widely used in the automotive, appliance, electronics and other industries areas. It is very fit for large parts or small batch production. As the mainly part of the punch forming , Punch machine play an increasing important role in various fields.
This paper mainly introduces the basic concepts of punching machine, principle, as well as the development of the punching machine at home and abroad. And detail the composition of the crank presses and transmission components are described in detail.The design and selection of the transmission is proceeded in this paper in according to the requirement of the subject. The detailed calculation and checking about of the crank-connecting rod mechanism, respectively, gear parts, slider parts and the use of servo motors are described individually. At last, the 3D modeling of the transmission system and the generally assemble are given in this paper.
Keywords Punching Machine Punch design Transmission System Servo motor
1 引言
1.1 冲压机床
冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，以获得一定形状和尺寸大小制品的一种少无切削加工工艺。这种加工方法通常在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故又称为冷冲压。
冲床是制造工业广泛采用的冲压设备，是生产薄壁零件或一些冲压零件的主体设备[1]。
1.1.1 冲压机床的结构
(1)冲压机构组成
冲压机构由机床本体、传动系统、动力源、控制系统等组成。其中传动系统又由伺服电机、减速机、齿轮传动、曲轴传动、连杆。伺服电机是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置,其作用是可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件[2-4]。.
(2)送料机构的组成及特点
送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构与摇杆滑块机构串联而成，设计时，应先确定摇杆滑块机构的尺寸，然后再设计凸轮机构。送料机构要求作间歇送进，比较简单。
1.1.2 冲压机构工作原理
冲压机构及其相配合的送料机构.上模先以比较大的速度接近坯料,然后以近似匀速进行拉延成形工作,以后,上模继续下行将成品快速推出型腔,最后快速返回.上模退出下模以后,送料机构从侧面将坯料送至待加工位置,完成一个工作循环[4]。
1.1.3 工艺过程
(1)利用成形板料自动输送机构或机械手自动上料，上料到位后，输送机构迅速返回原位，停歇等待下一循环。
(2)冲头往下作直线运动，对坯料冲压成形。
(3)冲头（上模）继续下行将成品推出型腔，进行脱模，最后快速直线返回。
(4)将成形脱模后的薄壁零件在输送带上送出。
(5)上模退出下模后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。
结束语
毕业设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
回顾这次毕业设计，从选题到定稿，从理论到实践，在这段毕业设计期间里，可以说得是苦多于甜。通过本次毕业设计，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
对我来说，收获最大的是方法和能力——那些分析和解决问题的方法与能力。在整个设计过程中，我发现我们这些学生最最缺少的是经验，没有感性的认识，空有理论知识，有些东西很可能与实际脱节。此次设计需要我们将学过的相关知识都系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进。通过这次毕业设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的——只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重。在设计的过程中也发现了自己的不足之处：对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如伺服电机选用的确定、曲轴连杆机构怎么计算、齿轮部分的具体应该怎么设计等等。通过这次毕业设计之后，又把以前所学过的知识重新温故。
这次毕业设计使我受益匪浅，为我今后的学习和工作打下了一个坚实而良好的基础。在此衷心感谢各位老师的帮助和指导。
致 谢
经过近四个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个大学生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周的地方，如果没有指导老师的督促指导，以及一起工作学习的同学、朋友们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。
但是每周都不辞辛苦抽出时间由南京过来到这里亲自指导和检查督促我们做毕业设计，龚光荣老师平日也是工作繁忙，但是在我做毕业设计的每个阶段，从开题报告到查阅资料，从设计草案的确定、修改，到中期检查，再到后期详细设计，装备草图等等整个过程中两位老师都给予我悉心的指导。除了敬佩老师的专业水平以外，龚教授治学严谨的态度，曹老师科学研究的精神是永远值得我学习的榜样，并会一直积极影响我今后的工作和学习。
其次我要感谢我的父母和与我一起做毕业设计的同学们。父母给了我强大的精神动力，同学们在本次设计中勤奋工作克服许多困难来完成此次设计，并分担了许多工作。如果没有他们的支持和努力，此次设计的过程将变得非常困难。
我还要感谢的是学校图书馆的开放，让我们有足够的资料可以参考，查阅。还要感谢四年以来所有的老师，为我打下了机械专业知识的基础；同时感谢所有的同学们，正因为有了你们的支持，本次毕业设计才会顺利完成。
通过毕业设计，使我对机械材料成形设备这门课程进一步加深了理解。对于各方面知识之间的相互联系有了实际的体会。同时也深深感到自己初步掌握的知识与实际需要还有相当的距离，还需进一步的学习和实践。本设计由于时间紧和对知识掌握的程度有限，在设计上不很周详，许多应该考虑的因素可能没有体现出来。在设计过程中，我得到了老师的精心指导和各方面的帮助，才得以顺利进行，在这里再次表达我的谢意。最后感谢学院四年来对我的栽培！
参 考 文 献
[1] 孙桓、陈作摸主编， 机械原理（第六版），北京：高等教育出版社.
[2] 郑建荣主编，ADAMS-虚拟样机技术入门与提高，北京：机械工业出版社.
[3] 张春林、曲继方、张美麟编著,机械创新设计,北京:机械工业出版社, 1999年4月.
[4] 符炜主编,机械创新设计构思方法,湖南:湖南科学技术出版社,2006年1月.
[5] 申永盛．机械原理教程[M]．北京：清华大学出版社，2005.
[6] 吴宗泽,罗圣国主编.机械设计课程设计手册[M] ，北京： 高等教育出版社，2006.
[7] 孙桓．机械原理[M]．北京：高等教育出版社，1998.
[8] 徐灏.机械设计手册[M],北京：机械工业出版社，2000.
[9] 王群.UG零件设计实例与技巧[M] 北京：国防工业出版社，2005.
[10] 肖景荣，姜奎华.冲压工艺学[M]，北京：机械工业出版社，1990.
[11] 王同海. 实用冲压设计手册[M],北京：机械工业出版社，1995.
[12] 李硕本.冲压工艺理论与新技术[M]，北京：机械工业出版社，2002.
[13] 刘振堂.国外数控冲床的现状和发展趋势[J].锻压机械，2002，1:7-9.
[14] 张宏超.金属板材加工设备发展新动向[J].锻压技术，2004，4：2-4.
[15] 王卫卫，材料成形设备，北京：机械工业出版社，2008.
[16] 符朝兴，焦洪宇.Pro/ENGINEER Wildfire 3.0三维机械设计.北京：机械工业出 版社，2008.
[17] Shivpuri R. S.Yossifon. A servo motor driven multi-action press for sheet metal forming[J]. International Journal of Machinery Tool Manufacture, 1991, 31: 345-359.
[18] R.Shivpuri S.Yossifon. optimization of a double knuckle linkage drive with constant mechanical advantage for mechanical press[J]. International Journal of Machinery Tool Manufacture, 1993, 2: 193-208.
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