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单点开式曲柄式机械剪板机设计【全套含CAD图纸和三维PROE图纸说明书】

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内容简介:
本科毕业设计(论文)开题报告题 目 机械剪板机的设计及分析 学 院 名 称 专业班级学生姓名 学 号 指 导 教 师 填表时间: 年 月 日填表说明1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2.此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期完成,经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式,用A4纸打印。4.参考文献不少于8篇,其中应有适当的外文资料(一般不少于2篇)。5.开题报告作为毕业设计(论文)资料,与毕业设计(论文)一同存档。设计(论文)题目简易机械剪板机的设计及分析设计(论文)类型(划“”)工程设计应用研究开发研究基础研究其它 一、 本课题的研究目的和意义剪板机(英文名称:plate shears;guillotine shear)是用一个刀片相对另一刀片作往复直线运动剪切板材的机器。是借于运动的上刀片和固定的下刀片,采用合理的刀片间隙,对各种厚度的金属板材施加剪切力,使板材按所需要的尺寸断裂分离。剪板机属于锻压机械中的一种,主要作用于金属加工行业。 剪板机剪切后应能保证被剪板料剪切面的直线度和平行度要求,并尽量减少板材扭曲,以获得高质量的工件。剪板机的上刀片固定在刀架上,下刀片固定在工作台上。 工作台上安装有托料球,以便于板料的在上面滑动时不被划伤。 后挡料用于板料定位,位置由电机进行调节。 护栏是安全装置,以防止发生工伤事故。 锻压机械是指在锻压加工中用于成形以及别离的机械设备,1842年,英国工程师史密斯创制第一台蒸汽锤,开创了蒸汽动力锻压机械的年代;1795年,英国的布拉默创造水压机,但直到19世纪中叶才应用于锻造领域;十九世纪末出现了以电为动力的机械剪板机以及空气锤,并取得快速发展;二十世纪初,锻压机械改变了从19世纪开端的向重型以及大型方向发展的趋向,转而向高速、高效、主动、精细、专用、多种类出产等方向发展,甚至出现了每分种行程2000次的剪板机。自60年代以来,剪板机已经有了十分迅速的发展,其每分钟行程次数已经从几百次发展到现在的3000次左右,其吨位也已从十吨发展到上百吨。现在剪板机首要用在电子、仪器仪表、轻工、汽车等职业中进行特大批量的冲压出产。近年来,随着模具技术以及冲压技术的发展,剪板机的使用范围在不断地扩展,数量在不断地增加。估计在不久的将来,剪板机在冲压用剪板机中的份额将会越来越大。二、 本课题的主要研究内容(提纲)通过对剪板机传统系统的学习,熟悉理解剪板机传动系统的工作原理、设计方法。在此基础上,根据具体材料的大小形状及设计要求,进行剪板机传动系统总体结构设计及相应零部件设计。然后对所设计的传动系统进行受力分析及强度校核,确保传动系统各部分的尺寸合理,运作协调、工作可靠。本次课题研究主要包括以下几个方面:1、通过图书馆查阅书籍和有关资料,以及上网查阅剪板机的相关文章,了解剪板机剪板机的概述、应用及发展状况;2、根据所收集资料,完成剪板机传动系统总体方案设计主要内容:设计参数的确定、传动系统方案设计、执行机构方案设计、总体方案的确定;3、根据剪板机传动系统的运作特点进行传动系统设计及执行机构设计,包括电动机的选型计算、传动系统中带传动的设计计算、曲轴的设计计算以及曲轴的强度校核和连杆的设计计算。4、上刀架的三维设计及上刀片的ANSYS分析。5、机械剪板机的技术经济分析 三、 文献综述(国内外研究情况及其发展)(一)剪板机的简介及发展概述随着社会的发展的技术的进步,很多的工业部门、企业都在使用金属板材,都需要对板材进行剪断加工,所以剪板机在现代工业发展中起着不可或缺的重要作用。随着科技的发展,剪板机的功能和精度也得到了很大的提高。剪板机属于直线剪切类机器,能剪切各种尺寸金属板材的直线边缘。在轧钢、汽车行业、电器、仪表仪器行业、船舶、桥梁、压力容器等各个行业中都有广泛应用。剪板机可以根据结构类型分为闸式剪板机和摆式剪板机两类;按传动方式分,可以分为液压传动式剪板机和机械传动剪板机两类。此外,再根据剪板机的传动方式、结构形式及使用性质的不同可以将剪板机分为曲柄剪板机、螺旋剪板机、高速剪板机、高速冲裁剪板机、多工位自动剪板机、冲压剪板机等;按照工艺用途和结构类型可以分为平刃剪板机、斜刃剪板机、多用途剪板机、专用剪板机和数控剪板机。1842年,英国工程师史密斯制造第一台蒸汽锤,开始了蒸汽动力锻压机械的时代;十九世纪末,出现了以电为动力的机械剪板机及空气锤,并获得快速成长。二十世纪初,锻压机械改变了向大型及重型方向发展的趋势,转而向高速、高效、自动、精密、多品种出产等方向发展。 近十多年来,人们对发展先进技术的重要性获得前所未有的共识,冲压成型技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展,其特征是与高新技术结合,在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与文化交叉融合,推动了先进冲压成型技术的形成和发展。冷冲压生产的机械化和自动化,为了满足大量生产的需要,冲压设备已由单工位低速剪板机发展到多工位高速剪板机。一般中小型冷冲件,即可在多工位剪板机上生产,也可以在高速剪板机上采用多工位级进模加工,使冷冲压生产达到高度自动化。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、车型个性化和覆盖性大型一体化。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。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、高效率的高速剪板机的发展。目前日本已成为高速剪板机技术的领军,同时我国也快速发展高速剪板机技术,并取得了重大成果。某些高速剪板机广泛应用在电子和微电子行业,全面提高了行业技术装备水平,替代了大量的进口机床。(2) 剪板机的工作原理及主要性能剪板机主要根据工艺需要对板材进行剪切下料,对板材进行切割时,要符合剪切工艺的要求(直线性和平行度),并尽量减少板材扭曲变形对产品造成的影响。合理选择压料里、刀刃口的间隙、剪切角和刀片间隙等参数以及提高精度的方法,就可以提高剪切质量。剪板机的剪切是借助于运动的上刀片和固定的下刀片,采用合理的刀片间隙,对各种厚度的金属板材施加剪切力,使板材按所需的尺寸断裂分离的机械设备。剪板机是属于直线剪切机类型。主要性能包括以下几个方面:1、 机器为全钢焊接机构,机器强度高、刚性好。2、数控系统功能,全中文显示,便于操作。3、后挡料装置为机动块调整,具有单向和双向定位功能,能有效消除丝杠间隙。4、具有退让选料功能,避免挡料装置与工件的干涉,减少磨损,提高定位精度。5、采用先进的集成式液压系统,可靠性好。6、机械剪板机通过杠杆作用,支点受力小,可提高剪切刃寿命、机器寿命,整机结构紧凑,并能无极调节上刀架的行程量,大大提高工作效率。(三)国内剪板机的发展情况发展数控技术,进而发展数控锻压机械是提高锻压生产技术水平的关键。近几年来,数控技术广泛应用于锻压机械的各个领域,国内的数控剪板机也有了一定的发展。从1986年第一台数控折弯机由天水锻压机床厂研制成功以来,国内在数控折弯、数控剪切技术发展较为有代表性的单位有济南铸造锻压机械研究所、黄石锻压机床厂和上海冲剪机床厂。黄石锻压机床厂和济南铸造锻压机械研究所联合先后完成了W67K-100/3000和W67K-100/3100S型数控三点板料折弯机。上海机床厂更是异军突起,从1986年以来先后开发成功具有现代水平的QC12K与WC67K两大系列的数控剪板机、折弯机和具有当代水平的高精度数控三点式折弯机,并正在研制直角剪板机。另外,我国最近又研制成功了WC67K-DNC系列三种数控板料折弯机。(4) 国外剪板机现状及发展状况概述国外锻压技术发展更是迅猛异常,并越来越倾向于CNC、DNC和柔性自动化。随着锻压技术的发展和满足单件小批量生产,只要用户需要,即能提供多功能的各种数控锻压机械及附属装置。CNC在国外相当普遍,如瑞典Pull-max公司的Ursviken分部每年生产的折弯机超过九成产品装有CNC。美国的Pacific Press & Shear 公司的CNC三点折弯机,在工作折弯精度和机器操作方面都另具特色,在多层次金属板料折弯过程中,工件精度几乎不受长度的影响,由于建立了下模凹槽深度和工件折弯角间的函数关系数据库,因而这些参数应用到数控指令上,可使得冷加工工艺程序控制化或纳入柔性生产线上。(五)对国内外的情况进行分析,可知剪板机的发展会有以下趋势:1、 用微机控制的剪板机和数控型剪板机会迅速发展;2、 剪板机用于许多金属加工和薄板开料操作,所以剪板机结构设计多样化灵敏度高;3、 由于所需产品的多样性要求提高剪板机剪切能力;4、 在满足剪板机多样性及剪切能力的前提下,提高剪板机操作的安全性。三、 拟解决的关键问题 合理的传动方案既要满足设计的剪板机的性能要求,还要能适应工作条件,工作可靠,另外剪板机传动装置结构也要尽量简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、经济实用、传动效率高。要想达到较为完美的效果,就需要解决以下几个关键的问题。1、根据基本技术参数,确定剪板机传动系统整体方案;2、电动机的选型、带传动的设计计算;3、曲轴的设计计算及强度校核、连杆的设计和上刀架的设计;4、对上刀架的受力分析;5、剪板机的技术经济分析。四、研究思路和方法 首先利用图书馆或者互联网收集充足的资料,让自己去充分认识并了解剪板机传动系统的主要工作原理、传动类型及结构组成;然后根据本次毕业设计的具体要求和剪板机工作原理,拟定出一个较为合适的传动方案;然后进行各个部分传动系统类型的选择及设计计算,然后对设计的结果进行校核;确定关键部件结构,对关键部件进行三维设计,以下是本次设计拟定的主要内容:1、 查阅国内外文献资料;2、 确定总体方案;3、 电动机的选型;4、 传动机构设计;5、 执行机构设计;6、 关键部件结构设计;7、 CAD出图;8、 撰写论文。四、 本课题的进度安排第1-2周:安排毕业实习,确定毕业设计题目,查找相关文献;第3-4周:写开题报告并进行毕业设计相关文献的翻译;第5周:进行毕业设计方案设计;第6-8周:进行毕业设计详细的结构设计与计算;第9-12周:进行毕业设计的三维造型设计并绘制二维图纸;第13-14周:有限元分析;第15周:打印图纸,整理论文;第16周:进行毕业设计答辩。五、 参考文献1 刘灏主编机械设计手册S北京:机械工业出版社,20022 朱龙根主编简明机械零件设计手册S北京:机械工业出版社,20043 吴宗泽主编机械设计课程设计手册S北京:高等教育出版社,19924 林石著剪切机设计计算方法(一)(二)J机械工业出版社,20035 机床设计手册(3)S北京:机械工业出版社,19866 邹慧君机械运动方案设计手册S北京:高级教育出版社,19957 洪德纯,于志宏,祝悦红著国外锯切机的新进展J吉林:吉林林学院,19948 庞庆海主编剪板机机械设备M北京:化学工业出版社,20059 哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学第七版M北京:高等教育出版社,200910 成大先主编机械设计手册5版北京:化学工业出版社,200811 濮良贵,陈国定机械设计9版M北京:高等教育出版社,201312 祝益人主编冲床送料机构的小改革J机械工人冷加工,19831
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