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多速度机械式冲压机设计,速度,机械式,冲压机,设计
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开题报告论文题目：多速度机械式冲压机设计学院：专 业 、班级：学生姓名：指导教师（职称）：2016 年 12 月 25 日填一、选题依据1论文（设计）题目多速度机械式冲压机设计2研究领域周转轮系的设计曲柄滑块压力机设计3论文（设计）工作的理论意义和应用价值冲压模具作为模具的重要组成部，由于它操作简单、便于实现机械化及自动化、其制品一般不需要进一步的机械加工、生产效率高、加工精度较好、寿命高，使它已经成为机械制造业中不可或缺的重要加工装备。而与冲压模具相配合使用的便是冲压机。冲压机广泛应用于汽车、航空、电子、家电等工业领域，其中，作为衡量一个国家工业水平的标志之一的汽车工业，被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了锻压技术及装备的发展，锻压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。冲压机可以广泛的用于落料、冲孔、切断、拉伸等冲压工艺，如果可以通过控制变速器或者电机的转速，根据不同的产品来调整不同的加工速度，适用不同的需要，从而提高生产效率。4目前研究的概况和发展趋势21 世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。世界锻压工业的柔性自动化发展不断加快。冲压设备广泛应用于汽车、航空、电子、家电等工业领域，其中，作为衡量一个国家工业水平的标志之一的汽车工业，被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了锻压技术及装备的发展，锻压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。激烈的市场竞争促使汽车更新换代的速度明显加快，产品的市场寿命周期进一步缩短；与此同时，汽车变型品种日益增多，现代汽车工业生产日益呈现生产规模化、车型个性化，车型批量小、车型变化快、多车型共线生产、车身覆盖件大型化一体化的特征。传统的加工单一品种的刚性生产线显然已不适应这种特征和市场形势发展的要求，其升级换代产品具有高柔性和高效率的自动化锻压设备，成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流。近二十年来，世界各国在锻造操作机与锻造液压机联动机组，大型模锻液压机，挤压机等各种液压机方面又有了许多新的发展，自动测量和自动控制的新技术在液压机上得到了广泛的应用，机械化和自动化程度有了很大的提高。目前压力机的发展趋势如下:（1）高速化复合化相结合，提高加工效率。提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。 在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。（2）锻压设备控制系统的发展趋势。锻压产品面临的重要挑战之一，是如何更具柔性，以适应“及时生产”的要求。压力机用户要求设备的所有控制功能集成化，从而实现全套模具的菜单化管理，主要包括滑块行程调整、平衡器气压的调整、气垫行程调整，以及自动化控制系统等各个环节的参数设定。压力机控制系统的集成化，可通过单一操作接口实现所有压机和模具的各项控制功能，包括故障诊断、模具菜单配置、可编程限位开关和模具监控的调整等，并使设备的维修保养更加方便，而且明显增加压力机的有效工作时间。（3）注重环境保护是当今世界性的潮流。许多国外锻压设备愈来愈重视环保问题，如在数控转塔压力机上，工作台普遍采用柔性的尼龙刷支撑代替传统的滚珠支撑，以减少噪声污染；变速压机实现快速下降，慢速冲裁工件，快速回程，使振动和噪声大大降低。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题周转轮系的设计曲柄滑块机构的设计2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）主传动机构的设计(周转轮系)执行机构的设计（曲柄滑块机构）辅助机构的设计（送料、工作台）3.本论文（设计）预期取得的成果（1）一套完整的冲压机的装配图及零件图（2）一份冲压机和轮系的说明书（3）一篇外文文献翻译三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）（1）根据给定的要求设计曲柄滑块机构和周转轮系；设计要求包括;公称压力（ Fg = 2000KN ）、公称压力行程( SP = 6mm )、最大装模高度（ H = 450mm ）、装模高度调整量（ DH = 110mm ）、滑块行程（ S = 180mm ）、滑块行程次数 ( n = 40次/ min ) 、工作台尺寸 ( L * D = 1500 *800mm )、滑块底面尺寸( L1 * D1 = 880 * 650 )、工作台板厚度 ( L = 180mm )、滑块中心至机身距离( c = 430mm )（2）根据经验公式计算压力机的其他零件（曲轴、连杆、滑块）尺寸并校核;曲轴：45 钢锻造，调制处理连杆：连杆盖、连杆、锁紧螺母、调节螺杆（这种结构可以控制装模高度）滑块：灰铸铁铸造，具有外伸导轨的框架滑块体。（3）设计冲压机身。开式冲压机。2.论文（设计）进度计划第 1-4 周，查找文献资料，完成文献综述，编写开题报告；第 5-7 周，完成整体方案的选择，设计冲压机的结构，驱动电机的选择；第 8-11 周，底座部分的结构、冲压部分结构、送料部分的结构、多速度控制部分和齿轮系的结构设计；第 12-14 周，完成装配图、零件图的绘制；第 15 周，完成说明书的编写；第 16 周，打印材料，准备答辩。四、需要阅读的参考文献1 邓明，胡根明，吕琳，刘志芳.精冲压力机的现状及发展趋势J.锻压技术，2016，82孙明飞，单鹏，高迎春.自动变速器常见行星齿轮机构结构组合分析（一）J.辽宁工业大学学报（自然科学版），2012，103重型车液力自动变速器控制系统设计及其试验J.吉林大学学报（工学版），2015，94赵鑫鑫，杨珏，张静，张文明.液力自动变速器换挡过程的反演优化控制J.农业工程学报，2016，15何晓国.曲柄压力机过载保护装置的选型J.安庆师范学院学报（自然科学版），2004，116胡明杰.压机机轴杆件断裂失效分析及预防J.机床与液压，2015，17王晓强，霍颖，陈红康.机械压力机设计中的缺陷与改进J.锻压装备与制造技术，2006，38陆浩.机械式杠杆压力机J.锻压装备，2000，69姚盼盼，王强，张凯，丁忠.1600KN 开式压力机机身机构分析与改进J.锻压装备与制造技术，2015，310周巨涛，李洪伟.机械压力机移动工作台设计J.一重技术，2013，311鲁洁，王秀叶.一种新型机械式曲柄锻造压力机艺J.锻压装备与制造技术，2005，212郭齐庆.HNSAE15147 机械压力机移动工作台工作原理分析J.锻压装备与制造技术，2015，913Chao Chen.Power Flow Analysis of Compound Epicyclic Gear Transmission: Simpson Gear TrainJ.ASME,201114Essam Lauibi Esmail.Meshing Efficiency Analysis of Two Degree-of-Freedom Epicyclic Gear TrainsJ.ASME,201615Madhusudan Raghavan.The Analysis of Planetary Gear trains.ASME,2016附：文献综述或报告压力机作为压力成形装备广泛应用于国民经济的各个领域，是装备制造业的重要组成部分。压力机的性能已经成为衡量一个国家科技水平、国际竞争力和综合国力的重要标志一、压力机主要由主传动机构、执行机构和辅助机构等构成。主传动机构的主要作用是将冲压机所需的能量从电动机传递到执行机构，常见的传动方式有机械传动与液压传动。机械传动主要包括齿轮传动、带传动、涡轮传动。执行机构的主要作用是带动滑块做往复直线运动，完成整个冲压过程，常见的执行机构主要包括曲柄滑块机构。辅助机构是提高压力机工作的可靠性以及工艺性，常见的辅助机构包括模具保护装置、自动送料装置、废料切断装置和位移检测装置等等。二、冲压机械可根据滑块的驱动机构分为曲柄式冲床、无曲柄冲床、肘节式冲床、摩擦式冲床、螺旋式冲床、齿条式冲床、连杆式冲床和凸轮式冲床。在这 8 中滑块驱动机构中，现在使用曲柄式机构和无曲柄式机构较多。其中中小型机械经常使用曲柄式机构，而中大型机械则常使用无曲柄式机构。曲柄式机构与无曲柄的运动曲线完全相同。目前工业因中小型机械占绝对多数，所以使用曲柄式的结构比无曲柄式机构多，然后式肘节式机构。肘节式的特点为，滑块接近于下死点时，速度比较缓慢，增多了下死点附近的时间，适用于引伸加工和冷锻加工；摩擦式冲床是由工人用手控制冲程的长度和作用力的强度，适用于高温锻造、压平工作，和压碎加工类冲击高的场合；螺旋式冲床与齿条式冲床目前市场上很少，也仅限于极小型冲床。连杆式冲床在没有循环的非加工时间中，滑块的速度较快，而在加工时间内十分缓慢，是专门适用深引伸加工和挤压加工的工作环境；至于凸轮式冲床，则是利用凸轮来驱动压料滑块的一种浮动式冲床，而多滑块冲床一般是利用曲柄机构来驱动。三、曲柄压力机过载保护装置的选择:(1)机械式过载保护装置。这里主要指的是压塌块，压塌块的作用是，在压力机过载 时，使连杆相对滑移一段距离，保护压力机的各个零部件，同时接通限位开关，切断电源。压塌块的形式有双剪切面形式的压塌块、单剪切面形式的压塌块，单间切面压塌块一般使用于小型曲柄压力机的过载保护。机械式过载保护装置结构简单、制造方便，成本较低，但是在过载时，不能按照理想设计要求准确的破坏，同时在相同的受载条件下，使压塌块受破坏的力有较大的差异，所以机械式过载保护有着很大的局限性。(2)液压式过载保护装置。液压式过载保护装置的最大特点是当过载消除后，能自动恢复工作状态，维护比较方便。但是液压式过载保护装置的最大缺点是，在工作状态下，高压油泵一致处于运转状态，大大缩短了液压元件的寿命，因此过载保护装置的可靠性受到影响。(3)气液式过载保护装置。它最大特点是：气动液压油泵在压力机正常了其使用寿命和动作的安全可靠性。采用了液压垫活塞与连杆球座组成一体的构造,体积缩小,动作可靠。两个定差减压阀并联连接,当压力机过载时,使液压垫中压力油排入油箱的流量加大;加 快了过载保护的速度,又增加了过载保护的可靠性 ,因为即使一只定差减压阀失灵,另一只定差减压阀仍起过载保护的作用。该装置悬挂在压力机机架内侧,体积较小,安装、调试、维修较简便。该装置自动复位,待排除故障后便可开机正常工作。四、精冲工艺对压力机的要求：（1） 必须同时提供冲裁力、压边力和反压力。精冲是通过精冲模具，在专用压力机或者改装压力机，让板材在三向受力的状态下做纯剪切运动，可以得到垂直度和平整度好、精度高和断面平整度好的精密零件。（2） 冲裁速度能够无极调节。精冲过程中，由于材料的塑性变形和凸凹模与新生材料之间的摩擦会产生大量的热量。因此为了控制精冲过程中的温度，防止过高，一方面可以通过改进润滑条件；另一方面可以通过控制制冲裁的速度，但是控制冲裁速度又会使得生产效率下降。所以要求可以无极调节，既保证热量不会太高，冲件质量较好，生产效率也不会大幅度的下降。（3） 滑块行程速度的变化满足快速开合模、慢速冲裁、快速回程的要求。满足精冲工艺对冲裁速度的要求，保证冲件质量，也提高了生产效率。（4） 滑块有很高的刚度和导向精度。为了保证模具较高的工作寿命和工件成型的质量，滑块与导轨之间的间隙要求小玉 0.005mm,并且有精确的导向。（5） 整机坚固和机架刚性高。在精冲过程中，机架需要承受巨大的工作压力，故对机架的刚性要求特别高。（6） 具有可靠的模具保护装置。在精冲过程中，会产生一批废料，需要及时冲模具清除，防止对模具造成损伤，影响模具寿命。五、压力机根据执行机构的驱动方式不同，分为机械式传动和液压式传动 。不论机械压力机或是液压机，都是通过杆件的旋转或往复运动进行机械能或液压能的传递，同时为执行部件(如液压机滑块)提供运动导向。轴杆件是压力机的重要组成部分和核心功能部件。轴杆件的断裂失效，轻则造成压力机无法使用，影响生产;重则导致压力机损毁甚至酿成安全事故。（1）压力机曲轴支撑。一般设计中，轴与轴承的支撑要考虑发热后轴能自由膨胀。所以设计中要使一边固定，另一边轴承要有伸缩的可能，同样对于曲轴也一样，要考虑压力机长时间工作下温升过高的情况，曲轴可以自由伸缩。（2）曲轴机构应力集中。对于传递较大功率的曲轴来说，承受的在和多属于疲劳交变在和，为了提高曲轴的疲劳强度，减轻不必要的自身重量和减小其旋转惯性力，一般曲轴设计不宜取实心结构，采用中空结构形式。这种结构不但可以使原应力集中区的应力分布均匀，使圆角过渡部分的应力平坦化，同时也有利于热处理工艺所引起残余应力的消除。（3）大齿轮齿圈与轮毂的过盈配合。在过盈配合连接的齿圈
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