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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) JE25 110開式雙點(diǎn)壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) TRANSIMISSION SYSTEM DESIGN OF JE25 110 OPEN TYPE TWO POINT PRESS 摘要 本設(shè)計(jì)介紹了機(jī)械壓力機(jī)的歷史及我國沖壓機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀 對機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì) 方法進(jìn)行一定的介紹 本設(shè)計(jì)主要對 JE25 110 開式雙點(diǎn)曲柄壓力機(jī)的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì) 開式曲柄壓力機(jī)主要包括主傳動(dòng)裝置 操縱系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 輔助機(jī)構(gòu)和床身五部 分 其工作原理為 以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu) 滑塊是強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的 傳動(dòng)系統(tǒng)為一 級 兩級或三級等傳動(dòng) 一級傳動(dòng)由電機(jī)通過一級帶傳動(dòng) 帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn) 兩級或三級 等傳動(dòng)由電機(jī)通過一級帶傳動(dòng) 帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn) 然后通過齒輪傳動(dòng) 再帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn) 通過連桿機(jī)構(gòu)把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 本設(shè)計(jì)主要是傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 其中包括傳動(dòng)形式的設(shè)計(jì)和傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì) 本設(shè) 計(jì)使用三相異步電動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)為二級傳動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給主 傳動(dòng)軸 主傳動(dòng)軸通過齒輪傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給曲軸 兩根曲軸通過兩個(gè)相同的齒輪進(jìn)行 聯(lián)動(dòng) 從而帶動(dòng)滑塊在豎直方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)部件零件設(shè)計(jì)主要包括 電動(dòng)機(jī)的選 擇 飛輪尺寸的設(shè)計(jì)和校核 齒輪主要參數(shù)的設(shè)計(jì)及齒輪強(qiáng)度的校核 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的 設(shè)計(jì)等 關(guān)鍵詞 壓力機(jī) 傳動(dòng) 曲柄滑塊 校核 I 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 II 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 目 錄 1 緒論 1 1 1 引言 1 1 2 開式曲柄壓力機(jī) 5 1 2 1 開式曲柄壓力機(jī)工作原理 6 1 2 2 開式曲柄壓力機(jī)組成 7 1 2 3 提高開式曲柄壓力機(jī)的精度 8 1 3 曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 9 2 壓力機(jī)總體設(shè)計(jì) 10 2 1 機(jī)身設(shè)計(jì) 10 2 2 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10 2 3 滑塊設(shè)計(jì) 10 2 4 油氣路設(shè)計(jì) 10 2 5 壓力機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù) 11 3 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 12 3 1 傳動(dòng)總體設(shè)計(jì) 12 3 1 1 傳動(dòng)總體設(shè)計(jì)的方法 12 3 1 2 本設(shè)計(jì)思路 13 3 1 3 傳動(dòng)零件計(jì)算特點(diǎn) 14 3 1 4 裝配間隙要求 16 3 2 電動(dòng)機(jī)的選擇和飛輪的設(shè)計(jì) 17 3 2 1 壓力機(jī)功能的計(jì)算 17 3 2 2 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 18 3 2 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 19 3 3 飛輪的設(shè)計(jì) 19 3 3 1 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 20 3 3 2 飛輪尺寸設(shè)計(jì) 21 3 3 3 飛輪起動(dòng)時(shí)間核算 23 3 4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 24 3 4 1 帶傳動(dòng)形式 24 3 4 2 傳送帶的設(shè)計(jì) 26 3 4 3 帶輪的設(shè)計(jì) 28 3 5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 28 3 5 1 齒輪基本參數(shù)設(shè)計(jì) 28 I 3 5 2 齒輪強(qiáng)度校核 30 3 6 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32 3 6 1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 32 3 6 2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)受力分析 34 3 6 3 曲軸基本參數(shù)設(shè)計(jì) 36 3 6 4 曲軸強(qiáng)度校核 37 結(jié)論 39 致謝 40 參考文獻(xiàn) 41 附錄 42 附錄 1 42 附錄 2 47 0 1 緒論 1 1 引言 鍛壓生產(chǎn)在國防工業(yè)和民用工業(yè)小占有極其重要的地位 采用鍛壓工藝生產(chǎn)零件具 有很多特點(diǎn) 塑性成形肘 移動(dòng)材料單位體積的速度比切削加工快 生產(chǎn)效率高 不僅 能改善材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和缺陷 而反還能充分利用纖維組織的方向性 尤其是稍密鍛壓 后不加工的零件 沒有外露的端向晶粒 可大大提高零件的機(jī)械性能 零件重量輕 材 料利用率高 精密鍛壓顯得更為突出 這在航天和航空工業(yè)中具有及其重要的意義 因 此 鍛壓加工的零件數(shù)量在各行各業(yè)中所占比重很大 航空工業(yè)中占 85 汽車工業(yè)中占 80 電器 儀表工業(yè)中占 90 農(nóng)機(jī) 拖拉機(jī)工業(yè)中占 70 鍛壓機(jī)械是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機(jī)械設(shè)備 1842 年 英國工程師史密 斯創(chuàng)制第一臺(tái)蒸汽錘 開始了蒸汽動(dòng)力鍛壓機(jī)械的時(shí)代 1795 年 英國的布拉默發(fā)明水 壓機(jī) 但直到 19 世紀(jì)中葉 由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造 隨著電動(dòng)機(jī)的發(fā)明 十九 世紀(jì)末出現(xiàn)了以電為動(dòng)力的機(jī)械壓力機(jī)和空氣錘 并獲得迅速發(fā)展 二十世紀(jì)初 鍛壓 機(jī)械改變了從 19 世紀(jì)開始的向重型和大型方向發(fā)展的趨勢 轉(zhuǎn)而向高速 高效 自動(dòng) 精密 專用 多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展 壓力機(jī)少切削 無切削 節(jié)約原材料 提高勞動(dòng) 效率 增加經(jīng)濟(jì)效益 因而被廣泛采用 鍛壓機(jī)械的比例越來越大 它是衡量一個(gè)國家 機(jī)械工業(yè)先進(jìn)程度的重要標(biāo)志 在汽車 航空航天 電子和家用電器領(lǐng)域 需要大量的金屬板殼零件 特別是汽車 行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)模化 車型個(gè)性化和覆蓋件大型一體化 進(jìn)入 21 世紀(jì) 我國汽車制造業(yè) 飛速發(fā)展 面對這一形勢 我國的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長足的進(jìn)步 1 我國當(dāng)前沖壓設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀 1 重型機(jī)械壓力機(jī)及其覆蓋件生產(chǎn)線 大型多工位壓力機(jī) 汽車覆蓋件是標(biāo)志汽車質(zhì)量的最重要鈑金零件 是大型沖壓件的典型件 其生產(chǎn)目前主 要有兩種方法 一是由多臺(tái)大重型機(jī)械壓力機(jī)配以自動(dòng)化機(jī)械手 組成自動(dòng)化柔性沖壓 生產(chǎn)線 二是應(yīng)用大型多工位壓力機(jī)生產(chǎn) a 單機(jī)連線自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線 為滿足自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線的需要 國內(nèi)知名壓力機(jī) 生產(chǎn)企業(yè)在 20 世紀(jì)末期 就大力進(jìn)行了高性能單機(jī)連線壓力機(jī)的研制生產(chǎn) 其中以濟(jì)南 二機(jī)床集團(tuán)公司 上海鍛壓機(jī)床廠 齊齊哈爾第二機(jī)床廠等為代表 先后研制了 J47 1250 2000 型閉式四點(diǎn)雙動(dòng)拉深壓力機(jī) S3P 630 型閉式四點(diǎn)壓力機(jī) PE4 HH 600 2TS 四點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī) PD4 HH 800 600 2TS 四點(diǎn)雙動(dòng)壓力機(jī) 30000kN 閉式雙點(diǎn) 汽車大梁壓力機(jī) 成系列多連桿傳動(dòng)單動(dòng)壓力機(jī)及其他規(guī)格的大型雙動(dòng)拉深壓力機(jī) 由 它們組成的自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線具有大噸位 大行程 大臺(tái)面 以及大噸位氣墊 機(jī)械手 自動(dòng)上下料系統(tǒng) 全自動(dòng)換模系統(tǒng)和功能完善的觸摸屏監(jiān)控系統(tǒng) 生產(chǎn)速度快 精度高 這些單機(jī)連線已先后裝備了第一汽車制造廠 重慶長安汽車廠等汽車制造業(yè)的多條大型 1 自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線 并正在向更多的汽車廠和國外公司擴(kuò)展 2006 年 8 月 濟(jì)南二機(jī)床 公司向泰國薩密特公司提供了一條 32000kN 大型沖壓生產(chǎn)線 充分滿足了汽車快速 高 精度及高效的生產(chǎn)要求 這類生產(chǎn)線的典型配置和用途 開式單點(diǎn)壓力機(jī)加裝輥輪送料機(jī) 或氣動(dòng)送料機(jī) 成線 可作單 多 工序連續(xù)沖壓 操作性良好 開式雙點(diǎn)壓力機(jī)加裝多工位送料裝置 開卷裝置和校平裝置 組成多工位連續(xù)沖壓生產(chǎn)線 由于占地少 工序間搬運(yùn)小 所以 正日益被沖壓生產(chǎn)看好 高速壓力機(jī)加裝凸輪分割型送料機(jī) 開卷校平裝置成線 沖制 專用零件 如電動(dòng)機(jī)硅鋼片等 b 大型多工位壓力機(jī) 在覆蓋件沖壓領(lǐng)域 大型多工位壓力機(jī)是最先進(jìn) 最高效的沖壓設(shè)備 是高自動(dòng)化 高柔性化的典型代表 通常由拆垛機(jī) 大型壓力機(jī) 三坐標(biāo)工件傳送系統(tǒng)和碼垛工位等 組成 生產(chǎn)節(jié)拍可達(dá) 16 25 次 min 是手工送料流水線的 4 5 倍 是單機(jī)連線自動(dòng)化 生產(chǎn)線的 2 3 倍 是當(dāng)今世界汽車制造業(yè)應(yīng)首選的最先進(jìn)的沖壓設(shè)備 目前世界上已 能生產(chǎn) 95000kN 的大型多工位壓力機(jī) 這類機(jī)床過去惟工業(yè)發(fā)達(dá)國家獨(dú)有 20 世紀(jì)末到 21 世紀(jì)初我國也已開發(fā)研制 并取 得成功 濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)公司于 1999 年與德國萬加頓公司合作制造了兩臺(tái) 20000kN 大型 機(jī)械多工位壓力機(jī) 2005 年初又與世界最大的汽車零部件供應(yīng)商 美國德納 DANA 公司 簽訂了供貨合同 為其提供一臺(tái) 50000kN 重型多工位壓力機(jī) 該機(jī)采用電控同步 電子 伺服三坐標(biāo)送料 多連桿 全自動(dòng)換模 模具保護(hù)及現(xiàn)場總線控制等多項(xiàng)國際先進(jìn)技術(shù) 具有遠(yuǎn)程診斷 遠(yuǎn)程控制和網(wǎng)絡(luò)通信等多種自動(dòng)化功能 適用于汽車制造中薄板件的拉 深 彎曲 沖裁和成形等冷沖壓工藝 是我國迄今為止出口的噸位最大 技術(shù)含量最高 自動(dòng)化程度最高的沖壓成套設(shè)備 濟(jì)南二機(jī)床公司因強(qiáng)大的研發(fā)制造能力和良好的市場 業(yè)績 被國外用戶譽(yù)為 世界五大數(shù)控裝備制造商之一 迄今為止 這類多工位壓力機(jī) 在國內(nèi)汽車業(yè)尚未廣泛使用 但市場前景十分看好 2 數(shù)控板沖 剪 折機(jī)床及柔性加工生產(chǎn)線 我國的數(shù)控沖 剪 折 機(jī)床始于 1982 年 經(jīng)過 20 多年的發(fā)展 已經(jīng)到 4 軸控制 輔助功能增多 模位數(shù)增大并帶兩個(gè)自轉(zhuǎn)模位 并進(jìn)一步發(fā)展為液壓驅(qū)動(dòng) 4 5 軸控制 現(xiàn)在又已出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)式數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床 生產(chǎn)企業(yè)由最早的濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所發(fā)展到 多家公司 頗有實(shí)力的有濟(jì)南捷邁數(shù)控工程公司 齊齊哈爾二機(jī)床集團(tuán)公司 江蘇亞威 公司 江蘇揚(yáng)力集團(tuán)公司 湖北三環(huán)集團(tuán)公司和江蘇金方圓公司等 a 數(shù)控沖床 目前 許多用戶都趨向使用數(shù)控復(fù)合沖剪機(jī) 可組成數(shù)控沖剪復(fù)合柔性加工線 但 數(shù)控沖床單機(jī)的市場仍舊很大 數(shù)控沖床的先進(jìn)特點(diǎn)有 采用高性能伺服液壓驅(qū)動(dòng)的專 用液壓系統(tǒng) 步?jīng)_次數(shù)高 步距 0 5mm 時(shí) 頻率 600 1000 次 min 沖壓穩(wěn)定性好 采 用智能夾鉗減小沖裁死區(qū) 采用毛刷型工作臺(tái)確保板材表面質(zhì)量 工作臺(tái)移動(dòng)速度高 軸 2 向 80m min 合成 120m min 設(shè)有 2 4 個(gè)自動(dòng)分度工位 大直徑模設(shè)置其上 減小轉(zhuǎn)塔 換模慣性 采用開放式數(shù)控系統(tǒng) 用戶界面友好 可擴(kuò)展性高 并配有高效自動(dòng)編程軟 件 主要用于帶多種尺寸規(guī)格孔型的板沖件加工 在大型電氣控制柜加工行業(yè)有著廣泛 的市場 也可用于其他大批量板沖件的加工 b 數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)及柔性加工線 數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)是由數(shù)控沖和數(shù)控角剪集合而成 板料的沖孔 成形和剪切可在其 上一次完成 最適合后序有彎折工序的板件加工 多工序共用一套數(shù)控系統(tǒng) 液壓系統(tǒng) 和送料機(jī)械手 與數(shù)控沖和角剪機(jī)單機(jī)連線比較 不僅可以降低設(shè)備投資 節(jié)省占地面 積 減少故障率 而且還可以作為主機(jī)組成沖剪復(fù)合柔性加工線 國產(chǎn)的先進(jìn)數(shù)控沖剪復(fù)合柔性加工線有 濟(jì)南捷邁數(shù)控公司制造的 CI 型柔性加工線 它由 PS31250 型數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī) 板材立體倉庫 吸盤式送料機(jī) 碼垛分選裝置及控制 系統(tǒng)組成 復(fù)合機(jī)公稱力 沖 剪 300 280kN 加工板材尺寸 1250mm 5000mm 機(jī)器 5 軸 控制 整線生產(chǎn)率 鋼板 8 張 h 江蘇金方圓公司制造的 APSS 型柔性加工線 由一臺(tái)沖 剪復(fù)合機(jī) 定位臺(tái)和自動(dòng)上料機(jī)械手組成 公稱力 300kN 加工板材尺寸 1250mm 2500mm 上述兩線均達(dá)到國際先進(jìn)水平 c 數(shù)控折彎機(jī) 數(shù)控板料折彎機(jī)普遍選用 BOSCH HOERBIGER 等公司的數(shù)字閉路液壓系統(tǒng)和 DELEM CYBELEC 等公司的專用數(shù)控系統(tǒng) 成熟的工藝軟件 自動(dòng)編程功能及彩屏顯示 可實(shí)現(xiàn)多種折彎工件的工藝存儲(chǔ)及輪番生產(chǎn) 采用動(dòng)態(tài)壓力補(bǔ)償系統(tǒng) 側(cè)梁變形補(bǔ)償系 統(tǒng) 厚度及反彈在線檢測及修正系統(tǒng) 溫度補(bǔ)償系統(tǒng) 提高了工作臺(tái)與滑塊的相對位置 的精確性 采用數(shù)控軸數(shù) 4 6 8 軸后定位機(jī)構(gòu) 保證了板料的精確送進(jìn) 滑塊的空程 速度為 100mm s 工作速度為 10mm s 重復(fù)定位精度 0 01mm 左右 可加工各種帶有多規(guī)格彎曲角度的復(fù)雜盒形零件 國內(nèi)有代表性的產(chǎn)品 湖北三環(huán) 的 PPH35 13 型 350kN 數(shù)控板料折彎機(jī) 江蘇揚(yáng)力的 EB3512 型數(shù)控板料折彎機(jī) 上海沖 剪機(jī)床廠的 ME50 2550 型機(jī)械電子伺服數(shù)控板料折彎機(jī) 江蘇金方圓的 PR6C225 3100 型 2250kN 數(shù)控板料折彎機(jī)和天水鍛壓機(jī)床廠的 2000 30000kN 大型數(shù)控板料折彎機(jī)等 d 數(shù)控框架 板料沖壓液壓機(jī) 在常規(guī)結(jié)構(gòu)液壓機(jī)的基礎(chǔ)上 匯聚了觸摸 調(diào)控 彩色顯示屏 二通邏輯插裝閥 可 編程序控制器 高靈敏度壓力傳感器 微米級磁柵尺和無級調(diào)控比例控制閥等多項(xiàng)先進(jìn) 技術(shù) 機(jī)器設(shè)有調(diào)整 無壓力下行與半自動(dòng)工作方式 還配有自驅(qū)動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái) 液壓 大打料缸 電液連鎖雙安全栓 溫控液壓油冷卻系統(tǒng) 程控 16 點(diǎn)導(dǎo)軌潤滑系統(tǒng) 雙側(cè)緩 沖液壓缸和電動(dòng)同步螺桿調(diào)程機(jī)構(gòu) 機(jī)器滑塊不僅能實(shí)施壓力成形及沖裁工藝的定壓定 程 而且液壓墊可在拉深工藝的行程內(nèi)設(shè)置分段調(diào)壓 機(jī)器具有薄板沖裁落料 彎曲翻 邊及拉深成形等多種功能 這類機(jī)器的代表有合肥鍛壓機(jī)床公司的 RZU500HD 框架式快 速薄板深拉深液壓機(jī)及徐州壓力機(jī)股份公司的 20MN 彩屏框架式液壓機(jī) 3 3 無模多點(diǎn) 成形壓力機(jī) 多點(diǎn)成形是將柔性成形技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體的先進(jìn)技術(shù) 它利用多點(diǎn)成形 裝備的柔性與數(shù)字化制造特點(diǎn) 無需換模就可完成板材不同曲面的成形 從而實(shí)現(xiàn)無模 快速和低成本生產(chǎn) 該工藝目前已在高速列車流線型車頭制作 船舶外板成形 建筑物 內(nèi)外飾板成形及醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用 多點(diǎn)成形壓力機(jī)按沖頭基本體調(diào)形分有 逐點(diǎn)調(diào)形式和快速調(diào)形式 按機(jī)架形式分有開式 三梁四柱式和框架式 按加工板材有 厚板和薄板之分 目前 有代表性的產(chǎn)品主要是吉林大學(xué)輥鍛研究所開發(fā)的 2000kN 逐點(diǎn) 調(diào)形式多點(diǎn)成形壓力機(jī) 200kN 快速調(diào)形式多點(diǎn)成形壓力機(jī)及 YAM 系列薄板用多點(diǎn)成形 壓力機(jī) a 高速壓力機(jī) 隨著電子工業(yè)的發(fā)展 小型電子零件的需求日趨高漲 促進(jìn)了高精度 高效率的高 速壓力機(jī)的發(fā)展 目前日本已成為高速壓力機(jī)技術(shù)的領(lǐng)軍 在 100kN 壓力 8mm 沖程下 滑塊速度可達(dá) 4000 次 min 我國金豐 江蘇揚(yáng)鍛 高將精機(jī) 江蘇揚(yáng)力 徐鍛和西安通 力等公司都有高速壓力機(jī)產(chǎn)品 2004 年已開發(fā)出了速度達(dá) 1200 次 min 的 SH 系列 SH 25 開式高速精密壓力機(jī) 其他還有 VH 開式 JF75G 閉式系列高速壓力機(jī) 這些壓力機(jī)廣泛 應(yīng)用于電子和微電子行業(yè) 全面提高了行業(yè)技術(shù)裝備水平 替代了大量的進(jìn)口機(jī)床 b 數(shù)控激光切割機(jī) 激光切割加工的成本主要有 氣體 電力損耗和設(shè)備折舊維修費(fèi) 它不需要模具 適 合小批量 復(fù)雜零件生產(chǎn)中替代沖壓加工 其運(yùn)轉(zhuǎn)成本低于數(shù)控沖床 當(dāng)今的數(shù)控激光 切割機(jī)普遍采用全飛行光路技術(shù) 動(dòng)態(tài)加速性能優(yōu)良 高性能數(shù)控系統(tǒng)和內(nèi)置激光切割 專用工藝軟件 機(jī)床自動(dòng)處于最佳運(yùn)行狀態(tài) 封閉式防護(hù)艙防止輻射泄漏 機(jī)床安全性 強(qiáng) 造型宜人化 用戶界面人性化 體現(xiàn)了以人為本 機(jī)床采用網(wǎng)絡(luò)連接控制技術(shù) 國 內(nèi)有代表性的生產(chǎn)企業(yè)是濟(jì)南捷邁數(shù)控公司 除上述多種多類的高端板材沖壓加工設(shè)備 外 目前 在各工業(yè)領(lǐng)域較大量使用的普通沖壓設(shè)備還有通用中小規(guī)格的油壓機(jī) 通用 曲柄壓力機(jī) 卷板機(jī)和剪板機(jī)等 隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展 以及其他工業(yè)產(chǎn)品高 質(zhì)量規(guī)?；a(chǎn)的到來 先進(jìn)的沖壓設(shè)備必將逐步進(jìn)入更多的企業(yè) 2 壓力機(jī)發(fā)展展望 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來 中國鍛壓機(jī)床行業(yè)經(jīng)過技術(shù)引進(jìn) 合作生產(chǎn)及合資等多種方式的 運(yùn)作 快速地提升了我國沖壓設(shè)備整體水平 近年設(shè)計(jì)制造的許多產(chǎn)品 其技術(shù)性能指 標(biāo)已經(jīng)接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平 在宜人性方面也取得了長足進(jìn)步 但由于大家都在進(jìn) 步 所以國內(nèi)產(chǎn)品與國外名牌產(chǎn)品的差距并無明顯縮短 因此 我國沖壓設(shè)備行業(yè)和企 業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應(yīng)對當(dāng)前的機(jī)遇和挑戰(zhàn) 1 轉(zhuǎn)變經(jīng)營理念 培育知名品牌 當(dāng)前 中國市場的競爭日趨國際化 國際知名沖壓機(jī)床廠商的大舉進(jìn)入 導(dǎo)致國內(nèi) 沖壓機(jī)床市場高端失守 低端混戰(zhàn) 因此 政府和企業(yè)界必須盡力消除內(nèi)部惡性競爭 4 并充分利用我國作為世界第一大機(jī)床消費(fèi)市場的優(yōu)勢 從企業(yè)體制創(chuàng)新 產(chǎn)品優(yōu)化 品 牌再塑造入手 逐步培育出一批國際知名的沖壓機(jī)床 2 分析技術(shù)上的差距 制定有效措施 a 加速?zèng)_壓機(jī)床的數(shù)控化和柔性化 我國沖壓機(jī)床的數(shù)控化程度較之發(fā)達(dá)國家低 而且數(shù)控系統(tǒng)主要依靠進(jìn)口 因此 若要真正提高機(jī)床的數(shù)控化和柔性化 就要大力研 發(fā)自己的數(shù)控系統(tǒng) 以滿足國產(chǎn)機(jī)床數(shù)控化的需要 b 依托汽車 電子工業(yè) 促進(jìn)高技術(shù)沖壓裝備的研發(fā)應(yīng)用 目前 我國汽車工業(yè)如 日中天 發(fā)展勢頭強(qiáng)勁 加上新興的電子工業(yè) 電訊 數(shù)據(jù)處理 自動(dòng)控制 家電 為 沖壓機(jī)床的發(fā)展提供了廣闊的戰(zhàn)場 高速?zèng)_壓裝備 高速壓力機(jī)及配套自動(dòng)化 大型多 工位壓力機(jī)及產(chǎn)品一次成形的多技術(shù)復(fù)合加工單元 激光切割與數(shù)控沖床及自動(dòng)上下料的 復(fù)合 開卷校平與激光切割的復(fù)合 需要加大發(fā)展 c 專機(jī)和配套件的生產(chǎn) 隨著電力 交通和城市建設(shè)的發(fā)展 各類型材加工需求日 益凸顯 因此 型材加工專機(jī)的研發(fā) 鋼結(jié)構(gòu)成套加工 空調(diào)通風(fēng)圓管成套加工等 將大 有前途 d 大力生產(chǎn) 綠色環(huán)保 沖壓機(jī)床 為了人身安全和無污染環(huán)境 研發(fā)沖壓機(jī)床時(shí)需 做到 五綠 綠色設(shè)計(jì) 綠色材料 綠色工藝 綠色包裝和綠色處理 未來鍛壓工藝將向提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量 發(fā)展精密鍛造和精密沖壓技術(shù) 研制生 產(chǎn)率和自動(dòng)化程度更高的鍛壓設(shè)備和鍛壓生產(chǎn)線 發(fā)展柔性鍛壓成形系統(tǒng) 發(fā)展新型鍛 壓材料和鍛壓加工方法等方面發(fā)展 提高鍛壓件的內(nèi)在質(zhì)量 主要是提高它們的機(jī)械性能 強(qiáng)度 塑性 韌性 疲勞強(qiáng)度 和可靠度 這需要更好地應(yīng)用金屬塑性變形理論 應(yīng)用內(nèi)在質(zhì)量更好的材料 正確進(jìn)行 鍛前加熱和鍛造熱處理 更嚴(yán)格和更廣泛地對鍛壓件進(jìn)行無損探傷 少 無切削加工是機(jī)械工業(yè)提高材料利用率 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低能源消耗的最 重要的措施和方向 鍛坯少 無氧化加熱 以及高硬 耐磨 長壽模具材料和表面處理 方法的發(fā)展 將有利于精密鍛造 精密沖壓的擴(kuò)大應(yīng)用 我國沖壓機(jī)床的市場極具潛力 應(yīng)用前景看好 但前提是縮短與工業(yè)發(fā)達(dá)國家沖壓 機(jī)床技術(shù)生產(chǎn)水平的差距 也惟有如此 才能擁有國內(nèi)的大部分市場 并爭取相應(yīng)的國 際市場 1 2 開式曲柄壓力機(jī) 開式壓力機(jī)在機(jī)械行業(yè)中占有重要位置 對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)揮重要作用 和人們的生活 息息相關(guān) 在家手上帶的手表 用的鋼筆 女同志的金屬發(fā)卡和鈕扣 人們上班騎的自 行車 午餐的飯盒 晚上回家聽收音機(jī) 看電視或用縫紉機(jī)做新穎的時(shí)裝 還有大家出 差乘做的飛機(jī) 火車 汽車 輪船等等 這些工具都有壓力機(jī)的一份功勞 開式曲柄壓力機(jī)是壓力機(jī)的一個(gè)類別 其特點(diǎn)是有開式機(jī)身 即 C 型機(jī)身 是采用 5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為工作機(jī)構(gòu)的一類鍛壓機(jī)器 它是板料沖壓生產(chǎn)的主要設(shè)備 可用于沖 孔 落料 切邊 彎曲 淺拉伸和成形等工序 并廣泛應(yīng)用于國防 航空 汽車 拖拉 機(jī) 電機(jī) 電器 軸承 儀表 農(nóng)機(jī) 農(nóng)具 自行車 手表 縫紉機(jī) 醫(yī)療器械 日用 五金等部門中 開式壓力機(jī)因?yàn)榫哂虚_式機(jī)身 與閉式壓力機(jī)相比有其突出的優(yōu)點(diǎn) 工作臺(tái)在三個(gè) 方向都是敞開的 裝 卸模具和操作都比較方便 同時(shí)為機(jī)械化和自動(dòng)化提供了良好的 條件 但是 開式壓力機(jī)也有其缺點(diǎn) 由于機(jī)身呈 C 形 工作時(shí)變形較大 剛性較差 這不但會(huì)降低制品精度 而且由于機(jī)身有角變形會(huì)使模具軸心線與工作面不垂直 以至 破壞了上下模具間隙的均勻性 降低模具的使用壽命 目前 曲柄壓力機(jī)幾乎應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的所有部門 它的產(chǎn)量在上升 它在機(jī)床中 所占的比重在增加 對曲柄壓力機(jī)提出的主要要求是 制造出來的工件在形狀和尺寸方 面接近成品零件 金屬壓力加工的工藝方法所能達(dá)到的精度水平的數(shù)據(jù) 與車削相比較 列 于 圖 1 1 圖 1 1 金屬壓力加工的工藝方法所能達(dá)到的精度水平的數(shù)據(jù) 1 2 1 開式曲柄壓力機(jī)工作原理 曲柄壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)的鍛壓機(jī)器 通過傳動(dòng)系統(tǒng)把電機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工 作機(jī)構(gòu) 從而使坯料獲得預(yù)期的變形 制成所需的工件 具體地說 是以曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 作為工作機(jī)構(gòu) 滑塊是強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)的 傳動(dòng)系統(tǒng)為一級 兩級或三級等傳動(dòng) 一級傳動(dòng)由 電機(jī)通過一級帶傳動(dòng) 帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn) 兩級或三級等傳動(dòng)由電機(jī)通過一級帶傳動(dòng) 帶動(dòng) 飛輪旋轉(zhuǎn) 然后通過齒輪傳動(dòng) 再帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn) 通過連桿機(jī)構(gòu)把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊 的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng) 工作機(jī)構(gòu) 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 6 傳動(dòng)系統(tǒng) 皮帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng) 操縱系統(tǒng) 離合器 制動(dòng)器 能源系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī)和飛輪 支承部件 機(jī)身 附屬裝置和輔助系統(tǒng) 運(yùn)動(dòng)方式 電動(dòng)機(jī) 皮帶輪 飛輪 齒輪傳動(dòng) 曲柄滑塊 當(dāng)飛輪裝在主軸上和主軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí) 曲柄壓力機(jī)在一次行程內(nèi)的整個(gè)工作循環(huán)是 由飛輪在二次接通之間的空轉(zhuǎn) 滑塊直接向前行程和滑塊回程所組成 在這種情況下 工作循環(huán)可以分為以下幾個(gè)主要階段 接通 曲釉和滑塊起動(dòng) 模具和毛坯接觸以前的 滑塊行程 靠近空行程 原始毛坯變形 滑塊工作行程 滑塊回程 返回空行程 制動(dòng) 也就是滑塊停止 當(dāng)壓力機(jī)以單次行程工作時(shí) 才有第一個(gè)和最后一個(gè)階段 1 2 2 開式曲柄壓力機(jī)組成 圖 1 2 開式曲柄壓力機(jī)系統(tǒng)組成簡圖 開式曲柄壓力機(jī)主要包括 主傳動(dòng)裝置 操縱系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng) 輔助機(jī)構(gòu)和床身五 部分 如圖 1 2 示 1 主傳動(dòng)裝置 主傳動(dòng)裝置是從電動(dòng)機(jī)開始到執(zhí)行機(jī)構(gòu)為止的機(jī)械系統(tǒng) 它用來將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械 能 然后將機(jī)械能傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件 一般情況下 曲柄壓力機(jī)的主傳動(dòng)裝置包 括有交流電動(dòng)機(jī) 積聚動(dòng)能的飛輪 將能量傳遞到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng) 這包括三角皮 帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)或蝸輪傳動(dòng) 2 操縱系統(tǒng) 操縱系統(tǒng)是幾個(gè)機(jī)構(gòu)和部件的總成 它用來啟動(dòng)和停止所有的電動(dòng)機(jī)和輔助傳動(dòng)機(jī) 構(gòu) 使它們按照規(guī)定的程序工作 并啟動(dòng)和斷開執(zhí)行機(jī)構(gòu) 曲柄壓力機(jī)是一種間歇作用 7 的不可逆轉(zhuǎn)的機(jī)器 在進(jìn)行一次工作行程或按自動(dòng)工作規(guī)范進(jìn)行一次行程時(shí) 壓力機(jī)的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須接承當(dāng)工藝工序完成以后 又必須斷開 現(xiàn)代化壓力機(jī)的接通頻率達(dá)到 80 120 次 分 3 潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)應(yīng)保證壓力機(jī)上各個(gè)部件和機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)零件能正常工作 4 輔助機(jī)構(gòu) 輔助機(jī)構(gòu)是壓力機(jī)幾個(gè)部件的組合 用于擴(kuò)大設(shè)備的工藝可能性 減輕和加快壓力 機(jī)與模具的調(diào)整工作 提高設(shè)備的使用可壞性 5 床身 床身用來將壓力機(jī)所有主要零部件安裝和固定在規(guī)定的位置 床身并且是承受變形 力的封閉構(gòu)件 床身的工作和計(jì)算都與壓力機(jī)的基礎(chǔ)有直接關(guān)系 1 2 3 提高開式曲柄壓力機(jī)的精度 提高曲柄壓力機(jī)的精度指標(biāo)可以采用以下幾種方法 研制新型的曲柄壓力機(jī) 改進(jìn) 現(xiàn)有的曲柄壓力機(jī) 并對影響精度的主要因索進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究 對曲柄壓力機(jī)提出的重要的求是 在最好的模具壽命的情況下提高生產(chǎn)率 許多工藝 工序的模具壽命取決于壓力機(jī)的速度特性 例如 拉探 彎曲 冷擠壓都要求限制滑塊 的速度 相反 熱模鍛工序則要求提高滑塊的速度 提高滑塊的公稱行程次數(shù)和行程次 數(shù)的利用率 減少調(diào)整和更換模具的時(shí)間損失 都可以提高曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)率 為此 曲柄壓力機(jī)裝備了更完善的機(jī)械化和自動(dòng)化工具 改變壓力機(jī)的某些參數(shù) 例如 研制帶 有直流電動(dòng)機(jī)的同步型自動(dòng)化成套設(shè)備在自動(dòng)機(jī)和通用壓力機(jī)上擴(kuò)大額定旋轉(zhuǎn)頻率的調(diào) 節(jié)范圍 研制專用的鍛壓壓力機(jī) 當(dāng)改用程序控制方法時(shí) 采用更為完善的更換和調(diào)整 模具的系統(tǒng) 例如 專用的沖裁和彎曲壓力機(jī) 使曲柄壓力機(jī)進(jìn)一步專門化 也就是不加 大滑塊行程和模具空間尺寸 不需要過多的調(diào)整等等 在提高曲柄壓力機(jī)生產(chǎn)率的情況下 提高曲柄壓力機(jī)的可靠性及其部件的耐久性的要 求具有特殊的現(xiàn)實(shí)意義 現(xiàn)代化的曲柄壓力機(jī)都裝備有動(dòng)作可靠的力和扭矩的保險(xiǎn)裝置 補(bǔ)償裝置 平衡裝置和潤滑泊供給指示器等等 越來越廣泛地采用了有效監(jiān)督和檢查壓 力機(jī)工作的各種儀器 例如 力和轉(zhuǎn)速的指示器 熱電偶 噪聲計(jì) 壓力機(jī)進(jìn)一步專門 化也促使其可靠性提高 并導(dǎo)致需要科學(xué)地有理論根據(jù)地選擇壓力機(jī)的基本參數(shù) 因此 在現(xiàn)代情況下 壓力機(jī)動(dòng)力學(xué)的研究 參數(shù)的分析等等都得到了日益廣泛的實(shí)際應(yīng)用 對現(xiàn)代化的曲柄壓力機(jī)所提出的必要要求是符合安全技術(shù)和工業(yè)美學(xué)的要求 曲柄壓 力機(jī)作為滑塊在高速移動(dòng)下產(chǎn)生巨大作用力的設(shè)備來說 是一種危險(xiǎn)性很大的機(jī)器 也就是 說 不正確操作曲柄壓力機(jī) 就會(huì)使操作人員發(fā)生重大的工傷事故 所以 在每一個(gè)工 業(yè)發(fā)達(dá)的國家 部匯編了專門的安全技術(shù)規(guī)程 這對于曲柄壓力機(jī)的設(shè)計(jì)師來說是必須遵 守的 工業(yè)美學(xué)的要求所涉及的問題是表示壓力機(jī)及其各個(gè)部件外形的完美程度 表示 8 便于操作和維修的人體工程學(xué)條件的遵守情況 應(yīng)當(dāng)指出 設(shè)計(jì)時(shí)要同時(shí)實(shí)現(xiàn)所有這些 要求是不可能的 因其中某些要求對壓力機(jī)的參數(shù)有著相反的影晚所以 只能力求達(dá)到 為具體工藝過程和生產(chǎn)形式所確定的一定效果 從上述情況可以看出 僅僅根據(jù)個(gè)別的優(yōu)點(diǎn)來判斷一臺(tái)曲柄壓力機(jī) 就不可能正確評 價(jià)整個(gè)這臺(tái)壓力機(jī)的完美程度 因此要成功地設(shè)計(jì)生產(chǎn)率高的曲柄壓力機(jī) 就必須全面 地研究它的使用特性 這種研究正在逐年發(fā)展 設(shè)計(jì)新的曲柄壓力機(jī)時(shí) 采用摹擬理論 和相似理論來 再現(xiàn) 這些特性是重要的 這一點(diǎn)也日益得到了重視 1 3 曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 1 公稱力 是指滑塊離下死點(diǎn)前某一特定距離 公稱壓力行程 時(shí) 滑塊上所允許 的最大作用力 公稱壓力是壓力機(jī)的主參數(shù) 2 滑塊行程 系指滑塊由上死點(diǎn)到下死點(diǎn)所走過的路程 3 公稱力行程 是壓力機(jī)強(qiáng)度允許發(fā)生公稱壓力的一段滑塊行程 4 滑塊行程次數(shù) 指連續(xù)行程時(shí)滑塊每分鐘的行程次數(shù) 5 最大封閉高度 指封閉高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)處于上極限位置和滑塊處于下死點(diǎn)時(shí) 滑塊 底面至工作臺(tái)面 去掉工作臺(tái)墊板 之間的距離 JE 系列為最大裝模高度 I 裝模高度 指調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)處于上極限位置和滑塊處于下死點(diǎn)時(shí) 滑塊底面至工作臺(tái)板面 不是到機(jī)身 工作臺(tái)面 之間的距離 6 封閉高度調(diào)節(jié)量 是擴(kuò)大壓力機(jī)封閉高度使用范圍的一個(gè)主要參數(shù) 在該調(diào)節(jié)量 的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)壓力機(jī)封閉高度與模具閉合高度相適應(yīng) 7 工作臺(tái)板厚度 工作臺(tái)板也具有調(diào)節(jié)壓力機(jī)封閉高度使用范圍的作用 同時(shí)還具 有便于安裝底面較小的模具和保護(hù)工作臺(tái)面的作用 8 工作臺(tái)孔 工作臺(tái)孔用于落料或安裝氣墊裝置 9 立柱間距離 是指雙柱壓力機(jī)的立柱間距離 是在前后方向送料時(shí)決定排出工件 或廢料 最大尺寸的一個(gè)參數(shù) 10 傾斜角 是指可傾壓力機(jī)工作臺(tái)面的傾斜角度 也就是機(jī)身后傾的角度 利用 這個(gè)傾斜角使沖壓后的工件 或廢料 能借其自重或其他因素通過兩立柱中間從壓力機(jī) 后方排出 11 工作臺(tái)墊板面積和喉口深度 滑塊中心到機(jī)身間的距離叫做喉口深度 喉口深 度和工作臺(tái)墊板面積是關(guān)系到模具的最大平面尺寸的重要參數(shù) 9 2 壓力機(jī)總體設(shè)計(jì) 2 1 機(jī)身設(shè)計(jì) 本開式曲柄壓力機(jī)采用開式焊接機(jī)身 機(jī)身三面敞開 操作方便 材料為 A3 板 鋼 板焊接機(jī)身 剛度明顯優(yōu)于一般機(jī)床適用于中小型壓力機(jī) 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求 1 機(jī)身在滿足強(qiáng)度 剛度的條件下 力求重量輕 節(jié)約金屬 2 結(jié)構(gòu)力求簡求 并使裝于其上的所有部件 零件容易安裝 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)便于鑄造或焊接和機(jī)加工 4 必須布足夠的底面積 保證壓力機(jī)的穩(wěn)定性 5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求減少振動(dòng)和噪音 6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求外形美觀 2 2 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)使用三相異步電動(dòng)機(jī) 根據(jù)功率及轉(zhuǎn)速選取適合的型號(hào) 成本較低 傳動(dòng)系 統(tǒng)為二級傳動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī)通過帶傳動(dòng)將動(dòng)力傳遞給主傳動(dòng)軸 住傳動(dòng)軸通過齒輪傳動(dòng) 將動(dòng)力傳遞給曲軸 兩根曲軸通過兩個(gè)相同的齒輪進(jìn)行聯(lián)動(dòng) 從而帶動(dòng)曲軸在豎直方向 做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 由于曲軸及齒輪誤差 就會(huì)使兩根曲軸發(fā)生不同步的情況 使得滑塊在左 右方向發(fā)生傾斜 影響滑塊的垂直度 因此在壓力機(jī)裝配過程中應(yīng)對兩大齒輪進(jìn)行校同 步 所以大齒輪 2 設(shè)計(jì)為齒圈 便于校同步 齒輪采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 齒輪浸在油池中 這樣有利于減少齒輪傳動(dòng)時(shí)發(fā)出的 噪音 2 3 滑塊設(shè)計(jì) 滑塊采用焊接結(jié)構(gòu) 可以提高滑塊剛度 便于加工 連桿采用球頭螺桿 可以通過 渦輪 蝸桿機(jī)構(gòu)由滑塊電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行高度調(diào)節(jié) 滑塊采用六面矩形導(dǎo)軌 導(dǎo)向精度高 可通過機(jī)身上的頂絲調(diào)節(jié)滑塊的垂直度 2 4 油氣路設(shè)計(jì) 曲柄壓力機(jī)的離合器和平衡缸主要靠氣動(dòng)控制 氣壓為 0 5MP 因此氣路主要分離合 器氣路和平衡缸氣路 它們分別由兩個(gè)氣包提供氣源 外接氣源接入壓力機(jī)后通過分氣 塊經(jīng)過減壓分到離合器氣包和平衡缸氣包 再由這兩個(gè)氣包分別供給離合器和平衡缸 設(shè)計(jì)時(shí)注意設(shè)計(jì)氣包排水閥 10 曲柄壓力機(jī)工作時(shí)需要潤滑的部位有前導(dǎo)軌 中導(dǎo)軌 后導(dǎo)軌 曲軸前支承 曲軸 后支承 曲軸軸頸等部位 使用稀有潤滑 由電動(dòng)泵將潤滑油通過油管經(jīng)過濾油 濾脂 器過濾后打到各個(gè)需要潤滑的部位 2 5 壓力機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù) 本壓力機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 2 1 2 1 壓力機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)表 技術(shù)參數(shù) Specification 項(xiàng)目名稱 Item 單位 Unit JE25 110 公稱力 Nominal Pressure 千牛 kN 1100 公稱力行程 Nominal Pressure Stroke 毫米 mm 5 滑塊行程 Stroke Length 毫米 mm 160 行程次數(shù) 固定 fixed 次 分 SPM 50 No of strokes per minute 可調(diào) variable 次 分 SPM 35 65 最大裝模高度 Max Die Height 毫米 mm 400 裝模高度調(diào)節(jié)量 Die Height Adjustment 毫米 mm 90 喉口深度 Throat Depth 毫米 mm 350 工作臺(tái)板尺 寸 前后 F B 毫米 mm 680 Slide Surface 左右 F B 毫米 mm 1880 滑塊底面尺 寸 前后 F B 毫米 mm 520 Slide Surface 左右 F B 毫米 mm 1450 模柄孔尺寸 Stemhole 毫米 mm 50X80 立柱間距離 Distance between Uprights 毫米 mm 1520 墊板厚度 Thickness of Bolster 毫米 mm 150 氣墊壓力 Pressure of Cushion 千牛 kN 60X2 氣墊行程 Stroke of Air Cushion 毫米 mm 50 主電機(jī) 型號(hào) Model Y160M 4 Main Motor 功率 Power 千瓦 kW 11 滑塊電機(jī) 型號(hào) Model YPE1500 4Z Slide Motor 功率 Power 千瓦 kW 1 5 前后 F B 毫米 mm 1900 左右 L R 毫米 mm 1990外型尺寸 Overall Dimension 高度 Height 毫米 mm 3275 重量 Weight 千克 kg 16000 11 3 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3 1 傳動(dòng)總體設(shè)計(jì) 3 1 1傳動(dòng)總體設(shè)計(jì)的方法 1 傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式 傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式包括三方面 1 采用上傳動(dòng) 還是采用下傳動(dòng) 2 主軸相傳動(dòng) 軸垂直于壓力機(jī)正面 還是平行于正面 3 齒輪放在機(jī)身之內(nèi)還是放在機(jī)身之外 單邊驅(qū) 動(dòng)還是雙邊驅(qū)動(dòng)分述如下 1 壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)可置于工作臺(tái)之上 也可且于工作臺(tái)之下 前者叫上傳動(dòng) 后 者叫下傳動(dòng) 2 壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的安放型式有垂直于壓力機(jī)正而的 也有平行于壓力機(jī)正面的 舊式通用壓力機(jī)多采用平行于壓力機(jī)正面的安放形式 這種布置 曲軸和傳動(dòng)軸比較長 受力點(diǎn)與文承軸承的距離比較大 受力條件惡化 爪力機(jī)平面尺寸較大 外形不夠美觀 近代中大型通用壓力機(jī)愈來愈多地采用垂直于壓力機(jī)正面安放的形式 特別是廣泛采用偏 心齒輪結(jié)構(gòu)之后 甚至有些小型開式壓力機(jī)也改用這種結(jié)構(gòu) 3 齒輪可以放在機(jī)身之外 也可以放在機(jī)身之內(nèi) 前一種形式 齒輪工作條件較差 機(jī)器外形不美觀 但安裝維修方便 后一種形式 齒輪的工作條件較好 外形較美觀 如將齒輪浸入油池中 則大大降低齒輪傳動(dòng)的噪音 但安裝維修較困難 近年來 許多 壓力機(jī)制造廠都傾向后一種形式 齒輪傳動(dòng)也可設(shè)計(jì)成單邊傳動(dòng)或雙邊傳動(dòng) 采用后一種形式 可以縮小齒輪的尺寸 但加工裝配比較困難 兩邊的齒輪必需精確加工 裝配時(shí)要保證對稱 否則可能發(fā)生運(yùn)動(dòng) 不同步的情形 2 傳動(dòng)級數(shù)和各級速比分配 壓力機(jī)的傳動(dòng)級數(shù)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和滑塊每分鐘的行程次數(shù)有關(guān) 行程 次數(shù)低 總速比大 傳動(dòng)級數(shù)就應(yīng)多些 否則每級的速比過大 結(jié)構(gòu)不緊湊 行程次數(shù)高 總速 比小 傳動(dòng)級數(shù)可少些 現(xiàn)有壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的級數(shù)一般不超過四級 行程次數(shù)在 70 次 分以上的用單級傳動(dòng) 70 30 次 分的用兩級傳動(dòng) 30 10 次 分的用三級傳動(dòng) 10 分 次以下的用四級傳動(dòng) 采用低速電動(dòng)機(jī)可以減少總速比和傳動(dòng)級數(shù) 但這類電動(dòng)機(jī)的外形尺寸較大 成本 較高 與同功率的高速電動(dòng)機(jī)比較 因此不一定適合 通常兩級和兩級以上的傳動(dòng)系統(tǒng) 采用同步轉(zhuǎn)速為 1500 或 1000 轉(zhuǎn) 分的電動(dòng)機(jī) 單級傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用 1000 轉(zhuǎn) 分的電 12 動(dòng)機(jī)行程次數(shù)小于 80 次 分的單級傳動(dòng)才采用 7506 轉(zhuǎn) 分的電動(dòng)機(jī) 各傳動(dòng)級的速比分配要恰當(dāng) 通常三角皮帶傳動(dòng)的速比不超過 6 8 齒輪傳動(dòng)不超 過 7 9 速比分配時(shí) 要保證飛輪有適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速 也要注意布置得盡可能緊湊 美觀和 長 寬 高尺寸比例恰當(dāng) 通用壓力機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速常取 300 400 轉(zhuǎn) 分左右 因?yàn)檗D(zhuǎn)速 太低 會(huì)使飛輪作用大大削弱 轉(zhuǎn)速太高會(huì)使飛輪軸上的離合器發(fā)熱嚴(yán)重 造成離臺(tái)器 和軸承的損壞 3 確定離合器和制動(dòng)器的安裝位置 單級傳動(dòng)壓力機(jī)的離合器和制動(dòng)器只能置于曲軸上 采用剛性離合器的壓力機(jī) 離 合器應(yīng)置于曲軸上 這是因?yàn)閯傂噪x合器不宜在高速下工作 而曲軸的轉(zhuǎn)速鉸低 故離 合器置于曲鉑上比較合適 在此情況下 制動(dòng)器必然也置于曲上 采用摩擦離合器時(shí) 對于具有兩級和兩級以上傳動(dòng)的壓力機(jī) 離合器可置于轉(zhuǎn)速較 低的曲鈾上 也可置于中間傳動(dòng)軸上 從壓力機(jī)能量消耗來看 當(dāng)摩擦離合器安裝在低 速軸上時(shí) 加速壓力機(jī)從動(dòng)部分所需的功和離合器接合時(shí)所消耗的摩擦功都比較小 因 而能量消耗較小 從離合工作條件來看 低速鈾上的離合器的磨損系數(shù)較小 故離合器 工作條件較好 但是低速鈾上的離合器需要傳遞較大扭矩 因而結(jié)構(gòu)尺寸餃大 此外 從傳動(dòng)系統(tǒng)布置來看 閉式通用壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)近年來多封閉在機(jī)身之內(nèi) 井用偏心 齒輪 致使離合器不便安裝在曲鈾 偏心齒輪軸 上 通常只好置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)軸上 因此 摩擦離合器的合理位置應(yīng)視機(jī)器的具體情況而定 一般來說 行程次數(shù)較高 的壓力機(jī) 如熱模鍛壓力機(jī) 離合器最好安裝在曲軸上 因?yàn)檫@樣可以利用大齒輪的飛輪作 用 能量損失小 離合器工作條件也較好 行程次數(shù)較低的壓力機(jī) 如中大型通用壓力機(jī) 由于曲軸轉(zhuǎn)速低 最后一級大齒輪的飛輪作用已不顯著 為了縮小離合器尺寸 降低其 制造成本 并且由于結(jié)構(gòu)布置的要求 離合器多置于轉(zhuǎn)速較高的傳動(dòng)鈾上 一般是在飛 輪軸上 制動(dòng)器的位置則隨離合器位置而定 因?yàn)閭鲃?dòng)鈾上制動(dòng)力矩較小 可縮小制動(dòng) 器的結(jié)構(gòu)尺寸 但是必需指出 摩擦離合器的布置位置隨著生產(chǎn)的發(fā)展也在不斷變化 近年來 國外一些工廠為了提高摩擦離合器的壽命 在通用壓力機(jī)上 又將離合器制動(dòng) 器從飛輪軸上移至中間軸上甚至移至曲軸上 3 1 2 本設(shè)計(jì)思路 13 1 電動(dòng)機(jī) 2 小帶輪 3 傳動(dòng)軸 4 曲軸 5 大齒輪 6 飛輪 7 離合器 圖 3 1 傳動(dòng)簡圖 如圖 3 1 本開式曲柄壓力機(jī)采用上傳動(dòng) 采用二級傳動(dòng) 第一級傳動(dòng)為 電動(dòng)機(jī)通過 帶傳動(dòng)傳遞給飛輪 第二級傳動(dòng)為傳動(dòng)軸通過齒輪傳動(dòng)傳遞給曲軸 曲軸帶動(dòng)滑塊在豎 直方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 離合器采用氣動(dòng)摩擦離合器 安裝在主傳動(dòng)軸上的飛輪后側(cè) 3 1 3 傳動(dòng)零件計(jì)算特點(diǎn) 1 齒輪 m 1 3 1 6 毫米 式 3 1 式中 大齒輪所需傳遞的扭矩 牛 米 對雙點(diǎn)壓力機(jī) 沒有過載保護(hù)裝置時(shí) 0 6 有過載保護(hù)裝置時(shí) 0 5 齒寬系數(shù) B m B 為齒寬 目前國產(chǎn)壓力機(jī) 可取 8 18 對一級齒輪傳動(dòng) 可取 13 15 對一級齒輪傳動(dòng)可取 10 13 對人字齒輪可取 17 22 大齒輪齒數(shù) 上式的系數(shù)在一般情況下可取 1 55 在齒輪材料及熱處理?xiàng)l件較好的情況下可 取 1 3 在條件允許時(shí)可取 1 6 對于斜齒輪 按式 3 1 算得的模數(shù)是端面模數(shù) m 需換算成法向模數(shù) cos f 為螺旋角 再選取模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值 對于開式傳動(dòng)的齒輪 一般核算其彎曲強(qiáng)度即可 其計(jì)算公式為 帕 式 3 2 齒輪齒根處彎曲應(yīng)力 帕 小齒輪所受扭矩 牛 米 i 傳動(dòng)速比 14 彎曲應(yīng)力系數(shù) 小齒輪齒數(shù) 齒輪壓力角 20 時(shí) 可查機(jī)械手冊 對斜齒圓柱齒輪 可查圖相應(yīng)螺旋 角的曲線 Y 齒形系數(shù)對于直齒輪 可直接在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中查取 對于斜齒輪 則需按當(dāng) 量齒數(shù)來查 當(dāng)量齒數(shù)為 螺旋角 m 齒輪模數(shù) 米 當(dāng)為斜齒輪時(shí) 用法向模數(shù) B 齒寬 載荷集中系數(shù) 動(dòng)載系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 帕 按輪齒不產(chǎn)生塑性變形或破壞的最大彎曲應(yīng)力選取 在閉式傳 動(dòng)中的齒輪 除了核算彎曲強(qiáng)度以外 有時(shí)還需核算接觸強(qiáng)度 特別是對那些軟齒面 的閉式傳動(dòng)齒輪容易產(chǎn)生點(diǎn)蝕破壞 齒輪輪齒表面的接觸強(qiáng)度公式為 a 帕 式中 B 齒寬 米 A 兩齒輪中心距 米 接觸應(yīng)力系數(shù) 當(dāng)齒輪壓力角 20 當(dāng)量彈性模量 2 15 N 時(shí) 可直接查圖 若 2 15 N 即不是鍛鋼與鍛鋼接觸時(shí) 查出后 還 需乘以如下系數(shù) 與鑄鋼接觸時(shí)乘以 0 944 與球墨鑄鐵接觸時(shí)乘以 0 915 與鑄鐵 接觸時(shí)乘以 0 858 a 齒輪型式系數(shù) 直齒圓柱齒輪 a 1 斜齒圓柱齒輪 a 0 88 0 93 對應(yīng) 于螺旋角 20 6 計(jì)算接觸應(yīng)力 帕 許用接觸應(yīng)力 帕 可按輪齒表面不發(fā)生塑性交形的許用最大接觸應(yīng)力選 取 2 傳動(dòng)軸 開始設(shè)計(jì)時(shí) 可按扭矩預(yù)選傳動(dòng)軸的直徑 其公式為 d 米 式 3 3 式中 作用在軸上的最大扭矩 牛 米 許用剪應(yīng)力 參考資料 6 取如下數(shù)值 45 鋼調(diào)質(zhì) 500 x 帕 15 40Cr 調(diào)質(zhì) 630 x 帕 然后按彎扭聯(lián)合作用核驗(yàn)綜合應(yīng)力 帕 式 3 4 式中 危險(xiǎn)截面彎矩 牛 米 危險(xiǎn)截面扭矩 牛 米 d 危險(xiǎn)截面直徑 米 許用彎曲應(yīng)力 建議按如下數(shù)值選取 s 材料屈服極限 帕 3 連接件 對于標(biāo)準(zhǔn)平鍵 只須核驗(yàn)擠壓應(yīng)力即可 其公式為 式中 傳遞扭矩 牛 米 h 鍵的高度 米 l 鍵的工作長度 不計(jì)及圓弧部分 米 d 軸的直徑 鍵的數(shù)目 許用擠壓應(yīng)力 帕 3 1 4 裝配間隙要求 1 球頭間隙 0 07mm 0 12mm 2 主軸與主軸瓦的間隙 雙面 允差間隙為 0 08mm 0 15mm 3 JE 系列及其變型產(chǎn)品的滑塊與導(dǎo)軌的間隙 允差間隙為 0 03mm 0 05mm 但前后 二接觸面間隙的總允許值為 0 04mm 0 08mm 之間 通常導(dǎo)軌板的上下二端間隙較大 所 以用塞尺入 30mm 以上 所測的值才正確 注 0 03mm 塞尺入 0 05mm 塞尺不入 4 V 導(dǎo)軌的滑塊與導(dǎo)軌的間隙 允差間隙為 0 03 mm 0 05 mm 注 0 03mm 塞 尺入 0 05mm 塞尺不入 對角測量 5 重要的固定結(jié)合面應(yīng)緊密貼合 用 0 05mm 塞尺進(jìn)行檢驗(yàn) 只許塞尺局部插入 插入深度不得大于 20mm 其可插入部分累計(jì)不大于可檢長度 10 如 導(dǎo)軌 工作臺(tái) 板 操縱器座 上球碗蓋板等等 6 嚙合齒輪的接觸情況 齒面不少于 60 齒高不少于 40 7 主軸瓦 連桿瓦與主軸接觸 導(dǎo)軌與滑塊導(dǎo)軌筋接觸 用涂色檢查 接觸均勻 接觸面積在軸向長度和導(dǎo)軌的全長上不少于 70 導(dǎo)軌寬度上不少于 50 8 球頭螺桿與上下球碗的接觸均勻 其接觸面積不少于 50 9 主軸錐度部分與大齒輪錐孔配合的接觸面積 接觸面積不少于 60 10 檢查蝸輪和蝸桿的接觸情況 齒面不少于 60 齒高不少于 40 3 2 電動(dòng)機(jī)的選擇和飛輪的設(shè)計(jì) 16 3 2 1 壓力機(jī)功能的計(jì)算 壓力機(jī)功能的計(jì)算公式推導(dǎo)見附錄 1 壓力機(jī)公稱壓力 1100 千牛 滑塊行程長度 180 毫米 公稱壓力角 30 行程次數(shù) n 50 次 分 摩擦當(dāng)量力臂 26 毫米 帶液壓氣墊 2 1 工件變形功 0 315 0 4 0 4 13 毫米 0 315 1100 103 13 10 3 4500 焦 2 拉延墊工作功 1100 0 315 36 5500 焦 3 工作行程摩擦功 0 0087 0 0087 0 026 1100 103 30 740 焦 4 彈性變形功 2 75 毫米 1100 103 2 75 10 3 1500 焦 5 滑塊空程功 查圖 7 6 得 2150 焦 6 飛輪空轉(zhuǎn)功 1000 t 查圖 7 7 得 1 12 千瓦 t 查表 4 5 0 5 1 2 秒 t 2 4 秒 1000 1 12 2 4 1 2 1340 焦 7 離合器接合功 0 2A 8 總功 A A 4500 5500 740 1500 2150 1340 0 2A A 19700 焦 3 2 2 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 若按一循環(huán)的平均能量來選擇電動(dòng)機(jī) 見圖 3 2 其功率為 17 圖 3 2 電動(dòng)機(jī)功率消耗圖 千瓦 式 3 5 式中 平均功率 千瓦 A 工作循環(huán)所需的總能量 焦 t 工作循環(huán)時(shí)間 秒 t 秒 式 3 6 式中 n 壓力機(jī)滑塊行程次數(shù)次 分 壓力機(jī)行程利用系數(shù) 采用手工送料時(shí)值見表 4 6 2 采用自動(dòng)化送料時(shí) 1 由于生產(chǎn)不斷發(fā)展 為了提高生產(chǎn)牢 小型壓力機(jī)均裝置自動(dòng)化送料裝置 因此 對于 800 千牛及 800 千牛以下的壓力機(jī)建議按自動(dòng)化送料設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)容量及飛輪慣量 為使飛輪尺寸不致過大 以及電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)等因素 故帶將電動(dòng)機(jī)的功率選得比 平均功率大一些 即 N k 式 3 7 k 一般為 1 2 1 6 行程次數(shù)較低的壓力機(jī)取下限 較高的取上限詳 行程次數(shù)較高的壓力機(jī)選用較大的 k 值 系因此種壓力機(jī)一般為單級傳功 此時(shí)飛 輪轉(zhuǎn)速較低 100 轉(zhuǎn) 分左右 在一定的能量條件下 飛輪尺寸就要較大 為了使機(jī)器緊 湊 因此選用較大功率的電動(dòng)機(jī) 以式 3 5 代入式 3 7 得 N 式 3 8 由式 3 8 即可算出所需的電動(dòng)機(jī)功率 然后查電動(dòng)機(jī)手冊 選出與 N 值相近額定功 率為值的電動(dòng)機(jī) 根據(jù)選定的 重新計(jì)算實(shí)際的 k 值 以便作為計(jì)算飛輪使用 k 式中 電動(dòng)機(jī)額定功率 千瓦 平均功率 千瓦 由式 3 5 算出 8 19 千瓦 18 N k 查表 7 1 選 k 1 3 N 1 3 8 19 10 7 千瓦 選用 Y160M 4 電動(dòng)機(jī) N 11 千瓦 n 1460 轉(zhuǎn) 分 3 2 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 由前面的計(jì)算可知所需電動(dòng)機(jī)的最大功率為 10 7 千瓦 從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查得可選用 Y160M 4 三相異步電動(dòng)機(jī) 具體參數(shù)如表 3 1 表 3 1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表 滿載時(shí)型號(hào) 額定工率 kW 轉(zhuǎn)速 r min 電流 A 效率 功率因數(shù) Y160M 4 11 1460 22 6 88 0 84 噪聲 Db A 堵轉(zhuǎn)電流 額定電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 1 級 2 級 飛輪力矩 N m 2 重量 kg 7 2 2 2 3 75 85 0 747 123 3 3 飛輪的設(shè)計(jì) 曲柄壓力機(jī)的負(fù)載屬于沖擊負(fù)載 即在一個(gè)工作周期內(nèi)只在較短的時(shí)間內(nèi)承受工作 負(fù)荷 而較長的時(shí)間是空程運(yùn)轉(zhuǎn) 若依此短暫的工作時(shí)間來選擇電動(dòng)機(jī)的功率 則電動(dòng) 機(jī)的功率將會(huì)很大 為減小電動(dòng)機(jī)功率 在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪 這樣電動(dòng)機(jī)功率可以大為減小 傳 動(dòng)系統(tǒng)中采用飛輪后 當(dāng)滑塊不動(dòng)時(shí) 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn) 使其儲(chǔ)備動(dòng)抵而在沖壓工 件的瞬時(shí)內(nèi) 主要靠飛輪釋放能量 工件沖壓后 負(fù)裁減小 于是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)飛輪加速 旋轉(zhuǎn) 使其在沖壓下一個(gè)工件前恢復(fù)到原來的角速度 這化沖壓工件時(shí)所得的能量 不 是直接由電動(dòng)機(jī)供免而是主要由飛輪供給 所以電動(dòng)機(jī)功率使可大大減小 綜上所述 飛輪起著儲(chǔ)存和釋放能量的作用 圖 3 3 一循環(huán)所需功率圖 19 圖 3 3 中的曲線 a 為沒有飛輪時(shí)所需功率的變化曲線 曲線所包含的面積即為 工作 循環(huán)所需的能量 A 若按直線 b 選擇曲柄壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率 則而積 A0 的不足能量應(yīng) 由飛輪補(bǔ)償也就是說 如按一循環(huán)的平均能量或者大于平均能量的某一能量選擇好電動(dòng) 機(jī)的功率以后 即可設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)娘w輪 而且可以看到 如果選擇的電動(dòng)機(jī)功率較大 例 如在直線 c 那么 需要飛輪補(bǔ)充的能量就較小 因而也就只需要較小的飛輪 所以曲柄 壓力機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率和飛輪能量是互相依存的 電動(dòng)機(jī)功率大一點(diǎn) 飛輪能量就可以小 一點(diǎn) 反之亦然 實(shí)際上 曲柄壓力機(jī)裝置飛輪后 電動(dòng)機(jī)的輸出功率或輸出扭矩不可能是不變的 即 不可能是一直線 而是按曲線變化 詳見附錄 因此 電動(dòng)機(jī)的能量大小與飛輪的能量大 小亦非成線性的比例關(guān)系 當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率小到一定程度后 飛輪的能量就將急劇增加 3 3 1 飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 千克 式中 工件變形功 焦 拉延墊工作功 焦 飛輪平均角速度 弧度 秒 可近似按電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的飛輪角速度 計(jì) 算 即 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn) 分 i 電動(dòng)機(jī)軸至飛輪軸速比 在工作行程中壓力機(jī)效率 飛輪不均勻系數(shù) 計(jì)算過程如下 1 工件變形功 4500 焦 2 拉延墊工作功 5500 焦 3 飛輪平均角速度 弧度 秒 可近似按電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速下的飛輪角速度 計(jì)算 即 1 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速 1460 轉(zhuǎn) 分 2 電動(dòng)機(jī)軸至飛輪軸速比