一種可移動(dòng)式板材沖壓機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、摘 要沖壓機(jī)廣泛用在大批量生產(chǎn)中。板材自動(dòng)沖壓機(jī)主要包括多工位沖壓機(jī)和下傳動(dòng)自動(dòng)沖壓機(jī)。在冷鍛中，自動(dòng)沖壓機(jī)用于緊固件例如螺栓螺母和釘子等。沖壓成型是一種金屬塑性加工方法，因沖壓件具有重量輕，厚度薄，剛性好和質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以沖壓設(shè)備被廣泛使用，其中鈑金件的百分之就是靠沖壓成型。高速壓力機(jī)是目前提高生產(chǎn)率重點(diǎn)發(fā)展的機(jī)型，在我國(guó)，高速壓力機(jī)正在迅速興起，實(shí)現(xiàn)大噸位高速度多工位自動(dòng)化成型加工，其主體為機(jī)械式，充分利用機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。依據(jù)高速壓力機(jī)的工作特點(diǎn)，研究了高速壓力機(jī)的慣性力降低及其平衡的途徑，明確指出在高速壓力機(jī)上不宜采用氣缸平衡裝置。在慣性力平衡方面也進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，采用多種

2、方法進(jìn)行優(yōu)化。本次設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)主要是用來(lái)對(duì)板材進(jìn)行沖孔加工，同時(shí)根據(jù)其沖壓機(jī)的工作和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)其C型結(jié)構(gòu)也就是單臂結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行受力分析，并在原有尺寸的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化和校核。同時(shí)由于沖壓機(jī)在工作過(guò)程中板材是不斷進(jìn)給的，因此也要設(shè)計(jì)出合理的板材夾裝機(jī)構(gòu)，同時(shí)設(shè)計(jì)的底座也應(yīng)方便沖壓機(jī)的整體移動(dòng)，進(jìn)而方便其板材的加工。關(guān)鍵詞：沖壓機(jī)，液壓系統(tǒng)，C型結(jié)構(gòu)框架，板材裝夾機(jī)構(gòu)。ABSTRACTPunching machine widely used in mass production.Sheet metal stamping machines include automatic multi-statio

3、n punching machine automatic punching machine and the next drive. In cold forging,the automatic stamping machine for fasteners such as nuts, bolts and nails, etc. Stamping is a metal plastic processing methods, because of stamping parts for light weight, thin, rigid,and the quality and stability cha

4、racteristics, it is widely used in stamping equipment.Percent of which is by sheet metal stamping. High-speed press is the focus on the development of models to improve productivity.High-speed press is on the rise in China,High-speed punching machine to achieve large-tonnage molding multi-station au

5、tomation,the main body is machine,it take full advantage of the characteristics of a simple machanical structure.According to the working characteristics of high speed press.The inertia of the high-speed presses and the balance is reduced by means, clear that should not be used in high-speed presses

6、 cylinder balancing device. Balance the inertial force also conducted a more systematic study, using a variety of methods to optimize.The design of the stamping machine is used for sheet metal processing for punching, meanwhile according to its press work and structural features.The structure of its

7、 C-arm structure that is the force analysis.And on the basis of the original size optimization and verification. At the same time the press sheet in the course of the work is constantly feed,so should design a reasonable sheet clamping mechanism,the base shoule be designed to facilitate the overall

8、mobile press and then facilitate their sheet metal processing.Key words：punching machine, hydraulic system, C-type structure framework, plate clamping mechanism. 目 錄（黑體小三，中間空四格，居中）摘要. .IABSTRACTII 1 前言.11.1沖壓工藝及其特點(diǎn).11.2沖壓機(jī)分類與構(gòu)成.11.3液壓機(jī)的組成部分以及特點(diǎn).21.3.1壓力機(jī)的附屬裝置.31.4 壓力機(jī)的選擇與維護(hù).4 1.5 C型壓力機(jī)的構(gòu)造.41.6 C型壓力機(jī)

9、的特點(diǎn)及其不足之處.51.7金屬板材沖壓機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).6 1.71沖壓機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀.71.72傳統(tǒng)大型沖壓機(jī)生產(chǎn)線.71.73大型多工位壓力機(jī).61.74其他壓力機(jī).72 系統(tǒng)總設(shè)計(jì).82.1設(shè)計(jì)要求及其參數(shù).82.2機(jī)械部分總體設(shè)計(jì)方案.92.2.1總體布置及其方案設(shè)計(jì).92.2.2工作流程.103機(jī)械部分設(shè)計(jì).113.1沖壓機(jī)板材裝夾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).113.2板材沖壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì).143.2.1液壓站的結(jié)構(gòu)形式的選擇.163.2.2液壓泵的安裝方式.163.2.3液壓油箱的設(shè)計(jì)選擇.163.2.4電動(dòng)機(jī)的選擇.173.3沖壓機(jī)可移動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)174沖壓機(jī)C型結(jié)構(gòu)框架的受力分析19

10、4.1沖壓機(jī)有限元模型的建立194.2對(duì)C型結(jié)構(gòu)框架確定邊界條件和施加載荷.204.3定義材料的模型屬性和網(wǎng)絡(luò)的劃分204.4計(jì)算結(jié)果及分析214.4.1變形情況.224.4.2應(yīng)力情況.235 結(jié)論.27參考文獻(xiàn).28致謝.291 前言1.1 沖壓工藝及其特點(diǎn)首先，先了解沖壓的定義，沖壓就是指在常溫下利用安裝在壓力機(jī)上的模具比如液壓沖頭對(duì)材料(主要是板材，也可以用塊料和條料)施加作用力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需一定形狀和尺寸零件的一種壓力加工方法。經(jīng)沖壓加工制得的零件稱為沖壓制件。沖壓主要分為冷沖壓和熱沖壓，冷沖壓的加工板材厚度一般都小于四毫米，而熱沖壓一般都將板材加熱到一定溫度

11、，板材厚度一般是八到十毫米。沖壓加工過(guò)程要求被加工的板材應(yīng)具有較高的塑形和韌性，比較低的屈強(qiáng)比和時(shí)效敏感性制造沖壓制件的機(jī)器稱為沖壓機(jī)。板材沖壓也就是冷沖壓具有一下幾點(diǎn)好處：一是能夠上產(chǎn)較為復(fù)雜的零件，零件的精度高表面粗糙度好并且互換性較好。二是材料的利用率高，一般可達(dá)到80%左右。三是適應(yīng)性較強(qiáng)，金屬和非金屬均可沖壓。四是生產(chǎn)率較高，較易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。板材沖壓的基本工序主要有以下兩個(gè):分離和變形工序，其中分離工序分為剪切切口修邊，分離工序分為彎曲拉伸等。沖壓既能制造尺寸較小的儀表零件，也能制造尺寸較大的零部件，例如汽車大梁和壓力容器封頭等，而且還能制造精密度較高的零件。大多數(shù)的板材，管

12、材和其他型材都要經(jīng)過(guò)沖壓制成成品。1.2 沖壓機(jī)（壓力機(jī)）的分類及其相關(guān)構(gòu)成沖壓設(shè)備類型的選擇主要根據(jù)沖壓的工藝特點(diǎn)以及生產(chǎn)率等來(lái)確定。如果是中小型沖壓件，一般選擇開(kāi)式?jīng)_壓機(jī)。如果需要變形力較大的沖壓工序，則選擇剛性好的閉式?jīng)_壓機(jī)。如果是薄板材的沖壓工序則選擇導(dǎo)向準(zhǔn)確的精密沖壓機(jī)。對(duì)于大型的沖壓工序則選擇雙動(dòng)拉伸沖壓機(jī)。通用壓力機(jī)分為單柱壓力機(jī)，開(kāi)式壓力機(jī)，閉式壓力機(jī)。單柱壓力機(jī)又分為單柱固定臺(tái)壓力機(jī)，單柱活動(dòng)臺(tái)壓力機(jī)，單柱柱形臺(tái)壓力機(jī)。開(kāi)式壓力機(jī)分為開(kāi)示固定臺(tái)壓力機(jī)，開(kāi)式活動(dòng)臺(tái)壓力機(jī)，開(kāi)式可傾壓力機(jī)，開(kāi)式轉(zhuǎn)臺(tái)式壓力機(jī)，開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)，開(kāi)式雙點(diǎn)壓力機(jī)，開(kāi)式柱形臺(tái)壓力機(jī)，開(kāi)式傳動(dòng)壓力機(jī)。閉式壓力

13、機(jī)又分為閉式單點(diǎn)壓力機(jī)，閉式單點(diǎn)切邊壓力機(jī)，閉式側(cè)滑塊壓力機(jī)閉式雙點(diǎn)壓力機(jī)，閉式雙點(diǎn)切邊壓力機(jī)，閉式四點(diǎn)壓力機(jī)。如果按壓力機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)形式分類分為開(kāi)式壓力機(jī)和閉式壓力機(jī)。如果按壓力機(jī)連桿數(shù)量分類則分為單點(diǎn)壓力機(jī)，雙點(diǎn)壓力機(jī)和四點(diǎn)壓力機(jī)。如果按壓力機(jī)工作臺(tái)特點(diǎn)分類，可分為固定工作臺(tái)壓力機(jī)，可傾工作臺(tái)壓力機(jī)，升降臺(tái)壓力機(jī)，可移動(dòng)式臺(tái)壓力機(jī)以及回轉(zhuǎn)太式壓力機(jī)。壓力機(jī)是一種讓沖頭上的滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并按照一定的方向作用在板材上，對(duì)其施加一定的壓力，是沖壓的最常見(jiàn)的設(shè)備之一。沖壓機(jī)如果按照其機(jī)身結(jié)構(gòu)分類可以分為開(kāi)示和閉式兩類沖壓機(jī)如果安裝提供動(dòng)力的方式可分為，機(jī)械式壓力機(jī)：曲柄式壓力機(jī)和凸輪式壓力機(jī)等；

14、油壓沖壓機(jī)，空氣沖壓機(jī)還有手動(dòng)沖壓機(jī)等。沖壓機(jī)主要可以分為一下幾部分：框架，墊枕部，沖頭，防滑裝置，板材裝夾機(jī)構(gòu)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)等?？蚣苤饕墙邮苁┘訅毫?，墊枕部用來(lái)固定模具，沖頭是對(duì)被裝夾的板材施加作用力，防滑裝置是為了限制沖頭的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力機(jī)構(gòu)是為沖頭提供運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力從而對(duì)板材施加作用力。板材沖壓機(jī)主要是用來(lái)將具有良好延展型的板材進(jìn)行一次沖壓，得到所需尺寸大小形狀合適的機(jī)械機(jī)構(gòu)，它的主要加工過(guò)程主要有兩方面：一是將板材送至代加工位置，二是下模固定在機(jī)架上，上模沖頭開(kāi)始以較快速度接近板材，接著以勻速將板材沖壓成型。本次的板材沖壓機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)主要是液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。也可以稱之為液壓機(jī)。液壓機(jī)是制造成品工

15、藝中最常用的機(jī)械設(shè)備。自十九世紀(jì)以來(lái)，液壓機(jī)的使用范圍也越來(lái)越廣。由于液壓機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)和整體機(jī)身結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)趨漸成熟，目前國(guó)內(nèi)外的液壓機(jī)的發(fā)展不僅體現(xiàn)在控制系統(tǒng)上，也逐漸突出其高速化，高效化，智能化的一系列特點(diǎn)。1.3 液壓機(jī)的組成部分以及特點(diǎn)液壓機(jī)的組成部分總體來(lái)說(shuō)主要由兩部分構(gòu)成主機(jī)和液壓系統(tǒng)，由于國(guó)內(nèi)外的技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，國(guó)內(nèi)外的機(jī)型也沒(méi)較大差別，但其中差別在于其加工工藝和安裝等方面。良好的工藝使機(jī)器在冷卻過(guò)濾方面有了較大的改善。在液壓系統(tǒng)的油路設(shè)計(jì)方面，無(wú)論是國(guó)內(nèi)的壓力機(jī)還是國(guó)外的壓力機(jī)都逐漸趨向于集成化，封閉式，特別是集成塊的生產(chǎn)也逐漸趨向于專業(yè)化，其性能好而且質(zhì)量可靠，設(shè)計(jì)周期

16、也逐年縮短。液壓機(jī)工藝用途廣泛，適用于彎曲翻邊拉伸成型等工藝。壓力機(jī)是一種采用靜壓來(lái)加工產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)備。由于需要進(jìn)行多種工藝，液壓機(jī)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：一是工作臺(tái)大，滑塊運(yùn)動(dòng)的路程長(zhǎng)，以滿足多種加工工藝。二是液壓機(jī)具有點(diǎn)動(dòng)手動(dòng)等工作方式，以便于進(jìn)行多種操作。三是液壓機(jī)具有延時(shí)保壓和自動(dòng)回程的功能，并可以進(jìn)行定壓成型和定程成型的操作。四是液壓機(jī)的壓制速度，行程范圍和工作壓力可隨意進(jìn)行調(diào)節(jié)，方便快捷。壓力機(jī)的動(dòng)力部分是高壓泵，將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓的能量，從而向壓力機(jī)的液壓缸提供高壓的液體。壓力機(jī)的液壓系統(tǒng)分為上液壓缸和下液壓缸，上液壓缸主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)滑塊完成快速下行-慢速加壓-保壓-泄壓-迅速回

17、程-原位停止的動(dòng)作循環(huán)。下液壓缸主要驅(qū)動(dòng)滑塊完成向上頂出-向下倒退-停止的動(dòng)作循環(huán)。壓力機(jī)液壓系統(tǒng)以壓力控制系統(tǒng)為主，流量大，壓力較高，并且壓力流量變化快。當(dāng)壓力機(jī)油進(jìn)入上液壓缸時(shí)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，速度較快，產(chǎn)生很大的沖壓機(jī)，沖壓板材。當(dāng)壓力油進(jìn)入下液壓缸是，活塞向上運(yùn)動(dòng)速度較快，此中過(guò)程適合板材沖壓工藝。在滿足系統(tǒng)對(duì)壓力要求的前提下應(yīng)注意提高系統(tǒng)效率和防止產(chǎn)生液壓沖擊，避免帶來(lái)的不良效果。本次設(shè)計(jì)的壓力機(jī)由于使用的動(dòng)力系統(tǒng)是液壓系統(tǒng)，因此具有如下特點(diǎn)：(1)工作臺(tái)將長(zhǎng)，沖頭的行程較長(zhǎng)，可以滿足多種加工工藝的要求。(2)有頂出裝置，以便于頂出工件。(3)液壓機(jī)具有點(diǎn)動(dòng)，手動(dòng)和半自動(dòng)等多種工作方式

18、，利于操作者操作。(4)液壓機(jī)具有保壓，延時(shí)和自動(dòng)回程的功能，并可以進(jìn)行頂壓成型的操作，十分適合金屬或非金屬板材的沖壓。液壓機(jī)的工作壓力，壓制速度和行程范圍可以任意調(diào)節(jié)，靈活性大液壓系統(tǒng)的原理，它是由兩個(gè)大小不同形狀基本相似的液壓缸組成，通常情況下缸內(nèi)都盛滿水油或其他液體，充水的被稱為水壓機(jī)，充油的被稱為油壓機(jī)。兩個(gè)油缸內(nèi)各有一個(gè)可以自由滑動(dòng)的活塞，如果在液壓缸內(nèi)的小活塞上施加一定的作用力，根據(jù)相關(guān)定理，小活塞會(huì)將這一壓力通過(guò)油或水液體傳遞到大活塞上，將其壓上去。由此可知在小活塞上施加很小的力就可以使得大活塞產(chǎn)生較大的力，為此可以用油壓機(jī)沖壓多種板材。1.3.1通用壓力機(jī)的附屬裝置壓力機(jī)的輔助

19、裝置有：過(guò)載保護(hù)裝置，拉探墊，頂料裝置以及可移動(dòng)式工作臺(tái)。過(guò)載保護(hù)裝置又可分為壓塌塊式保護(hù)裝置和液壓式過(guò)載保護(hù)裝置。移動(dòng)工作臺(tái)可分為左右移出式，前向移出式，一側(cè)移出式。1.4 壓力機(jī)的選擇和維護(hù)壓力機(jī)的選擇主要取決于沖壓工件的加工工藝要求和工件的生產(chǎn)批量，一般應(yīng)遵循一下幾點(diǎn)：（1）中小形狀的加工工件例如沖裁工件，拉深工件，彎曲工件在通常情況下選擇開(kāi)式通用壓力機(jī)。（2）大中形狀和精度要求很好的沖壓工件，一般都選擇剛度較好的閉式通用壓力機(jī)。（3）對(duì)于那些形狀較為復(fù)雜的中小形狀而又大批量生產(chǎn)的沖壓工件，應(yīng)選擇較高效率的壓力機(jī)或自動(dòng)式壓力機(jī)。（4）對(duì)于那些生產(chǎn)較小批量的大型厚板材沖壓工件，應(yīng)選用液壓機(jī)

20、。（5）對(duì)于精密的沖裁工件，最好使用專用精沖壓力機(jī)。（6）對(duì)于那些較為大型的拉深件，應(yīng)選用上傳動(dòng)的閉式雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，而對(duì)于中小型拉深工件，通常都選用下傳動(dòng)的雙動(dòng)拉深壓力機(jī)，而對(duì)于那些大型復(fù)雜的拉深工件，一般選用三動(dòng)壓力機(jī)。（7）對(duì)于那些校正彎曲整形壓印等工序，則應(yīng)選擇剛度較高的壓力機(jī)進(jìn)行加工，有選擇靜壓機(jī)，以得到較高的沖壓尺寸精度，當(dāng)生產(chǎn)工件的數(shù)量不多時(shí)，可以選擇摩擦壓力機(jī)。（8）對(duì)于薄板材沖裁工件，應(yīng)當(dāng)選用精度和剛度都較高的壓力機(jī)1.5 C型沖壓機(jī)的構(gòu)造C型沖壓機(jī)根據(jù)其機(jī)身特點(diǎn)例如前側(cè)開(kāi)口的沖壓機(jī)，一般公稱壓力在300T以下，且使用壓力一般才起公稱壓力的百分之五十左右。C型壓力機(jī)又稱為單柱

21、壓力機(jī)，可適用于軸類零件和套筒類零件以及簡(jiǎn)單板材加工的生產(chǎn)制造。該種壓力機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此方便制造，且外形美觀，使得它被廣泛運(yùn)用到小型壓力機(jī)的設(shè)計(jì)中。壓力機(jī)機(jī)身是C型結(jié)構(gòu)的主要部件，使其直接決定了壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和力學(xué)性能。根據(jù)國(guó)內(nèi)外資料顯示，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是運(yùn)用材料力學(xué)的簡(jiǎn)化優(yōu)化計(jì)算來(lái)決定其強(qiáng)度，盡管此種方法在實(shí)踐中具有一定的可靠性和科學(xué)性，但存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)不太合理，設(shè)計(jì)保守不創(chuàng)新等多種弊端，這樣使得制造出來(lái)的壓力機(jī)的整體機(jī)身過(guò)于笨重，且在加工過(guò)程中由于花費(fèi)大量鋼材，使得壓力機(jī)的制造價(jià)格過(guò)于昂貴，從而使其在市場(chǎng)缺乏強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以有必要在保證其工作性能的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化改造。1.6

22、 C型壓力機(jī)的特點(diǎn)及其不足之處壓力機(jī)是制品成型生產(chǎn)工藝中使用最廣的設(shè)備之一，無(wú)論在國(guó)防還是在航空工業(yè)的大型模鍛上產(chǎn)中都起著非常重要的作用，壓力機(jī)本身已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備之一。本次所設(shè)計(jì)的C型結(jié)構(gòu)框架沖壓機(jī)，其本身最顯著的特點(diǎn)是開(kāi)式機(jī)身結(jié)構(gòu)。可以多面接近工作面，同時(shí)裝卸模具和工件都較為方便，因此廣泛應(yīng)用到校正壓裝，板材沖壓彎曲成型等加工工藝中，但是C型結(jié)構(gòu)沖壓機(jī)的最大缺點(diǎn)是機(jī)身懸臂會(huì)受到里的作用，并且受力后整體機(jī)身變形不對(duì)稱，這可能導(dǎo)致主缸中心線與工作臺(tái)的垂直度產(chǎn)生小隊(duì)位移，這樣極有可能導(dǎo)致模具間隙偏于一側(cè)，在一定程度上影響工件的成形質(zhì)量。C型液壓機(jī)是多功能的大中小型液壓機(jī)、主要適用

23、于軸類零件，型材的校準(zhǔn)?？蹓?，軸承類零件的壓裝，也可用于板材零件的彎曲、整邊、定型、壓印、套型、拉伸等工藝；亦可用于粉末，塑料制品等。主要適用于機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、輕絲、起重機(jī)械、軸類安裝。以及電池，火花塞等行業(yè)。本機(jī)具有設(shè)計(jì)合理、操作簡(jiǎn)單。采用電磁換用控制上下活動(dòng)，并可電動(dòng)及半自動(dòng)，適用不同用戶壓制工藝要求等特點(diǎn)。 河南液壓機(jī)機(jī)械設(shè)備廠同時(shí)生產(chǎn)手動(dòng)以及全自動(dòng)PC，非標(biāo)單柱，雙柱、四柱、框架式液壓機(jī)。 單柱液壓機(jī)是一種多功能的小型液壓機(jī)床，安裝方便。用于軸類零件和軸套類零件的壓裝、也可以完成壓印。套形等動(dòng)作、主要適用于機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、電器、軸承、洗衣機(jī)、汽車電機(jī)、空調(diào)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、電池等行業(yè)使用。特

24、別適用于三資企業(yè)流水裝配線。 性能特點(diǎn)：經(jīng)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)，四柱式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，實(shí)用；框架式結(jié)構(gòu)剛性好，精度高，抗偏載能力強(qiáng)；液壓控制系統(tǒng)采用插裝式集成系統(tǒng)，動(dòng)作可靠，使用壽命長(zhǎng)，液壓沖擊小，減小了連結(jié)管路與泄漏點(diǎn)；采用進(jìn)口PLC控制的電氣系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)緊湊，工作靈敏可靠，使用維修方便。具有調(diào)整、手動(dòng)、半自動(dòng)三種操作方式和定程，定壓兩種成型工藝規(guī)范。底梁內(nèi)配有液壓墊，通過(guò)操作面板選擇，液壓墊可以實(shí)現(xiàn)有頂出、無(wú)頂出和液壓墊壓邊三種工作循環(huán)。 適用領(lǐng)域：本系列壓機(jī)適用于拉深、彎曲、成型、沖裁落料、翻邊等各種沖壓工藝，特別適用以下領(lǐng)域：汽車零部件家用電器廚房用具其它：拖拉機(jī)，摩托車，航天，航空。 可選配

25、附件：移動(dòng)工作臺(tái)沖裁緩沖裝置光幕安全保護(hù)裝置油冷卻裝置位移傳感裝置觸摸式工業(yè)顯示屏打料裝置（液壓式或機(jī)械式）模具快速夾緊機(jī)構(gòu)模具保護(hù)裝置進(jìn)口PLC導(dǎo)軌潤(rùn)滑裝置。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)C型沖壓機(jī)的過(guò)程中，為了盡量減少懸臂受力變形對(duì)工件加工產(chǎn)生的影響，會(huì)將機(jī)身上下梁和支柱簡(jiǎn)化為計(jì)算截面相關(guān)參數(shù)，粗略的計(jì)算出各個(gè)截面的相關(guān)特性數(shù)據(jù)和形狀中心位置，依據(jù)所計(jì)算出的參數(shù)對(duì)機(jī)身做受力分析簡(jiǎn)圖，計(jì)算出各機(jī)身各部分彎矩，求的相應(yīng)的強(qiáng)度和剛度。同時(shí)為了避免受力后C型框架變形過(guò)大，在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中不得不選擇較低許應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致機(jī)身過(guò)于笨重，其設(shè)計(jì)出來(lái)的額重量往往會(huì)比國(guó)外相關(guān)沖壓機(jī)型號(hào)設(shè)備重出百分之二十左右，這樣既增加了成本，也

26、無(wú)法滿足其重要特性的要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，CAE軟件現(xiàn)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的助手和有效工具。ANSYS作為大型通用CAE軟件在結(jié)構(gòu)分析方面十分受歡迎，ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)編程復(fù)雜模型的分析，以及對(duì)工件模型通過(guò)少量修改后對(duì)此重復(fù)分析的模型。本次設(shè)計(jì)通過(guò)相關(guān)參數(shù)計(jì)算公式和計(jì)算機(jī)軟件分析，對(duì)C型結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力分析，從而對(duì)其進(jìn)行校核，計(jì)算出相關(guān)受力的拉彎程度和應(yīng)力變形規(guī)律，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有身份重要的理論和實(shí)際意義。1.7 金屬板材沖壓機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.71沖壓機(jī)的技術(shù)現(xiàn)狀外對(duì)沖壓機(jī)的研究狀況來(lái)看，通常情況下沖壓裝備一般以金屬板材為加工對(duì)象，產(chǎn)出多種多樣的沖壓工件，其被廣泛應(yīng)用到

27、汽車，機(jī)械，電器，儀表以及航空等許多工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)轎車零部件中占百分之四十以上的都是金屬板材沖壓工件，由此可見(jiàn)，沖壓裝備在汽車工業(yè)中起到了舉足輕重的左右，發(fā)展汽車工業(yè)和沖壓機(jī)技術(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)的作用。沖壓機(jī)的工作過(guò)程主要有板材供給，廢料的排除，模具的更換，沖床的調(diào)整和運(yùn)轉(zhuǎn)，沖壓過(guò)程異常狀況的監(jiān)視和處理等。1.72 傳統(tǒng)大型沖壓機(jī)生產(chǎn)線在金屬板材沖壓工件中，車身蓋件和車身結(jié)構(gòu)件是金屬板材沖壓工件的主體。主要的加工設(shè)備是大型沖壓生產(chǎn)線。自70年代以來(lái)，大型沖壓生產(chǎn)線通常只以一臺(tái)雙動(dòng)拉延機(jī)械壓力機(jī)與多臺(tái)單動(dòng)機(jī)械壓力機(jī)為主機(jī)，主機(jī)之間設(shè)置一個(gè)工件反轉(zhuǎn)裝置，采用人工和機(jī)械

28、的上下料方式，組成機(jī)械或半機(jī)械化的生產(chǎn)線。無(wú)論在我國(guó)還是在國(guó)外，通常百分之九十的現(xiàn)存沖壓生產(chǎn)線屬于這一階段的產(chǎn)品。近年來(lái)，單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化沖壓線在國(guó)內(nèi)外競(jìng)相發(fā)展成為大型覆蓋件自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)的先進(jìn)加工工藝的其中一種，而且發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，其相應(yīng)裝置通常會(huì)配置上56臺(tái)壓力機(jī)。由于上板塊和下板塊的工位壓力機(jī)的間距大，工件傳輸效率比較低低，因此設(shè)定的生產(chǎn)節(jié)拍一般為69min-1。單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化沖壓技術(shù)占用資金較少，適合于多車型、小批量、高質(zhì)量的大型覆蓋件的沖壓生產(chǎn)。在我國(guó)，經(jīng)過(guò)過(guò)近年來(lái)的新建和傳統(tǒng)沖壓線聯(lián)線自動(dòng)化改造，大約10的現(xiàn)存沖壓生產(chǎn)線屬于這種類型。近十年來(lái)，國(guó)外著名壓力機(jī)供應(yīng)商在全自動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)上又取

29、得很大進(jìn)展并得到成熟應(yīng)用，例如全自動(dòng)換模系統(tǒng)、拉伸墊數(shù)字控制技術(shù)和功能完善的觸摸屏監(jiān)控技術(shù)等，使單機(jī)聯(lián)線生產(chǎn)效率逐年提升。其中，全自動(dòng)換模系統(tǒng)只需要操作人員在觸摸屏上設(shè)置好模具號(hào)，模具更換的全過(guò)程由壓力機(jī)自動(dòng)完成，整個(gè)過(guò)程最多需要5min。全自動(dòng)換模系統(tǒng)的主要功能包括：（1）平衡器與氣墊壓力自動(dòng)調(diào)整功能；（2）裝模高度、氣墊行程自動(dòng)調(diào)整功能，定位調(diào)整精度達(dá)0.1mm；（3）模具自動(dòng)夾緊、放松功能；（4）高速移動(dòng)工作臺(tái)自動(dòng)開(kāi)進(jìn)開(kāi)出功能。目前，國(guó)內(nèi)的濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)在上述關(guān)鍵技術(shù)上也有所突破，代表了國(guó)內(nèi)壓力機(jī)的技術(shù)領(lǐng)先地位。1.73 大型多工位壓力機(jī)大型多工位壓力機(jī)是世界上目前最先進(jìn)、最高效的板材沖

30、壓設(shè)備，它代表了目前車身覆蓋件沖壓成形的較高水平和發(fā)展方向。大型多工位壓力機(jī)一般由拆垛機(jī)、大型壓力機(jī)、自動(dòng)送料系統(tǒng)和碼垛系統(tǒng)等組成。具有生產(chǎn)效率高，制件質(zhì)量高的特點(diǎn)，特別適合汽車大批量沖壓生產(chǎn)。據(jù)美國(guó)知名精密鍛壓協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)三大汽車公司680多條沖壓線中大約有70為多工位壓力機(jī)，日本在美國(guó)的35條沖壓線中有24臺(tái)多工位壓力機(jī)，大約占69，日本國(guó)內(nèi)的250條沖壓線中，有80多條多工位壓力機(jī)，占32。但是在我國(guó)，由于其本事較為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)相對(duì)比較昂貴，占用資金也非常大，并且柔性不及單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化線，目前能夠用于大型覆蓋件沖壓的多工位壓力機(jī)幾乎為零。1.8 其他壓力機(jī)上述壓力機(jī)主要是應(yīng)用于汽車外

31、覆蓋件的沖壓設(shè)備。除此之外，國(guó)外還有一些壓力機(jī)正處在研究的過(guò)程中，比如高速壓力機(jī)等。以日本小松為代表的壓力機(jī)制造商目前已經(jīng)制作出市場(chǎng)化的伺服壓力機(jī)產(chǎn)品，且比較全面，伺服壓力機(jī)產(chǎn)品相對(duì)與普通常規(guī)壓力機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于一下幾點(diǎn)：（1）沖頭的行程按需調(diào)整，完全消除無(wú)效行程，生產(chǎn)效率超高，避免不必要的機(jī)械能的浪費(fèi)；（2）壓力機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)對(duì)沖頭的改進(jìn)，精確到微米級(jí)，有效的抑止產(chǎn)品毛刺出現(xiàn)，毛刺出現(xiàn)的數(shù)量大幅度降低，精度超高；（3）機(jī)器運(yùn)行噪聲降低，過(guò)程振動(dòng)也減少，模具壽命提高，噪聲超低；（4）可以設(shè)定沖頭速度曲線和下死點(diǎn)停留等多種特殊工作模式，柔性超高；（5）無(wú)離合器，驅(qū)動(dòng)部件相對(duì)而言較少，潤(rùn)滑油與電力

32、損耗少，節(jié)能效果超強(qiáng)。高速壓力機(jī)主要滿足精密小型電子零件的沖壓需要。日本電產(chǎn)京利、山田、愛(ài)西施等廠商的產(chǎn)品已經(jīng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，沖壓節(jié)拍一般在8001500min-1，目前沖壓節(jié)拍為4000min-1的超高速壓力機(jī)已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求及參數(shù)沖壓機(jī)是對(duì)金屬或非金屬板材進(jìn)行沖壓加工的的專用設(shè)備，得到所需尺寸大小形狀合適的機(jī)械機(jī)構(gòu)，它的主要加工過(guò)程主要有兩方面：一是將板材送至代加工位置，二是下模固定在機(jī)架上，上模沖頭開(kāi)始以較快速度接近板材，接著以勻速將板材沖壓成型。綜合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出的板材沖壓機(jī)應(yīng)滿足一下要求：（1）C型框架機(jī)構(gòu)尺寸：900mm850mm250mm。

33、（2）最大沖裁力250KN。（3）加工鋼板板材厚度寬度為3mm1500mm。（4）工作位置中心高1200mm。（5）工作臺(tái)尺寸：1100mm700mm860mm。同時(shí)，由于沖壓機(jī)在加工過(guò)程中會(huì)對(duì)沖頭產(chǎn)生反作用力，并會(huì)作用在C型結(jié)構(gòu)框架上，因此應(yīng)設(shè)計(jì)出合適的C型結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化和受力分析。由于在沖壓機(jī)工作過(guò)程中是固定的，因此還要設(shè)計(jì)出板材裝機(jī)構(gòu)，同時(shí)為了方便沖壓機(jī)的移動(dòng)，還應(yīng)設(shè)計(jì)出沖壓機(jī)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.2 機(jī)械部分總體設(shè)計(jì)方案2.2.1 總體布置以及方案設(shè)計(jì)對(duì)于液壓機(jī)來(lái)說(shuō)，從總體分析，它主要包括以下幾個(gè)部分。分別為液壓控制與執(zhí)行部件，機(jī)械部分，計(jì)算機(jī)及電器控制部分。設(shè)計(jì)液壓壓力機(jī)，就是要將各個(gè)

34、部分設(shè)計(jì)出來(lái)并將其有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)適合于各種生產(chǎn)實(shí)際的液壓壓力機(jī)。從總體布置著手可以選出不同的方案。通過(guò)對(duì)各組成部分的各種布置和結(jié)合，可以得到若干種方案。同時(shí)每一部分的整體分析與設(shè)計(jì)得出幾個(gè)方案。本次設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)大體可以分成兩部分，C型結(jié)構(gòu)框架和液壓系統(tǒng)。因此可以得到三種方案：（1）在C型結(jié)構(gòu)框架的上平板安裝沖頭，而下平板與工作臺(tái)相連接，起到部分工作臺(tái)的作用，同時(shí)在工作臺(tái)上開(kāi)出大小形狀合適的凹槽，方便板材的加工。同時(shí)設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)采用與機(jī)身分離的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，獨(dú)立出來(lái)，這樣便于沖壓機(jī)工作室的散熱，有效的保護(hù)機(jī)身。同時(shí)由于機(jī)身與液壓系統(tǒng)分離，可以降低彼此間的震動(dòng)的影響，保證良好的加工精度

35、。同時(shí)在機(jī)身和液壓箱體的下方都安裝上可移動(dòng)的輪子和固定裝置，方便沖壓機(jī)的移動(dòng)和固定。而且為了提高板材的加工精度，必須設(shè)計(jì)合理的板材裝夾機(jī)構(gòu)。板材裝夾機(jī)構(gòu)的裝夾方式采用平面定位的方式，利用彈簧的彈力夾緊板材，當(dāng)需要拆卸板材是可以利用把手將壓頭抬起。（2）在C型結(jié)構(gòu)框架的下平板安裝沖頭，同時(shí)其上平板與相應(yīng)工作臺(tái)連接，在這里工作臺(tái)與上平板起到固定好板材的作用，上平板處得工作臺(tái)也要開(kāi)出凹形槽，方便加工板材。同時(shí)設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)與機(jī)身緊密相連，機(jī)身在液壓箱體的上方，彼此用螺栓連接。液壓箱體下方安裝上可移動(dòng)得輪子和固定裝置，方便沖壓機(jī)的移動(dòng)和固定。這樣可以在很大程度上節(jié)省空間，并且可以在一定程度上節(jié)省材料，

36、起到降低成本的作用。同時(shí)板材裝夾機(jī)構(gòu)采用平面定位的方式進(jìn)行定位。（3）在C型結(jié)構(gòu)框架的上平板上安裝液壓沖頭，其下平板與部分工作臺(tái)連接，同時(shí)在沖頭的中下方開(kāi)出凹形槽，方便板材加工時(shí)的變形。同時(shí)讓機(jī)身和液壓箱箱連接，機(jī)身在液壓箱的上方，彼此用螺栓連接，以節(jié)省空間。箱體的下方安裝上輪子和固定裝置，方便機(jī)身的移動(dòng)和固定。當(dāng)需要移動(dòng)時(shí)，固定裝置升起，輪子接觸地面，方便推動(dòng)。當(dāng)需要固定時(shí)，可以下降固定裝置，使其接觸地面。板材裝夾機(jī)構(gòu)的裝夾方式采用平面定位的方式，利用彈簧的彈力夾緊板材，當(dāng)需要拆卸板材是可以利用把手將壓頭抬起。綜合以上幾種方案，確定出第三種方案是最合理的方案。如果沖頭安裝在C型結(jié)構(gòu)框架的下平

37、板上，上平板擔(dān)當(dāng)部分的裝夾機(jī)構(gòu)，由于高度過(guò)高，不方便板材的裝夾，而且不利于操作，因此沖頭應(yīng)該安裝在上平板上。本次設(shè)計(jì)的C型結(jié)構(gòu)框架沖壓機(jī)的上部分如下圖所示，C型沖壓機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)用整體式焊接結(jié)構(gòu)，有下梁上梁和立柱組成。機(jī)身結(jié)構(gòu)如圖1所示。上梁部分設(shè)計(jì)有上液壓缸和沖頭（本次設(shè)計(jì)不涉及相關(guān)沖頭，因此圖中不顯示），下梁部分為帶有槽的裝夾工件的工作臺(tái)，在上梁下梁和立柱上都裝有加強(qiáng)板筋，目的是為了提高的強(qiáng)度和剛度。同時(shí)由于本次設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)的機(jī)身和液壓系統(tǒng)的工作功率不大，彼此間震動(dòng)和散熱的影響比較小，本著節(jié)省空間的目的，應(yīng)將機(jī)身和液壓箱體安裝在一起，機(jī)身安裝在箱體的上方，并在箱體下方安裝可移動(dòng)的輪子和固定裝

38、置。如下圖所示便是最終決定設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)。圖1中1架構(gòu)師板材裝夾機(jī)構(gòu)，2是輪子方便沖壓機(jī)的移動(dòng)，3是固定裝置，當(dāng)需要固定機(jī)身工作時(shí)，可以將3下降，使其與地面接觸。4是液壓箱體，5是C型結(jié)構(gòu)框架。圖1為整體機(jī)身的側(cè)視圖2.2.2 工作流程沖壓機(jī)主要由以下幾部分組成：C型結(jié)構(gòu)框架，液壓動(dòng)力系統(tǒng)，板材裝夾機(jī)構(gòu)和沖壓機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí)為了讓沖壓機(jī)更好的工作，還可以在原有的基礎(chǔ)上再設(shè)計(jì)出合理的輔助機(jī)構(gòu)，過(guò)載保護(hù)裝置，拉探墊，頂料裝置。過(guò)載保護(hù)裝置又可分為壓塌塊式保護(hù)裝置和液壓式過(guò)載保護(hù)裝置。其工作流程如下：（1）板材停在裝夾機(jī)構(gòu)的上料臺(tái)上，將沖壓機(jī)移動(dòng)到板材的合適位置，使得板材的下方剛好對(duì)在C型結(jié)構(gòu)下平板的

39、緩沖機(jī)構(gòu)上。（2）接通電源，當(dāng)沖頭接觸板材的時(shí)候，由于加工的板材是電柜箱，因此與沖頭接觸的板材會(huì)向下彎曲并進(jìn)入下平板的凹槽內(nèi)。（3）在沖頭升起的時(shí)候，通過(guò)板材裝夾結(jié)構(gòu)對(duì)板材進(jìn)行移動(dòng)，并將其移動(dòng)到合適的位置，再由沖頭對(duì)下一塊待沖壓的部分進(jìn)行沖壓加工。3 機(jī)械部分設(shè)計(jì)3.1 沖壓機(jī)的板材裝夾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖2是板材裝夾機(jī)構(gòu)的主視圖圖3是板材裝夾機(jī)構(gòu)的俯視圖圖4為板材裝夾機(jī)構(gòu)的裝夾部分在機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了是工件在被加工過(guò)程中所加工的表面能達(dá)到所需的尺寸和形狀，因此在開(kāi)動(dòng)機(jī)床之前，要對(duì)工件進(jìn)行定位和裝夾，使工件在被夾緊是相對(duì)于機(jī)床占有某一爭(zhēng)取的位置，這對(duì)加工工件是十分重要的。工件在定位之后可能還

40、無(wú)法承受外力的作用，為了使工件在被加工過(guò)程中保持相對(duì)正確的位置，必須把它進(jìn)行壓緊，此過(guò)程被成為夾緊。在板材被沖壓機(jī)沖頭作用是，由于沖壓力很大，對(duì)板材的作用力也相當(dāng)大，因此為了提高板材加工的精度，定位和夾緊就顯得十分重要。定位的任務(wù)是使工件相對(duì)于機(jī)床本身有一定的合適正確的位置。而夾緊的任務(wù)是在被定好位的前提下保持工件的相對(duì)位置不變。物體在空間中具有多個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸的移動(dòng)和繞三坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，如果完全限制了六個(gè)自由度，則該工件就被徹徹底底的固定好了。工件的定位應(yīng)使工件在空間上相對(duì)于機(jī)床占有一定的正確的位置，這個(gè)位置是根據(jù)被加工工件的具體情況所要求的。當(dāng)然，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，為了達(dá)到某一工

41、序的加工要求，可以不必完全限制工件的六個(gè)自由度。如上圖所示分別是板材裝夾機(jī)構(gòu)的主視圖，俯視圖和側(cè)視圖。由于被沖壓加工的板材是未被沖壓完成的電控柜，因此其大體形狀是長(zhǎng)方形的，當(dāng)要對(duì)板材進(jìn)行沖壓加工是，必須先將其固定好，如圖1中的4機(jī)構(gòu)，4起到了良好的承載板材的作用，并可以有效的聯(lián)系機(jī)構(gòu)1的裝夾機(jī)構(gòu)。當(dāng)板材被放到該機(jī)構(gòu)上時(shí)，首先要抬起零件3，使零件3的最下端和與相對(duì)應(yīng)的部分存在一定的距離，便于放入板材，同時(shí)該裝夾機(jī)構(gòu)內(nèi)部必須安裝好彈簧，當(dāng)不需要移動(dòng)板材時(shí)，可依靠彈簧的作用力是機(jī)構(gòu)的下端夾緊板材，防止其發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。如圖2，裝夾機(jī)構(gòu)1等必須用螺栓和4緊密連接在一起。圖3所示的機(jī)構(gòu)便是其板材的最主要的

42、裝夾機(jī)構(gòu)。同時(shí)在該機(jī)構(gòu)的下方安裝一個(gè)輪子，方便移動(dòng)，因?yàn)樵趯?duì)板材進(jìn)行沖壓加工過(guò)沖中，沖壓機(jī)的機(jī)身是固定起來(lái)不可能移動(dòng)的，因此只能對(duì)相應(yīng)的板材進(jìn)行移動(dòng)，以滿足沖壓需求。在這里，由于裝夾機(jī)構(gòu)中的1部分的下端固定部分將直接和板材相互接觸，因此其相應(yīng)的材料構(gòu)成也必須滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）足夠的精度（2）較好的耐磨性（3）足夠的剛度也硬度（4）較好的工藝性（5）便于清除碎削。本次設(shè)計(jì)的裝夾機(jī)構(gòu)采用的定位板材的方式是平面定位，其中橫梁和支架以及機(jī)構(gòu)1起到了基本支承的作用，本著簡(jiǎn)約成本的態(tài)度，所以在本次設(shè)計(jì)中不設(shè)計(jì)相關(guān)的輔助支撐。如果是平面定位，選擇的裝夾機(jī)構(gòu)的原則如下：（1）面積較小的基準(zhǔn)平面選用支承釘

43、。（2）面積較大且平面度精度精度較高的基準(zhǔn)平面定位選用支承板。（3）毛胚面階梯面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承。（4）毛胚面做基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按照定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承。（5）當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承。當(dāng)使用夾具裝夾公積案來(lái)對(duì)其進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：（1） 這批工件在夾具中所應(yīng)當(dāng)占有的正確的加工位置。（2） 夾具安裝在機(jī)床上應(yīng)具有準(zhǔn)確的位置。（3） 刀具或沖頭相對(duì)于夾具具有準(zhǔn)確的位置。由此看出，板材的裝夾會(huì)設(shè)計(jì)到三個(gè)層次關(guān)系，工件相對(duì)于裝夾機(jī)構(gòu)的關(guān)系，裝夾機(jī)構(gòu)相對(duì)于機(jī)床的關(guān)系，以及被加工板材相對(duì)于沖壓機(jī)的關(guān)系。同時(shí)，被

44、加工板材的最終精度是由板材相對(duì)于沖壓機(jī)獲得的。所以在此定位也設(shè)計(jì)三層關(guān)系：（1） 板材在裝夾結(jié)構(gòu)上的定位。（2） 裝夾機(jī)構(gòu)相對(duì)于沖壓機(jī)的定位。（3） 板材相對(duì)于沖壓機(jī)的定位。（4） 而板材相對(duì)于沖壓機(jī)的定位是通過(guò)夾具來(lái)裝夾機(jī)構(gòu)來(lái)間接保證的。（5） 板材定位以后必須通過(guò)一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把板材固定，使板材在沖壓加工中保持相對(duì)正確的位置。（6）在加工過(guò)程中由于板材會(huì)收到?jīng)_壓力的作用可能發(fā)生相對(duì)位移和發(fā)生振動(dòng)，破壞原有的合適的位置，無(wú)法保證加工要求。因此，這個(gè)過(guò)沖叫做夾緊，產(chǎn)生夾緊力的裝置被成為裝夾機(jī)構(gòu)也就是夾緊裝置，如圖1中的1機(jī)構(gòu)。由以上選擇原則，本次設(shè)計(jì)的夾裝機(jī)構(gòu)采用的部分結(jié)構(gòu)是支撐架作為定

45、位的。同時(shí)為了夾緊板材，采用如圖1中的1機(jī)構(gòu)作為裝夾板材的部分裝夾機(jī)構(gòu)，利用彈簧的作用力，使板材和下支撐面緊密接觸，防止反生相對(duì)位移。3.2板材沖壓機(jī)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖所示是沖壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的沖壓機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)不用，傳統(tǒng)的沖壓機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)普遍都是電動(dòng)機(jī)帶通齒輪曲柄進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而液壓沖壓機(jī)是運(yùn)用液壓系統(tǒng)對(duì)C型結(jié)構(gòu)框架上的沖頭輸出液壓能，通過(guò)沖頭將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，以一定速度對(duì)板材進(jìn)行沖壓。如下圖便是沖壓機(jī)的液壓系統(tǒng)。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成，動(dòng)力元件，控制元件，執(zhí)行元件，液壓油以及輔助元件。動(dòng)力元件也就是如圖所示的電動(dòng)機(jī)液壓泵的作用是將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能通過(guò)油液作為傳遞介質(zhì)將其轉(zhuǎn)化為

46、壓力能，具體是指液壓系統(tǒng)的油泵。油泵想整個(gè)液壓系統(tǒng)輸出動(dòng)力，通常情況下，液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有一下幾種，齒輪泵，葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)沖頭進(jìn)行山下往復(fù)運(yùn)動(dòng)?？刂圃簿褪且簤洪y在液壓系統(tǒng)中起到控制和調(diào)節(jié)液體的壓力，流量和方向的作用，依據(jù)控制功能的作用的不同，可以將液壓泵分為壓力控制閥，流量控制閥，和方向控制閥。其中壓力控制閥又分為安全閥和減壓發(fā)。輔助元件又包括油箱，濾油器，油管，密封圈，膠管等組成。液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油，乳化液以及合成型液壓油等組成。通常情況下，液壓系統(tǒng)使用的液壓元件有板式和管式兩種，由于管式元件通過(guò)油管來(lái)

47、實(shí)現(xiàn)相互之間的連接，如果液壓原件的數(shù)量越多，連接的管道多，結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，液壓系統(tǒng)隨時(shí)的能量也就越多，動(dòng)力的傳遞效率越低，而且占有的空間越大，也不利于電動(dòng)機(jī)的散熱性能，維修拆卸保養(yǎng)的難度也大，因此即使使用管式結(jié)構(gòu)作為液壓元件，也是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的管式結(jié)構(gòu)。從傳統(tǒng)意義上將，板式元件固定在板件上，也就是所謂的箱體內(nèi)。其主要分為液壓油路板連接，集成塊連接。把一個(gè)個(gè)液壓元件合理的固定在液壓油路板上，這與管式結(jié)構(gòu)相比，除了進(jìn)出液壓油液會(huì)通過(guò)管道外，其他的液壓元件都被用螺栓固定在板上，元件之間通過(guò)板上的管道連接，板式元件的液壓系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單，調(diào)試和維修比較方便，但是其結(jié)構(gòu)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化。雖然板式元件具有諸多強(qiáng)于管式

48、的特點(diǎn)，但由于本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，且裝放液壓系統(tǒng)的板料都是電控柜，不能在板上加工出管道，因此放棄板式元件，選擇管式元件，且本著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便的原則，設(shè)計(jì)出的液壓系統(tǒng)如下圖所示。圖5為液壓箱體如上圖所示機(jī)構(gòu)2是電動(dòng)機(jī)，是為液壓系統(tǒng)提供機(jī)械能的裝置。1是指油箱，起到承載油液的作用，內(nèi)部的油液是合成型液壓油。3是輸出管道，內(nèi)部是油液，油液具有液壓能。4是油管，起到輸送箱體內(nèi)油液的作用，有液壓泵將箱體內(nèi)的油液通過(guò)4吸入液壓泵內(nèi)。5是液壓泵，作用是將精致的油液轉(zhuǎn)換成具有液壓能的油液。6是輸出具有液壓能油液的管道，送到C型結(jié)構(gòu)框架的液壓沖頭部分，操縱沖頭做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。7是油液指示器，用于觀察油

49、液的高度，方便在合適的時(shí)候加油。液壓站是由液壓油箱，液壓泵裝置和控制系統(tǒng)組成。液壓油箱內(nèi)應(yīng)裝有空氣過(guò)濾器，油液過(guò)濾器和油面指示器以及清洗孔等組成。3.2.1液壓站的結(jié)構(gòu)形式的選擇沖壓機(jī)液壓站的結(jié)構(gòu)形式有兩種類型，分散式和集中式。（1）集中式，這種結(jié)構(gòu)形式是將沖壓機(jī)的液壓系統(tǒng)的供油裝置和調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立出來(lái)，也就是單獨(dú)設(shè)立一個(gè)液壓站，徹底和機(jī)身分離。集中式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修比較方便，不需要對(duì)沖壓機(jī)進(jìn)行改動(dòng)就可以改動(dòng)液壓站，并且在工作過(guò)程中由于和沖壓機(jī)隔開(kāi)一段距離方便了兩者之間的散熱，但其缺點(diǎn)是占空間。（2）分散式，這種結(jié)構(gòu)是將沖壓機(jī)的液壓系統(tǒng)的供油裝置和調(diào)節(jié)控制裝置分散到?jīng)_壓機(jī)的各處。比如上圖中所

50、示的情況，將沖壓機(jī)的C型結(jié)構(gòu)框架的下支承板，而液壓站的下支承板作為整個(gè)沖壓機(jī)的下板料。然后把相應(yīng)的控制裝置安裝在沖壓機(jī)上的利于操作者操作的地方。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是彼此間結(jié)構(gòu)比較緊湊，滲漏的油液可以回收，并且不需要占用太大的空間，但過(guò)于緊湊，在加工過(guò)程中可能會(huì)造成彼此的影響，由于本次設(shè)計(jì)的比較小型的沖壓機(jī)，因此可以采用分散式的結(jié)構(gòu)形式。本次的液壓站的結(jié)構(gòu)形式采用的分散式的結(jié)構(gòu)。3.2.2液壓泵的安裝方式液壓站裝置包括不同類型的液壓泵，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，油管組成。其安裝方式有立式和臥式兩類。立式安裝，將液壓泵與之相連接的油管放在液壓箱體的內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是緊湊美觀，同時(shí)回收油液的條件好，漏油可直接

51、回到油液箱，并可以節(jié)省大量空間，不占地方，但維修條件不足并且不利于機(jī)器的散熱。臥式安裝，其結(jié)構(gòu)形式是將液壓泵和油管都安裝在液壓箱體的外面，此種方法的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修比較方便，并且散熱條件較好。由于設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)比較小型，彼此間的散熱條件要求不高，并且節(jié)省空間，所以選擇立式安裝的方式安裝液壓泵。3.2.3液壓油箱的設(shè)計(jì)液壓油箱的作用是貯存油液，由于油箱內(nèi)部有濾油裝置，因此可以為液壓裝置提供清潔的油液，并對(duì)回到液壓箱的油液進(jìn)行冷卻，分離雜質(zhì)。通常情況下，開(kāi)式油箱使用鋼板焊接而成的，大型的油箱則是用型鋼作為骨架，再在外表焊接鋼板。本次設(shè)計(jì)的油箱的形狀是長(zhǎng)方形，為了方便清洗油箱內(nèi)壁和濾油器，設(shè)計(jì)的油箱蓋是

52、可拆裝的，同時(shí)設(shè)計(jì)的油箱的結(jié)構(gòu)有求如下：（1）壁板的厚度選在3mm左右即可，為了清洗油箱方便，在油箱側(cè)壁出開(kāi)除較大的窗口，并別便于拆裝。（2）設(shè)計(jì)的底板比側(cè)壁稍微厚些，底板應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)膬A斜以便于排除殘油和清洗，同時(shí)油箱的底部應(yīng)設(shè)計(jì)上底腳，高度150mm即可，目的是利于箱體的通風(fēng)散熱。底腳選用的材料是型鋼。如下圖所示。圖6液壓箱的形狀（3）油液箱的頂板應(yīng)設(shè)計(jì)的稍微厚些，本次設(shè)計(jì)定位8mm即可，因?yàn)樵O(shè)計(jì)過(guò)程中交液壓泵，電動(dòng)機(jī)，油管等多個(gè)元件都安裝到液壓箱體上，增大頂板的承載能力。（4）回油收集管道的設(shè)計(jì)，單獨(dú)設(shè)計(jì)個(gè)回油管道是比較合理的。（5）吸油管的設(shè)計(jì)，吸油管道內(nèi)必須設(shè)置濾油器，其精度為100到2

53、00目的網(wǎng)狀或線狀濾油器。（6）濾油器的設(shè)計(jì)，濾油器的作用是過(guò)濾油液中的雜質(zhì)，比如空氣中的灰塵，鐵屑，金屬粉末等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)如果存在在液壓系統(tǒng)中，可能造成液壓元件發(fā)生故障，進(jìn)一步造成油泵，電動(dòng)機(jī)和密封件的磨損和劃傷，甚至可以造成小孔堵塞等事故，影響液壓系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。（7）為了便于觀察和檢查箱體內(nèi)油液的容量和液面高度，應(yīng)該在油箱壁板的側(cè)面安裝油面指示器，或者也可以在安裝個(gè)溫度指示器。3.2.4電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇范圍包括，電動(dòng)機(jī)的種類，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速等其他指標(biāo)，利用這些指標(biāo)綜合考慮。選擇電動(dòng)機(jī)的容量具體是指電力傳動(dòng)系統(tǒng)能否既經(jīng)濟(jì)有可靠運(yùn)行的重要問(wèn)題，如果電動(dòng)機(jī)的容量過(guò)小，會(huì)使

54、其長(zhǎng)期處于過(guò)載運(yùn)行，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)絕緣過(guò)早損壞。如果電動(dòng)機(jī)的容量多大，可能會(huì)造成設(shè)備上的浪費(fèi)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且機(jī)器的運(yùn)行效率小。3.3沖壓機(jī)可移動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)圖7沖壓機(jī)的可移動(dòng)裝置和固定裝置如上圖所示是沖壓機(jī)的移動(dòng)裝置，在移動(dòng)裝置中，主要分為兩部分，移動(dòng)裝置和固定裝置，移動(dòng)裝置就是圖中的輪子。當(dāng)沖壓機(jī)不工作但需要移動(dòng)位置是，別可以利用螺栓將固定裝置上移，使其不接觸地面，讓輪子接觸地面，然后推動(dòng)沖壓機(jī)使其移動(dòng)。當(dāng)沖壓機(jī)將要工作時(shí)，可利用螺栓將固定裝置下移，使其與地面緊密接觸，固定好。4壓力機(jī)的C型結(jié)構(gòu)框架的受力分析本次設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)屬于開(kāi)式壓力機(jī)，其中C型結(jié)構(gòu)框架是一個(gè)十分重要的零件，重量約占整個(gè)沖壓機(jī)機(jī)身的百分之70左右，因此其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和硬度將直接影響沖壓機(jī)機(jī)身的震動(dòng)情況以及板材的被加工精度和使用壽命。本次設(shè)計(jì)沖壓機(jī)的C型結(jié)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)ANSYS有限元分析軟件對(duì)其進(jìn)行受力分析，計(jì)算出機(jī)身的應(yīng)力和變形，給出最