薄片零件沖壓機(jī)

1、薄壁零件沖壓機(jī)的設(shè)計(jì)一.工作原理及加工過(guò)程薄壁零件沖壓機(jī)是用于將具有良好拉伸延展性的薄壁金屬板(如鋁板)一次沖壓成所規(guī)定形狀的機(jī)械機(jī)構(gòu).它的主要加工過(guò)程如下:1）將坯料送至待加工位置2）下模固定在機(jī)架上,上模先以較大速度接近坯料,接著以近似勻速將坯料沖壓拉延成形并將成品快速推出模腔,最后快速返回. 二.原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1)動(dòng)力源為1400r/min的轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2)沖壓成型制品生產(chǎn)率約70件/min3)上模移動(dòng)總行程為250mm,其拉延行程置于總行程末段,約為50mm4)上模行程速比系數(shù)K1=1.88;推桿行程速度系數(shù)K2 =1.45)坯料輸送最大距離200mm6)最小傳動(dòng)角45°三

2、、傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)沖床傳動(dòng)系統(tǒng)如圖3-1所示。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)降低后驅(qū)動(dòng)機(jī)器主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。原動(dòng)機(jī)為三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速選為1400r/min，可選用如下型號(hào)：電機(jī)型號(hào)          額定功率（kw）     額定轉(zhuǎn)速（r/min）Y112M-4 4 1440Y132S-4 5.5 1440Y132M-4 7.5 1440由生產(chǎn)率可知主軸轉(zhuǎn)速約為70r/min，若電動(dòng)機(jī)暫選為Y132S-4，則傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比約為i=20。取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比ib=2

3、，則齒輪減速器的傳動(dòng)比ig=10，故可選用兩級(jí)齒輪減速器。         圖3-1  沖床傳動(dòng)系統(tǒng)四、           執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)及討論該沖壓機(jī)械包含兩個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)。沖壓機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件是曲柄，從動(dòng)件（執(zhí)行構(gòu)件）為滑塊（上模），行程中有等速運(yùn)動(dòng)段（稱工作段），并具有急回特性；機(jī)構(gòu)還應(yīng)有較好的動(dòng)力特性。要滿足這些要求，用單一的基本機(jī)構(gòu)如偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是難以實(shí)現(xiàn)的。因

4、此，需要將幾個(gè)基本機(jī)構(gòu)恰當(dāng)?shù)亟M合在一起來(lái)滿足上述要求。送料機(jī)構(gòu)要求作間歇送進(jìn)，比較簡(jiǎn)單。實(shí)現(xiàn)上述要求的機(jī)構(gòu)組合方案可以有許多種。下面介紹幾個(gè)較為合理的方案。1齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)和凸輪連桿送料機(jī)構(gòu)如圖53所示，沖壓機(jī)構(gòu)采用了有兩個(gè)自由度的雙曲柄七桿機(jī)構(gòu)，用齒輪副將其封閉為一個(gè)自由度。恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)C的軌跡和確定構(gòu)件尺寸，可保證機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)和工作段近于勻速的特性，并使壓力角盡可能小。送料機(jī)構(gòu)是由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成的，按機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖可確定凸輪推程運(yùn)動(dòng)角和從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使其能在預(yù)定時(shí)間將工件推送至待加工位置。設(shè)計(jì)時(shí)，若使lOG<lOH ，可減小凸輪尺寸。4-1 沖床機(jī)構(gòu)方

5、案之一 2.六桿機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)采用六桿機(jī)構(gòu),可保證機(jī)構(gòu)具有急回特性和工作段近于勻速的特征,并使壓力角盡可能小.用一般的四桿急回機(jī)構(gòu),雖可滿足急回要求,但其工作行程的等速性能往往不好,采用六桿機(jī)構(gòu)就可獲得改善. 送料機(jī)構(gòu)是由四桿機(jī)構(gòu)組成,按機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定主動(dòng)件和從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律,則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工的位置. 4-2 沖床機(jī)構(gòu)方案之二3.棘輪機(jī)構(gòu)沖壓機(jī)構(gòu)采用棘輪機(jī)構(gòu).棘輪和一四桿機(jī)構(gòu)串聯(lián),上模上升時(shí),搖桿順時(shí)針擺動(dòng),并通過(guò)棘爪帶動(dòng)棘輪和工作抬順時(shí)針轉(zhuǎn)位.當(dāng)上模下降進(jìn)行沖壓時(shí),搖桿逆時(shí)針擺動(dòng),則棘爪在棘輪上滑動(dòng),工作臺(tái)不動(dòng).凸輪送料機(jī)構(gòu)的凸輪軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與曲柄軸相連,若按

6、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定凸輪轉(zhuǎn)角及其從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,則機(jī)構(gòu)可在預(yù)定時(shí)間將工件送至待加工位置. 4-3 沖床機(jī)構(gòu)方案之三經(jīng)過(guò)分析論證，方案1是三個(gè)方案中最為合理的方案，下面就對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。八、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)1、齒輪的設(shè)計(jì)1) 傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)2）高速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：材料選擇：高速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。高速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查表得： 。查表得： 。故 。查表得： 。故 。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：9級(jí)精度制造，查課本第164頁(yè)表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計(jì)算中心距： 考慮高速級(jí)大齒輪與低速級(jí)大齒輪相差不大取 則取 實(shí)際傳動(dòng)比：傳動(dòng)比誤差：。齒寬：取高速級(jí)大

7、齒輪： 高速級(jí)小齒輪： 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查表： 按最小齒寬計(jì)算： 所以安全。齒輪的圓周速度： 查表知選用9級(jí)的的精度是合適的。2）低速級(jí)大小齒輪的設(shè)計(jì)：材料：低速級(jí)小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。低速級(jí)大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查表得： 。查表得： 。故 。查表得： 。故 。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：9級(jí)精度制造，查表得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計(jì)算中心距： 取 則 取計(jì)算傳動(dòng)比誤差：合適齒寬：則取 低速級(jí)大齒輪： 低速級(jí)小齒輪： 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度：查表得：按最小齒寬計(jì)算：安全。齒輪的圓周速度：查表知選用9級(jí)的的精度是合適的。九、軸的設(shè)計(jì)1、高速軸設(shè)計(jì)：材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)

8、處理。查表取 C=100。各軸段直徑的確定： 又因?yàn)檠b小帶輪的電動(dòng)機(jī)軸徑，又因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪，且所以查手冊(cè)第9頁(yè)表1-16取。L1=1.75d1-3=60。因?yàn)榇髱л喴枯S肩定位，且還要配合密封圈，所以查表取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段裝配軸承且，所以查表取。選用6009軸承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位軸承，取。L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： 查表得：得：e=5.96.25。段裝配軸承所以 L6= L3=28。2）、校核該軸和軸承：L1=73 L2=211 L3=96作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為作用在軸1帶輪上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：求水平面的支承力：由得NN求并繪制水平面彎矩圖：求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力：求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：F在a處產(chǎn)生的彎矩：求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：從圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查頁(yè)表得，查表得許用彎曲應(yīng)力，則：因?yàn)?，所以該軸是安全的。3）、軸承壽命校核：軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，