曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【摘要】鍛壓機(jī)械在工業(yè)中占有極其重要的地位，廣泛應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)部門，如機(jī)械、電子、國(guó)防等。然而，在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。 曲柄壓力機(jī)是以曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，依靠機(jī)械傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，通過滑塊給模具施加力，從而使毛坯產(chǎn)生變形。 本次曲柄壓力機(jī)設(shè)計(jì)，參照國(guó)內(nèi)現(xiàn)有相關(guān)型號(hào)壓力機(jī)，進(jìn)行了6300KN機(jī)械壓力機(jī)主要工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)分三步進(jìn)行：首先，擬定總傳動(dòng)方案；其次，設(shè)計(jì)主要零部件；最后，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估。 本設(shè)計(jì)中主要包括以下設(shè)計(jì)部分：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算、離合器和制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇和飛輪的設(shè)計(jì)以

2、及支撐附屬裝置的設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)方案均采用同類設(shè)計(jì)中最新的零件類型及布置方式。通過離合器和制動(dòng)器進(jìn)行氣動(dòng)連鎖控制。用電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)連桿的長(zhǎng)度來達(dá)到調(diào)節(jié)裝模高度的目的，以適應(yīng)不同高度的模具。采用四面調(diào)節(jié)導(dǎo)軌，提高了壓力機(jī)的精度，并裝有過載保護(hù)裝置、滑塊平衡裝置等，使機(jī)器更加安全、可靠。 【關(guān)鍵詞】鍛壓機(jī)械；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；閉式單點(diǎn)壓力機(jī)Abstract: Forge and press machine is very important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,n

3、ational defense and so on.It is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving system passes the movement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the

4、die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and designed the working system of 6300KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up tot

5、al transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type a

6、nd arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height of die. Using four-side regulative guider, improves the precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block

7、balance equipment, pledging the machine work safety and dependable.Keyword: forge and press machine ；crank slide block mechanism ；closed-single press machine目 錄第一章 概述11.1鍛壓設(shè)備的發(fā)展11.2機(jī)械壓力機(jī)的主要類型11.3曲柄壓力機(jī)的工作原理21.4曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)41.5論文內(nèi)容4設(shè)計(jì)內(nèi)容4壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)5第二章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與受力分析62.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律62.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的受力分析9第三章 傳

8、動(dòng)系統(tǒng)的布置及設(shè)計(jì)133.1傳動(dòng)系統(tǒng)的布置方式133.2傳動(dòng)級(jí)數(shù)和各級(jí)數(shù)比分配133.3離合器和制動(dòng)器安裝位置的確定14第四章 設(shè)計(jì)計(jì)算154.1 工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算154.1.1 芯軸設(shè)計(jì)計(jì)算154.1.2 連桿及裝模高度調(diào)節(jié)裝置194.1.3 調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)容量選擇214.1.4 滑塊與導(dǎo)軌234.1.5 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算234.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算244.2.1 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)244.2.2 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)284.2.3 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算334.3 操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算離合器與制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算364.3.1 制動(dòng)器和離合器的工作原理364.3.2 摩擦離合器的設(shè)計(jì)3

9、7摩擦制動(dòng)器設(shè)計(jì)計(jì)算404.4 能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的選擇和飛輪的設(shè)計(jì)434.4.1 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算444.4.2 飛輪的確定46第五章 支承、輔助及附屬裝置的設(shè)計(jì)505.1 支承部件機(jī)身的設(shè)計(jì)50立柱與拉緊螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算50機(jī)身變形的計(jì)算505.2 附屬裝置515.3 輔助裝置52第六章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合分析536.1 經(jīng)濟(jì)分析536.2 技術(shù)分析536.3 環(huán)境分析54第七章 結(jié)論55參考文獻(xiàn)55致謝57第一章 概述1.1鍛壓設(shè)備的發(fā)展 鍛壓工業(yè)的發(fā)展主要是由于在世界范圍日益要求用更難變形的材料制造越來越大和越來越復(fù)雜的鍛件。由于宇航工業(yè)今后的需要，地面動(dòng)力系統(tǒng)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)鍛件數(shù)量的

10、增大以及在工藝上的劇烈競(jìng)爭(zhēng)，要求不斷的提高目前的工藝水平。因此，有效的利用現(xiàn)在的鍛壓設(shè)備和設(shè)計(jì)性能優(yōu)越的鍛壓設(shè)備是必然的。 由于采用現(xiàn)代的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有高效率、質(zhì)量好、能量省和成本低的特點(diǎn)，鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，鍛壓機(jī)械在機(jī)床中的比重也越來越大。雖然采用鍛壓機(jī)械進(jìn)行鍛壓生產(chǎn)只有百余年的歷史，但鍛壓機(jī)械在整個(gè)金屬加工設(shè)備生產(chǎn)中占18-30%，金額占20-40%。在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓和模鍛等工藝生產(chǎn)，它廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國(guó)防工業(yè)以及日用品等公益生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來越多，質(zhì)量越來越

11、高，壓力越來越大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中作用越來越顯著。例如，冷擠壓工藝是一項(xiàng)新興工藝，用冷擠壓生產(chǎn)的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直徑為20-30mm的零件其公差范圍可控制在0.015mm以內(nèi)，因此，所生產(chǎn)的零件不需要進(jìn)行或少量進(jìn)行切削加工即可使用。大大提高了生產(chǎn)率，并節(jié)約了原材料。隨著冷擠壓工藝的發(fā)展，各種類型的擠壓機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，正在使加工行業(yè)產(chǎn)生巨大變化。再加，在日用品及家用電器生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國(guó)際市場(chǎng)上將失去競(jìng)爭(zhēng)力。因此，大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已成為工業(yè)先進(jìn)國(guó)家的發(fā)展方向之一。近年來，曲柄壓力機(jī)正向著高速度的高精度的方向發(fā)展，并努

12、力降低噪音，提高安全性，擴(kuò)大自動(dòng)化程度，改善勞動(dòng)條件。特別是采用微型計(jì)算機(jī)控制的曲柄壓力機(jī)，更具有先進(jìn)的水平。1.2機(jī)械壓力機(jī)的主要類型 根據(jù)JB/GQ2003-84標(biāo)準(zhǔn)，鍛壓機(jī)械分為八類，其中第一類機(jī)械壓力機(jī)包括曲柄壓力機(jī)的主要類型，此外，在第三類線材成型自動(dòng)機(jī)、第五類鍛機(jī)、第六類剪切機(jī)和第七類彎曲校正機(jī)中都包括有曲柄壓力機(jī)。在JB/GQ2003-84的型譜中，單柱壓力機(jī)、開式壓力機(jī)和閉式壓力機(jī)屬于通用壓力機(jī)。所謂單柱、開式和閉式是指機(jī)身的型式。閉式壓力機(jī)機(jī)身左右封閉，只能從前后方向接近模具，操作不太方便，但機(jī)身剛度高，壓力機(jī)精度好。開式壓力機(jī)機(jī)身左右及前后都敞開，能從三個(gè)方向接近模具，操作

13、方便，但機(jī)身剛度低，特別是有 角變形存在，影響精度。開式壓力機(jī)機(jī)身的后面還有一個(gè)開口，便于出料。單柱壓力機(jī)，其機(jī)身也是左右及前后敞開，但后壁無開口。有時(shí)，我們把后面兩種壓力機(jī)統(tǒng)稱為開式壓力機(jī)。上述三種壓力機(jī)中均只有一組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，成為單點(diǎn)壓力機(jī)。適用于小型壓力機(jī)，或工作臺(tái)較小的中型壓力機(jī)。若工作臺(tái)面較大，則有兩組或四組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，相應(yīng)稱為雙點(diǎn)或四點(diǎn)壓力機(jī)。此外，按照工作臺(tái)的形式，機(jī)身是否可傾等分為固定臺(tái)、活動(dòng)臺(tái)、柱形臺(tái)以及可傾壓力機(jī)等。1.3曲柄壓力機(jī)的工作原理 曲柄壓力機(jī)是鍛壓生產(chǎn)中廣泛使用的一種鍛壓設(shè)備。它可以應(yīng)用于板料沖壓、模鍛、冷熱擠壓、冷精壓和粉末冶金等工藝。 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

14、的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過曲柄連桿使滑塊呈往復(fù)運(yùn)動(dòng)，利用滑塊發(fā)出的壓力使毛坯產(chǎn)生塑性變形，以制成一定形狀的鍛壓件。因此，它具有以下特點(diǎn)： （1）曲柄連桿機(jī)構(gòu)是剛性聯(lián)接的，滑塊是具有強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，滑動(dòng)塊的行程次數(shù)，速度和加速度一定規(guī)律變化。 （2）工作時(shí)封閉高度不變。 （3）一個(gè)工作循環(huán)中負(fù)荷時(shí)間較短，電動(dòng)機(jī)是按平均功率選用的，所以曲柄壓力機(jī)既需要飛輪存儲(chǔ)和釋放能量。 （4）工作時(shí)機(jī)身組成一個(gè)封閉的受力系統(tǒng)，對(duì)基礎(chǔ)沒有劇烈的沖擊和震動(dòng)。1-電動(dòng)機(jī) 2-小皮帶輪 3-大皮帶輪 4-制動(dòng)器 5-離合器 6-小齒輪7-大齒輪 8-小齒輪 9-偏心齒輪 10-芯軸 11-機(jī)身 12-連桿13-滑塊 14-上模 15-下模 16-墊板 17-工作臺(tái) 18-液壓氣墊圖1.1 曲柄壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)原理圖 圖1.1為曲柄壓力機(jī)的工作原理圖，其工作原理如下：電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)2、3，將動(dòng)力傳到小齒輪6，通過6和7，8和9兩級(jí)齒輪減速傳到曲柄連桿機(jī)構(gòu)，大齒輪7同時(shí)又起飛輪作用。齒輪9制成偏心齒輪結(jié)構(gòu)，它的偏心輪部分就是曲柄，曲柄可以在芯軸10上旋轉(zhuǎn)。連桿12一端連到曲軸偏心輪；另一端與滑塊鉸