多工位母線加工機沖孔機構設計

濟南大學畢業(yè)設計PAGE22-摘要多工位母線沖壓機在機械方面由沖孔單元、剪切單元和折彎單元組成,裝配于同一工作臺上形成三工位,分別完成對銅、鋁母線的沖孔、剪切和折彎、壓花等工作。本次設計主要是沖孔結構單元的設計。在機械加工的程序中，沖孔是主要的加工之一。很多工序后續(xù)的加工，其中沖孔是最基本的環(huán)節(jié)。因此后續(xù)加工的成敗及順利與否，和沖孔的結果是息息相關。這個題目綜合性比較強，可以鞏固加強所學的知識，提高本人的綜合運用知識的能力和解決具有一定復雜程度的工程實際問題的能力。針對多工位母線加工機的工作特點和加工需求，對多工位母線加工機沖孔單元進行結構分析和設計，并對沖孔單元的框架結構進行優(yōu)化；對沖孔單元的凸、凹模具以及上下模具支架結構進行設計，學會對機構、模具、液壓等方面知識的綜合應用，初步掌握機構設計、模具設計、液壓傳動等方面的知識和方法，提高機械設計、工程應用的能力。查閱各方面關于多工位母線沖孔機構設計的有關文獻，包括書籍、期刊、論文、設計手冊、機械設備和設備技術參數(shù)。通過了解這些知識，對國內外的發(fā)展、生產(chǎn)制造技術條件、研究水平和未來發(fā)展趨勢有一個具體詳細的了解。再通過外出進廠實習對其有了感性認識，經(jīng)過不斷的選擇和優(yōu)化設計最終確立多工位母線沖孔機構初步的構思。關鍵詞：液壓系統(tǒng)；模具設計；傳動系統(tǒng)。ABSTRACTMulti-stationpressbusfromthepunchingunitinthemachinery,cuttingunitandbendingunits,theassemblyformedinthesamethree-positionbench,werecompletedoncopper,aluminumbusbarpunching,shearingandbending,embossingandsoon.Thisdesignismainlythedesignofstructuralunitofpunching.Inthemachiningprocess,punchingoneofthemainprocessing.Subsequentprocessingofmanyprocesses,whichisthemostbasicaspectsofpunching.Therefore,thesuccessofsubsequentprocessingandsmoothornot,andpunchingtheresultsarecloselyrelated.Thesubjectofcomprehensiveandstrong,youcanconsolidatetheknowledgelearnedtoimprovemyskillsandknowledgeoftheintegrateduseofacertaincomplexityofsolvingpracticalengineeringproblems.Busformulti-stationmachineworkcharacteristicsandprocessingrequirements,multi-bitbusonthepunchingmachineforstructuralanalysisanddesignunit,andthepunchingunittooptimizetheframestructure;punchingunitofconvexandconcavemoldandtheupperandlowerDiesupportstructuredesign,learntoinstitutions,mold,hydraulicandotheraspectsofthecomprehensiveapplicationofknowledge,initialgraspofmechanicaldesign,molddesign,hydraulicandotheraspectsofknowledgeandmethodstoimprovemechanicaldesign,engineeringcapabilities.Accesstoallaspectsofmulti-siteontheinstitutionaldesignofbuspunchingtheliterature,includingbooks,journals,papers,designmanual,mechanicalequipmentandequipmenttechnicalparameters.Byunderstandingtheknowledge,thedevelopmentofdomesticandforeign,manufacturingandtechnologicalconditions,thelevelofresearchandfuturetrendsthereisaspecificanddetailedunderstanding.Andthengooutintotheplantthroughitsinternshipwithperceptualknowledge,throughcontinuousoptimizationofthedesignchoicesandtheultimateestablishmentofmulti-bitbuspunchingagencypreliminaryideas.Keywords：HydraulicSystem；MoldDesign；TransmissionSystem目錄摘要 IABSTRACT I1前言 11.3.1多工位母線沖孔機構的基本思路 11.3.2多工位母線沖孔機構的方案設計 22多工位母線沖孔機構的總體設計 32.2.液壓缸系統(tǒng) 43沖孔機構液壓系統(tǒng)組件設計 83.1液壓系統(tǒng)的參數(shù)計算及選擇 93.1.1液壓缸的設計 93.1.2液壓泵的選擇 113.2液壓缸密封系統(tǒng)的設計和選擇 133.2.1活塞密封圈的設計和選擇 133.2.2活塞桿密封元件選擇 144沖孔機構加工范圍的計算及活塞桿強度校核 154.1不同條件下鋁板的沖孔要求 154.2活塞桿強度校核 165模具設計 176結論 18參考文獻 19致謝 201前言隨著高低壓電器、變壓器制造行業(yè)的迅速發(fā)展,對銅、鋁母線需求越來越大,加工種類越來越多。傳統(tǒng)的鉆孔、剪切和折彎方式對母線的表面質量帶來了很大影響,加之實際工作現(xiàn)場中受各種工具的限制,更難以保證母線的加工質量,從而影響了變壓器和電控柜等的質量。多工位母線加工機就是根據(jù)高低壓電器、變壓器制造行業(yè)的需要而研制開發(fā)的一種專用設備。該設備以液壓系統(tǒng)為動力源，例如：YJZ系列石油鉆桿液壓機、YJW41系列液壓校直機、YJ42系列線圈整形液壓機。它將沖孔單元、剪切單元以及折彎單元三個部分整合于一體,形成三個工位,可進行母線的沖孔、切斷、折彎、壓花等加工。設備功能完善,操作方便,投產(chǎn)以來,在變壓器、高低壓開關柜等行業(yè)得到了廣泛應用。但在實際應用過程中,機械結構等方面也出現(xiàn)了一些問題,為此利用有限元分析等方法對多工位母線加工機的沖孔單元與剪切單元進行了設計，提出一款精度高誤差小的設計方案。1.1選題背景選題背景：在機械方面由沖孔單元、剪切單元和折彎單元組成,裝配于同一工作臺上形成三工位,分別完成對銅、鋁母線的沖孔、剪切和折彎、壓花等工作。將原設備沖孔與剪切單元組合框架結構改進為一體式框架結構,從而改善了母線加工機的受力方式,提高了系統(tǒng)的動態(tài)剛度,保證加工精度，方便模具裝夾。在機械加工的程序中，沖孔是主要的加工之一。很多工序后續(xù)的加工，其中沖孔是最基本的環(huán)節(jié)。因此后續(xù)加工的成敗及順利與否，和沖孔的結果是息息相關。這個題目綜合性比較強，可以鞏固加強所學的知識，提高本人的綜合運用知識的能力和解決具有一定復雜程度的工程實際問題的能力。1.2沖孔機對工業(yè)發(fā)展的作用及意義在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)過程中沖孔工藝的實現(xiàn)往往是通過人工實現(xiàn)的，由工人將工件一件一件的放置在沖孔裝置上，再通過控制沖孔裝置進行沖孔，這樣反復重復工藝過程。該操作大大降低了工作的效率，提高了工業(yè)成本高而且在生產(chǎn)的過程中容易發(fā)生事故。自動沖孔機的設計及產(chǎn)生大大加快了工業(yè)發(fā)展的進程，實現(xiàn)工廠從人工到機械化的過程，為工業(yè)的發(fā)展節(jié)約成本，促進工業(yè)生產(chǎn)的效率。1.3多工位母線沖孔機構的基本思路及方案設計1.3.1多工位母線沖孔機構的基本思路為適應工廠的加工需求，在經(jīng)過查閱國內外資料、分析多種設計方案以及通過研究多種加工機改進設計方案的條件下，本次設計提出了一個比較完善的設計方案。在機構的設計過程中要根據(jù)國標要求對機構進行設計改進，在保證機構整體成套性的基礎上采用標準原件，例如：液壓系統(tǒng)原件、傳動系統(tǒng)、連接機構等。在沖孔機構的生產(chǎn)過程中要保證機構運行的安全性，在沖孔的過程中首先要保證液壓系統(tǒng)的正常工作，我漏油、滲油現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)已知的條件計算出液壓缸的內徑選擇合適的液壓缸，進而確定好合適的液壓桿。在選擇和是的液壓缸同時，通過查閱機械設計手冊以及與液壓相關的資料選擇合適的密封原件，本次設計主要采用O型圈以及氈圈。為保證連接的緊固性，防止裝置的移位或變形，設計采用螺栓和焊接固定以及采用定位銷定位的方法實現(xiàn)。通過對多種沖壓機工作過程及受力狀態(tài)的分析,其沖孔單元框架變形原因為沖孔單元,都采用了組合框架結構,兩側導向板在工作時承受偏轉力矩,會產(chǎn)生向外偏移。而頂部的上模座和支承座、上刀架與油缸座都受到兩側的拉力與中間壓力的作用,將有彎曲傾向,一般情況下,在液壓機額定工作能力內,上述框架部分會產(chǎn)生彈性變形,工作結束后能夠彈性復原。而當沒有根據(jù)液壓缸的額定工作能力合理選擇母線的板厚和加工孔徑的大小情況下,其中沖孔單元中的上模座、支撐板與油缸座有時會發(fā)生嚴重的彎曲現(xiàn)象,超過了材料的彈性變形極限,產(chǎn)生塑性變形,從而使兩邊的導向聯(lián)接板也不能正常工作,導致沖頭卡滯,無法完成沖孔功能。此外,沖孔單元的上模座板與支撐板上均加工有大尺寸模具安裝孔和油缸端部定位孔,對其受力方式和動態(tài)剛度也有很大影響。因此,液壓機的額定工作能力與組合框架承受載荷能力匹配問題是產(chǎn)生故障的主要原因,針對這些問題在確定液壓機工作能力的前提下組合框架用鍛造毛坯加工而成。采用活塞固定的方法，把液壓缸缸體與機構的框架痛過焊接和螺栓連接的方式固定在一起。從而提高機構的動態(tài)剛度以及動態(tài)剛度，有利于實現(xiàn)液壓缸工作能力和設備承受沖裁能力的匹配。1.3.2多工位母線沖孔機構的方案設計機床的設計步驟：（1）制定設計方案了解被加工零件的特點，技術要求，定位情況以及生產(chǎn)效率等要求。確定沖孔機構的各種參數(shù)。（2）沖孔機構設計方案的分析和確定根據(jù)工藝方案確定機構的型式和整體布局。（3）沖孔機構的整體設計這里要確定沖孔機構各部件的相互關系，選擇各部件和模具的導向，確定機構的整體尺寸和各部件的尺寸。不畫出結構圖以及各部分的零件圖。（4）沖孔機構的部件設計根據(jù)要求通過計算、查閱資料設計和選擇出各個滿足要求的部件。2多工位母線沖孔機構的總體設計2.1沖孔單元的基本結構通過對多工位母線沖壓機工作過程及受力狀態(tài)的分析,不同的結構舍設計在進行操作時會對加工精度有很大的影響，甚至在加載過大的時候會引起機器的變形，從而造成不必要的損失以及加工效率的降低，經(jīng)分析液壓機的額定工作能力與組合框架承受載荷能力匹配問題是產(chǎn)生故障的主要原因,，為實現(xiàn)工作能力的匹配以及結構的優(yōu)多工位母線沖孔機構采用一體框架結構。如圖2.1所示。圖2.1沖孔機構示意圖多工位母線沖壓機的基本結構主要是由滑座、上模座、凸模、凹模、導向板、下滑座以及油缸組成。1.滑座滑座內部有模具卡槽，將上、下模具的放入滑座的內部卡槽中再由看兩側的擋板固定以確定模具的位置。2.上模座上模座與滑座的擋板配合固定模具的位置以確保加工工件的過程中因模具的松動而導致的工件或模具的損壞。3.凹模凹模與凸模相配合來完成板材沖孔的工序。4.下模座下模座與導向板通過螺絲連接，在沖孔運動過程中使模具沿固定軌道運行起導向作用。5.導向板在機械加工的過程中導向板與下模座通過螺絲連接，在沖孔的過程中通過導向板的導向作用使機體沿固定方向運動。6.液壓缸液壓缸是整個系統(tǒng)正常工作的能量轉換裝置，它將系統(tǒng)的油液壓力轉換為系統(tǒng)工作的機械能，實現(xiàn)機構的運作。2.2.液壓缸系統(tǒng) 液壓傳動是機械傳動中普遍應用的一種傳動形式，它結構簡單，輸出力量大，重量輕，體積小的有點。機床中可實現(xiàn)無級變速、易于實現(xiàn)自動化、能實現(xiàn)換向頻繁的往復運動的優(yōu)點。本次設計的過程中液壓系統(tǒng)主要由能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調節(jié)裝置、輔助裝置和工作介質組成。1）能源裝置它把機械能轉變成油液的壓力能，最常見的就是液壓泵，它給液壓系統(tǒng)提供壓力油，使整個系統(tǒng)能夠動作起來。2）執(zhí)行裝置它將油液壓力能轉變成機械能，并對外做功，如液壓缸。3）控制調節(jié)裝置它們是控制液壓系統(tǒng)中液壓油的壓力、流量和流動方向的裝置。如圖2.2中的換向閥，以及圖2.3中的節(jié)流閥、溢流閥等液壓元件都屬于這類裝置。4）輔助裝置它們是除上三項以外的其他裝置，如油箱過濾器、油管等，它們對保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久地工作有重要作用。5）工作介質液壓油或其他合成液體。圖2.2節(jié)流閥和溢流閥職能符號節(jié)流閥圖形符號：兩圓弧所形成的縫隙即節(jié)流孔道，油液通過節(jié)流孔使流量減少，節(jié)流閥的箭頭表示節(jié)流孔的大小可以改變，稱為可調節(jié)流閥，亦即通過的流量是可以調節(jié)的。換向閥三種工作位置，換向閥的工作位置用方格表示，有幾個方格表示幾位閥。方格內的箭頭符號表示油流的連通情況（有時與油流的流動方向一致），“T”表示油液被閥芯閉死的符號。這些符號在一個方格內和方格的交點數(shù)，即表示閥的通路數(shù)。方格外的符號為操縱閥的控制符號，控制形式有手動、電動和液動等。圖2.3換向閥的三種工作位置圖2.4是液壓系統(tǒng)的半結構原理圖，這種原理圖直觀性強，容易理解，但圖形較復雜，特別是元件較多時，繪制不方便。為簡化原理圖繪制，系統(tǒng)中個原件采用符號表示，這些符號只表示元件的職能，不表示結構和參數(shù)。GB/T786.1-1993為液壓元件職能符號的國家標準。圖2.4液壓系統(tǒng)圖液壓缸系統(tǒng)是沖孔機構的動力系統(tǒng)，活塞固定，液壓缸和機床的床身固定在一起，液壓泵工作時，液壓油通過濾油器進入泵體通過節(jié)流閥流至換向閥通過調節(jié)手柄控制液壓油進出油缸，帶動機構進行往復運動，使沖壓機構完成沖壓操作。工作臺的運動速度可以通過節(jié)流閥的調節(jié)來實現(xiàn)。另外，在工作臺的運動過程中要克服阻力，克服切削力和相對運動件表面的摩擦力等，這些阻力由液壓泵輸出油液的壓力來克服。根據(jù)工作情況的不同，液壓泵輸出油液的壓力應該能夠調整。另外一般狀況下，液壓泵液壓泵排出的油液往往多于液壓缸所需油液，多于的油液經(jīng)溢流閥流回油箱。3沖孔機構液壓系統(tǒng)組件設計液壓傳動與機械傳動相比，具有很多優(yōu)點，在機械加工過程中被廣泛的應用。液壓傳動是以液體作為工作介質來進行能量傳動的傳動形式，他通過液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，然后通過封閉管道、控制元件等，有另一能量裝置液壓缸漿液體的壓力轉換為機械能，以驅動負載和實現(xiàn)執(zhí)行機構所需的直線或旋轉運動。在傳動的過程中，液壓缸的設計就決定了傳動質量的高低，合理的液壓缸設計不僅節(jié)約生產(chǎn)成本，而且能夠提高工作生產(chǎn)的效率。本次設計的液壓缸是雙向單桿的液壓缸，在液壓油的作用下活塞雙向運功帶動工件或機器運動實現(xiàn)生產(chǎn)操作。3.1液壓系統(tǒng)的參數(shù)計算及選擇在液壓傳動的過程中，液壓缸的性能對液壓缸的工作效率有很大的影響，因此設計出合理的液壓缸系統(tǒng)對整個機構的工作效率有很大的影響。在設計的過程中，我們要根據(jù)設計要求以及機構的工作環(huán)境，通過計算、查閱資料等方法設計出能滿足要求的液壓缸。3.1.1液壓缸的設計（1）液壓缸缸內徑、活塞及活塞桿的設計在設計過程中已知沖孔機構液壓系統(tǒng)最高壓力為25MPa，最大沖裁力250KN。3.1單活塞桿缸計算簡圖由圖3.1中可知，無桿腔活塞的有效面積為A1，A1有桿腔活塞的有效面積A2，A2=根據(jù)壓強公式將數(shù)據(jù)F=250KN,P=25MPa代入無桿腔有效面積公式和壓強公式可求得活塞的大經(jīng)D。==113mm根據(jù)缸筒內徑D系列（GB/T2348-1993）（見表3.1）標準值的選取，為了滿足要求本次設計選取的缸筒直徑D為125mm。表3.1缸筒內徑D系列（GB/T2348—1993）（mm）810121620253240506380100125160200250320400在根據(jù)活塞桿在工作時的受理情況，如表3.2所示。計算出活塞桿直徑d，按表3.3取整圓，d=63mm。表3.2液壓缸活塞桿直徑推薦值活塞桿受力情況受拉伸受壓縮，工作壓力平p1/MPap1≤55＜p1≤7p1＞7活塞桿直徑（0.3~0.5）D(0.5~0.55)D(0.6~0.7)D0.7D表3.3活塞桿直徑d系列（GB/T2348—1993）（mm）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360（2）液壓缸缸壁和外徑確定液壓缸的缸筒壁厚分薄壁和厚壁兩種情況。1）當時，根據(jù)公式來計算缸筒壁厚。Py—缸筒試驗壓力，當缸的額定壓力pn≤16MPa時，取py=1.5pn；而當pn≥16MPa時，取py=1.25pn。[]—缸筒材料的許用壓力，[]=b/n，b為材料抗拉強度，n為安全系數(shù)，一般取n=5。2）當＜時，按壁厚根據(jù)公式計算。因為設計P＞25MPa，所以缸筒的材料選取45鋼，所以查表可知，b=600MPa因此，[]=b/n=600/5=120。本設計按照薄壁圓筒設計，所以==16.28（mm）因為缸筒與缸蓋連接采用半環(huán)連接式，所以壁厚要加大，根據(jù)查閱資料，選取壁厚=22mm。根據(jù)D=125mm，=22mm，可以算出缸筒的外徑D1。D1=D+2=125+2×22=169（mm）活塞與缸筒的配合應該是間隙配合，通過查閱機械設計手冊，確定他們之間的配合參數(shù)，選擇缸筒的公差等級為H9。缸筒與活塞為間隙配合選取活塞的直徑為124.8mm，公差等級為f8。通過缸筒直徑D，以及活塞桿的受力拉伸和壓縮情況，已知活塞的行程為50mm，為保證活塞運動滿足要求，由D0=0.5L得，活塞桿長度為126mm，查表得確定活塞桿長度為140mm。根據(jù)活塞的尺寸查取合適的的公差帶，確定活塞的公差帶為。3.1.2液壓泵的選擇液壓泵作為液壓系統(tǒng)的動力源，液壓泵的選擇對系統(tǒng)的工作效率有著重要的作用，選擇的過大會造成能源的浪費，增加生產(chǎn)成本；選擇的過小則不會滿足生產(chǎn)要求，影響機構的工作效率，因此要選擇合適液壓泵。在正常工作中，進油管路都有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為Pp—液壓泵最大工作壓力P—執(zhí)行元件的最大壓力—進油管路的壓力損失，壓力損失為（0.2～0.5）MPa=25+0.5=25.5（MPa）因為Pp為系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，所以系統(tǒng)各個工況出現(xiàn)的動態(tài)壓力要遠遠超過靜態(tài)壓力，還要保護泵的壽命。因此，泵的額定壓力應選Pn＞Pp=25.5MPa（1）泵的流量確定：根據(jù)泵的最大流量根據(jù)公式計算出來。K—回油泄漏折算系數(shù)K=1.1~1.3；K取1.3根據(jù)公式求得=1.3×457.5=597.7（L/min）（2）液壓泵的選擇：因為泵的額定壓力遠遠超過系統(tǒng)的靜態(tài)壓力，所以液壓泵的額定壓力應比系統(tǒng)最大壓力大出25%～60%，根據(jù)查表選用SCY14-1軸向變量柱塞泵，該泵的基本參數(shù)：泵的額定壓力Pn=31.5MPa，電動機的轉速n=1500r/min。電動機的確定：根據(jù)公式 可以計算出，在工作時，所需電動機的功率。==5.2（kW）所以根據(jù)計算出的電動機的功率，經(jīng)查閱機械設計手冊選用Y132S-4型電動機，其基本參數(shù)：額定功率5.5kW，額定轉速1440r/min。3.2液壓缸密封系統(tǒng)的設計和選擇3.2.1活塞密封圈的設計和選擇密封是解決液壓系統(tǒng)泄漏問題的有效手段之一。當液壓系統(tǒng)密封不好時，會因外泄漏而污染環(huán)境，還會造成空氣進入液壓系統(tǒng)而影響液壓系統(tǒng)的工作性能和執(zhí)行原件的工作的平穩(wěn)性；當嚴重泄漏時，會造成系統(tǒng)容積效率過低及油液溫升過高，導致系統(tǒng)不能正常工作，因此密封系統(tǒng)的設計和選擇對液壓系統(tǒng)的正常工作有著至關重要的作用。在選取密封裝置的時候，一下幾點需要注意：1）在工作壓力和一定的溫度范圍內，應具有良好的密封性能，并隨著壓力的增加能自動提高密封性能。2）密封裝置和運動件之間的摩擦力要小，摩擦系數(shù)要穩(wěn)定。3）抗腐蝕能力強，不易老化，工作壽命長，耐磨性能好，磨損后在一定程度上能自動補償。4）結構簡單，使用、維護方便，價格低廉。在本次設計中根據(jù)密封的部件不同選取的密封原件為O形密封圈和氈圈油封。O形密封圈的設計O形密封圈為耐油橡膠材料制成，橫截面呈圓形，具有良好的密封性，內外兩側都能起到良好的密封作用。它具有結構緊湊、運動件的摩擦阻力小、制造容易、拆裝方便、成本低、高低壓力均可以用等特點，如圖3.2所示。（a）（b）圖3.2O型密封圈的結構a和工作情況b對于往復運動的密封圈壓縮率應達到10%~20%才滿足密封效果。根據(jù)液壓缸的型號通過查表3.4，選擇的密封圈的尺寸型號為3452.1-2005（內徑d=122mm，截面直徑d1=2.65mm，G系列N級O形密封圈）。 表3.4液壓氣動O形橡膠密封圈（GB/T3452.1-2005）（mm）dd1尺寸公差2.650.093.5370.151180.95****1220.97****1250.99****3.2.2活塞桿密封元件選擇油缸系統(tǒng)中不管活塞和油缸內壁之間需要密封元件，活塞桿和缸體之間也應該有密封元件，以防止液壓油的泄露以及外界灰塵進入液壓缸。經(jīng)過前面的計算知道活塞桿的直徑為63mm。根據(jù)表3.5選取的油封應該是氈圈63如圖3.3。表3.5氈圈油封（mm）軸經(jīng)d氈圈Dd1b6076558638260658463 氈圈的結構示意圖圖3.3氈圈結構示意圖氈圈63（d=63mm的氈圈）材料：半粗羊毛氈4沖孔機構加工范圍的計算及活塞桿強度校核經(jīng)過對液壓缸的選擇以及相關元件的選取基本設計出沖孔機構的基本模型，根據(jù)已知的技術要求和相關的數(shù)據(jù)，應該對機構的沖壓能力進行校核，以保證機構工作的正常進行，同時確定機構的加工能力和加工范圍。4.1不同條件下鋁板的沖孔要求根據(jù)審計要求的已知條件：（1）沖孔機構采用液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)最高壓力為25MPa。（2）最大沖裁力250KN。（3）加工銅（鋁）板材厚度×寬度為12×150。（4）油缸行程50mm。 （5）沖孔規(guī)格：φ7～φ22。來計算和規(guī)定不同情況下的沖孔范圍，根據(jù)公式

P——刃口沖裁力（N);

t——材料厚度(mm);

L——沖裁周長(mm);

τ——材料抗剪強度(MPa);

K——安全系數(shù)，一般取K=1.3.本次計算以1060號鋁為加工對象（抗剪強度80MPa）可以得出公式:在使用沖裁力最大的條件下計算鋁板最厚沖孔機構的的沖裁能力。當沖孔的鋁板厚度為最大厚度12mm時，根據(jù)沖裁公式的到鋁板的最大沖裁直徑d的公式為直徑d為：63.6（mm）代入數(shù)值求得最大沖裁直徑d=63.6mm，因此滿足題目中要求的最大鋁板厚度情況下沖孔直徑范圍（φ7～φ22）。在實際生產(chǎn)加工的過程中，根據(jù)實際情況選擇合適的沖孔機構進行生產(chǎn)。4.2活塞桿強度校核（1）活塞桿要滿足機械加工過程中的加工需求，應在加工之前進行強度校核。根據(jù)公式：，得==27.25（mm）因為所選擇的活塞桿直徑d=63mm＞27.25mm，所以活塞桿直徑合適。（2）固定螺栓直徑d1校核由公式F—液壓缸負載Z—固定螺栓個數(shù)k—螺紋擰緊系數(shù)，k=1.12～1.5；（1.2～2.5）；—材料屈服點。==0.2（mm）根據(jù)設計手冊，在設計過程中已經(jīng)選取M14×30的螺栓，螺栓的直徑滿足要求。5模具設計模具材料的選擇該設備的模具是用于沖裁的加工的模具，對于材料的要求要具有高的沖擊韌性、耐磨性以及耐疲勞斷裂性能，經(jīng)查閱設計手冊，根據(jù)對模具的設計要求，選Cr12MoV為制作沖裁模的材料。模具尺寸設計：根據(jù)公式d凸=dmin+x求解。已知要求，加工范圍是φ7～φ22，現(xiàn)在選取直徑dmin=d=120mm，x=0.5~1，為沖裁件的公差，查表得=0.25。d凸=dmin+x=120+1×0.25=120.25（mm）d凹=d凸+Zmin=120.25+0.35=120.6（mm）根據(jù)公式H=Kb可以計算出凸模壁厚。B—凹模刃口的最大值 K—系數(shù)，考慮板材厚度的影響，（已知板材厚度為12mm，K=0.5）根據(jù)d=120mm，d凸=120.25mm，d凹=120.6mm，H=120×0.5=60mm根據(jù)查閱相關資料，刃口的角度定為171°，刃口傾斜程度h=t=12mm，則模具的簡圖如圖5.1所示。5.1圓形模具簡圖6結論多工位母線沖孔機構而加工機是根據(jù)高低壓電器、變壓器制造行業(yè)的需要而專門研制開發(fā)的一種專用設備。該設備以液壓系統(tǒng)為動力源進行單元沖孔的設備，具有與其它母線加工機不同的受力方式,提高了系統(tǒng)的動態(tài)剛度,有利于實現(xiàn)液壓油缸工作能力與系統(tǒng)承受沖裁能力的合理匹配。該結構在生產(chǎn)的過程中使得模具裝夾更方便,操作更安全。本沖孔機構采用的事油缸缸體與機構框架結合，固定活塞桿和下模座的設計形式。在工作的過程中在導向板以及其它部件的作用下油缸和框架進行往復運功，實現(xiàn)沖孔過程。而沖孔機構的框架采用的是一體式框架結構，從而避免了在加工過程中框架變形以及模具卡死現(xiàn)象。整個框架是由鍛造毛坯加工成的，模具安裝方便，只需將上下模具放入滑座的模具卡槽內，兩次由擋板固定即可。在實際的生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)要求對沖孔機構進行調試改進來滿足要求。參考文獻[1]華玉培，等.l冷沖壓及模具設計[M].山東：山東科學技術出版社，1990.[2]劉延俊.液壓與氣壓傳動[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.[3]冷壓沖模設計編寫組.冷壓沖模設計[M].北京:第四機械工業(yè)部標準化研究所出版,1981.[4]沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.[5]朱旭霞.沖壓工藝及模具設計[M].北京:機械工業(yè)出版,2008.[6]侯義謦.沖壓工藝及模具設計[M].北京:兵器工業(yè)出版社,1994.[7]何健鋒.LTCC基板制造及控制技術[J].電子工藝技術，2005,26(2):75-81.[8]王貴平,董永謙,田芳,等.生瓷帶打孔技術運動平臺的設計[J].電子工藝技術，2009,30(2):113-115.[9]呂琴紅,李曉燕.生瓷帶打孔沖孔組件的設計[J].電子工藝技術,2010,31(1):51-53.收稿日期:2010-10-15.[10]王銀保.立式軸承座鉆孔組合機床設計[J].湖北工業(yè)大學學報2005(6):055.[11]左曉明,劉海濤,王文志.數(shù)字化鉆孔裝置的研究[J].淮陰工學院2010(8):031.[12]徐霞，丁和平，張華兵，陳乃建.多工位母線沖壓機構的改進設計[J].機械制造45卷.第520期.[13]朱林,趙洪兵.深孔鉆的設計與研究[J].西安工業(yè)學院學報1998(18):001.[14]李兵.新型汽車車架支撐結構加工設備—TP120FMC數(shù)控液壓沖孔單元[J].鍛造與沖壓，2008年3期.[15]孫建軍.折彎機的通用組合排沖孔模[J].現(xiàn)代制造工程，2004年8期.[16]FurbacherI,MacekK,SteidlJ.akol.Lexikontechnicky′chmaterialu?.VerlagDashofer;2005.[17]HrivnˇakA.akol.Technologiaplo?nehotvarnenia.AlfaBratislava;1989.[18]JuhasP.akol.Navrhovanieocelˇovy′chkon?trukcii.STN731401.致謝時光荏苒，四年的大學讀書生活隨著畢業(yè)設計的結束，即將劃上一個句號，而我的人生卻只是一個逗號，踏入社會，我將面對的又是一個陌生的征途。四年求學生涯在老師，親友，同學的支持和幫助下，雖走的艱辛，但也收獲滿囊；在設計將要結束之時，心情一直難以平靜；名人、偉人我很崇拜，但我更愿意把我的敬意和贊美送給一個平凡的人，我的導師。我不是您最優(yōu)秀的學生，但您是我最尊敬的老師。陳老師您不辭辛勞，在我們做畢業(yè)設計的過程中及時幫我們解決所遇到的疑惑，難題，遇到不解之處您即使是周末也會幫助我解決困難，并且從不對我要求松懈；我很慶幸，遇到老師您，使我養(yǎng)成了規(guī)范行事，嚴謹思維，知識開闊并自成體系，這些習慣在我以后的人生道路上是不可復制的寶貴經(jīng)驗。在設計中，我經(jīng)常遇到無法下手的問題，您總會引導我，使我思路逐漸清晰，并領會其中的內容，問題也就不攻自破了，在通過這段時間的積累、總結我才明白，在設計過程中您的良苦用心，讓我收獲的不僅是知識，獨立、持之以恒、踏實務實，我收獲的太多太多。您教育了我，讓我更加有自信的邁入社會，做好自己。向您說一句“感謝您！”。母校-濟南大學，您既不是我出生之處，，也不是我入世之地，但您卻是我從朦朧走向成熟的重要旅程，您教育了我，培養(yǎng)了我，也磨練了我；我在您這里不禁學到了知識，更多的還有為人處世，性格磨練，當然還有哥們的觥籌交錯；今天的我以您而自豪，在這個離別的季節(jié)了，我懷著感恩的心離開了，但我心里會永遠銘記您的教育之恩，師生之恩，“桃花潭水三千尺，不及恩師沐浴情”。最后感謝學校，學院為我提供了優(yōu)越的條件，讓我畢業(yè)設計能夠順利完成，也感謝四年里的良師益友無私的關懷和幫助。另外，還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是您們教會了我專業(yè)知識，帶我進入知識的殿堂。我最需要感謝的還有輔導員，班主任老師，您們是大學里離我們最近的老師，感覺最親切的人，您們的教導我會深刻記憶；也感謝在論文中被引用論文的作者，衷心的說一聲“謝謝您們所有人”?；贑8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究\t"