2093 30T高速?zèng)_壓機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)
2093 30T高速?zèng)_壓機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì),30,高速,沖壓機(jī),機(jī)架,設(shè)計(jì)
分 類 號(hào) 密 級(jí) XXXX 學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )30T 高速?zèng)_壓機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師年 月 日誠 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《30T 高速?zèng)_壓機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日摘 要沖壓機(jī)機(jī)架采用三梁四柱結(jié)構(gòu)，上下各一個(gè)固定橫梁，橫梁用四個(gè)立柱支撐，一個(gè)活動(dòng)梁（滑塊）沿四個(gè)立柱移動(dòng)，在活動(dòng)梁（滑塊）和一個(gè)上下梁之間有上下加熱板和模具。被加工的物料放在上下模具之間沖壓成型。為了增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，主機(jī)采用雙機(jī)組結(jié)構(gòu)。四柱式機(jī)構(gòu)為沖壓機(jī)常見的結(jié)構(gòu)形式之一，機(jī)身是典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)。主缸布置在上橫梁中心?；顒?dòng)橫梁與主缸活塞剛性連結(jié)并由主缸活塞驅(qū)動(dòng)。由四柱導(dǎo)向完成壓制和回程動(dòng)作。控制箱安裝在主機(jī)右前側(cè)，各控制按鈕和壓力表，調(diào)壓閥等，均布置在箱體面板上，因此工作者在控制箱前即可集中操縱和調(diào)整。上滑塊行程限位裝置則布置于機(jī)身右前側(cè)。可以調(diào)整活動(dòng)橫梁上限，減速和下限位置。動(dòng)力機(jī)構(gòu)布置于主機(jī)右側(cè)并由管路系統(tǒng)與主機(jī)連接起來。關(guān)鍵詞：沖壓機(jī)、三梁四柱、橫梁 ABSTRACTPunch machine hosts a three-beam four-column structure, a fixed upper and lower beams, beams with four columns support an active beam (slider) moves along the four columns, beams in the activity (slider) and a between the upper and lower beam there are upper and lower heating plate and the mold. Material to be machined on the heat and pressure between the upper and lower mold forming. In order to increase production, improve production efficiency, host dual unit structure.Four-column hydraulic press agency as one of the common structure, the body is a typical three-beam four-post structure. Master cylinder arranged in the beam center. Centers are arranged in a table top of the cylinder. Activities rigid beam link with the main cylinder piston driven by the master cylinder piston. Suppressed by the four-post and return to complete the action-oriented. Right front control box installed on the host side, the control buttons and pressure gauge, regulator, etc., are arranged in the cabinet panel, so workers can focus on the control box before the manipulation and adjustment. On the slide stroke limit device is arranged in the front right side of the fuselage. Activities can be adjusted ceiling beams, slow down and lower position. Arranged in the power sector by the pipeline system with the right host the host to connect.Keywords: Punch machine, three beam four-poster，beam目 錄摘 要 ........................................................................................................................................1ABSTRACT...............................................................................................................................2目 錄 ........................................................................................................................................1第一章 緒論 ..............................................................................................................................11.1 課題的來源 ..................................................................................................................11.3 沖壓機(jī)發(fā)展趨勢 ..........................................................................................................21.4 沖壓機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式 ..............................................................................................2第二章 沖壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ..................................................................................................42.1 上橫梁結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................42.2 滑塊結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................52.3 下橫梁結(jié)構(gòu) ..................................................................................................................72.4 立柱結(jié)構(gòu) ......................................................................................................................82.6 底座結(jié)構(gòu) ....................................................................................................................10第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算及校核 ........................................................................................................103.1 上橫梁 ........................................................................................................................103.2 滑塊 ............................................................................................................................133.3 下橫梁 .........................................................................................................................133.4 立柱 ............................................................................................................................16總 結(jié) ......................................................................................................................................17謝 辭 ......................................................................................................................................18參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................19 1第 1 章 緒論1.1 課題的來源30T 高速?zèng)_孔機(jī)本課題來源于企業(yè)實(shí)際需求，江蘇太倉法孚低溫設(shè)備有限公司需一種沖壓 3003 鋁材，材料厚度 0.2~0.6、材料寬度 600，沖壓速度在 300 次/分鐘的高速?zèng)_孔機(jī)。由于該需求的沖孔機(jī)有一定的企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求的特殊性，目前該設(shè)備國內(nèi)外沒有，所以需要我們重新設(shè)計(jì)來滿足該企業(yè)的實(shí)際需求。本沖床采用的結(jié)構(gòu)形式：四柱式閉式?jīng)_床，主機(jī)采用四柱式結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)模板采用四個(gè)高精度導(dǎo)套來保證模板上下運(yùn)動(dòng)的高精度。運(yùn)動(dòng)模板下部帶有四個(gè)平衡彈簧，用以平衡運(yùn)動(dòng)模板及模具的自重，來保證設(shè)備運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。主軸采用偏心輪機(jī)構(gòu)來轉(zhuǎn)換主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為運(yùn)動(dòng)模板的上下垂直運(yùn)動(dòng)，偏心距 3mm。設(shè)備上部帶有液壓保壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用：1、沖壓時(shí)保壓及吸振作用。2、液壓系統(tǒng)通過油缸的上下運(yùn)動(dòng)來調(diào)整設(shè)備的閉合高度。1.2 沖壓機(jī)的特點(diǎn)采用進(jìn)口油壓缸及控壓系統(tǒng)，壓力平穩(wěn)，無噪音。1.2.1 沖壓成型的優(yōu)點(diǎn)沖壓成型是一種常見的機(jī)械加工方法，沖壓加工所生產(chǎn)出來的沖壓個(gè)，應(yīng)用領(lǐng)域可說是包羅萬象，比如：消費(fèi)電子產(chǎn)品、機(jī)械、五金、運(yùn)輸工具等產(chǎn)業(yè)均少不了它的存在。沖壓件具有下列的主要特性，相對(duì)于其它加工方法可說具有不可取代的地位，主要特性包括： 1、可得到輕量、高剛性之制品。 2、生產(chǎn)性良好，適合大量生產(chǎn)、成本代。 3、可得到品質(zhì)均一的制品。 ， 4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。 沖壓即能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁，壓力容器封頭一類的大型零件；能 夠制造一般尺寸公差等級(jí)和形狀的零件，又能夠制造精精密（公差在 2微米級(jí)）和復(fù)雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn) 60%-70%以上的板材、管材及其它型材，其中 大部分經(jīng)沖壓制成成品。沖壓在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、儀表、航天、武器制造中，具有十分重要的地位。 沖壓件的重量輕、厚度薄、剛性好。它的尺寸公差取決于模具，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)機(jī)械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學(xué)性能優(yōu)于原始胚料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級(jí)和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。1.2.2 沖壓成型的缺點(diǎn)1. 沖壓成型工作環(huán)境溫度較高2. 不能做復(fù)雜和深度拉伸的成型效果3. 薄膜厚度改變，模具要作稍微調(diào)整1.3 沖壓機(jī)發(fā)展趨勢沖壓機(jī)適用于橡膠、塑料行業(yè)之聚合物如 PVC、色母粒等化工原料的混煉加工、配料試驗(yàn)，以檢測是否達(dá)到所要求的顏色和質(zhì)量，可作為工廠批量生產(chǎn)前配料的依據(jù)。將塑料或橡膠原料放于模具內(nèi)，夾于上、下電熱板之間，在電熱板智能恒溫下施以壓力，使原料成型。1. 高速化，高效化，低能耗。提高沖壓機(jī)的工作效率，降低生產(chǎn)成本。2. 機(jī)電液一體化。充分合理利用機(jī)械和電子方面的先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)整個(gè)液壓系統(tǒng)的完善。3. 自動(dòng)化、智能化。微電子技術(shù)的告訴發(fā)展為沖壓機(jī)的自動(dòng)化和智能化提供了充分的條件。自動(dòng)化不僅僅體現(xiàn)的在加工，應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)診斷和調(diào)整，具有故障預(yù)處理的功能。4. 液壓元件集成化，標(biāo)準(zhǔn)化。集成的液壓系統(tǒng)減少了管路連接，有效地防止泄露和污染。標(biāo)準(zhǔn)化的元件為機(jī)器的維修帶來方便。1.4 沖壓機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式?jīng)_壓機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有這幾種結(jié)構(gòu)形式：整體框架式結(jié)構(gòu)、雙柱拉桿式、單立柱結(jié)構(gòu)、復(fù)合式結(jié)構(gòu)和四柱式結(jié)構(gòu)。以下著重介紹四柱式結(jié)構(gòu)。 3四柱式機(jī)構(gòu)為沖壓機(jī)常見的結(jié)構(gòu)形式之一，機(jī)身是典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)。主缸布置在上橫梁中心。在工作臺(tái)中心則布置了頂出缸?；顒?dòng)橫梁與主缸活塞剛性連結(jié)并由主缸活塞驅(qū)動(dòng)。由四柱導(dǎo)向完成壓制和回程動(dòng)作?？刂葡浒惭b在主機(jī)右前側(cè)，各控制按鈕和壓力表，調(diào)壓閥等，均布置在箱體面板上，因此工作者在控制箱前即可集中操縱和調(diào)整。上滑塊行程限位裝置則布置于機(jī)身右前側(cè)?？梢哉{(diào)整活動(dòng)橫梁上限，減速和下限位置。動(dòng)力機(jī)構(gòu)布置于主機(jī)右側(cè)并由管路系統(tǒng)與主機(jī)連接起來。四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是工作空間寬敞，便于四面觀察和接近模具。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，但立柱需要大型圓鋼或鍛件。最大的缺點(diǎn)是承受偏心載荷的能力較差，在偏載喜愛活動(dòng)橫梁與工作臺(tái)間易產(chǎn)生傾斜和水平位移；同時(shí)立柱導(dǎo)向面磨損后不能調(diào)整和補(bǔ)償。這些缺點(diǎn)在一定程度上限制了他的應(yīng)用范圍。為了提高零件壓制精度，提高模具的使用壽命，除了機(jī)身和各梁應(yīng)具有必須的剛度外，各滑塊應(yīng)具有較高的運(yùn)動(dòng)精度，能承受在壓制不對(duì)稱零件或多工位沖壓中產(chǎn)生的偏心載荷，并在沖壓過程中保持必須的精度。在設(shè)計(jì)上重點(diǎn)是合理選擇導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和導(dǎo)向長度，導(dǎo)軌面力求耐磨，磨損后間隙便于調(diào)整和修復(fù)以提高壽命。面導(dǎo)軌面上的擠壓應(yīng)力值是產(chǎn)生磨損降低壽命的重要因素。因此要仔細(xì)分析受力情況，進(jìn)行必要地計(jì)算，使擠壓應(yīng)力不超過規(guī)定值，此外還需采取相應(yīng)的潤滑措施，以保證充分潤滑。目前四柱式?jīng)_壓機(jī)的滑塊均采用固定于機(jī)身支柱上的45°斜面導(dǎo)軌導(dǎo)向，為了提高耐磨能力和便于維修，通常在滑塊導(dǎo)軌面上鑲有青銅墊板。機(jī)身導(dǎo)軌則采用耐磨鑄鐵或淬硬鋼制造。在精密沖裁和金屬擠壓沖壓機(jī)上，為了最大限度的減小導(dǎo)軌間隙，提高剛度和導(dǎo)向精度，近幾年來也有采用塑料襯板的導(dǎo)軌或預(yù)應(yīng)力滾動(dòng)導(dǎo)軌。 4第 2 章 沖壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 2-1 主機(jī)結(jié)構(gòu)圖30T 沖壓機(jī)機(jī)架采用三梁四柱式結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是加工工藝性較其他類型結(jié)構(gòu)簡單。圖 2-1 為立式單缸三梁四柱式結(jié)構(gòu)，他的機(jī)身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機(jī)身由底座支撐。工作缸安裝在上橫梁內(nèi)，活動(dòng)橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對(duì)磨具進(jìn)行沖壓加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量?；顒?dòng)橫梁與工作缸的活塞聯(lián)接成一整體，以立柱為導(dǎo)向上下運(yùn)動(dòng)，并傳遞工作缸內(nèi)產(chǎn)生之力量，對(duì)磨具進(jìn)行沖壓加工。由于機(jī)身聯(lián)接成一整體框架，故機(jī)身承受整個(gè)工作力量。2.1 上橫梁結(jié)構(gòu)2.1.1 結(jié)構(gòu)形式上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。亦可安裝回程缸及其他輔助裝置。由于主機(jī)規(guī)格是 30T，屬于小型沖壓機(jī)，上橫梁不設(shè)計(jì)成上下封 5閉的廂式結(jié)構(gòu)，直接采用 45 鋼鋼板結(jié)構(gòu)，便于加工和生產(chǎn)。2.1.2 形狀尺寸要求上橫梁通過立柱聯(lián)接成機(jī)身上半部，并安裝工作油缸。為使其組成的空間合乎要求，以及活塞運(yùn)行平穩(wěn)，因此要求上橫梁安裝油缸孔的軸線與安裝油缸的臺(tái)肩平面應(yīng)垂直，上橫梁與調(diào)節(jié)螺母接觸面與主油缸臺(tái)肩接觸應(yīng)平行，以及立柱穿過孔的上下平面應(yīng)平行等等。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為：1. 安裝主油缸孔的軸線與油缸臺(tái)肩貼合平面不垂直度允差≤0.06/1000 毫米。2. 調(diào)節(jié)螺母接觸平面與油缸臺(tái)肩貼合平面的不平行度允差≤0.05/1000 毫米。3. 鎖緊螺母接觸面與調(diào)節(jié)螺母接觸面（立柱穿過孔的上平面與下平面）間不平度允差≤0.16/1000 毫米。4. 油缸鎖緊螺母平面與油缸臺(tái)肩貼合平面間不平行度允差≤0.12/1000 毫米。5. 與油缸外圓配合公差為 H7/f8.6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大 2-3 毫米。2.1.3 上橫梁與油缸的聯(lián)接方式依靠法蘭盤固定油缸，如圖 2-2 所示.此方法采用聯(lián)接零件來固定油缸的位置。當(dāng)油缸加壓時(shí)，油缸臺(tái)肩傳遞反作用力于橫梁，法蘭盤不受反作用力的作用，只有當(dāng)油缸回程工作時(shí)，回程力作用于法蘭盤上。故法蘭盤的強(qiáng)度只需滿足回程力要求即可。油缸為柱塞式時(shí)，法蘭盤僅承受部件的重量。2.2 滑塊結(jié)構(gòu)活動(dòng)橫梁的主要作用為：與主油缸活塞桿聯(lián)接傳遞沖壓機(jī)的壓力；通過導(dǎo)向套沿立柱導(dǎo)向面上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；安裝與固定模具及工具等。因此需要有較好的強(qiáng)度、剛度及導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。 6圖 2-2 用法蘭盤固定的結(jié)構(gòu) 2.2.1 結(jié)構(gòu)形式圖 2-3 滑塊結(jié)構(gòu)圖活動(dòng)橫梁選用材料與上橫梁、下橫梁相同，常采用同樣的材料來制造，以使毛坯的制造工藝相類似、便于制造?；顒?dòng)橫梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)除考慮導(dǎo)向精度要求外，還應(yīng)根據(jù)壓制工藝中的承載要求來決定。 7根據(jù)壓制工藝性質(zhì)，導(dǎo)向部分應(yīng)有一定的高度，以保證足夠的精度。一般情況下，導(dǎo)向部分高度不應(yīng)小于活塞行程的二分之一。2.2.2 形狀尺寸要求活動(dòng)橫梁是沖壓機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件，為保證沖壓機(jī)符合精度要求，因此，要求四立柱導(dǎo)向套 孔軸線應(yīng)相互平行，它應(yīng)與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應(yīng)與活動(dòng)橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對(duì)下平面亦可要求平行等。結(jié)合生產(chǎn)情況具體要求為：1. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸應(yīng)互相平行，其不平度允差≤0.10/1000 毫米。2. 活動(dòng)橫梁下平面不平直度，按 JB1293-73 標(biāo)準(zhǔn)允差為≤0.05/1000 毫米。3. 聯(lián)接活塞桿孔軸線與四立柱孔軸線對(duì)下平面不垂直度允差≤0.06-0.10/1000毫米。4. 下平面對(duì)上平面（與活塞桿貼合平面）不平行度允差≤0.05/1000 毫米。5. 四立柱孔中心距公差，前后、左右均為≤±0.02 毫米。6. 四立柱孔與導(dǎo)套外圓配合精度為 H7/g8，中心孔與活塞桿外圓配合精度為H7/f8。2.3 下橫梁結(jié)構(gòu)2.3.1 結(jié)構(gòu)形式下橫梁是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)。臺(tái)面上固定加熱板，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷。下橫梁所選用的材料以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。圖 2-4 為下橫梁結(jié)構(gòu)圖，材料選用 45 鋼。 82.3.2 形狀尺寸要求下橫梁是整機(jī)的基礎(chǔ)性零件，是安裝加熱板的基準(zhǔn)。因此，對(duì)工作臺(tái)面的不平度、各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要地技術(shù)要求。根據(jù)生產(chǎn)情況，具體要求為:1. 工作臺(tái)臺(tái)面不平直度，按 JB1293-73 標(biāo)準(zhǔn)允差≤0.05/1000 毫米。2. 立柱鎖緊螺母之貼合平面與工作臺(tái)臺(tái)面間不平行度允差小于 0.16/1000 毫米。3. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直徑大 2-3 毫米左右。2.4 立柱結(jié)構(gòu)立柱是四柱式?jīng)_壓機(jī)重要的支撐件和受力件，同時(shí)又是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。因此，立柱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度與剛度，導(dǎo)向表面應(yīng)有足夠的精度、光潔度和必要地硬度。圖 2-4 下橫梁結(jié)構(gòu)圖 92.4.1 結(jié)構(gòu)形式立柱與上橫梁、工作臺(tái)的聯(lián)接方式是表明立柱結(jié)構(gòu)的主要特征。在選擇立柱結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮到它與上橫梁、工作臺(tái)間應(yīng)可靠預(yù)緊、安裝方便和便于調(diào)整機(jī)器的精度。圖 2-5 為立柱結(jié)構(gòu)，兩梁都用調(diào)節(jié)螺母支承，用鎖緊螺母上下加以鎖緊。四螺母結(jié)構(gòu)組成零件多。由于調(diào)節(jié)螺母起立柱臺(tái)肩的支撐作用，且可調(diào)整兩梁的支撐距離，對(duì)立柱有關(guān)軸向尺寸要求不嚴(yán)格，緊固較容易。但對(duì)立柱螺紋精度（與立柱軸線的平行度）以及調(diào)整螺母精度（調(diào)節(jié)螺母的螺紋對(duì)于上下橫梁貼合面垂直度）要求較高。機(jī)器精度調(diào)整較麻煩。2.4.2 形狀尺寸要求立柱為沖壓機(jī)的重要零件，是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。結(jié)合生產(chǎn)情況，具體要求為：1. 立柱導(dǎo)向面軸線不平直度允差≤0.05/1000 毫米。2. 材料選用 45 鍛鋼件。毛坯應(yīng)正火處理，消除鍛造過程的內(nèi)應(yīng)力。3. 立柱導(dǎo)向表面應(yīng)進(jìn)行熱處理，表面硬度不低于 HB235，也可進(jìn)行表面鍍硬鉻處理，鍍層厚度為 0.02-0.04 毫米。 10圖 2-5 立柱結(jié)構(gòu)圖2.6 底座結(jié)構(gòu)底座安裝于工作臺(tái)下部，與基礎(chǔ)相聯(lián)。底座僅承受機(jī)器的總重量。底座高度由正常壓制制件時(shí)人的操作高度來定。底座材料。主要考慮到外形的美觀，對(duì)精度無要求。如圖 2-6 所示。圖 2-6 底座結(jié)構(gòu)圖第 3 章 結(jié)構(gòu)計(jì)算及校核3.1 上橫梁3.1.1 受力分析上橫梁可視為受兩集中力，兩端支承的簡支梁。圖 3-1 所示受力圖及剪力彎矩圖。其中：P—公稱壓力（kgf） P=300×103/9.8=30612.24kgfD—油缸臺(tái)肩尺寸（cm） D=17cm 11B—立柱中心距（cm） B=50cm圖 3-1 上橫梁受力圖圖 3-2 Ⅱ-Ⅱ截面圖在主截面（I-I）所受彎矩：（3-1）cmkgfBDPM????????????410.214? 12截面(Ⅱ-Ⅱ)剪力：（3-2）kgfP3.8162Q?3.1.2 截面Ⅱ-Ⅱ強(qiáng)度計(jì)算截面寬度cmb26?截面高度h1截面積（3-3）23cbf??面積重心至 x 軸距離mY6截面對(duì) x 軸的靜面矩（3-4）31872cfS??靜面矩 S 與面積重心至 x 軸距離乘積（3-5）4mY?各截面積的慣性矩（3-6）430712cbhJ?重心至 x 軸的慣性矩cm60截面對(duì) x 軸的慣性矩（3-7）401976cYSJ???截面對(duì) x 軸的慣性矩（3-8）4203mfh?受壓截面和受拉截面彎曲應(yīng)力相等為 （3-9）MPackgfJM60./71.6520 ?????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力，安全。 133.1.2 截面Ⅱ-Ⅱ剪切強(qiáng)度計(jì)算由分析得，最大應(yīng)力 在中心橫斷面及截面Ⅱ-Ⅱ上。max?（3-10） ??MPBHQ5.35.1max???式中：Q—截面Ⅱ-Ⅱ剪切力 （3-11） kgf3.8162B—簡化截面寬度 cmb?H—簡化截面高度 h代入得：（3-12） MPackgfBQ5.34.6/78.635.12max ????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上剪切強(qiáng)度小于許用剪切強(qiáng)度，安全。3.2 滑塊從結(jié)構(gòu)上來看，活動(dòng)橫梁行程終止無機(jī)械限程，即無限程裝置，依靠電氣行程開關(guān)來限止其運(yùn)動(dòng)的上下位置?；顒?dòng)橫梁高度較高 H=12cm，通過加熱板傳遞壓力，故活動(dòng)橫梁僅受擠壓和較小的彎曲。因此對(duì)活動(dòng)橫梁計(jì)算可從略。3.3 下橫梁3.3.1 受力分析如圖 3-3 所示，下橫梁 I-I 截面受力圖及剪力彎矩圖。均布載荷BPqbPq4554??， 得因 為 14圖 3-3 下橫梁受力圖圖 3-4 Ⅱ-Ⅱ截面圖在 I-I 截面上彎矩為：（3-13） ??cmkgfBbPM???????????5102.41截面(Ⅱ-Ⅱ)剪力：（3-17） kgf3.8162Q 153.3.2 截面Ⅱ-Ⅱ強(qiáng)度計(jì)算截面寬度cmb42?截面高度h1截面積（3-18） 2504cbf??面積重心至 x 軸距離mY6截面對(duì) x 軸的靜面矩（3-19） 3024cfS??靜面矩 S 與面積重心至 x 軸距離乘積（3-20） 418mY?各截面積的慣性矩（3-21） 430602cbhJ?重心至 x 軸的慣性矩cm0截面對(duì) x 軸的慣性矩（3-22） 40219cYSJ???截面對(duì) x 軸的慣性矩（3-23） 42068mfh?受壓截面和受拉截面彎曲應(yīng)力相等為 （3-24） MPackgfJM6091./5.1920 ?????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上彎曲應(yīng)力小于許用應(yīng)力，安全。3.3.2 截面Ⅱ-Ⅱ剪切強(qiáng)度計(jì)算由分析得，最大應(yīng)力 在中心橫斷面及截面Ⅱ-Ⅱ上。max?（3-25） ??MPBHQ5.35.1max??? 16式中：Q—截面Ⅱ-Ⅱ剪切力 kgfP3.8162Q?B—簡化截面寬度 cmb4H—簡化截面高度 h代入得：（3-26） MPackgf 5.39.2/0.25.1max ????由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上剪切強(qiáng)度小于許用剪切強(qiáng)度，安全。3.4 立柱立柱在中心載荷下的強(qiáng)度計(jì)算：P—公稱壓力（kgf） P=160×103/9.8=16326.53kgfD—立柱最細(xì)處直徑（cm） D=4cmn—立柱數(shù)量 n=4（3-27） MPacmkgfnP453./49.3222 ?????????????由此可得，應(yīng)力強(qiáng)度小于許用應(yīng)力強(qiáng)度，安全。 17總 結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)畢業(yè)生大學(xué)生活及學(xué)習(xí)的一次總結(jié)，是對(duì)畢業(yè)生的一次考核，通過設(shè)計(jì)的構(gòu)思，可以 看出一個(gè)本科畢業(yè)生的能力，同時(shí)也是對(duì)大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次廣而深的復(fù)習(xí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是與實(shí)際緊密聯(lián)系在一起的，是一次理論聯(lián)系實(shí)際的有機(jī)結(jié)合。本文重點(diǎn)對(duì)沖壓機(jī)的主機(jī)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，根據(jù)要求采用三梁四柱結(jié)構(gòu)，上下各一個(gè)固定橫梁，橫梁用四個(gè)立柱支撐，一個(gè)活動(dòng)梁（滑塊）沿四個(gè)立柱移動(dòng)，在活動(dòng)梁（滑塊）和一個(gè)上下梁之間有上下加熱板和模具。被加工的物料放在上下模具之間加熱加壓成型。為了增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，主機(jī)采用雙機(jī)組結(jié)構(gòu)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我查閱了大量的資料，仔細(xì)認(rèn)真地分析了當(dāng)前沖壓機(jī)機(jī)架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。主機(jī)是沖壓機(jī)的重要組成部分，它與其他部件如油缸有裝配關(guān)系，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到整臺(tái)沖壓機(jī)的工作性能。立柱和梁板是整個(gè)機(jī)架的主要受力部件。它們設(shè)計(jì)的好壞也是不容忽視的。在設(shè)計(jì)中綜合評(píng)比各元件的性能來選擇零件，通過計(jì)算、校核強(qiáng)度等完成沖壓機(jī)的機(jī)架設(shè)計(jì)。 18謝 辭經(jīng)過幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的匱乏，本次設(shè)計(jì)難免有考慮不周的地方。如果沒有 XX 教授的悉心指導(dǎo)以及本組人員的支持，恐怕設(shè)計(jì)不會(huì)這么順利完成。自開題一來，任老師一直認(rèn)真指導(dǎo)設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)，從資料的查閱到具體方案的修改，老師都提出了寶貴的建議，讓我受益匪淺。除此之外，老師科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和淵博的專業(yè)知識(shí)更是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。再次對(duì)老師及本組的同學(xué)表示衷心的感謝！最后還要感謝曾執(zhí)導(dǎo)過和給我?guī)椭睦蠋?！是你們曾?jīng)辛勤的付出才有了我今天知識(shí)的積累。 19參考文獻(xiàn)[1] 天津市鍛壓機(jī)床廠.中小型沖壓機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算.天津：天津人民出版社，1997.[2] 俞新陸.液壓件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[3] 機(jī)械工程師手冊編委會(huì).機(jī)械工程師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.[4] 宋學(xué)義.袖珍液壓氣動(dòng)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.[5] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[6] 王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(1-6). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[7] 熊良山.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢.華中科技大學(xué)出版社，2007.[8] 朱理.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2004.[9] 陳良玉，王玉良，馬星國，李力．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)．沈陽：東北大學(xué)出版社，2003130T高速?zèng)_壓機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì),,簡介,沖壓機(jī)機(jī)架采用三梁四柱結(jié)構(gòu)，上下各一個(gè)固定橫梁，橫梁用四個(gè)立柱支撐，一個(gè)活動(dòng)梁（滑塊）沿四個(gè)立柱移動(dòng)，在活動(dòng)梁（滑塊）和一個(gè)上下梁之間有上下加熱板和模具。被加工的物料放在上下模具之間沖壓成型。為了增加產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，主機(jī)采用雙機(jī)組結(jié)構(gòu)。,第一章 緒論,1.1課題的來源
30T高速?zèng)_孔機(jī)本課題來源于企業(yè)實(shí)際需求，江蘇太倉法孚低溫設(shè)備有限公司需一種沖壓3003鋁材，材料厚度0.2~0.6、材料寬度600，沖壓速度在300次/分鐘的高速?zèng)_孔機(jī)。由于該需求的沖孔機(jī)有一定的企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求的特殊性，目前該設(shè)備國內(nèi)外沒有，所以需要我們重新設(shè)計(jì)來滿足該企業(yè)的實(shí)際需求。,本沖床采用的結(jié)構(gòu)形式：四柱式閉式?jīng)_床，主機(jī)采用四柱式結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)模板采用四個(gè)高精度導(dǎo)套來保證模板上下運(yùn)動(dòng)的高精度。運(yùn)動(dòng)模板下部帶有四個(gè)平衡彈簧，用以平衡運(yùn)動(dòng)模板及模具的自重，來保證設(shè)備運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。,1.2沖壓機(jī)的特點(diǎn),采用進(jìn)口油壓缸及控壓系統(tǒng)，壓力平穩(wěn)，無噪音。
1.2.1沖壓成型的優(yōu)點(diǎn)
沖壓成型是一種常見的機(jī)械加工方法，沖壓加工所生產(chǎn)出來的沖壓個(gè)，應(yīng)用領(lǐng)域可說是包羅萬象，比如：消費(fèi)電子產(chǎn)品、機(jī)械、五金、運(yùn)輸工具等產(chǎn)業(yè)均少不了它的存在。,,沖壓件具有下列的主要特性，相對(duì)于其它加工方法可說具有不可取代的地位，主要特性包括：
1、可得到輕量、高剛性之制品。
2、生產(chǎn)性良好，適合大量生產(chǎn)、成本代。
3、可得到品質(zhì)均一的制品。，
4、材料利用率高、剪切性及回收性良好 。,1.2.2沖壓成型的缺點(diǎn),1. 沖壓成型工作環(huán)境溫度較高
2. 不能做復(fù)雜和深度拉伸的成型效果
3. 薄膜厚度改變，模具要作稍微調(diào)整,1.3沖壓機(jī)發(fā)展趨勢,沖壓機(jī)適用于橡膠、塑料行業(yè)之聚合物如PVC、色母粒等化工原料的混煉加工、配料試驗(yàn)，以檢測是否達(dá)到所要求的顏色和質(zhì)量，可作為工廠批量生產(chǎn)前配料的依據(jù)。將塑料或橡膠原料放于模具內(nèi)，夾于上、下電熱板之間，在電熱板智能恒溫下施以壓力，使原料成型。,1.4沖壓機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)形式,沖壓機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有這幾種結(jié)構(gòu)形式：整體框架式結(jié)構(gòu)、雙柱拉桿式、單立柱結(jié)構(gòu)、復(fù)合式結(jié)構(gòu)和四柱式結(jié)構(gòu)。以下著重介紹四柱式結(jié)構(gòu)。
四柱式機(jī)構(gòu)為沖壓機(jī)常見的結(jié)構(gòu)形式之一，機(jī)身是典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)。
四柱式結(jié)構(gòu)最顯著的特點(diǎn)是工作空間寬敞，便于四面觀察和接近模具。,第二章 沖壓機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖2-1,,30T沖壓機(jī)機(jī)架采用三梁四柱式結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是加工工藝性較其他類型結(jié)構(gòu)簡單。圖2-1為立式單缸三梁四柱式結(jié)構(gòu)，他的機(jī)身是由上橫梁、滑塊、下橫梁、四根立柱和加熱板組成，機(jī)身由底座支撐。,2.1.1結(jié)構(gòu)形式,上橫梁位于立柱上部，用于安裝工作缸，承受工作缸的反作用力。
2.1.2形狀尺寸要求
上橫梁通過立柱聯(lián)接成機(jī)身上半部，并安裝工作油缸。,2.1.3上橫梁與油缸的聯(lián)接方式,依靠法蘭盤固定油缸，如圖2-2所示.此方法采用聯(lián)接零件來固定油缸的位置。當(dāng)油缸加壓時(shí)，油缸臺(tái)肩傳遞反作用力于橫梁，法蘭盤不受反作用力的作用，只有當(dāng)油缸回程工作時(shí)，回程力作用于法蘭盤上。,2.2滑塊結(jié)構(gòu) 圖2-2 用法蘭盤固定的結(jié)構(gòu),2.2.1結(jié)構(gòu)形式 圖2-3 滑塊結(jié)構(gòu)圖,2.2.2形狀尺寸要求,活動(dòng)橫梁是沖壓機(jī)主要運(yùn)動(dòng)部件，為保證沖壓機(jī)符合精度要求，因此，要求四立柱導(dǎo)向套 孔軸線應(yīng)相互平行，它應(yīng)與聯(lián)接活塞桿孔的中心線平行；上述這些孔軸線都應(yīng)與活動(dòng)橫梁下平面相垂直；與活塞桿接觸平面對(duì)下平面亦可要求平行等。,2.3下橫梁結(jié)構(gòu),2.3.1結(jié)構(gòu)形式
下橫梁是主機(jī)的安裝基礎(chǔ)。臺(tái)面上固定加熱板，工作中承受機(jī)器本體的重量及全部載荷。下橫梁所選用的材料以及其結(jié)構(gòu)形式與上橫梁相同。圖2-4為下橫梁結(jié)構(gòu)圖，材料選用45鋼。
2.3.2形狀尺寸要求
下橫梁是整機(jī)的基礎(chǔ)性零件，是安裝加熱板的基準(zhǔn)。因此，對(duì)工作臺(tái)面的不平度、各部件安裝定位基面均應(yīng)有必要地技術(shù)要求。,2.4立柱結(jié)構(gòu),立柱是四柱式?jīng)_壓機(jī)重要的支撐件和受力件，同時(shí)又是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。
圖2-4 下橫梁結(jié)構(gòu)圖,2.4.1結(jié)構(gòu)形式,立柱與上橫梁、工作臺(tái)的聯(lián)接方式是表明立柱結(jié)構(gòu)的主要特征。
2.4.2形狀尺寸要求
立柱為沖壓機(jī)的重要零件，是活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向基準(zhǔn)。,圖2-5 立柱結(jié)構(gòu)圖,2.6底座結(jié)構(gòu) 圖2-6 底座結(jié)構(gòu)圖,第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算及校核,3.1上橫梁
3.2滑塊
3.3下橫梁
3.4立柱, 開題報(bào)告法孚集團(tuán)是法國的一個(gè)以機(jī)械設(shè)備制造為主的著名企業(yè)，江蘇太倉法孚低溫設(shè)備有限公司是法孚集團(tuán)在華投資的第一個(gè)工業(yè)項(xiàng)目，本公司需一種沖壓 3003 鋁材，材料厚度0.2~0.6、材料寬度 600，沖壓速度在 300 次/分鐘的高速?zèng)_孔機(jī)。由于該需求的沖孔機(jī)有一定的企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求的特殊性，目前該設(shè)備國內(nèi)外沒有，所以需要我們重新設(shè)計(jì)來滿足該企業(yè)的實(shí)際需求。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國高速?zèng)_床生產(chǎn)廠的一百家，但規(guī)模普遍偏小，根據(jù)技術(shù)實(shí)力和占有率，徐鍛雖是國內(nèi)高速?zèng)_床的最大的生產(chǎn)廠家，但在產(chǎn)品規(guī)格與檔次上，卻屬全球高速?zèng)_床生產(chǎn)的第三集團(tuán)的代表，第一集團(tuán)為日本 KOYRI，美國 MINSTER，德國 SCHULER 等，第二集團(tuán)為臺(tái)灣金豐，韓國 SIMPAC 等，第三集團(tuán)為徐鍛，臺(tái)灣聯(lián)瑞，楊鍛，楊力等。瑞士 BRLOFRER 公司生產(chǎn)的 BSTA 系列高速?zèng)_床是世界公認(rèn)的及精度和性能最好的高速?zèng)_床，日本高速?zèng)_床的整機(jī)精度，通常只有本國的 JS 特級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)值的三分之一，臺(tái)灣企業(yè)所生產(chǎn)高速?zèng)_床的精度，一般為日本 JIS 特級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)值的 1/2，徐鍛高速?zèng)_床精度可做到優(yōu)于日本人 JIS 特級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)。這些主要是國內(nèi)閉式高速?zèng)_床生產(chǎn)企業(yè)的代表，目前從事開式高速?zèng)_床生產(chǎn)的企業(yè)，主要集中在廣東、深圳和寧波一帶。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。閉式高速?zèng)_床由于工作臺(tái)面積大，一般多為雙點(diǎn)，也有單點(diǎn)或四點(diǎn)的，但結(jié)構(gòu)均比開式高速?zèng)_床復(fù)雜。閉式高速?zèng)_床，除了具有開式高速；沖床優(yōu)于普通壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)外，因其品種規(guī)格不同和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的多樣化，形成了諸多自身的特點(diǎn)。為便于掌握現(xiàn)代閉式高速?zèng)_床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了解。 1)機(jī)身特點(diǎn)。閉式高速?zèng)_床的機(jī) 身，一般有預(yù)應(yīng)力龍門框架機(jī)身結(jié)構(gòu)和整體焊接式機(jī)身結(jié)構(gòu)兩種。預(yù)應(yīng)力機(jī)身結(jié)構(gòu)的上橫梁、立柱、下橫梁都是分體的，一般通過四根拉桿對(duì)機(jī)身進(jìn)行預(yù)緊，形成整體框架。從應(yīng)用效果來看，整體焊接式結(jié)構(gòu)機(jī)身剛性稍好，但工藝性差。 2)滑塊支撐點(diǎn)?；瑝K支撐點(diǎn)通常是指驅(qū)動(dòng)滑塊的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。閉式高速?zèng)_按其滑塊支撐點(diǎn)的多少，又分為單點(diǎn)、 操作規(guī)范。雙點(diǎn)和四點(diǎn)等。通常，滑塊上的支撐點(diǎn)越多則剛性越好，但制造的工藝難度則越大。3)滑塊的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)?；瑝K的 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一般有導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)和導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)兩類。導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有整體式和分塊式兩種，按摩擦副形式可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)有四圓導(dǎo)柱、六圓導(dǎo)柱和八圓導(dǎo)柱幾種形式。 4)動(dòng)平衡裝置。常見的動(dòng)平衡裝置是為平衡曲軸偏心和滑塊、模具上較大的慣性力，一般都采用和連桿反向的副 連桿、副滑塊結(jié)構(gòu)。 5)離合、制動(dòng)裝置。常見的裝置有放在主軸一側(cè)的離合、制動(dòng)整體式結(jié)構(gòu)，以及離合、制動(dòng)分別放在主軸兩側(cè)的分體式結(jié)構(gòu)。后一種形式的制動(dòng)角較小。 6)過載保護(hù)裝置。一般均為液壓過載保護(hù)，可在超負(fù)荷時(shí)進(jìn)行卸載，保護(hù)機(jī)床和模具不受損壞，此種機(jī)構(gòu)有時(shí)也 可作為卡模解除裝置，另外還可作為螺 紋鎖緊裝置，消除螺紋間隙，提高下死點(diǎn)精度的穩(wěn)定性。 7)主電機(jī)調(diào)速方式?，F(xiàn)在常用的方式有變頻和電磁調(diào)速兩種形式。8)電氣控制方式。一般均采用微電腦控制，具有可供用戶選擇的若干組輸 出計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)、單次、寸動(dòng)等操作規(guī)范。本沖床采用的結(jié)構(gòu)形式：四柱式閉式?jīng)_床，主機(jī)采用四柱式結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)模板采用四個(gè)高精度導(dǎo)套來保證模板上下運(yùn)動(dòng)的高精度。運(yùn)動(dòng)模板下部帶有四個(gè)平衡彈簧，用以平衡運(yùn)動(dòng)模板及模具的自重，來保證設(shè)備運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。主軸采用偏心輪機(jī)構(gòu)來轉(zhuǎn)換主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為運(yùn)動(dòng)模板的上下垂直運(yùn)動(dòng)，偏心距 3mm。設(shè)備上部帶有液壓保壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用：1、沖壓時(shí)保壓及吸振作用。2、液壓系統(tǒng)通過油缸的上下運(yùn)動(dòng)來調(diào)整設(shè)備的閉合高度。
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