《沖壓機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《沖壓機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、沖壓機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者： 指導(dǎo)老師： 課題研究的意義 在工業(yè)生產(chǎn)中，成形生產(chǎn)以模具為基本工具使制件獲得所需的尺寸和形狀已成為工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為成形生產(chǎn)的兩大主體之一，成型設(shè)備是為各類(lèi)成形工藝服務(wù)的，通過(guò)它為模具和被加工材料提供運(yùn)動(dòng) 、能量 、 外力 、 控制等來(lái)完成成形生產(chǎn)。 但是隨著生產(chǎn)的發(fā)展和各種新材料的不斷涌現(xiàn)，新的成形工藝與成形技術(shù)也層出不窮，這就對(duì)成形設(shè)備提出了更高的要求，促使成形設(shè)備不斷發(fā)展與完善。成形設(shè)備的發(fā)展水平 、擁有量及構(gòu)成比例不僅對(duì)成形生產(chǎn)起著關(guān)鍵的作用，在一定的程度上還標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)水平。 課題研究的主要內(nèi)容 沖壓機(jī)床的機(jī)構(gòu)及工作
2、原理 沖壓機(jī)床的工藝過(guò)程 曲柄壓力機(jī) 曲柄壓力機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式 本課題的選型方案 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 伺服電機(jī)的選用 傳動(dòng)系統(tǒng)三維造型的設(shè)計(jì) 一 沖壓機(jī)床的結(jié)構(gòu)與工作原理 沖壓機(jī)床的結(jié)構(gòu)由機(jī)床本體、傳動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力源、控制系統(tǒng)等組成。其中傳動(dòng)系統(tǒng)又由伺服電機(jī)、減速機(jī)、齒輪傳動(dòng)、曲軸傳動(dòng)、連桿等組成。 沖壓機(jī)構(gòu)及其相配合的送料機(jī)構(gòu)，上模先以比較大的速度接近坯料 ,然后以近似勻速進(jìn)行拉延成形工作 ,以后 ,上模繼續(xù)下行將成品快速推出型腔 ,最后快速返回 送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置 ,完成一個(gè)工作循環(huán)。 傳統(tǒng)沖壓機(jī)床工作原理圖 該類(lèi)機(jī)床驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)上仍是落后的飛輪、離合器制動(dòng)器組合模式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、臃腫
3、，多環(huán)節(jié)傳動(dòng)精度差，噪音大；該壓力機(jī)雖然采用了流行的 主要集中在電氣、電機(jī)的起停、油路、氣路上，控制動(dòng)作多為開(kāi)關(guān)量，而對(duì)于滑塊的位置速度無(wú)法做到有效的控制，對(duì)不同工件的沖裁適應(yīng)性差，尤其是可塑性差、易脆裂等難加工材料制品的沖裁和拉深加工；同時(shí)，加工過(guò)程中壓力機(jī)狀態(tài)采用指示燈顯示，缺乏直觀的狀態(tài)與故障監(jiān)控，生產(chǎn)及工藝管理也無(wú)從談起。 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、 8小齒輪， 7大齒輪， 9偏心齒輪，10芯軸， 11機(jī)身， 12連桿 13滑塊， 14凸模，15凹模， 16墊板， 17工作臺(tái)， 18液壓氣墊 二 沖壓機(jī)床的工藝過(guò)程 利用成形板料自動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)或機(jī)械
4、手自動(dòng)上料，上料到位后，輸送機(jī)構(gòu)迅速返回原位，停歇等待下一循環(huán) 沖頭往下作直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)坯料沖壓成形。 沖頭（上模）繼續(xù)下行將成品推出型腔，進(jìn)行脫模，最后快速直線返回。 將成形脫模后的薄壁零件在輸送帶上送出。 上模退出下模后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。 三 曲柄壓力機(jī) 曲柄壓力機(jī)是材料成型（塑性成型）中廣泛應(yīng)用的設(shè)備，通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)獲得材料成形時(shí)所需的力和直線位移，可進(jìn)行沖壓 、 擠壓 、 鍛造等工藝，廣泛應(yīng)用與汽車(chē)工業(yè) 、 航空工業(yè) 、 電子儀表工業(yè) 、 五金輕工業(yè)領(lǐng)域。 曲柄壓力機(jī)的結(jié)構(gòu) 工作機(jī)構(gòu) 設(shè)備的工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)由曲柄連桿，滑塊組成，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)直線
5、運(yùn)動(dòng)。 傳動(dòng)系統(tǒng) 由帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成，將電動(dòng)機(jī)能量傳輸至工作機(jī)構(gòu)，在傳輸過(guò)程中，轉(zhuǎn)速逐漸降低，轉(zhuǎn)矩逐漸增加。 操作機(jī)構(gòu) 主要由離合器，制動(dòng)器以及相應(yīng)電氣系統(tǒng)組成，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)后，控制工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)，使其能間歇或連續(xù)工作。 能源部分 由電動(dòng)機(jī)和飛輪組成。機(jī)器運(yùn)行的能源由電動(dòng)機(jī)提供，開(kāi)機(jī)后電動(dòng)機(jī)對(duì)飛輪進(jìn)行加速，壓力機(jī)短時(shí)工作能量則由飛輪提供，飛輪起著儲(chǔ)存和釋放能量的作用。 支承部分 由機(jī)身，工作臺(tái)和緊固件等組成。它把壓力機(jī)所有零部件連成一個(gè)整體。 輔助系統(tǒng) 包括氣路系統(tǒng)，潤(rùn)滑系統(tǒng)，過(guò)載保護(hù)裝置，氣墊快換模，打料裝置，監(jiān)控裝置等。它提供高壓力計(jì)的安全性和操作方便性。對(duì)新型壓力機(jī)，此系統(tǒng)成本所
6、占比例有提升趨勢(shì)。 四 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，亦是壓力機(jī)的核心部分，它將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的直線上下運(yùn)動(dòng)，提供給磨具工作所需的成形力和位移，同時(shí)提供一些輔助功能，如裝模高度調(diào)節(jié)，過(guò)載保護(hù)頂件等。 按曲柄形式，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)主要有曲軸式 、偏心齒輪式 五 本課題的選型方案 針對(duì)傳統(tǒng)壓力機(jī)存在的不足，參照第三代壓力機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)，提出設(shè)計(jì)目標(biāo)為：摒棄傳統(tǒng)的飛輪、離合器制動(dòng)器，以大功率交流伺服電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的交流異步電機(jī)，通過(guò)一級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)動(dòng)作。曲軸縱放、開(kāi)式傳動(dòng)齒輪、上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與單邊傳動(dòng)的曲軸式曲柄壓力機(jī)。 六 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 曲軸的
7、確定 齒輪的計(jì)算 球頭螺桿尺寸的確定 滑塊的確定 （ 1）曲軸的確定 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，亦是壓力機(jī)的核心部分，分析它的運(yùn)動(dòng)與受力特點(diǎn)是設(shè)計(jì)曲柄壓力機(jī)的關(guān)鍵。其主要計(jì)算 塊速度的計(jì)算，曲軸公稱轉(zhuǎn)角的計(jì)算，曲軸尺寸的確定及曲軸扭矩與強(qiáng)度的計(jì)算。 根據(jù) 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 計(jì)算最終確定曲軸尺寸如圖所示 （ 2）齒輪的計(jì)算 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛。齒輪材料的種類(lèi)很多，在選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素很多，類(lèi)如必需滿足工作條件的要求，應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小，毛坯成形方法及熱處理和制造工藝等。齒輪傳動(dòng)需要很大的力與扭矩，因此需要進(jìn)行齒輪強(qiáng)度的計(jì)算與校核。 大齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)
8、算： 式中 ， 取 1， 取 =18360 ，將數(shù)據(jù)帶入式中求得 2222 C O jk 2 小齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算： 式中 ， 取 1 取 =18360 ，將數(shù)據(jù)帶入式中得 1211 ZC 1 綜合上面有關(guān)大齒輪與小齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算與接觸強(qiáng)度的計(jì)算與校核，得出的結(jié)果為 符合該設(shè)計(jì)方案的要求。 1 1 2w 1w（ 3）球頭螺桿尺寸的確定 球頭式連桿如圖所示 取 120取 90取 80 120 取 150取 200 1 4 0966 0 0)o o (2 1 2 01 0 8) o o 2 0 71 3 5)最終連桿尺寸的確定如圖所示： （ 4）滑塊的確定 對(duì)于普通的型的開(kāi)式壓力機(jī)，滑塊導(dǎo)向長(zhǎng)
9、度與寬度之比為 L/B =塊導(dǎo)向長(zhǎng)度與滑塊行程有關(guān)，行程越大，導(dǎo)向長(zhǎng)度越長(zhǎng)，一般取 L=（ S，則取 900為 L/B= B=640塊尺寸圖如圖所示 七 伺服電機(jī)的選用 壓力機(jī)加工具有負(fù)載大、沖擊強(qiáng)的特征，直接驅(qū)動(dòng)用伺服電機(jī)與傳統(tǒng)壓力機(jī)用電機(jī)相比，需要輸出更大的扭矩，具備更強(qiáng)的抗擾動(dòng)能力。因此，有必要對(duì)直接驅(qū)動(dòng)用伺服電機(jī)選型進(jìn)行分析。電機(jī)兩個(gè)主要選型參數(shù)為額定功率和額定輸出扭矩，其中電機(jī)功率計(jì)算除了分析壓力機(jī)一個(gè)工作周期所消耗的能量，還應(yīng)考慮加減速動(dòng)態(tài)過(guò)程。 功率計(jì)算 本項(xiàng)目中計(jì)算伺服電機(jī)功率時(shí)，應(yīng)考慮兩部分 :首先是恒速驅(qū)動(dòng)時(shí)一個(gè)工作周期所消耗的能量 ,其次是加速時(shí)消耗的能量。 (1)恒速驅(qū)動(dòng)下電機(jī)功率計(jì)算 (2) 電機(jī)加速或減速時(shí)電機(jī)功率計(jì)算 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算 (1)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (2)電機(jī)摩擦轉(zhuǎn)矩 以滿足工作最大力矩的條件選擇伺服電機(jī)的功率。通過(guò)計(jì)算確定電機(jī)參數(shù)為：額定功率 30定轉(zhuǎn)速為 750定電壓為 220V，額定電流為 70A，額定轉(zhuǎn)矩為615 八 傳動(dòng)系統(tǒng)三維造型的設(shè)計(jì) （ 1）各組成部分三維模型設(shè)計(jì) ： (a)曲軸的三維設(shè)計(jì) (b)連桿的三維設(shè)計(jì) (c)滑塊的三維設(shè)計(jì) (2) 裝配圖的設(shè)計(jì)： (a)裝配圖的二維圖 (b) 裝配圖的三維圖
沖壓機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件
