金屬片折彎成型機(jī)構(gòu)設(shè)計含7張CAD圖

金屬片折彎成型機(jī)構(gòu)設(shè)計含7張CAD圖,金屬片,折彎,成型,機(jī)構(gòu),設(shè)計,cad XXX XXXXX 論文題目： 金屬片折彎成型機(jī)構(gòu)設(shè)計 學(xué)院： 年級： 專業(yè)： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 20XX年5月10日 摘要 本課題研究的是對金屬片進(jìn)行折彎的機(jī)構(gòu)設(shè)計，主要是利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行往復(fù)的直線運(yùn)動提供沖壓力，再結(jié)合沖壓知識和模具的原理對金屬片進(jìn)行折彎成型。 該折彎機(jī)的特點(diǎn)為節(jié)能高效，相比沖床而言本設(shè)計能方便高效地將金屬片進(jìn)行Z形成型。折彎機(jī)可以大批量生產(chǎn)，其產(chǎn)品適用于應(yīng)用廣泛而對精度要求不高的場所。例如相框等墻上裝飾品的固定或小型家電在墻面的固定。該折彎機(jī)體積較小，節(jié)約了空間，節(jié)約了制造的成本。本設(shè)計有自動上料下料的結(jié)構(gòu)，折彎和送料過程由控制電路控制電機(jī)完成，節(jié)約了人力。 關(guān)鍵詞:金屬片Z形折彎；曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；折彎機(jī) Abstract The subject of this paper is the mechanism design of metal sheet bending,,mainly using the crank rocker mechanism for reciprocating linear motion with pressure,combined with stamping knowledge and the principle of the die for metal sheet bending molding. The bending machine is characterized by energy saving and high efficiency.Compared with the punch, this design can conveniently and efficiently form the Z shape of the metal sheet,bending machines can be mass produced.Its products are widely used in places with low requirements for accuracy, Such as picture frames and other decorations on the wall fixed or small electrical appliances on the wall fixed.The bending machine is small in size,saving space and manufacture in cost.This design has the structure of automatic feeding and unloading,the bending and feeding process is completed by the motor controlled by the control circuit to save man power. Keywords:The sheet metal bends in a Z shape; Crank and rocker mechanism; Bending machine II 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1 研究的目的及意義 1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 折彎機(jī)未來發(fā)展方向 2 1.4 設(shè)計主要內(nèi)容 2 第二章 設(shè)計要求計算 3 2.1 工件尺寸計算 3 2.2 折彎力計算 3 2.3 折彎機(jī)公稱壓力行程要求 4 第三章 壓力機(jī)構(gòu)設(shè)計 5 3.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計 5 3.1.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸確定及運(yùn)動分析 5 3.1.2 偏心軸設(shè)計 6 3.1.3 搖桿設(shè)計 7 3.2 電機(jī)選擇 8 3.3 飛輪設(shè)計 9 3.4 V帶傳動設(shè)計 10 3.5 離合器選擇 13 第四章 其它機(jī)構(gòu)設(shè)計 15 4.1 折彎結(jié)構(gòu)設(shè)計 15 4.2 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計 16 第五章 總體結(jié)構(gòu) 19 5.1總體結(jié)構(gòu)二維三視圖 19 5.2總體結(jié)構(gòu)三維圖 21 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 23 致謝 24 第一章 緒論 1.1 研究的目的及意義 隨著中國制造2025計劃，我國越來越注重對機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因為機(jī)械工業(yè)所帶來的制造方式的的發(fā)展直接影響了國家社會的發(fā)展和進(jìn)步，并且機(jī)械工業(yè)為工農(nóng)業(yè)提供了有安全保障的機(jī)器設(shè)備維持其發(fā)展與進(jìn)步。所以說機(jī)械工業(yè)的水平是評價一個國家綜合國力的重要指標(biāo)。本研究以現(xiàn)有折彎機(jī)為設(shè)計參考，旨在設(shè)計一臺結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能方便的金屬片折彎機(jī)構(gòu)以應(yīng)對制造業(yè)的需求。 當(dāng)前企業(yè)中板料折彎的大多數(shù)方式都是折彎機(jī)折彎，其是與模具相配合使用的機(jī)器。模具現(xiàn)在已在機(jī)械領(lǐng)域發(fā)展到一定規(guī)模，有一系列的標(biāo)準(zhǔn)件可供選擇，而且制造成本低廉，可以方便地購買替換。本設(shè)計同樣參考了模具的折彎原理，有著與之類似的優(yōu)勢。不過由于對折彎效率及節(jié)約人力的要求本設(shè)計在精度上不如模具，相應(yīng)的由于本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單在制造成本上要小很多。相比于昂貴的大型自動化折彎設(shè)備，本設(shè)計有成本優(yōu)勢，為一些小規(guī)模企業(yè)提供了更具性價比的方案，豐富了市場上折彎機(jī)的選擇。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 近幾年來，國內(nèi)的折彎機(jī)有了長足的發(fā)展。其發(fā)展有許多技術(shù)的發(fā)展支持，其中包括液壓技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。數(shù)控技術(shù)在折彎機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用也讓折彎機(jī)的發(fā)展在自動化程度和精密程度上上了一個新臺階?，F(xiàn)代折彎機(jī)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，能滿足市場大批量且精密度高生產(chǎn)的要求。由于各技術(shù)水平的參差不齊，當(dāng)前折彎機(jī)市場競爭尤為激烈，近年來我國每年需求的中高等折彎機(jī)數(shù)量為5-6萬臺左右，總金額達(dá)60余億元。而在這個需求量中，進(jìn)口折彎機(jī)比例高達(dá)85%，所以我國折彎機(jī)領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間，在先進(jìn)折彎技術(shù)方面還有很長的路要走。 國外的折彎機(jī)早已實現(xiàn)液壓化，現(xiàn)在已普遍采用電液比例（或伺服）控制技術(shù)對兩個油缸的同步位置、速度和壓力進(jìn)行精確控制。并且其發(fā)展更是迅猛異常，并越來越趨向于CNC、DNC和柔性自動化。隨著鍛壓技術(shù)的發(fā)展和滿足小批量生產(chǎn)，只要用戶需要，即能提供多功能的各種數(shù)控鍛壓機(jī)械。采用CNC前擋料裝置的CNC剪板機(jī)不但可提高剪板機(jī)的生產(chǎn)效率，還可以提高零件的精度和重復(fù)精度。 1.3 折彎機(jī)未來發(fā)展方向 隨著自動化潮流的發(fā)展方向以及數(shù)控技術(shù)在折彎機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用程度加大。當(dāng)今的生產(chǎn)模式應(yīng)有相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備做為支持。CAD和CAPP正在數(shù)控系統(tǒng)中靈活應(yīng)用于當(dāng)今的數(shù)控折彎機(jī)，數(shù)控折彎機(jī)在當(dāng)代金屬板材成型的加工中有不可替帶的地位和大好的發(fā)展前景。對于未來折彎機(jī)行業(yè)的新形勢，數(shù)控折彎機(jī)將會是發(fā)展的主流，會有更為高效自動化程度更高的折彎機(jī)出現(xiàn)，促進(jìn)機(jī)床行業(yè)的進(jìn)步。 1.4 設(shè)計主要內(nèi)容 該設(shè)計的主要內(nèi)容是將3mm厚15mm寬的Q235鋼板材折彎加工成Z形金屬片由 電機(jī)帶動飛輪提供動力，由離合器總成將轉(zhuǎn)矩傳到偏心軸，再通過偏心軸和搖桿組成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橥鶑?fù)的直線運(yùn)動將壓力施加到板材上，最后通過凸模凹模的成型作用使板材成型。通過計算可由控制電路控制送料機(jī)構(gòu)進(jìn)行間歇送料實現(xiàn)連續(xù)自動的沖壓過程。 第二章 設(shè)計要求計算 2.1 工件尺寸計算 沖壓是指在常溫下靠壓力機(jī)和模具對板材帶材管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離從而獲得所需形狀和尺寸的工件的加工方法。在對板材進(jìn)行折彎時金屬片會發(fā)生彎曲變形，需要計算其型變量以便后續(xù)對進(jìn)料機(jī)構(gòu)的設(shè)計。Z形片的尺寸如圖2-1。 圖2-1Z形金屬片尺寸圖 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》 表4-2知Q235鋼的最小彎曲半徑為0.8t=2.4mm(t為金屬片厚度)，取r=2.5mm。 表4-3得V形90度應(yīng)變中層位移系數(shù)x=0.28 則總展開長度 =25+15+25+1.57×(2.5+0.28×3)×2 =71.68mm 2.2 折彎力計算 彎曲工藝力指彎曲折彎過程中的各種力，通常包括彎曲力壓料力沖裁力等。彎曲力指完成工件工藝加工工序所施加的壓力。一般為選擇壓力機(jī)而計算，本設(shè)計中需計算折彎力以計算曲柄搖桿機(jī)構(gòu)需施加的公稱力。 彎曲力的大小不僅與毛坯的尺寸材料、力學(xué)性能、凹模支點(diǎn)間距、彎曲半徑等因素有關(guān)而且與彎曲方式有很大關(guān)系。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式進(jìn)行計算。 由機(jī)械設(shè)計手冊得Q235抗拉強(qiáng)度為375-460MPa，取Rm為400MPa。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表4-6得 V形件自由彎曲力 （2-1） =15×9×400/(3+2.5) =9818.2N 式中b----彎曲件寬度 t----彎曲件厚度 Rm----抗拉強(qiáng)度 r----彎曲半徑 由于工件形狀簡單取=0.3 由公式4-6 （2-2） =0.3×9818.2=2945.5N 綜上總壓力F≧1.2×=1.2×（2945.5+9818.2）=15.3KN 即飛輪通過離合器總成傳到偏心軸的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化后作用力應(yīng)大于15.3KN。 2.3 折彎機(jī)公稱壓力行程要求 該設(shè)計壓力部分參考了小型壓力機(jī)的原理，故對一些主要參數(shù)要進(jìn)行確定。曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)表示壓力機(jī)的工藝性能和應(yīng)用范圍。其參數(shù)滑塊行程指滑塊從上死點(diǎn)到下死點(diǎn)的距離。在滑塊行程中又包括公稱壓力行程，該參數(shù)由公稱壓力角ɑ確定，指公稱壓力到達(dá)下死點(diǎn)前某一特定距離。查資料得公稱壓力角ɑ范圍是20°-30°，由于該設(shè)計中公稱壓力為1.5T左右屬于小型壓力機(jī)的范疇，故ɑ取30°。查資料得開式壓力機(jī)的公稱壓力行程為3-15mm。 第三章 壓力機(jī)構(gòu)設(shè)計 3.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計 3.1.1 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸確定及運(yùn)動分析 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的分析圖如圖3-1所示 圖3-1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡圖 由《機(jī)械設(shè)計手冊-機(jī)構(gòu)設(shè)計》中對心曲柄滑塊的尺寸及運(yùn)動得 則S、V、a對于壓力角的變化趨勢如圖3-2所示 圖3-2行程、速度、加速度相對于ɑ的變化趨勢圖 滑塊行程S等于偏心軸的偏心距，則S=21mm,R=S/2=10.5mm, 設(shè)搖桿長度為L，傳入角70° 則L=R/cos70°=10.5/cos70°=30.88mm 取連桿長L=111mm 3.1.2 偏心軸設(shè)計 由于本設(shè)計中曲柄搖桿機(jī)構(gòu)所傳的力很大，一般的連桿無法達(dá)到強(qiáng)度要求，故設(shè)計為偏心軸結(jié)構(gòu)來完成其功能。偏心軸優(yōu)點(diǎn)在于不僅能傳遞自轉(zhuǎn)以傳遞扭矩，還能傳遞公轉(zhuǎn)來完成曲柄的功能。偏心軸的零件圖如圖3- 3。 圖3- 3偏心軸零件圖 軸的最小直徑確定 由于選用電機(jī)額定功率為0.55kw，假設(shè)偏心軸上的功率也為0.55kw。軸上載荷較大選用材料為40Cr。 由機(jī)械設(shè)計手冊得最小軸徑公式 （3-1） 查表12-2得40Cr的C為107-98，取C=107 得d≧11.46mm 軸上有兩個鍵槽d≧11.46×1.1=12.61mm 綜合搖桿直徑的設(shè)計取d=30mm。 軸的右側(cè)通過鍵與軸套法蘭固定連接，軸套法蘭、滾柱、六角凸輪、聯(lián)軸節(jié)、離合器外套構(gòu)成的超越離合器與飛輪連接，飛輪與偏心軸通過軸承連接，右端通過軸蓋完成連接。軸的中間部分與搖桿的固連件結(jié)合，其間安裝了銅套以減小沖壓過程曲軸搖桿間相對運(yùn)動產(chǎn)生的摩擦。偏心軸與箱體連接的部分也設(shè)計了銅套減小偏心軸轉(zhuǎn)動的摩擦損耗。軸的左側(cè)通過槽口與三個摩擦片固連，另外三個摩擦片與箱體固連。最左端設(shè)計了可以扭動的端蓋，其與三組摩擦片在折彎機(jī)停止工作后起制動的作用。軸系裝配圖如圖3- 4所示。 圖3- 4偏心軸軸系示意圖 3.1.3 搖桿設(shè)計 本設(shè)計中搖桿同樣要傳達(dá)很大的壓力，所以設(shè)計了球頭螺桿來完成搖桿的功能。球面副連接具有承載大的優(yōu)點(diǎn)，其強(qiáng)度也比普通的鉸接高。該球面接觸結(jié)構(gòu)要進(jìn)行精密加工。球面研磨制成，要保證幾乎沒有間隙以減小轉(zhuǎn)動的摩擦力。 上文中確定了搖桿長度為111mm，而本設(shè)計的連接件到軸心的距離為55mm，故球半徑設(shè)計為16mm。設(shè)計螺桿端面到球心的距離為48mm。其結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。 圖3- 5球頭螺桿結(jié)構(gòu)示意圖 搖桿球面與滑塊導(dǎo)柱連接。其安裝方法可先將球頭螺桿與球碗安裝再將球碗焊接于滑塊導(dǎo)柱上。球面上方設(shè)計了球蓋完成固定，球蓋通過4個M1的螺釘連接在導(dǎo)柱上。為使連接穩(wěn)定可靠，球面安裝高度為球心在導(dǎo)柱上端面的下方8mm處，保證球高度的3/4在導(dǎo)柱內(nèi)。 3.2 電機(jī)選擇 普通沖壓加工工藝在確定了工件的大小形狀后應(yīng)按照計算的工件所需沖壓力來選取壓力機(jī)。由于本方案參考壓力機(jī)的原理設(shè)計，故選擇電機(jī)的方法與之類似。其參數(shù)要求如表3- 1所示。 公稱壓力/kn 公稱力行程/mm 滑塊行程/mm 行程次數(shù)/min 工件厚度/mm 工件寬度/mm 載荷程度 生產(chǎn)規(guī)模 工作性質(zhì) 16 5.5 21 300 3 15 大 大 斷續(xù)周期性 表3- 1工作要求參數(shù)圖 則電機(jī)功率為 （3-2） 式中P----電機(jī)額定功率 K- ---一般取1.2-1.6 A- ---工作循環(huán)所需的總能量 t----工作周期時間 ----工件變形功 ----壓料功 由于行程次數(shù)300次/分屬于中等，故K取1.6 由于采用自動送料，故沖床利用系數(shù)取1 工件變形功,很小忽略不計 工作周期t=（60/300）×1=0.2s 由于采用自動送料，傳動為二級，故η取0.4 則 選用Y80M1-4三相異步電動機(jī)，其額定功率為0.55kw,額定轉(zhuǎn)速為1390r/min。 則總傳動比i=1390/300≈4.5 3.3 飛輪設(shè)計 壓力機(jī)的負(fù)載屬于沖擊載荷，在一個工作周期內(nèi)只在將工件折彎成型時承受工作負(fù)荷，而其余的行程則為空轉(zhuǎn)。 若將發(fā)動機(jī)與偏心軸直接連接會造成大量的功能浪費(fèi)，而且沖壓過程載荷有沖擊會對發(fā)動機(jī)造成損害。為了減少這種損害保護(hù)壓力機(jī)，該設(shè)計在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了飛輪結(jié)構(gòu)。其作用為儲存能量和釋放能量，即在下方滑塊接觸到工件對其折彎時飛輪釋放能量用來沖裁工件，而在沖壓結(jié)束后滑塊離開工件時，載荷逐漸減小消失，飛輪就加速旋轉(zhuǎn)以儲存能量。以此來保證先一個沖壓過程前恢復(fù)到?jīng)_壓所需的角速度完成其釋放能量和儲存能量的功能。飛輪的結(jié)構(gòu)如圖3-6飛輪零件圖。 圖3-6飛輪零件圖 以下是對飛輪慣量的計算： 在沖壓過程中能量主要由飛輪供給，若忽略此時發(fā)動機(jī)輸出的能量，由 (3-3) (3-4) 則ω=43 有所選電機(jī)型號查表得Sf=0.02,Se=0.027 使Se=0.1K=1.2查表得ε=0.85 則 3.4 V帶傳動設(shè)計 V帶是一種橫斷面為梯形的環(huán)形傳動帶，它適用于小中心距與大傳動比的動力傳遞，廣泛應(yīng)用于紡織機(jī)械、機(jī)床以及一般的動力傳動。 其優(yōu)點(diǎn)有：1.帶的材料可彈性形變能減小沖擊。2.帶傳動運(yùn)行平穩(wěn)。3.在傳動過程中噪音較小。4.折彎機(jī)故障過載時帶會打滑，起保護(hù)作用5.設(shè)計為標(biāo)準(zhǔn)件，安裝換用簡單方便6.帶長可以人為控制可通過設(shè)計使折彎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。 由于以上優(yōu)點(diǎn)及其傳遞扭矩的穩(wěn)定性，本設(shè)計采用V帶連接飛輪與電機(jī)。 以下為V帶傳動的計算： 根據(jù)設(shè)計功率Pd和小帶輪轉(zhuǎn)速n,由機(jī)械設(shè)計手冊圖7-9可選A型帶。 由表7-4查普通V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑得A型帶，選小帶輪直徑為75mm 故大帶輪基準(zhǔn)直徑 大帶輪基準(zhǔn)直徑由表7-7得 其傳動比誤差故可用 由帶的速度公式 (3-5) 式中d為小帶輪基準(zhǔn)直徑，n為電機(jī)轉(zhuǎn)速 故v=3.14×75×300/(60×1000)=1.1775m/s≦,符合要求 根據(jù)經(jīng)驗公式初步確定中心距(3-6) 0.7（75+340）≦a≦2(75+340) 即290≦a≦830 為了結(jié)構(gòu)緊湊節(jié)約空間，取中心距為290mm 由帶的基準(zhǔn)長度公式 (3-7) 得 由普通帶基準(zhǔn)長度表得 計算實際中心距a (3-8) 計算小帶輪包角 (3-9) =180°-（340-75）×57.3°/299 =129.2°≧120° 故符合要求 由公式3-10確定帶的帶數(shù) (3-10) 式中為包角修正系數(shù)由表7-4得其為0.96 為帶長修正系數(shù)由表7-5得其為0.99 為單根帶所能傳遞的功率查表7-2得其為0.61kw 為之前設(shè)計的0.55kw 故Z=0.86 取Z=1根 計算帶的初拉力 (3-11) 式中m為普通帶每米長的質(zhì)量，查表7-1得m=0.1kg/m 帶入數(shù)值得 計算帶作用于軸上的壓力 (3-12) 式中F0為送邊拉力與拉緊邊拉力的向量和，可近似看作帶兩邊所受初拉力的合力 Z為帶的根數(shù)，ɑ為小帶輪包角 故 3.5 離合器選擇 離合器在本設(shè)計中起到了重要的作用，其與飛輪相連將飛輪儲存的能量傳至偏心軸使其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生沖壓力。而在沖壓過程中離合器又需只傳遞扭矩而不能將飛輪的高速度傳到軸上，結(jié)合這一特性本設(shè)計采用一種剛性超越離合器來完成這一目的。 超越離合器是隨著機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展而出現(xiàn)的基礎(chǔ)件，它是用于原動機(jī)和工作機(jī)之間或機(jī)器內(nèi)部主動軸與從動軸之間動力傳遞與分離功能的重要部件。它是利用主、從動部分的速度變化或旋轉(zhuǎn)方向的變換具有自行離合功能的裝置。本設(shè)計利用其主、從動件間的相對速度變化來完成離合作用。 現(xiàn)在市場中超越離合器的標(biāo)準(zhǔn)件多用于汽車、摩托車的配件，其大多數(shù)傳遞的額定扭矩僅有幾千牛每米，而符合本設(shè)計扭矩的標(biāo)準(zhǔn)件其小軸的安裝要求都大于100mm,而本設(shè)計中的安裝離合器部分偏心軸徑僅有33mm,這明顯與設(shè)計沖突，故本設(shè)計參考選用JB04號小型壓力機(jī)的離合器總成。其由滾柱、六角凸輪、聯(lián)軸節(jié)、離合器外套和軸套組成，具體實際結(jié)構(gòu)如圖3-7離合器總成實際結(jié)構(gòu)圖所示。三維模型圖如 圖3-8離合器總成三維示意圖所示。 圖3-7離合器總成實際結(jié)構(gòu)圖 圖3-8離合器總成三維示意圖 在折彎機(jī)未沖壓過程中，離合器將飛輪與曲軸連接帶動曲軸以同一速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)沖壓發(fā)生時軸上由于有載荷的阻力會發(fā)生減速，此時飛輪與偏心軸分離而與離合器間的滾子發(fā)生相對滑動，由滾子與六角凸輪間的作用力將扭矩連續(xù)的傳入偏心軸進(jìn)行沖壓。 第四章 其它機(jī)構(gòu)設(shè)計 4.1 折彎結(jié)構(gòu)設(shè)計 本部分設(shè)計參考模具的設(shè)計原理完成。設(shè)計了與導(dǎo)柱固定連接的滑塊，其在折彎中起凸模的作用，導(dǎo)柱上設(shè)計有導(dǎo)向槽用來保證滑塊的壓力中心與凹模相同。由于本設(shè)計要求可連續(xù)工作且有自動上料機(jī)構(gòu)，所以參考復(fù)合模具的原理在滑塊的左側(cè)設(shè)計了一組槽口以安裝可沖裁板料的鑲塊，后擋板及凹模上的槽口也是同理，在沖壓力下通過兩組鑲塊完成對板料的沖裁。折彎機(jī)構(gòu)的滑塊的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4-1所示。 圖4-1滑塊零件圖 具體的折彎過程為：沖壓開始滑塊左側(cè)的高出部分先于板料接觸，通過兩組鑲塊的剪切作用先將板料沖裁斷，沖裁掉的廢料自由下落到設(shè)計的廢料腔中，然后滑塊繼續(xù)向下移動將金屬片折彎成型，短暫保壓后滑塊向上移動與工件脫離，在脫離后送料機(jī)構(gòu)向內(nèi)送料81mm(包括工件的展開長度71mm及沖裁掉的廢料10mm)。送進(jìn)的板料將成型的Z形工件頂出，工件在右側(cè)收集，完成自動上料和下料。整體折彎機(jī)構(gòu)三維示意圖如圖4-2。 圖4-2折彎機(jī)構(gòu)三維示意圖圖 由于該滑塊和凹模的外形簡單，大批量生產(chǎn)工件，由沖壓技術(shù)與模具設(shè)計書中彎曲模的常用模具推薦材料和硬度要求如表4- 1。 沖壓件與沖壓工藝情況 材料 凸模硬度/HRC 凹模硬度/HRC 1 形狀簡單，中小批生產(chǎn) T10A 56-62 56-62 2 形狀復(fù)雜 Cr12、Cr12MoV 60-64 60-64 3 大批量 YG15、YG20 ≧86 ≧84 4 加熱彎曲 4Cr5MoSiV1 52-56 52-56 表4- 1模具工件推薦材料和硬度要求表 故取其材料分別為YG15和YG20，其中滑塊硬度≧86HRA,凹模硬度≧84HRA。其中凹模的壓力中心通過上機(jī)架的滑塊導(dǎo)柱導(dǎo)軌和下機(jī)架的定位擋塊約束，使其二者重合。而滑塊因與導(dǎo)柱固連，則由導(dǎo)柱導(dǎo)軌上的槽對其運(yùn)動一次定位，在下機(jī)架的前擋板和后擋板及板上的定位塊對其進(jìn)行二次定位以保證其行程的精確性。 4.2 送料機(jī)構(gòu)設(shè)計 送料機(jī)構(gòu)帶輪結(jié)構(gòu)示意圖如圖4- 3送料帶輪零件圖所示。 圖4- 3送料帶輪零件圖 其是由兩個送料帶輪將板料壓緊并傳送，其中下輪為主動輪負(fù)責(zé)動力的傳送，上輪為從動輪負(fù)責(zé)支撐與壓緊板料。兩輪均通過軸與下機(jī)架相連，軸與機(jī)架連接部分設(shè)計有銅套以減小轉(zhuǎn)動的摩擦力。兩輪的間隙距離設(shè)計為3mm,兩輪輪上設(shè)計有可彈性形變的橡膠帶，帶厚3mm。當(dāng)板料送進(jìn)帶輪間時輪上的帶發(fā)生彈性形變將板料壓緊并且橡膠帶在壓緊時產(chǎn)生摩擦力作為進(jìn)料的動力。 其中下送料帶輪通過鍵與下軸連接，下軸通過一對斜齒輪與動力馬達(dá)連接，由于送料所需的轉(zhuǎn)矩不大，本設(shè)計選用型號為DM-06-2A-FB-12的微型減速電機(jī)作為動力馬達(dá)。該送料部分應(yīng)有控制電路對進(jìn)料進(jìn)行控制，使之與沖壓行程過程配合，實現(xiàn)定量的間歇運(yùn)動。 其具體參數(shù)如下結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖4- 4動力馬達(dá)外形參數(shù)圖所示。 圖4- 4動力馬達(dá)外形參數(shù)圖 該電機(jī)體積小，可安裝于下機(jī)架的擋板后方。選用一組錐齒輪將其與下送料帶輪連接，為料提供動力。 由上文中計算得一次的沖壓行程時間為t=0.2s，所需送料81mm，每分鐘沖壓次數(shù)為300次。而送料帶輪直徑d=60mm。 故所需速度v=s/t=0.081/0.2=0.405m/s 則送料帶轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分 錐形齒輪型號參數(shù)如表4- 2錐齒輪型號參數(shù)表所示。 表4- 2錐齒輪型號參數(shù)表 則根據(jù)轉(zhuǎn)速比、電機(jī)輸出軸徑和下送料帶輪軸徑選取錐形齒輪型號為BGSTHS，其材質(zhì)為45鋼，表面有四氧化三鐵保護(hù)膜。模數(shù)為1.5，齒數(shù)分別為20和40。滿足設(shè)計要求。 軸上安裝尺寸為8mm和10mm，通過螺釘固定。 第五章 總體結(jié)構(gòu) 5.1總體結(jié)構(gòu)二維三視圖 二維圖可以清晰地表達(dá)設(shè)計零件的外形尺寸及裝配公差要求等信息，本節(jié)中給出了金屬片折彎機(jī)的三視圖并對主要結(jié)構(gòu)在主視圖里加以剖視使結(jié)構(gòu)更清晰明了。其主視圖如圖5- 1折彎機(jī)主視圖所示，側(cè)視圖如圖5- 2折彎機(jī)側(cè)視圖所示，俯視圖如圖5- 3折彎機(jī)俯視圖所示。主視圖中在軸系部分和搖桿導(dǎo)柱部分進(jìn)行了剖視，以便看到其分布情況及工作原理，下方部分去除了前擋板以便看到送料及折彎部分。 圖5- 1折彎機(jī)主視圖 側(cè)視圖中給出了折彎機(jī)整體的尺寸大小、v帶傳動的分布及v帶的中心距大小。 圖5- 2折彎機(jī)側(cè)視圖 圖5- 3折彎機(jī)俯視圖 5.2總體結(jié)構(gòu)三維圖 相比二維圖而言，三維圖更直觀、生動、立體感強(qiáng)。本節(jié)中給出了用Solidworks繪制的折彎機(jī)三維圖，圖中不同零件以不同顏色區(qū)分方便查看。具體結(jié)構(gòu)如圖5- 4總體結(jié)構(gòu)三維圖所示。 圖5- 4總體結(jié)構(gòu)三維圖  結(jié)論 本設(shè)計設(shè)計了金屬片折彎機(jī)的整體結(jié)構(gòu)，及個別主要零件的設(shè)計計算。設(shè)計了主機(jī)架作為機(jī)體，在其上設(shè)計了由電動機(jī)、飛輪、V形帶組成的動力機(jī)構(gòu)，由偏心軸、球頭螺桿組成的壓力機(jī)構(gòu)，由導(dǎo)柱、滑塊、下機(jī)架組成的折彎機(jī)構(gòu)，由下機(jī)架、送料輪、小馬達(dá)組成的送料機(jī)構(gòu)等。并在設(shè)計中對部分重要零件進(jìn)行了參數(shù)計算。按照一定要求完成了對金屬片進(jìn)行Z形折彎的設(shè)計要求。 本設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)：1.折彎機(jī)體積小制作成本低 2.發(fā)動機(jī)功率小節(jié)能高效 3.可用于大批量生產(chǎn) 4.零件簡單易采購替換方便 還需改進(jìn)：1.將電機(jī)動力同時供給壓力機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)全機(jī)一個動力源 2.折彎部分精密度提高 參考文獻(xiàn) [1] 成大先．機(jī)械設(shè)計書冊[M]．第五版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.1 [2] 秦大同謝里揚(yáng)．機(jī)構(gòu)設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.3 [3] 柯旭貴．沖壓工藝與模具設(shè)計[M]．第二版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.12 [4] 藍(lán)榮香．零件設(shè)計技術(shù)與實踐[M]．2007版．北京：電子工業(yè)出版社，2007.2 [5] 孫桓．機(jī)械原理[M]．第八版．北京：高等教育出版社，2013.5 [6] 紀(jì)銘剛．機(jī)械設(shè)計[M]．第八版．北京：高等教育出版社，2011.11 [7] 王中發(fā)．機(jī)械設(shè)計[M]．北京理工大學(xué)出版社．1998.1 [8] 蔡春源．機(jī)械零件設(shè)計手冊[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1994 [9] 朱龍根．機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [10] 李鳳平．機(jī)械圖學(xué)[M]．沈陽：東北大學(xué)出版社，2003.9 [11] 鞏云鵬．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M]．東北大學(xué)出版社，2000.12 [12] 盧秉恒．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]．第三版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.12 [13] 劉鴻文．材料力學(xué)[M]．第五版．北京：高等教育出版社 [14] 席偉光．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社 [15] 吳宗澤．機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988 23 致謝 歲月匆匆，時光荏苒。四年的大學(xué)時光就要結(jié)束，在大學(xué)最后的幾個月里我努力完成了畢業(yè)設(shè)計。在這次設(shè)計中我收獲頗多，通過本次畢業(yè)設(shè)計我不但豐富了機(jī)械設(shè)計的經(jīng)驗和相關(guān)軟件設(shè)計的使用經(jīng)驗，還鍛煉了我的毅力，增加了我對機(jī)械設(shè)計的興趣。 在設(shè)計初期我可謂是舉步維艱，由于缺乏實際的設(shè)計經(jīng)驗，我遇到了很多難題和不了解的領(lǐng)域，也在設(shè)計過程中犯過許多低級錯誤。但我知道進(jìn)步總是需要努力的，于是我靜下心來上知網(wǎng)、百度查閱相關(guān)資料，一次次去圖書館借書，最后將一個個問題解開。這過程就像是空中的烏云一片片散開最后看到湛藍(lán)的天空讓人心情舒暢。當(dāng)我通過一個個公式算到最后驗證了我方案的可行時，我的內(nèi)心是喜悅的，這種喜悅是對之前乏味枯燥的設(shè)計計算的慰藉，給人以小小的成就感，讓我一點(diǎn)點(diǎn)了解機(jī)械設(shè)計的魅力。 在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師畢永利老師，設(shè)計中的我們?nèi)狈?jīng)驗就像漂泊在海上的小舟往往迷失方向。在我們一次次開會中老師的指導(dǎo)下我逐漸明確了設(shè)計的方向和方法，每一次和老師交流老師都會對我的某些設(shè)計提出疑問，我再回答提問的過程中激發(fā)了我對問題的思考，這是一種進(jìn)步的良好狀態(tài)。通過設(shè)計，我對沖壓原理、壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)功能、模具的知識有了更深刻的認(rèn)識。另外我要感謝給我解惑的同學(xué)，設(shè)計中我多次與有設(shè)計經(jīng)驗的同學(xué)交流討論，他的見解和鼓勵也對我有很大幫助。 24