千葉豆腐自動鋪盤機薄膜沖孔裝置的設計【說明書+CAD+PROE】

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Thesis of stamping mold parts and other relevant parts of the selection principle and selection methods are described. By the reference and stamping related data and the various mechanical design manual reading determined the structure and size of the mold, through the continuous calculation and modification, the final draw the assembly drawing and parts drawing. Through this graduation design, cause me to understand and master the many practical things. Practice has proved that the die design and manufacturing only some theoretical knowledge is not enough, any mold design should have some practical experience before they can design a more reasonable mold. Key words: Chiba tofu Punching mold Mechanical design I 第一章 引言 1.1課題來源 在現(xiàn)在的生活中機器已經(jīng)逐漸發(fā)展成為人們工作、生產(chǎn)、生活的一個重要部分，使人們的生活更加美好。它已經(jīng)涉及到各個領域和行業(yè)，提高了人們的勞動生產(chǎn)效率，減少了勞動強度。它已經(jīng)成為人們不可或缺的一部分。 隨著全球經(jīng)濟發(fā)展和科學技術的進步，世界食品工業(yè)取得長足發(fā)展。盡管新興產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)，但食品工業(yè)仍然是世界制造業(yè)中的第一大產(chǎn)業(yè)。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平已成為反映人民生活質(zhì)量高低及國家發(fā)展程度的重要標志?，F(xiàn)代食品已朝著營養(yǎng)、綠色、方便、功能食品的方向發(fā)展，且功能食品將成為新世紀的主流食品。作為裝備食品工業(yè)的食品機械工業(yè)發(fā)展尤為迅猛。食品工業(yè)的現(xiàn)代化水平，在很大程度上依賴于食品機械的發(fā)展及其現(xiàn)代化水平，離開現(xiàn)代儀器和設備，現(xiàn)代食品工業(yè)就無從談起。 千葉豆腐，也稱百葉豆腐或千頁豆腐，是近些年最新流行的素食新產(chǎn)品，廣泛流行于臺灣地區(qū)、大陸的沿海城市及北方地區(qū)，極受消費者的歡迎。但市面上用于千頁豆腐制作的機械設備相對較少。千葉豆腐自動鋪盤機的設計由四部分組成，分為沖膜裝置設計，注料系統(tǒng)設計，下料裝置及總體設計，控制系統(tǒng)選型及軟件設計。我的設計部分為沖膜裝置設計。為此，我的畢業(yè)設計題目是圍繞千葉豆腐為主題的薄膜沖孔裝置設計。 豆腐上蓋薄膜的作用是為了保證豆腐在壓榨過程中避免直接接觸機器，保持干凈、衛(wèi)生，而這個裝置設計的意義是將薄膜沖壓出對應位置的圓孔，為了后續(xù)豆腐機通過薄膜孔注料和排氣使用，是整個豆腐機的首要和關鍵裝置。同時，采用自動沖孔，解決傳統(tǒng)的的人工沖孔問題，減少人工壓緊工件勞動強度大、安全可靠性差及模具容易損壞等問題，避免工傷事故。 1.2國內(nèi)外發(fā)展概況及存在問題 沖孔機從研發(fā)到今天只有不到二十年的時間，在國內(nèi)的發(fā)展更是只有十幾年，所有目前還有很多不完善的地方，更沒有一個統(tǒng)一的行業(yè)標準，所以目前光是名稱就有十幾種，一般準確的叫法稱為沖孔機，很多人叫做打靶機，日本、臺灣、廣東一帶稱為穿孔機、穿眼機或者點眼機，還有很多人稱為射孔機、沖靶機等，其實都是指的同一種產(chǎn)品。沖孔機按照自動化程度可分為手動沖孔機、自動定對位沖孔機、全自動沖孔機、超級全自動沖孔機等。按照加工對象的不同可分為軟板沖孔機和薄膜開關沖孔機。由于沖孔機的廣泛應用，雖然同是生產(chǎn)沖孔機，但是各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品也各有不同的專注方向，如西安飛爾達自動化設備公司所生產(chǎn)的沖孔機主要是為生產(chǎn)電路板、線路板、印刷板、菲林板和薄膜開關的企業(yè)使用，還有些企業(yè)生產(chǎn)的沖孔機主要為鞋類或者印刷類企業(yè)沖孔而用，等等。 市面上以薄膜為原材料的沖孔裝置，通常是用于制作塑料薄膜袋的手提孔和農(nóng)用的大棚膜，用于豆腐加工的薄膜沖孔裝置少之又少。同時，市面上的沖孔裝置大多以固定式孔位沖孔，而我的設計需要根據(jù)豆腐機的注料口和排氣口的位置來設計沖孔裝置，如果機器需要更改注料口和排氣口的位置，沖孔裝置則要面臨重新的更改設計，所以此次設計出沖孔位置可調(diào)的機械結(jié)構是我面臨的主要問題。 1.3畢業(yè)設計具體內(nèi)容 本次畢業(yè)設計是機械設計制造及其自動化專業(yè)設計模塊的課題，本次設計的題目是“千葉豆腐自動鋪盤機薄膜沖孔裝置的設計”，其中最重要的是對沖孔機現(xiàn)狀的考察以及對國內(nèi)現(xiàn)有技術水平的了解，設計出新型薄膜沖孔裝置，同時，要注重在保證設計正確合理的基礎上，大膽創(chuàng)新，巧妙設計，使自己的設計在各方面更加適用。 具體內(nèi)容： 1.因為注料口和排氣口分別有兩個孔位。所以本次設計需設計出一臺可同時沖4個孔的沖孔裝置，前兩個，后兩個。擬定前兩孔與后兩孔最大相距610mm，兩孔之間最大相距277mm。 2.設計出一臺沖孔位置可調(diào)的自動沖孔裝置 3.在位置可調(diào)的基礎上，設計出一臺可隨意增加或減少沖孔數(shù)量的自動沖孔裝置。 4.解決沖孔廢料的處理 在設計過程中的任務有： 1.查閱相關資料，了解豆類食品加工及其生產(chǎn)現(xiàn)狀，了解凹凸模的設計 2.對設計的薄膜沖孔裝置的工作原理、主要技術參數(shù)、典型零件的結(jié)構設計分析 3.進行必要的理論計算 4.繪制主要零件圖和裝配圖 第二章 方案設計 2.1方案選擇 傳統(tǒng)的沖孔是工人將工件一件一件的放置在沖孔模具上，然后沖壓機動作完成沖孔，工人再取出工件，該法結(jié)構簡單，但效率低，成本高，易發(fā)生事故。所以本次設計的任務是設計出一臺全新的自動薄膜沖孔裝置，要求沖孔位置可調(diào)，沖孔的廢料可收集。 方案（一）將電機作為沖孔裝置的動力源，將產(chǎn)生的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用沖孔的動力源，一個電機配一個沖孔模具，通過四個模具組成完整的沖孔裝置，廢料的處理采用安裝氣管，通氣排出。 方案（二）將沖孔模具設計成一個單獨個體，用氣缸作為沖孔的動力源，一個模具配一個氣缸，通過四個單一體組成，然后安裝導軌控制其位置的調(diào)整，形成完整的沖孔裝置，因為薄膜很輕，廢料的處理采用安裝氣管，吹氣排出。 方案（三）一個氣缸配兩個或多個沖孔裝置，通過在板上挖槽，改變螺釘?shù)男o位置，來調(diào)整沖孔的安裝位置，廢料的處理采用安裝氣管，吹氣排出。 分析：方案一采用電機，在鉆孔、切割時會比較容易，工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小，運行可靠、價格低廉、結(jié)構牢固，缺點是考慮豆腐食品加工場所比較潮濕，電機不太適合此環(huán)境下使用。 方案二采用氣缸作用動力，因為氣動裝置結(jié)構簡單、輕便、安裝維護簡單。介質(zhì)為空氣，故使用安全。工作介質(zhì)是取之不盡的空氣。排氣處理簡單，不污染環(huán)境，成本低。輸出力以及工作速度的調(diào)節(jié)非常容易。氣缸的動作速度一般小于1M/S，比液壓和電氣方式的動作速度快?？煽啃愿撸褂脡勖L。電器元件的有效動作次數(shù)約為百萬次，而一般電磁閥的壽命大于3000萬次，某些質(zhì)量好的閥超過2億次。全氣動控制具有防火、防爆、防潮的能力。由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供應，遠距離輸送。缺點是導軌的安裝必然增大裝置的體積，影響整體的設計。 方案三的設計將模具設計成單獨可活動的，通過挖槽的長度，不僅可調(diào)整位置還可實現(xiàn)任意增加或減少沖孔數(shù)量，而且還能節(jié)約成本。 綜上，選擇方案三。 2.2機構運動簡圖 它的工作原理為氣缸推動機構向下運動，當壓膜板壓住薄膜時，氣缸繼續(xù)向下運動，擠壓彈簧，繼而壓緊薄膜，沖孔刀隨機構向下，直至切割薄膜。 第三章 模具類型及結(jié)構形式的選擇 3.1模具結(jié)構形式要求 根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點，精度要求，預選設備的主要技術參數(shù)，模具的制造條件及安全生產(chǎn)等，選定模具類型及結(jié)構形式。 確定加工工藝后，應通過分析比較，選擇合適的模具結(jié)構形式，使其盡量滿足以下要求： (1)能沖出符合技術要求的材料； (2)能提高生產(chǎn)率； (3)模具制造和維修方便； (4)模具有足夠的壽命； (5)模具易于安裝調(diào)整，且操作方便、安全。 3.2模具結(jié)構類型的確定 3.2.1沖壓工序的分類 沖壓加工因制件的形狀、尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同。根據(jù)材料的變形特點可將冷沖壓工序分為分離工序和成形工序兩類。 分離工序——是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到強度極限以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序主要有剪裁和沖裁等。其中落料和沖孔是最常見的二種工序。 落料--若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以內(nèi)的部分作為沖裁件時，稱為落料； 沖孔--若使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以外的部分作為沖裁件時，則稱為沖孔。 成形工序——是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到屈服極限，但未達到強度極限，使坯料產(chǎn)生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。 本設計是在薄膜上沖出4個孔，沖掉的是不需要的廢料，所以只需要選擇沖孔工序。 3.2.2根據(jù)工序組合程度分類 單工序?！趬毫C的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 復合模 ——只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 級進模 ——在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 因為本次模具設計結(jié)構簡單工藝要求不高，只需要在制件上沖孔即可，所以采用沖孔單工序模，本設計沒有拉深、翻邊等，凸模能夠保證強度，故采用單工序模的結(jié)構是合理的。 3.2.3正、反裝的選用 在確定采用單工序模后，便要考慮采用正裝式還是反裝式的單工序模。模具又可分為正裝式和倒裝式。 正裝式特點：工件和沖孔廢料都將落在凹模表面上，必須加以清除后，才能進行下一次沖裁，因此操作不方便，也不安全，對多孔工件不宜采用，但沖出的工件表面比較平直。 倒裝式特點：沖孔廢料由沖孔凸模沖入凹模洞口中，由下模漏料孔排出，不必手動清除廢料，操作方便，應用很廣，但工件表面平直度較差，凹凸模承受的張力較大，因此凹凸模的壁厚應嚴格控制，以免強度不足。 經(jīng)分析，因薄膜沖孔后，薄膜廢料很輕，可通過接氣管通氣下落排出，所以此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制作等方面考慮，決定采用倒裝式單工序模。 第四章 沖模零、部件結(jié)構設計 通常模具是由二類零件組成: ? 一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等； ??一類是結(jié)構零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括有導向零件、緊固零件、標準件及其它零件等。應該指出，不是所有的沖模都必須具備上述六種零件，尤其是單工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。?? 4.1 凸、凹模結(jié)構設計 4.1.1 凸模 凸模的作用是沖裁薄膜，刃口有鋒利的刀刃。 4.1.1.1凸模結(jié)構形式 凸模本身按其作用可分為工作部分（即刃口）和固定部分。 凸模的截面形狀有圓形和非圓形；刃口形狀有平刃和斜刃等。 此次設計選用圓形凸模，刃口采用鋸齒狀，用尖齒刺穿薄膜。固定部分和工作部分通過螺釘連接。如圖4-1所示。 固定部分 工作部分 圖4-1 凸模 4.1.1.2凸模尺寸設計 凸模長度根據(jù)結(jié)構的需要而確定，一般常用的長度為40~65mm，此次設計的長度為41.20mm，膜孔大小為直徑56mm的孔，具體如圖4-2所示。 圖4-2 4.1.1.3固定方式 凸模的正確固定應該是既要保證凸模工作可靠和良好的穩(wěn)定性，還要使凸模在更換或修理時拆裝方便。常用的固定方法有臺肩固定、疊裝、鉚接、螺釘和銷釘固定，粘結(jié)劑澆注法固定等。 根據(jù)設計選用疊裝式固定。疊裝式固定一般可采取直接疊加在模座或固定板的平面上，并用螺栓與螺母緊固。其安裝簡便，穩(wěn)定性好。為了實現(xiàn)位置可調(diào)，凸模固定板采用挖槽的方式讓凸?？扇我庹{(diào)整安裝位置。如圖4-3所示。 圖4-3 4.1.1.4凸模的強度校核 在一般情況下，凸模的強度和剛度是足夠的，尤其是沖薄膜類的軟材料，無須進行強度校核。但對特別細長的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時，則必須進行承壓能力和抗縱彎曲能力的校核。其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。 - 33 - 4.1.2 凹模 4.1.2.1類型 按刃口孔形區(qū)分有以下幾種。 （1)圓柱形孔口凹模，此種凹模刃口強度高，修磨后孔口尺寸不變，適用于沖裁形狀復雜、、精度要求高的制件。但由于是直孔，孔內(nèi)易積存制件，增加沖裁力和孔壁的磨損，磨損后每次的修磨量較大，凹模的總壽命較低。 （2）錐形孔口凹模 此種凹?？變?nèi)不易積存制件或廢料，孔壁所受的摩擦力及脹形力小，所以凹模的磨損及每次的修磨量小，但刃口強度低，刃口尺寸在修磨后有所增大，此凹模一般用在精度要求不高、形狀簡單、材料厚度較薄的制件的沖裁。 經(jīng)分析，圓柱形孔口凹模刃口強度高，而且沖孔薄膜廢料采用通氣排出，不會造成磨損，所以采用圓柱形孔口凹模。 按凹模的結(jié)構區(qū)分 可分為整體式凹模和拼鑲式凹模兩種形式。整體凹模結(jié)構比較簡單，適用于中、小型凹模，其工作型孔不宜過多；拼鑲式凹模常用于一些大型或形狀復雜的凹模，以利于加工。 經(jīng)分析，本設計用于中、小型千葉豆腐機，而且形狀不復雜，所以采用整體凹模結(jié)構比較簡單。 4.1.2.2整體式凹模尺寸 沖裁時凹模承受擠壓力的作用，由于凹模結(jié)構形式的固定方法不同，受力情況又比較復雜，目前還沒有理論方法確定凹模輪廓尺寸。按設計的尺寸為： 凹模厚度 H1=10mm H2=5mm 凹模輪廓尺寸為長×寬=102×65（mm） 凹模材料和技術要求：凹模的材料選用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。 凹模中間的圓形凸臺部分是為了與壓膜板的圓形凸臺對應 用來壓緊薄膜，讓薄膜沖裁時，受力均勻，四個角凸臺是為分擔凹模圓形凸臺的壓力。如圖4-4所示。 圖4-4 凹模 4.1.2.3固定方式 凹模的固定方式與凸模類似，同樣是采用螺栓與螺母固定于凹模固定板上，為了實現(xiàn)位置可調(diào)，凹模固定板采用挖槽的方式讓凹模可任意調(diào)整安裝位置。如圖4-5所示。 圖4-5 4.2其他模具零件結(jié)構尺寸 4.2.1氣缸固定板 氣缸固定板的作用： 直接承受上模塊的重力，以及氣缸的固定和導柱、導套的固定，氣缸固定板兩端挖槽，用螺釘固定于側(cè)板上，來調(diào)整安裝的位置，使沖孔縱向距離變化，實現(xiàn)位置可調(diào)。 輪廓尺寸為長×寬×高=500×100×12（mm） 氣缸固定板的材料選用HT250，它能承受較大負載。具體如圖所示4-6所示。 圖4-6 氣缸固定板 4.2.2推板 推板位于氣缸固定板之下，它的作用是將氣缸的活塞桿頂端用螺母旋緊在推板上，導柱頂端也通過螺釘固定于推板上，推板與導柱隨活塞桿的上下移動做往復運動。同時，限位柱一端固定于推板上，一端固定于凸模固定板。 輪廓尺寸為長×寬×高=450×100×12（mm） 推板的材料選用Q235普通碳素結(jié)構鋼，由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途廣泛。 具體尺寸如圖4-7所示。 圖4-7 4.2.3凸模固定板 凸模固定板位于推板之下，它的作用是固定凸模，通過限位柱保持與推板的距離，同時與推板同時做往復運動。凸模與凸模固定板固定的孔位剛好構成等邊三角形的三個頂點，所以將其中兩個孔位平行排列，在凸模固定板上挖出一長槽，第三個孔位在凸模固定板上也挖出一長槽，利用兩個長槽，實現(xiàn)凸模的位置可調(diào)和固定，因為凸模的結(jié)構是中空的，所以在凸模固定板的中心線上挖出多個孔，用來連接氣動接頭，為的是沖孔時通氣排廢料。凸模固定板最外側(cè)的兩個長槽是用來是用來連接導柱、導套和導套定位塊，導套定位塊通過凸模固定板外側(cè)的緊定螺釘固定。 凸模固定板的材料選用9Mn2V模具鋼，它與碳素工具鋼相比，具有較高的硬度和耐磨性，淬透性很好，淬火時變形較小。 輪廓尺寸為長×寬×高=390×130×12（mm），具體尺寸如圖4-8所示。 圖4-8 4.2.4壓膜板 壓膜板中間為空孔，凸模的工作部分置于其中，壓膜板通過兩個導柱與凸模固定板形成連接，凸模固定板的導柱上端用螺母旋緊，下端裝上彈簧，當凸模固定板隨氣缸活塞桿運動，帶動壓膜板往下運動，最后將薄膜壓緊于凹模上。但凸模固定板隨氣缸繼續(xù)向下運動，使彈簧繼續(xù)收縮，凸模繼續(xù)向下直至沖破薄膜。 壓膜板的材料選擇9Mn2V模具鋼，具有較高的硬度、耐磨性和耐沖擊性。 具體尺寸如圖4-9所示。 圖4-9 4.2.5凹模固定板 凹模固定板的結(jié)構：在凹模固定板上左右兩端和前后兩端各挖有長槽，中間部分鏤空。 凹模固定板的作用：起到固定凹模，固定機架，左右兩槽實現(xiàn)凹模前后位置的變化，前后兩槽實現(xiàn)凹模左右位置的變化。中間的鏤空部分是作為廢料的排出口。 凹模固定板的材料選擇9Mn2V模具鋼，具有較高的硬度、耐磨性和耐沖擊性。 輪廓尺寸長×寬×高=500×102×10（mm），具體尺寸如圖4-10所示。 圖4-10 4.2.6導柱 導柱是用于模具中與組件組合使用確保模具以精準的定位進行活動引導模具行程的導向元件。 導柱材料選擇T10A，熱處理硬度HRC56—60 4.2.7導套 導套與導柱共同構成模具的導向裝置，用來保證上、下模以準確的位置關系對合。 導柱材料選擇T10A，熱處理硬度HRC56—60 4.2.8側(cè)板 側(cè)板通過四個腳支座支撐，兩塊側(cè)板間連接多個限位桿，保持相對平行。氣缸固定板與凹模固定板分別固定于上下兩端面。 側(cè)板的材料選擇為Q235，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合。 輪廓尺寸長×寬×高=960×153×12（mm），具體尺寸如圖4-11所示。 圖4-11 4.2.9腳支座 作為整個機構的支撐部分，四個支座之間焊上加強筋，保持垂直度和穩(wěn)定性。 腳支座的作用：1、可承載豎向載荷；2、具有抗豎向拉力的性能，保證豎向地震時上下結(jié)構不脫節(jié)；3、具有抗水平力的性能，保證水平地震時結(jié)構不脫節(jié)； 腳支座的材料選擇HT200，灰鑄鐵有一定的強度，但塑性和韌性很低，這種性能特點與石墨本身的性能及其在鑄鐵組織中的存在形態(tài)有關。有良好的減震性，用灰鑄鐵制作機器設備上的底座或機架等零件時，能有效地吸收機器震動的能量;有良好的潤滑性能;還有良好的導熱性能。具體尺寸如圖4-12。 4-12 4.2.10滾筒固定板與卷筒固定板 滾筒輸送薄膜，卷筒用于纏繞薄膜，同時作為薄膜的輸送起點，而滾筒固定板與卷筒固定板是作為滾筒與卷筒的固定支撐部分，固定于側(cè)板上端面。 材料選用Q235普通碳素結(jié)構鋼，由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途廣泛。 具體尺寸如圖所示。 滾筒固定板 卷筒固定板 4.3沖模傳動系統(tǒng) 傳動是指利用構件或機構把動力從機器的一部分傳遞到另一部分，傳遞動力使機器或機器部件運動或運轉(zhuǎn)。 4.3.1傳動的分類與選擇 它可分為機械傳動、流體傳動和電力傳動3大類。機械傳動是利用機件直接實現(xiàn)傳動，其中齒輪傳動和鏈傳動屬于嚙合傳動；摩擦輪傳動和帶傳動屬于摩擦傳動。流體傳動是以液體或氣體為工作介質(zhì)的傳動，又可分為依靠液體靜壓力作用的液壓傳動、依靠液體動力作用的液力傳動、依靠氣體壓力作用的氣壓傳動。電力傳動是利用電動機將電能變?yōu)闄C械能，以驅(qū)動機器工作部分的傳動。各類傳動的特點見表。 機械傳動能適應各種動力和運動的要求，應用極廣。液壓傳動的尺寸小,動態(tài)性能較好,但傳動距離較短。氣壓傳動大多用于小功率傳動和惡劣環(huán)境中。液壓和氣壓傳動還易于輸出直線往復運動。液力傳動具有特殊的輸入和輸出特性，因而能使動力機與機器工作部分良好匹配。電力傳動的功率范圍大，容易實現(xiàn)自動控制和遙控，能遠距離傳遞動力。 考慮到千葉豆腐鋪盤機會放置在可能比較潮濕的環(huán)境，而且沖薄膜類的軟材料屬于小功率傳動，氣壓傳動既安全又經(jīng)濟，所以選擇以氣壓傳動為動力源。 在氣缸中選擇雙作用氣缸，它的開關動作都通過氣源來驅(qū)動執(zhí)行的，通氣開，通氣關，斷氣保持原位。氣缸示意圖如圖4-3-1所示。 圖4-3-1 4.3.2 氣缸的理論計算 根據(jù)機構所需力的大小，考慮氣缸載荷率確定活塞桿上的推力和拉力，從而確定氣缸直徑。為了夾緊薄膜，保證夾緊效果，氣缸的行程需多加10~20mm的行程余量，取氣缸行程s=30mm，工作時間為2s，氣缸工作壓力取0.4MP，氣缸拉 動的負載M=20kg。 氣缸軸向負載F為 （4-1） 氣缸平均速度為 （4-2） 選擇負載率為 （4-3） 則氣缸的理論輸出力 （4-4） 設桿徑D （4-5） 雙作用氣缸理論拉力 （4-6） 氣缸直徑D40mm，d=16mm。 4.4 彈簧的設計與校核 4.4.1彈簧的設計 彈簧放置于壓膜板與凸模固定板之間，一是為了沖孔時能壓緊薄膜，二是為了氣缸活塞桿更好的復位。 彈簧的材料選擇65Mn彈簧鋼，其有優(yōu)良的綜合性能，如彈性極限、強度極限、屈強比、抗彈減性能、疲勞性能、淬透性、 耐熱、耐低溫、抗氧化、耐腐蝕等。 簧圈半徑R=7mm，簧絲直徑d=2mm，有效圈數(shù)n=15。G為比例常數(shù)，鋼材的G值約為80GPa，彈簧工作時總壓縮變形=15mm。 4.4.2彈簧強度校核 G為比例常數(shù)，鋼材的G值約為80GPa，彈簧工作時總壓縮變形=15mm，材料的許用切應力=340Mpa，校核彈簧的強度。 彈簧所受壓力F為 （4-7） 由R及d求出 （4-8） 由材料力學螺旋彈簧的曲度因數(shù)k表3.1查出彈簧的曲度因數(shù)k的值為1.21，故 （4-9） 彈簧滿足強度要求。 4.5氣缸固定板彎曲強度校核 氣缸固定板連接著推板、凸模固定板、凸模、壓膜板等，其承受著模具大部分的重量，需要校核其彎曲強度。 氣缸固定板長為l=500mm，受力F=250N，板厚為h=12mm，板寬為b=100mm， 許用應力=100MPa 最大彎矩為 （4-10） 載荷q為 （4-11） 抗彎截面系數(shù)W為 （4-12） 彎曲應力 （4-13） 滿足強度要求。 第5章 模具的總裝配 5.1 沖孔模具的三維結(jié)構圖 1-氣缸；2、15-導柱；3、14-導套；4-氣缸固定板；5-推板；6-限位柱；7-凸模固定板；8-凸模；9-壓膜板；10-凹模固定板；11-凹模；12-彈簧；13-導套定位塊。此設計圖是一副帶導柱導套的單工序沖裁模。由上、下模兩部分構成，上模由氣缸、導柱、導套、氣缸固定板、推板、定位柱、凸模固定板、凸模、壓膜板和螺栓、螺母等零件組成；下模由凹模、凹模固定板和螺栓、螺母等零件組成。上模通過推板5被固定在氣缸活塞桿上，隨活塞桿上下往復運動，因此稱為活動部分。下模通過固定板被固定在工作臺上。 5.2總裝配圖 第六章 結(jié)束語 經(jīng)過這段時間來的努力，我終于完成了論文設計，至此已基本完成了規(guī)定的任務。本設計涉及的課程很多，涉及到機械制圖、冷沖壓模具設計、模具制造工藝學、CAD繪圖、proe三維繪圖等相關課程的知識。通過這段時間來對這些知識的學習，培養(yǎng)和提高了我綜合運用專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力。 此次畢業(yè)設計也是我從大學畢業(yè)生走向社會的重要一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設計。期間，我了查找了大量資料，認真聽取老師的指導，反復修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過畢業(yè)設計，我深深體會到，干任何事都必須耐心，細致。在這過程中，暴露出自身的不足和不少的漏洞，但通過在實踐過程中不斷積累和鞏固，我相信，設計的作品會越來越完善。雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，為踏入社會奠定堅實的基礎。 ??? 參考文獻 [1] 陳國定 吳立言主編.機械設計.北京:高等教育出版社，2013 [2] 王 芳主編.冷沖壓模具設計指導.北京：機械工業(yè)出版社，1999 [3] 付宏生主編.冷沖壓成形工藝與模具設計制造.北京：化學工業(yè)出版社，2005 [4] 肖景容 姜奎華主編.沖壓工藝學.北京：機械工業(yè)出版社，1999 [5] 張定華主編.工程力學.北京：高等教育出版社，2000 [6] 梁耀能主編.工程材料及加工工程.北京：機械工業(yè)出版社，2001 致謝 感謝陳學永老師、胡立華學長在我大學的最后學習階段——畢業(yè)設計階段給我的指導和幫助，同時，感謝所有任課老師和所有同學在這四年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學習。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才。 1原文： Modern machinery processing and manufacturing technology from the higher precision and production efficiency developed rapidly both at the same time. Improve production efficiency in recent years, CAD / CAM technology, CNC technology, CIMS technology very widely used, making the production efficiency is greatly enhanced. In improving the machining accuracy, precision machining, ultra precision machining and even nano-processing is the direction the world is committed to developing its precision from micron to sub-micron level, and even nano-level, in the defense, aerospace, nuclear power and the high-tech economy wide field of applications. With the development of science and technology, machining accuracy can be achieved by a rapid increase. Literature at home and abroad are talking about precision ultra-precision machining, generally refers to the micron level (shape and size of error is 3 to 0.3 microns) to achieve high-precision machining, machine tool equipment must be designed in from all directions which is committed to improving its precision. With the development of science and technology, machining accuracy can be achieved by a rapid increase. Literature at home and abroad are talking about precision ultra-precision machining, generally refers to the micron level (shape and size of error is 3 to 0.3 microns) to achieve high-precision machining, machine tool equipment must be designed in from all directions which is committed to improving its precision. Currently, the international reciprocating table surface grinding machine speeds up to 200m/min, plus tableSpeed ??50m/s2. Of course, this is achieved by linear motor after this level. Indeed, the use of new features to improve the performance of the host machine from a very big role High-speed travel grinding, also known as rapid short stroke grinding, this method is high speed and high acceleration table for grinding. Although this method more than 20 years of history, but rapid development in recent years. Transmission from the DC motor into a toothed belt or ballscrew drive linear motor drive, its movement is faster, more efficient and a wider range of applications High-speed the past 2 years, the European high-speed travel faster grinding get progress, supported by the European Union, a subject called AGNETA by BLOHM, INA, ROLLS-ROYCE and other manufacturers and universities to participate, after several years of basic research and applications Study, in September 2004 on the success of the project intended to achieve two main objectives - to reduce processing costs by 40% and 50% reduction of grinding time. View from the grinding mechanism, grinding high-speed travel is not a new way of processing, but a variant of grinding or surface grinding of the extension. In short, high-speed grinding technology is a new itinerary effective grinding method, for difficult to machine materials and hard materials with great potential. High grinding center of the small, practical, and composite, grinding center development for over 20 years of history, with the grinding technology and computer technology continues to progress, grinding centers, manufacturing has improved continuously . Grinding Center is a flexible grinding system, its technology is based on mechatronics and computer technology. Grinding machining center machining center can be divided into conventional grinding type and extension of extension of type two. From 2005 to see the European Machine Tool Exhibition, the exhibition center is grinding grinding extension type, the grinding machine from a simple exchange of the original development of the grinding wheel and milling, and drilling tool hybrid exchange for a fixture in the workpiece after the completion of all processing operations. Therefore, the development trend of grinding machining center is a small, practical, and composite. Overall enhanced grinding and hard machining technology competition. Foreign-class machine tool manufacturers have strong capability of independent innovation, at each key can be found on the machine tool exhibition highlights innovative. For example, in the 2005 European Machine Tool Exhibition, MAEGERLE the company unveiled the latest MFP a CNC grinding machine, the machine in the world for the first time using the latest drive technology and Siemens latest generation of CNC SINUMERIK line control device. The new hydrostatic drive technology in addition to the existing rail outside the X-axis is also the first time, hydrostatic screw. The new components to ensure that vibration is usually generated by screw to minimize, to provide line-driven than 15 times higher dynamic rigidity. Its advantages are: the largest damping and feed force, coupled with the screw shaft and nut to run between the wear-free. In addition, compared with the linear drive, low energy consumption to more than 10 times, will not produce any heat. 2翻譯： 現(xiàn)代機械加工制造技術從提高加工精度和生產(chǎn)效率兩個方面同時迅速發(fā)展起來。在提高生產(chǎn)效率方面，近年來CAD/CAM技術、CNC技術、CIMS技術的發(fā)展極其廣泛應用，使得生產(chǎn)效率得到大幅度的提高。在提高加工精度方面，精密加工、超精密加工乃至納米加工是世界各國致力發(fā)展的方向，其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級，在國防、航天航空、核能以及國民經(jīng)濟各高新技術領域得到廣泛應用。 隨著科學技術的發(fā)展，機械加工所能達到的精度得到了飛速的提高。目前國內(nèi)外文獻中談論的精密超精密加工，一般指微米級（形狀尺寸誤差為3～0.3微米）為實現(xiàn)高精度的加工，必須在機床設備的設計當中從各個方向致力于提高其加工精度。 目前，國際上平面磨床工作臺往復速度最高可達200m/min，工作臺的加速度50m/s2。當然，這都是采用直線電機后才達到了這個水平。確實，新功能部件的使用對提高機床主機的性能起了非常大的作用 高速行程磨削，也稱為快速短行程磨削，這種方法是以高的工作臺速度和高的加速度進行磨削加工。雖然，這種方法已有20多年的歷史，但最近幾年的發(fā)展較快。傳動方式由原來的直流電機齒帶或滾珠絲杠傳動變?yōu)椴捎弥本€電機驅(qū)動，其運動速度更快，效率更高，應用范圍更廣。 近2年，歐洲高速行程磨削得到較快的進步，由歐盟支持的一項稱為AGNETA的課題，由BLOHM、INA、ROLLS-ROYCE等廠家和大學共同參與，經(jīng)過幾年基礎研究和應用研究，2004年9月就取得成功，實現(xiàn)了該項目預定的2個主要目標——減少加工費用40%和減少磨削時間50%。從磨削機理看，高速行程磨削并不是一種全新的加工方式，而是平面磨削的變型或是平面磨削的延伸?？傊?，高速行程磨削技術是一種新的有效的平面磨削方法，對于難加工材料和硬質(zhì)材料具有很大的潛力。 磨削加工中心的小型化、實用化和復合化，磨削加工中心的發(fā)展已有20多年的歷史，隨著磨削加工技術和計算機技術的不斷進步，磨削加工中心的制造水平不斷提高。磨削加工中心是一種柔性的磨削加工系統(tǒng)，它的技術基礎是機電一體化和計算機技術。磨削加工中心一般可分為加工中心延長型和常規(guī)磨床延長型二種。從2005年歐洲機床展覽會看，所展出的磨削加工中心都是磨床延長型，機床從原來單純的磨頭交換發(fā)展到砂輪和銑、鉆等刀具混合型交換，以便在工件一次裝夾后就完成所有工序的加工。因此，磨削加工中心的發(fā)展趨勢是小型化、實用化和復合化。磨床從總體上增強了與硬切削技術競爭的能力。 國外一流的機床制造企業(yè)都有強大的自主創(chuàng)新能力，在每屆重要的機床展覽會上都能發(fā)現(xiàn)有創(chuàng)新的亮點。比如在2005年的歐洲機床展覽會上，MAEGERLE公司展出了一臺最新的MFP數(shù)控磨床，該機在世界上首次采用最新的驅(qū)動技術和西門子最新一代的SINUMERIK在線控制的數(shù)控裝置。新的驅(qū)動技術除了現(xiàn)有的靜壓導軌以外，還在X軸上首次采用靜壓絲杠。這個新部件確保把通常采用絲杠產(chǎn)生的振動降低到最小，提供比用直線驅(qū)動高15倍之多的動態(tài)剛性。其優(yōu)點是：最大的阻尼特性和進給力，加上在絲杠軸和螺母之間無磨損的運行。此外，與直線驅(qū)動相比，能量消耗要低10倍以上，不會產(chǎn)生任何熱量。