本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目 機械剪板機的設(shè)計及分析學 院 名 稱 專 業(yè) 班 級學 生 姓 名 學 號 指 導(dǎo) 教 師 填表時間： 年 月 日填表說明1.開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。2.此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見、相關(guān)系主任審查后生效。3.學生應(yīng)按照學校統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式，用 A4 紙打印。4.參考文獻不少于 8 篇，其中應(yīng)有適當?shù)耐馕馁Y料（一般不少于 2 篇）。5.開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）資料，與畢業(yè)設(shè)計（論文）一同存檔。設(shè)計（論文）題目 簡易機械剪板機的設(shè)計及分析工程設(shè)計 應(yīng)用研究 開發(fā)研究 基礎(chǔ)研究 其它設(shè)計（論文）類型（劃“√”） √一、 本課題的研究目的和意義剪板機（英文名稱：plate shears；guillotine shear）是用一個刀片相對另一刀片作往復(fù)直線運動剪切板材的機器。是借于運動的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片間隙，對各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離。剪板機屬于鍛壓機械中的一種，主要作用于金屬加工行業(yè)。 剪板機剪切后應(yīng)能保證被剪板料剪切面的直線度和平行度要求，并盡量減少板材扭曲，以獲得高質(zhì)量的工件。剪板機的上刀片固定在刀架上，下刀片固定在工作臺上。 工作臺上安裝有托料球，以便于板料的在上面滑動時不被劃傷。 后擋料用于板料定位，位置由電機進行調(diào)節(jié)。 護欄是安全裝置，以防止發(fā)生工傷事故。 鍛壓機械是指在鍛壓加工中用于成形以及別離的機械設(shè)備，1842 年，英國工程師史密斯創(chuàng)制第一臺蒸汽錘，開創(chuàng)了蒸汽動力鍛壓機械的年代；1795 年，英國的布拉默創(chuàng)造水壓機，但直到 19 世紀中葉才應(yīng)用于鍛造領(lǐng)域；十九世紀末出現(xiàn)了以電為動力的機械剪板機以及空氣錘，并取得快速發(fā)展；二十世紀初，鍛壓機械改變了從 19 世紀開端的向重型以及大型方向發(fā)展的趨向，轉(zhuǎn)而向高速、高效、主動、精細、專用、多種類出產(chǎn)等方向發(fā)展，甚至出現(xiàn)了每分種行程2000 次的剪板機。自 60 年代以來，剪板機已經(jīng)有了十分迅速的發(fā)展，其每分鐘行程次數(shù)已經(jīng)從幾百次發(fā)展到現(xiàn)在的 3000 次左右，其噸位也已從十噸發(fā)展到上百噸。現(xiàn)在剪板機首要用在電子、儀器儀表、輕工、汽車等職業(yè)中進行特大批量的沖壓出產(chǎn)。近年來，隨著模具技術(shù)以及沖壓技術(shù)的發(fā)展，剪板機的使用范圍在不斷地擴展，數(shù)量在不斷地增加。估計在不久的將來，剪板機在沖壓用剪板機中的份額將會越來越大。二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）通過對剪板機傳統(tǒng)系統(tǒng)的學習，熟悉理解剪板機傳動系統(tǒng)的工作原理、設(shè)計方法。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)具體材料的大小形狀及設(shè)計要求，進行剪板機傳動系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及相應(yīng)零部件設(shè)計。然后對所設(shè)計的傳動系統(tǒng)進行受力分析及強度校核，確保傳動系統(tǒng)各部分的尺寸合理，運作協(xié)調(diào)、工作可靠。本次課題研究主要包括以下幾個方面：1、通過圖書館查閱書籍和有關(guān)資料，以及上網(wǎng)查閱剪板機的相關(guān)文章，了解剪板機剪板機的概述、應(yīng)用及發(fā)展狀況；2、根據(jù)所收集資料，完成剪板機傳動系統(tǒng)總體方案設(shè)計主要內(nèi)容：設(shè)計參數(shù)的確定、傳動系統(tǒng)方案設(shè)計、執(zhí)行機構(gòu)方案設(shè)計、總體方案的確定；3、根據(jù)剪板機傳動系統(tǒng)的運作特點進行傳動系統(tǒng)設(shè)計及執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計，包括電動機的選型計算、傳動系統(tǒng)中帶傳動的設(shè)計計算、曲軸的設(shè)計計算以及曲軸的強度校核和連桿的設(shè)計計算。4、上刀架的三維設(shè)計及上刀片的 ANSYS 分析。5、機械剪板機的技術(shù)經(jīng)濟分析三、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）（一）剪板機的簡介及發(fā)展概述隨著社會的發(fā)展的技術(shù)的進步，很多的工業(yè)部門、企業(yè)都在使用金屬板材，都需要對板材進行剪斷加工，所以剪板機在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中起著不可或缺的重要作用。隨著科技的發(fā)展，剪板機的功能和精度也得到了很大的提高。剪板機屬于直線剪切類機器，能剪切各種尺寸金屬板材的直線邊緣。在軋鋼、汽車行業(yè)、電器、儀表儀器行業(yè)、船舶、橋梁、壓力容器等各個行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。剪板機可以根據(jù)結(jié)構(gòu)類型分為閘式剪板機和擺式剪板機兩類；按傳動方式分，可以分為液壓傳動式剪板機和機械傳動剪板機兩類。此外，再根據(jù)剪板機的傳動方式、結(jié)構(gòu)形式及使用性質(zhì)的不同可以將剪板機分為曲柄剪板機、螺旋剪板機、高速剪板機、高速沖裁剪板機、多工位自動剪板機、沖壓剪板機等；按照工藝用途和結(jié)構(gòu)類型可以分為平刃剪板機、斜刃剪板機、多用途剪板機、專用剪板機和數(shù)控剪板機。1842年，英國工程師史密斯制造第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機械的時代；十九世紀末，出現(xiàn)了以電為動力的機械剪板機及空氣錘，并獲得快速成長。二十世紀初，鍛壓機械改變了向大型及重型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動、精密、多品種出產(chǎn)等方向發(fā)展。近十多年來，人們對發(fā)展先進技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成型技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與文化交叉融合，推動了先進沖壓成型技術(shù)的形成和發(fā)展。冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化，為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備已由單工位低速剪板機發(fā)展到多工位高速剪板機。一般中小型冷沖件，即可在多工位剪板機上生產(chǎn)，也可以在高速剪板機上采用多工位級進模加工，使冷沖壓生產(chǎn)達到高度自動化。在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個性化和覆蓋性大型一體化。進入21世紀，我國汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對這一形勢，我國的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長足的進步。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，小型電子零件的需求日趨高漲，促進了高精度、高效率的高速剪板機的發(fā)展。目前日本已成為高速剪板機技術(shù)的領(lǐng)軍，同時我國也快速發(fā)展高速剪板機技術(shù)，并取得了重大成果。某些高速剪板機廣泛應(yīng)用在電子和微電子行業(yè)，全面提高了行業(yè)技術(shù)裝備水平，替代了大量的進口機床。（2）剪板機的工作原理及主要性能剪板機主要根據(jù)工藝需要對板材進行剪切下料，對板材進行切割時，要符合剪切工藝的要求（直線性和平行度），并盡量減少板材扭曲變形對產(chǎn)品造成的影響。合理選擇壓料里、刀刃口的間隙、剪切角和刀片間隙等參數(shù)以及提高精度的方法，就可以提高剪切質(zhì)量。剪板機的剪切是借助于運動的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片間隙，對各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需的尺寸斷裂分離的機械設(shè)備。剪板機是屬于直線剪切機類型。主要性能包括以下幾個方面：1、機器為全鋼焊接機構(gòu)，機器強度高、剛性好。2、數(shù)控系統(tǒng)功能，全中文顯示，便于操作。3、后擋料裝置為機動塊調(diào)整，具有單向和雙向定位功能，能有效消除絲杠間隙。4、具有退讓選料功能，避免擋料裝置與工件的干涉，減少磨損，提高定位精度。5、采用先進的集成式液壓系統(tǒng)，可靠性好。6、機械剪板機通過杠桿作用，支點受力小，可提高剪切刃壽命、機器壽命，整機結(jié)構(gòu)緊湊，并能無極調(diào)節(jié)上刀架的行程量，大大提高工作效率。（三）國內(nèi)剪板機的發(fā)展情況發(fā)展數(shù)控技術(shù)，進而發(fā)展數(shù)控鍛壓機械是提高鍛壓生產(chǎn)技術(shù)水平的關(guān)鍵。近幾年來，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍛壓機械的各個領(lǐng)域，國內(nèi)的數(shù)控剪板機也有了一定的發(fā)展。從 1986 年第一臺數(shù)控折彎機由天水鍛壓機床廠研制成功以來，國內(nèi)在數(shù)控折彎、數(shù)控剪切技術(shù)發(fā)展較為有代表性的單位有濟南鑄造鍛壓機械研究所、黃石鍛壓機床廠和上海沖剪機床廠。黃石鍛壓機床廠和濟南鑄造鍛壓機械研究所聯(lián)合先后完成了 W67K-100/3000和 W67K-100/3100S 型數(shù)控三點板料折彎機。上海機床廠更是異軍突起，從 1986年以來先后開發(fā)成功具有現(xiàn)代水平的 QC12K 與 WC67K 兩大系列的數(shù)控剪板機、折彎機和具有當代水平的高精度數(shù)控三點式折彎機，并正在研制直角剪板機。另外，我國最近又研制成功了 WC67K-DNC 系列三種數(shù)控板料折彎機。（4）國外剪板機現(xiàn)狀及發(fā)展狀況概述國外鍛壓技術(shù)發(fā)展更是迅猛異常，并越來越傾向于 CNC、DNC 和柔性自動化。隨著鍛壓技術(shù)的發(fā)展和滿足單件小批量生產(chǎn)，只要用戶需要，即能提供多功能的各種數(shù)控鍛壓機械及附屬裝置。CNC 在國外相當普遍，如瑞典 Pull-max 公司的 Ursviken 分部每年生產(chǎn)的折彎機超過九成產(chǎn)品裝有 CNC。美國的 Pacific Press 4、對上刀架的受力分析；5、剪板機的技術(shù)經(jīng)濟分析。四、研究思路和方法首先利用圖書館或者互聯(lián)網(wǎng)收集充足的資料，讓自己去充分認識并了解剪板機傳動系統(tǒng)的主要工作原理、傳動類型及結(jié)構(gòu)組成；然后根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計的具體要求和剪板機工作原理，擬定出一個較為合適的傳動方案；然后進行各個部分傳動系統(tǒng)類型的選擇及設(shè)計計算，然后對設(shè)計的結(jié)果進行校核；確定關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)，對關(guān)鍵部件進行三維設(shè)計，以下是本次設(shè)計擬定的主要內(nèi)容：1、查閱國內(nèi)外文獻資料；2、確定總體方案；3、電動機的選型；4、傳動機構(gòu)設(shè)計；5、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計；6、關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)設(shè)計；7、CAD 出圖；8、撰寫論文。四、 本課題的進度安排第 1-2 周：安排畢業(yè)實習，確定畢業(yè)設(shè)計題目，查找相關(guān)文獻；第 3-4 周：寫開題報告并進行畢業(yè)設(shè)計相關(guān)文獻的翻譯；第 5 周：進行畢業(yè)設(shè)計方案設(shè)計；第 6-8 周：進行畢業(yè)設(shè)計詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算；第 9-12 周：進行畢業(yè)設(shè)計的三維造型設(shè)計并繪制二維圖紙；第 13-14 周：有限元分析；第 15 周：打印圖紙，整理論文；第 16 周：進行畢業(yè)設(shè)計答辯。五、 參考文獻[1] 劉灝主編．機械設(shè)計手冊[S]．北京：機械工業(yè)出版社， 2002．[2] 朱龍根主編．簡明機械零件設(shè)計手冊[S]．北京：機械工業(yè)出版社， 2004．[3] 吳宗澤主編．機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[S]．北京：高等教育出版社， 1992．[4] 林石著．剪切機設(shè)計計算方法（一）（二）[J]．機械工業(yè)出版社，2003．[5] 機床設(shè)計手冊（ 3）[S] ．北京：機械工業(yè)出版社， 1986．[6] 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