曲柄壓力機結構設計

1、曲柄壓力機結構設計【摘要】鍛壓機械在工業(yè)中占有極其重要的地位，廣泛應用于幾乎所有的工業(yè)部門，如機械、電子、國防等。然而，在鍛壓機械中，又以曲柄壓力機最多，占一半以上。 曲柄壓力機是以曲柄滑塊機構作為運動機構，依靠機械傳動將電動機的運動和能量傳給工作機構，通過滑塊給模具施加力，從而使毛坯產(chǎn)生變形。 本次曲柄壓力機設計，參照國內(nèi)現(xiàn)有相關型號壓力機，進行了6300KN機械壓力機主要工作系統(tǒng)設計。設計分三步進行：首先，擬定總傳動方案；其次，設計主要零部件；最后，進行經(jīng)濟評估。 本設計中主要包括以下設計部分：曲柄滑塊機構的設計計算、傳動系統(tǒng)的設計計算、離合器和制動器的設計計算、電動機的選擇和飛輪的設計以

2、及支撐附屬裝置的設計。 本次設計方案均采用同類設計中最新的零件類型及布置方式。通過離合器和制動器進行氣動連鎖控制。用電動機調(diào)節(jié)連桿的長度來達到調(diào)節(jié)裝模高度的目的，以適應不同高度的模具。采用四面調(diào)節(jié)導軌，提高了壓力機的精度，并裝有過載保護裝置、滑塊平衡裝置等，使機器更加安全、可靠。 【關鍵詞】鍛壓機械；曲柄滑塊機構；閉式單點壓力機Abstract: Forge and press machine is very important in industry,it is used in almost any induetry department,such as machine,electron,n

3、ational defense and so on.It is crank forge and press machine that is most important in forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving system passes the movement and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the

4、die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and designed the working system of 6300KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up tot

5、al transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch and detent, electromotor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type a

6、nd arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height of die. Using four-side regulative guider, improves the precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block

7、balance equipment, pledging the machine work safety and dependable.Keyword: forge and press machine ；crank slide block mechanism ；closed-single press machine目 錄第一章 概述11.1鍛壓設備的發(fā)展11.2機械壓力機的主要類型11.3曲柄壓力機的工作原理21.4曲柄壓力機的技術參數(shù)41.5論文內(nèi)容4設計內(nèi)容4壓力機主要技術參數(shù)5第二章 曲柄滑塊機構的運動分析與受力分析62.1曲柄滑塊機構的運動規(guī)律62.2 曲柄滑塊機構的受力分析9第三章 傳

8、動系統(tǒng)的布置及設計133.1傳動系統(tǒng)的布置方式133.2傳動級數(shù)和各級數(shù)比分配133.3離合器和制動器安裝位置的確定14第四章 設計計算154.1 工作機構的設計計算曲柄滑塊機構的設計計算154.1.1 芯軸設計計算154.1.2 連桿及裝模高度調(diào)節(jié)裝置194.1.3 調(diào)節(jié)電動機容量選擇214.1.4 滑塊與導軌234.1.5 蝸輪蝸桿的設計計算234.2 傳動系統(tǒng)的設計計算244.2.1 低速級齒輪的設計244.2.2 高速級齒輪的設計284.2.3 傳動軸設計計算334.3 操縱系統(tǒng)的設計計算離合器與制動器的設計計算364.3.1 制動器和離合器的工作原理364.3.2 摩擦離合器的設計3

9、7摩擦制動器設計計算404.4 能源系統(tǒng)的設計計算電動機的選擇和飛輪的設計434.4.1 電動機功率計算444.4.2 飛輪的確定46第五章 支承、輔助及附屬裝置的設計505.1 支承部件機身的設計50立柱與拉緊螺栓的設計計算50機身變形的計算505.2 附屬裝置515.3 輔助裝置52第六章 經(jīng)濟技術綜合分析536.1 經(jīng)濟分析536.2 技術分析536.3 環(huán)境分析54第七章 結論55參考文獻55致謝57第一章 概述1.1鍛壓設備的發(fā)展 鍛壓工業(yè)的發(fā)展主要是由于在世界范圍日益要求用更難變形的材料制造越來越大和越來越復雜的鍛件。由于宇航工業(yè)今后的需要，地面動力系統(tǒng)、噴氣發(fā)動機和飛機鍛件數(shù)量的

10、增大以及在工藝上的劇烈競爭，要求不斷的提高目前的工藝水平。因此，有效的利用現(xiàn)在的鍛壓設備和設計性能優(yōu)越的鍛壓設備是必然的。 由于采用現(xiàn)代的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有高效率、質(zhì)量好、能量省和成本低的特點，鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，鍛壓機械在機床中的比重也越來越大。雖然采用鍛壓機械進行鍛壓生產(chǎn)只有百余年的歷史，但鍛壓機械在整個金屬加工設備生產(chǎn)中占18-30%，金額占20-40%。在鍛壓機械中，又以曲柄壓力機最多，占一半以上。用曲柄壓力機可以進行沖壓和模鍛等工藝生產(chǎn)，它廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機械、電器儀表、國防工業(yè)以及日用品等公益生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機的品種和數(shù)量越來越多，質(zhì)量越來越

11、高，壓力越來越大。它在機械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中作用越來越顯著。例如，冷擠壓工藝是一項新興工藝，用冷擠壓生產(chǎn)的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直徑為20-30mm的零件其公差范圍可控制在0.015mm以內(nèi)，因此，所生產(chǎn)的零件不需要進行或少量進行切削加工即可使用。大大提高了生產(chǎn)率，并節(jié)約了原材料。隨著冷擠壓工藝的發(fā)展，各種類型的擠壓機應運而生，正在使加工行業(yè)產(chǎn)生巨大變化。再加，在日用品及家用電器生產(chǎn)中，如果不采用高速沖壓自動機，產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國際市場上將失去競爭力。因此，大量制造和使用曲柄壓力機，已成為工業(yè)先進國家的發(fā)展方向之一。近年來，曲柄壓力機正向著高速度的高精度的方向發(fā)展，并努

12、力降低噪音，提高安全性，擴大自動化程度，改善勞動條件。特別是采用微型計算機控制的曲柄壓力機，更具有先進的水平。1.2機械壓力機的主要類型 根據(jù)JB/GQ2003-84標準，鍛壓機械分為八類，其中第一類機械壓力機包括曲柄壓力機的主要類型，此外，在第三類線材成型自動機、第五類鍛機、第六類剪切機和第七類彎曲校正機中都包括有曲柄壓力機。在JB/GQ2003-84的型譜中，單柱壓力機、開式壓力機和閉式壓力機屬于通用壓力機。所謂單柱、開式和閉式是指機身的型式。閉式壓力機機身左右封閉，只能從前后方向接近模具，操作不太方便，但機身剛度高，壓力機精度好。開式壓力機機身左右及前后都敞開，能從三個方向接近模具，操作

13、方便，但機身剛度低，特別是有 角變形存在，影響精度。開式壓力機機身的后面還有一個開口，便于出料。單柱壓力機，其機身也是左右及前后敞開，但后壁無開口。有時，我們把后面兩種壓力機統(tǒng)稱為開式壓力機。上述三種壓力機中均只有一組曲柄滑塊機構，成為單點壓力機。適用于小型壓力機，或工作臺較小的中型壓力機。若工作臺面較大，則有兩組或四組曲柄滑塊機構，相應稱為雙點或四點壓力機。此外，按照工作臺的形式，機身是否可傾等分為固定臺、活動臺、柱形臺以及可傾壓力機等。1.3曲柄壓力機的工作原理 曲柄壓力機是鍛壓生產(chǎn)中廣泛使用的一種鍛壓設備。它可以應用于板料沖壓、模鍛、冷熱擠壓、冷精壓和粉末冶金等工藝。 曲柄壓力機傳動系統(tǒng)

14、的旋轉運動通過曲柄連桿使滑塊呈往復運動，利用滑塊發(fā)出的壓力使毛坯產(chǎn)生塑性變形，以制成一定形狀的鍛壓件。因此，它具有以下特點： （1）曲柄連桿機構是剛性聯(lián)接的，滑塊是具有強制運動性質(zhì)，滑動塊的行程次數(shù)，速度和加速度一定規(guī)律變化。 （2）工作時封閉高度不變。 （3）一個工作循環(huán)中負荷時間較短，電動機是按平均功率選用的，所以曲柄壓力機既需要飛輪存儲和釋放能量。 （4）工作時機身組成一個封閉的受力系統(tǒng)，對基礎沒有劇烈的沖擊和震動。1-電動機 2-小皮帶輪 3-大皮帶輪 4-制動器 5-離合器 6-小齒輪7-大齒輪 8-小齒輪 9-偏心齒輪 10-芯軸 11-機身 12-連桿13-滑塊 14-上模 15-下模 16-墊板 17-工作臺 18-液壓氣墊圖1.1 曲柄壓力機運動原理圖 圖1.1為曲柄壓力機的工作原理圖，其工作原理如下：電動機1帶動皮帶傳動系統(tǒng)2、3，將動力傳到小齒輪6，通過6和7，8和9兩級齒輪減速傳到曲柄連桿機構，大齒輪7同時又起飛輪作用。齒輪9制成偏心齒輪結構，它的偏心輪部分就是曲柄，曲柄可以在芯軸10上旋轉。連桿12一端連到曲軸偏心輪；另一端與滑塊鉸