壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書-文庫(kù)吧
2025-07-19 10:14 本頁(yè)面
【正文】 料成型加工，故又稱為冷沖壓。 沖床是制造工業(yè)廣泛采用的沖壓設(shè)備，是生產(chǎn)薄壁零件或一些沖壓零件的主體設(shè)備。沖壓機(jī)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24。伺服電機(jī)是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置,其作用是可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確。將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)[510]。齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。按齒輪軸線的相對(duì)位置分平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)、相交軸圓錐齒輪傳動(dòng)和交錯(cuò)軸螺旋齒輪傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。曲軸是引擎的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動(dòng)。是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的機(jī)件，其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件。按主傳動(dòng)方式，沖床可分為曲柄滑塊式、機(jī)械凸輪式、肘桿式、液壓式。(1) 曲柄滑塊式：使用曲柄機(jī)構(gòu)的沖床稱為曲柄滑塊式?jīng)_床，大部分的機(jī)械沖床使用本機(jī)構(gòu)。使用曲柄機(jī)構(gòu)的最多理由是，容易制作、可正確決定行程之下端位置、及滑塊運(yùn)動(dòng)曲線大體上適用于各種加工。因此，這種形式的沖壓適用于沖切、彎曲、拉伸、熱間鍛造、溫間鍛造、冷間鍛造及其他幾乎所有的沖床加工。(2) 機(jī)械凸輪式：在滑塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上使用凸輪機(jī)構(gòu)之沖床稱為凸輪式?jīng)_床。這種沖床的特征式以制作適當(dāng)?shù)耐馆喰螤?，以便容易地得到所要的滑塊運(yùn)動(dòng)曲線。但因凸輪機(jī)構(gòu)之性質(zhì)很難傳達(dá)較大的力量，所以這種沖床能力很小。 (3) 肘桿伺服式：在滑塊驅(qū)動(dòng)上使用肘桿機(jī)構(gòu)稱為肘桿式?jīng)_床。這種沖床具有在下死點(diǎn)附近的滑塊速度會(huì)變得非常緩慢(和曲柄式?jīng)_床比較)的獨(dú)特滑塊運(yùn)動(dòng)曲線。而且也正確的決定行程的下死點(diǎn)位置，因此，這種沖床適合于壓印加工及精整等的壓縮加工，現(xiàn)在冷間鍛造使用的最多。 (4) 液壓式：與上面介紹的機(jī)械式不同，其驅(qū)動(dòng)力由液壓提供。液壓式?jīng)_床以其使用液體不同，有油壓式?jīng)_床和水壓式?jīng)_床，目前使用油壓式?jīng)_床占多數(shù)，水壓式?jīng)_床則多用于大型機(jī)械或特殊機(jī)械。四、壓床在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r1. 國(guó)外的發(fā)展情況 目前，國(guó)外沖壓機(jī)床已經(jīng)開始采用伺服電機(jī)+數(shù)控的方式進(jìn)行控制。在現(xiàn)有伺服壓力機(jī)產(chǎn)品方面，有小松公司設(shè)計(jì)制造的H1F系列復(fù)合型伺服壓力機(jī)[15]，會(huì)田公司的NS1D系列數(shù)控伺服壓力機(jī)，山田公司的Svo5型與Mag24型伺服壓力機(jī)，綱野公司的Servo Link型伺服壓力機(jī)，以及金豐公司的CM1型伺服壓力機(jī)[16]。其中H1F45系列AC伺服壓力機(jī)是小松公司順應(yīng)市場(chǎng)變化開發(fā)的一種新型沖壓設(shè)備，其最大的特點(diǎn)是取消了飛輪、離合器和制動(dòng)器，而由AC伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)曲柄或螺桿帶動(dòng)滑塊上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可施加350～2000的壓力，并且采用高性能CNC系統(tǒng)，滑塊的動(dòng)作靈活，可在運(yùn)行的過程中隨時(shí)加減速或停止，且精度很高。2. 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況 國(guó)內(nèi)數(shù)控壓力機(jī)的研制工作起步較晚，水平也較低。上海第二鍛壓機(jī)床廠曾在1976研制出硬件連接數(shù)控(NC)步?jīng)_壓力機(jī)，其板料進(jìn)給系統(tǒng)由電液脈沖馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在從國(guó)外引進(jìn)大量的數(shù)控壓力機(jī)后，國(guó)內(nèi)對(duì)其技術(shù)進(jìn)行了消化、吸收及國(guó)產(chǎn)化工作，在科研人員的努力下，國(guó)產(chǎn)壓力機(jī)裝備水平也有了一定的提升。如北京機(jī)床研究所與天津重型機(jī)器廠聯(lián)合生產(chǎn)了國(guó)內(nèi)第一臺(tái)大型數(shù)控壓力機(jī)，通過伺服閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高精度的位置、壓力控制，并配有人機(jī)界面。浙江鍛壓機(jī)械有限公司也成功研制JZ21K110型1100kN開式數(shù)控快速返程壓力機(jī)，該機(jī)是以普通的開式曲柄壓力機(jī)為基型，在傳動(dòng)系統(tǒng)中增設(shè)多連桿機(jī)構(gòu)，在控制系統(tǒng)中增加數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)而成。該機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能、操縱控制等方面均處于同類壓力機(jī)領(lǐng)先水平。其主要技術(shù)特點(diǎn)有： (1） 應(yīng)用雙曲柄多連桿機(jī)構(gòu)，使滑塊運(yùn)行速度更適宜板料沖壓要求。該機(jī)滑塊能快速接近公稱力行程區(qū)，沖制完成后又可快速返回上死點(diǎn)。可明顯縮短滑塊空程時(shí)間，提高生產(chǎn)率。而且，在公稱力行程范圍內(nèi)，該機(jī)滑塊運(yùn)行速度明顯減慢且近似勻速，使上模與工件接觸后的沖擊減少，沖裁噪聲明顯降低，模具使用壽命延長(zhǎng)。當(dāng)滑塊運(yùn)行至下死點(diǎn)附近范圍時(shí)，可在一定時(shí)間內(nèi)保壓，從而提高拉深制件質(zhì)量。 (2） 采用了美國(guó)HELM公司的數(shù)控系統(tǒng)，使主機(jī)具有以下功能：菜單式顯示和設(shè)定壓力機(jī)工作狀態(tài)；實(shí)時(shí)顯示曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度、滑塊運(yùn)行速度與沖壓力；沖壓速度實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)定；顯示并控制制件計(jì)數(shù)；可在線編程電了凸輪；高速模具保護(hù)接口；具有光線式安全保護(hù)裝置；中英文自動(dòng)顯示故障原因并提示診斷方法；可設(shè)定各類安全密碼；可配置裝模高度傳感器，實(shí)現(xiàn)裝模高度閉環(huán)控制；可配置送料伺服系統(tǒng)。近年來，為了適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為了適應(yīng)這一要求，開發(fā)了多重適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備、和模具。其中性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割機(jī)、和成型機(jī)、CNC萬能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已經(jīng)投入使用。特別是近年來在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起、國(guó)內(nèi)也開始使用沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)的新的發(fā)展趨勢(shì)。FMS系統(tǒng)提數(shù)控沖壓設(shè)備為主，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間時(shí)間二十四小時(shí)無人控制生產(chǎn)。同時(shí)根據(jù)不同的要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序。更換新產(chǎn)品迅速，沖壓精度也高。第一章 設(shè)計(jì)要求以及數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì)要求總體方案設(shè)計(jì)，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)實(shí)體模型設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真，cad輔助設(shè)計(jì)繪制圖紙。 （1） 工作原理壓床是應(yīng)用廣泛的鍛壓設(shè)備，用于鋼板矯直、壓制零件等。電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)三級(jí)齒輪減速器將轉(zhuǎn)速降低，帶動(dòng)沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)（見示意圖），六桿機(jī)構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。（2） 原始數(shù)據(jù)表11
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