【正文】 通曲柄壓力機(jī)主要用于生產(chǎn)沖壓件；熱模鍛 曲柄壓力機(jī) 用于生產(chǎn)熱模鍛件；手鍛機(jī)用于長(zhǎng)桿類(lèi)鍛件的局部鐓粗和圓環(huán)類(lèi)零件的鐓粗和沖孔；冷鐓自動(dòng)機(jī)用于各冷鐓標(biāo)準(zhǔn)件的加工；拉深壓力機(jī)用于板材的拉延 。機(jī)械壓力機(jī) 動(dòng)作平穩(wěn) ,工作可靠 ,廣泛 用于沖壓、擠壓、模鍛和粉末冶金等工藝。時(shí)）為計(jì)算基設(shè)計(jì)的最大工作力 (圖 [曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn) 圖 ])。有的大工作面 機(jī)械壓力機(jī) ，為使滑塊底面受力均勻和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 而采用雙點(diǎn)或四點(diǎn)的。凸模接觸坯料開(kāi)始鍛壓工作后，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率小于載荷，轉(zhuǎn)速降低，飛輪釋放出積蓄的動(dòng)能進(jìn)行補(bǔ)償。滑塊的行程長(zhǎng)度不變，但其底面與工作臺(tái)面之間的距離（稱(chēng)為封密高度），可以通過(guò)螺桿調(diào)節(jié)。 按機(jī)身結(jié)構(gòu)型式的分類(lèi)。但開(kāi)式機(jī)身剛性較差，影響制件精度和模具壽命，僅適用于 40～ 4000 千牛的中小型壓力機(jī)。 雙動(dòng)拉深壓力機(jī) :它有內(nèi)、外兩 個(gè)滑塊 ,用于杯形件的拉深成形。 多工位自動(dòng)壓力機(jī)：在一臺(tái)壓力機(jī)上設(shè)有多個(gè)工位，裝置多道成形 模具 ，坯料依次自動(dòng)向下一工位移動(dòng)。每次行程完畢，回轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)位置，完成一道工序。機(jī)身剛度大，導(dǎo)向面長(zhǎng) ,承受偏載能力強(qiáng)。機(jī)械中有上下頂出裝置，能實(shí)現(xiàn)多模膛鍛造 ,鍛件精度較高，適于大批量生產(chǎn)。曲柄壓力機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)作用 是 它不但能使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還能起力的放大作用?？蚣苄谓Y(jié)構(gòu)床身 ： 在結(jié)構(gòu)上，開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的床身呈 C形結(jié)構(gòu)，由連桿將偏片心軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)身大多為鑄鐵材料，而大型壓力機(jī)采用鋼板焊接而成。有的沖 壓機(jī)利用大齒輪或大皮帶輪起到飛輪的作用。輸入的動(dòng)力通過(guò)曲軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連桿上下擺動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成滑塊沿著固定在機(jī)身上導(dǎo)軌的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。 壓力機(jī)工作過(guò)程中，可能由于材料、模具、設(shè)備、操作等問(wèn)題出現(xiàn)超載；由于滑塊和上模的自重導(dǎo)致下降速度過(guò)快，對(duì)零件產(chǎn)生撞擊；或由于制動(dòng)器失靈、連桿折斷，導(dǎo)致滑塊墜落而引發(fā)事故。 壓力機(jī)規(guī)格的選擇 (1）公稱(chēng)壓力 壓力機(jī)滑塊下滑過(guò)程中的沖擊力就是壓力機(jī)的壓力。壓力機(jī)的強(qiáng)度和剛性就是按公稱(chēng)壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在沖壓過(guò)程中，凸模在任何位置所需的沖壓力應(yīng)小于壓力機(jī)在該位置所發(fā)出的沖壓力。拉深時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算出的拉深力大 60%～ 100%。 (3）行程次數(shù) 行程次數(shù)即滑塊每分鐘沖擊次數(shù)。對(duì)有彈頂裝置的模具，工作臺(tái)面孔尺寸還應(yīng)大于下彈頂裝置的外形尺寸。當(dāng)連桿調(diào)至最短（對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最?。?，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離，為壓力機(jī)的最大閉合高度 ；當(dāng)連桿調(diào)至最長(zhǎng)（對(duì)偏心壓力機(jī)的行程應(yīng)調(diào)到最大），滑塊處于下止點(diǎn)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離，為壓力機(jī)的最小閉合高度。 模具閉合高度與壓力機(jī)裝模高度的關(guān)系，見(jiàn)圖 。所以在實(shí)用上為： HminH１＋ 10≤H≤Hmax H１－ 5 (７）電動(dòng)機(jī)功率的選擇 必須保證壓力機(jī)的電 動(dòng)機(jī)功率大于沖壓時(shí)所需要的功率。當(dāng)發(fā)生超載時(shí)，這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)首先破壞，切斷傳動(dòng)線路，使動(dòng)力不能繼續(xù)輸入，后續(xù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)停止，從而保護(hù)后續(xù)主要受力件不遭到損壞。保護(hù)裝置的破壞載荷約為額定載荷的 125%左右，設(shè)兩截面各承受一半工作載荷?；瑝K包含至少一個(gè)第一球瓦，其具有至少一個(gè)第一導(dǎo)向面。 壓力機(jī)的精度等級(jí) 壓力機(jī)的精度通常是以其靜態(tài)精度和剛性來(lái)表示，靜態(tài)下的精度等級(jí)，可按日本 JIS壓力機(jī)靜態(tài)精度指標(biāo)規(guī)定劃分為特級(jí)、 1 級(jí)、 2 級(jí)、 3 級(jí)。由動(dòng)態(tài)精度的好壞來(lái)決定壓力機(jī)等級(jí)。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 13 測(cè)量項(xiàng)目 基本尺寸 精度等級(jí) A特 A1 A2 B特 B1 B2 工作臺(tái)面及滑塊下面的平面度 200 工作臺(tái)面對(duì)滑塊下平面的平行度 300 滑塊行程對(duì)工作臺(tái)面的垂直度 150 滑塊模柄孔與其下平面的垂直度 100 滑塊導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌的間隙 300 表 (mm) 這樣以剛性為基 礎(chǔ)的靜態(tài)精度等級(jí)是有區(qū)別的。還有在公稱(chēng)壓力，工作臺(tái)面積和行程長(zhǎng)度等主要參數(shù)大致相同的壓力機(jī)，重量大的剛性好。即使一般的沖裁，超過(guò)其能力 80%時(shí)，就不能保證模具間隙的均勻。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 15 本設(shè)計(jì)選用浮動(dòng)嵌塊式的摩擦離合器 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 它的主動(dòng)部分包括（飛輪）， 主動(dòng)摩擦盤(pán)和從動(dòng)盤(pán)上的浮動(dòng)嵌 塊。 摩擦材料 摩擦離合器材料應(yīng)該滿(mǎn)足摩擦系數(shù)較大，且在一定的溫度范圍保持穩(wěn)定、耐磨耐熱，有足夠的強(qiáng)度，抗膠合能力大，能良好地跑合?，F(xiàn)在選擇圓盤(pán)式制動(dòng)器。 電動(dòng)機(jī)功率的確定 ()gN KP KN? () 630 ( )KN??? 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 16 （ K 為系數(shù)，取 ，gP為壓力機(jī)公稱(chēng)壓力，單位為 KN） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 電機(jī)的選擇，附錄九附表 91，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用二級(jí)傳動(dòng)（第一級(jí)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)為齒輪傳動(dòng)），故電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min,即查得電機(jī)相應(yīng)參數(shù)為： 電機(jī)型號(hào)： Y160M— 6 額定功率： 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速： n=970r/min 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T= 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 d=42 電動(dòng)機(jī)軸伸出端安裝尺寸 110mm 電動(dòng)機(jī)中心高度 160mm 電動(dòng)機(jī)外形尺寸長(zhǎng) ? 寬 ? 高 =600? 325? 335 傳動(dòng)比的計(jì)算與分配 根據(jù)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速和滑塊行程次數(shù)得總傳動(dòng)比 i 970 ?? () 第一級(jí)為帶傳動(dòng) 1 ? 1(2 4)i?? 第二級(jí)為齒輪傳動(dòng) 2i = 2(3 5)i?? （ 1）主要由偏心連桿和滑塊組成的工作機(jī)構(gòu) （ 2）由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、皮帶、飛輪等組成傳動(dòng)系統(tǒng) （ 3） 制動(dòng)器、離合器和機(jī)身等 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 17 ⅡⅠ 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)原理圖 圖 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 18 第三章 曲柄滑塊 的受力分析 滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角的關(guān)系 滑塊經(jīng)連桿與曲柄連接，滑塊的位移與曲柄轉(zhuǎn)角之間存在一定的規(guī)律，這個(gè)規(guī)律可由下圖之間的幾何關(guān)系得出： 11 ()BS O B O B O B O A A B??? ? ? ? ? ( 1 c os ) ( 1 c os )RL??? ? ? ? ( 1 c o s ) ( 1 c o s )LRR????? ? ? ????? （ ） 令 LR ?? （ ? 為連桿系數(shù)）代入 （ ） 式得： 1(1 c o s ) (1 c o s )BSR ?????? ? ? ????? （ ） 在 ? OAB 中求得： Sina = AA RSinLL??? sin??? （ ） 因?yàn)?2cos 1 Sin???? ,將（ ） 式代入此式，即： 22c os 1 Sin? ? ??? （ ） 將（ ）代入（ ）得 1(1 c o s ) (1 c o s )BSR ?????? ? ? ????? （ ） 根據(jù)二項(xiàng)多項(xiàng)式公式將 221 Sin??? 展開(kāi)， 由于一般 ? 小于 ，展開(kāi)后取前二項(xiàng)已經(jīng)有足夠的精確度，所以 21 Sin??? 2211 2 Sin???? ，將次式代入 （ ） 得： ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? （ ） 由圖可知 ， S 為滑塊行程為 100mm ， R 為曲柄半徑，當(dāng) ? 090= 時(shí)，100 5022B SSR? ? ? ?， ? 的近似值一般 在 ~，常用 ? ? ，現(xiàn)在取 ? =， 即? = 50 5000 .1 0 .1RRLL ? ? ? ? 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 19 圖 ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 )4BSR ?????? ? ? ????? 按照微分原理，對(duì)位移 BS 對(duì)時(shí)間 t 求導(dǎo)數(shù)，可以得到滑塊速度 B? ，即： B? = BBdS dS ddt d dt??? ( s in s in 2 )2 dR dt?????? （ ） 式中 ddt? 是曲柄的角速度 ? ，雖然壓力機(jī)在工作行程時(shí)，曲柄的角速度會(huì)減慢，但是由于這個(gè)變化小，在計(jì)算滑塊速度時(shí)候，仍然可以將角速度看作常數(shù)即： ddt? =? = 2 n? ? 弧度 /秒（ n 為曲柄轉(zhuǎn)速 r/min,即為滑塊每分鐘行程次數(shù)），將 ddt? 的值代入 （ ） 得 ： 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 20 B? 0 .1 0 5 ( si n si n 2 )2nR ????? （ mm/s） 、連桿和滑塊的受力 在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算前，確定機(jī)構(gòu)中主要零件所受的力，忽略摩擦和零件本身的重量時(shí)滑塊受力如下圖所示： 圖 其中 1p 是坯料抵抗 變形的反作用力， N 是導(dǎo)軌對(duì)滑塊的約束反力。對(duì)于分析連桿和滑塊受力來(lái)說(shuō)，誤差很小，可忽略摩擦的影響。工作行程達(dá)時(shí)，滑塊向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)軌對(duì)滑塊的摩擦朝上，形成對(duì)滑塊阻力。 小帶輪的尺寸確定 圖 41 帶的應(yīng)力分布 （ 1）小帶輪的材料以及結(jié)構(gòu)類(lèi)型的選定 材料選擇 HT200 ca Ap k p? () ( Ak 為工作情況系數(shù)，取 ,p 為電動(dòng)機(jī)功率 ) cap =? = 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材圖 8— 11 選擇帶型為 B 型，因?yàn)?1125 140dd??，參照表 8— 8 基準(zhǔn)直徑定為 1d =132mm，則對(duì)應(yīng) 1ad =外徑為 139mm，因?yàn)?1d 小于300mm，故采用腹板式。 滑塊上的許可作用力： ? ? ? ?3 33 60. 1 0. 8 25 0 10 8. 49 101 16 0 80( 8 )8ABBadPNlr??? ??? ? ???? () 危險(xiǎn)截面的剪應(yīng)力計(jì)算 AA面 ： 只需驗(yàn)算剪應(yīng)力即可 截面 AA上的扭矩： T = 239550000Pn =816225N HK? = FK? =；由表 10— 2 查得 AK =，即根據(jù)表 10— 4 查得 7 級(jí)精度， 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置 ： HK? =+?（ 1+ ） ? +? 310 ? =++ = 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材圖 10— 13，根據(jù) b/h=?，F(xiàn)在取 1b =70mm 1ad =（ 1z +2 *ah ） ?m =（ 19+2） ?6 =126mm 1od =45mm 1fd =(1z 2 *ah *2c )?m=(192? 12? )? 6=99mm D=? 1od =?45=72mm （ 13） 齒輪Ⅱ的尺寸如下 2d =2z ?m=71?6=426mm 2b =65mm 2ad =（ 2z +2 *ah ） ?m=(71+2) ? 6=438mm