【正文】 (７）電動機功率的選擇 必須保證壓力機的電 動機功率大于沖壓時所需要的功率。 (3）行程次數(shù) 行程次數(shù)即滑塊每分鐘沖擊次數(shù)。 壓力機規(guī)格的選擇 (1）公稱壓力 壓力機滑塊下滑過程中的沖擊力就是壓力機的壓力。機身大多為鑄鐵材料，而大型壓力機采用鋼板焊接而成。機身剛度大，導向面長 ,承受偏載能力強。但開式機身剛性較差，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。有的大工作面 機械壓力機 ，為使滑塊底面受力均勻和運動平穩(wěn) 而采用雙點或四點的。 此外，數(shù)控 壓力機因加工的萬能性和高度的自動化，一直受到廠家的關注，成為現(xiàn)代化沖壓設備的主力之一，其地位可與切削加工中的加工中心媲美。進入新世紀后，不僅汽車工業(yè)持續(xù)發(fā)展，電子信息、家用電器和醫(yī)療器械等行業(yè)也如雨后春筍，蓬勃發(fā)展。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，鍛壓機械越來越廣泛的應用于國民經(jīng)濟部門的工業(yè)生產(chǎn)中，除機械制造業(yè)本身外，動力機械工業(yè)、船舶、電機、電器、汽車、拖拉機、農(nóng)業(yè)機械、機車車輛制造業(yè)、航空航天工業(yè)，以及與人們日常生活密切相關的家用電器、日用五金等輕工部門，均需要大量鍛壓機械為之服務；隨著科學技術的進步，需要更多、更好的各種鍛壓機械來進行各種鍛壓工藝，這就要求我們應用各種現(xiàn)代化的設計理論和計算方法，設計出自重輕、性能好生產(chǎn)率高的各類新型鍛壓機械，更好地服務于祖國 現(xiàn)代化建設中，對現(xiàn)代制造業(yè)極具現(xiàn)實意義。 為進一步提高工作性能，高速精密壓力機技術近年來取得了一系列新的進展，包括： （ 1） 采用新材料、新結構，盡量減少運動部件的質量。 曲柄壓力機 是使用比較廣泛的一種鍛壓設備，結構形式也比較多。按平均功率選用的電動機啟動后，飛輪運轉至額定轉速，積蓄動能。 按應用特點分 ： 有雙動拉深壓力機、多工位自動壓力機、回轉頭壓力機、熱模鍛壓力機和冷擠壓機。模鍛時滑塊在下止點附近容易卡死（俗稱悶車），所以設有脫出裝置。在壓力機的空行程，靠飛輪自身轉動慣量蓄積動能；在沖壓工件瞬間受力最大時，飛輪放出蓄積的能量，這樣使電動機負荷均衡，能量利用合理，減少振動。公稱壓力的大小，表示壓力機本身能夠承受沖擊的大小。當制件或廢料需下落時，工作臺面孔尺寸必須大于下落件的尺寸。 壓塌式過載保護裝置 根據(jù)破壞式保護原理，在傳動鏈中人為制造一個機械薄弱環(huán)節(jié)。因此，最好在壓力機靜態(tài)精度上 增加動態(tài)特性，在沖裁力的作用下，臺面、曲軸、床身產(chǎn)生變形， C 型壓力機產(chǎn)生開口等使其靜態(tài)精度破壞，把這時的精度稱為動態(tài)精度。 表 曲柄壓力機技術參數(shù) 名 稱 參 數(shù) 公稱壓力 630KN 滑塊行 程 100mm 公稱壓力行程 4mm 滑塊行程次數(shù) 80 最大裝模高度 250mm 工作臺左右尺寸 710mm 工作臺前后尺寸 500mm 工作臺孔左右尺寸 350mm 工作臺孔前后尺寸 250mm 孔的直徑 270mm 最大傾斜角 30? 滑塊中心線至機身距離 260mm 裝模高度調節(jié)量 63mm 由于上傳動的曲柄壓力機重量輕，成本較低，安裝維修 都比較方便，地基較為簡單，該設計采用上傳動的布置方式 由于工藝上要求曲柄壓力機的滑塊每往返一次后，能夠在上死點附近下停來，以便取出工件和送料，同時在調 整模具時也需要滑塊作少量的移動，故在壓力機傳動系統(tǒng)中，需要安裝制動器和 離合器。 1p （ ） N? 1sinp?? （ ） 湖南科技大學 瀟湘學院 本科 生畢業(yè)設計（論文 ） 21 在分析連桿、滑塊受力的過程中，沒考慮各活動部位的摩擦。大齒輪接觸疲勞強度為 550Mpa, 由 《機械設計》教材表 107查得 齒寬系數(shù)￠ = 假定該曲柄壓力機工作壽命為 16年（每年工作 300天）兩班倒，每班 8 個湖南科技大學 瀟湘學院 本科 生畢業(yè)設計（論文 ） 29 小時則應力循環(huán)次數(shù) 1N =60 1 (2 8 300 16) = 910 2N = ? = 810? 按《機械設計》教材圖 10— 19 查得疲勞壽命系數(shù) 1HkN=； 2HkN= 設失效 概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1,則計算接觸疲勞許用應力 ? ?1H?、 ? ?2H?分別如下： ? ?1H?= 1HkN. lim1H? /S= 600=540Mpa () ? ?2H?= 2HkN. 2limH? /S = 550 = 小齒輪傳遞轉矩 1T = 595 .5 10 7. 5 0. 95? ? ?/ = 10 N mm?? 即 5231 21 . 3 2 . 2 8 1 0 4 . 7 3 1 8 9 . 82 . 3 2 0 . 6 3 . 7 3 5 2 2 . 5td ? ? ? ?? ?? = （ 6） 計算圓周速度 u ? = 160 1000dtn?? () = 3 .1 4 1 0 1 .0 6 2 2 9 8 .4 66 0 1 0 0??? =（ 7） 計算齒寬 b b= 1dtd?? () =? = 湖南科技大學 瀟湘學院 本科 生畢業(yè)設計（論文 ） 30 （ 8） 計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) tm = 11/tdz=() 齒高 h=?= () b/h=（ ） （ 9）計算載荷系數(shù) 根據(jù) ? =,7 級精度，由《機械設計》教材圖 10— 8 查得動載荷系數(shù)K? =。 圓球面?zhèn)髁B桿尺寸的設計與計算 根據(jù)經(jīng)驗公式計算如下： 球面直徑： Bd = 04F （ ） =100mm 球頭外徑： 3d = Bd （ ） =90mm 螺桿螺紋外徑： 0d = Bd =60mm （ ） 螺桿最小直徑 2d = 0d （ ） =54mm 螺紋最小工作長度 H= 0d =90mm （ ） 滑塊的設計 滑塊的作用 滑塊在曲柄壓力機機構中，它將連桿的擺動轉變?yōu)橹本€往復運動，為模具提供初步導向，此外在滑塊上安裝其輔助裝置。連桿體為鑄件，一般用灰鑄鐵HT200，大連桿用鑄鋼 ZG270— 500，連桿體下端有內螺紋與調節(jié)螺桿聯(lián)結。 ????） () 2303min PdAn? 031 1 0 , 8 0 / m inA n r?? 3 7 . 5 0 . 9 5 0 . 9 61 1 0 4 880????mm 根據(jù)經(jīng)驗公式支承頸 0 4 63 0 10 0d ??mm () 支承頸長度 001 5 15 0ld? ? ? ? mm () 曲柄頸直徑 250Add??mm () 圓角半徑 10rd??mm () 湖南科技大學 瀟湘學院 本科 生畢業(yè)設計（論文 ） 27 圖 危險截面應力校核 BB面 ： 31 ( 8 )8 AP l rMd?? ???? () 44336 3 1 0 ( 1 6 0 8 0 ) 6 3 2 4 0 1 0 1 2 . 0 9 60 . 1 2 5 0 8 0 . 1 2 5 0 8 M P a? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? sn?? ? sd為屈服強度４９０ Mpa,n 為安全系數(shù)， n 在２ .５ 之間，現(xiàn)在取 n 等于３，即： ? ? 490 1633 M Pa? ?? ????? 故該軸在截面 BB 的強度是足夠的。當汽缸進氣時，壓縮制動彈簧、內外摩擦盤失去制動。例如，精密沖裁加工時必須在壓力機加工能力的 50%以下進行。一個楔塊 支承著導軌，以使導軌能夠快速和容易地對正滑塊。因此一般模具的閉合高度接近于壓力機的最大裝模高度。特別是成形拉深件和彎曲件應使滑塊行程長度大于制件高度的 ～ 倍。 (4）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機或多工位自動壓力機； (5）校平、整形和溫熱擠壓工序 選用摩擦壓力機； (6）薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機； (7）大型、形狀復雜的拉深件 選用雙動或三動壓力機； (8）小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序，多采用液壓壓力機。 機身 機身由床身、底座和工作臺三部分組成，工作臺上的墊板用來安裝下 模 。 熱模鍛壓力機 ：用于模鍛件生產(chǎn)。 圖 機身呈 C 形，前、左、右三面敞開 ,結構簡單、操作方便、機身可傾斜某一角度 ,以便沖好的工件滑下落入料斗 ,易于實現(xiàn)自動化。最簡單的 機械壓力機 采用單點式，即只有一個曲柄滑塊機構。選擇適當?shù)目偩€系 統(tǒng)還可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理。 隨著汽車工業(yè)的成長，金屬板材成形設備在 20世紀得到了全面的發(fā)展，形成了較完備的體系 ，并達到了較高的技術水平。本設計鍛壓機械設備為機械式曲柄壓力機（采用偏心軸作為偏心機構）。如 KYORI 公司 Mach 系列超高速精密壓力機，滑塊采用了陶瓷－鋁合金復合材料，使慣性力下降了 40％；將封閉高度調節(jié)機構置于橫梁部位，不但使調節(jié) 范圍加大，而且使運動部件的質量得到進一步降低。普 通曲柄壓力機主要用于生產(chǎn)沖壓件；熱模鍛 曲柄壓力機 用于生產(chǎn)熱模鍛件；手鍛機用于長桿類鍛件的局部鐓粗和圓環(huán)類零件的鐓粗和沖孔；冷鐓自動機用于各冷鐓標準件的加工；拉深壓力機用于板材的拉延 。凸模接觸坯料開始鍛壓工作后，電動機的驅動功率小于載荷，轉速降低，飛輪釋放出積蓄的動能進行補償。 雙動拉深壓力機 :它有內、外兩 個滑塊 ,用于杯形件的拉深成形。機械中有上下頂出裝置，能實現(xiàn)多模膛鍛造 ,鍛件精度較高，適于大批量生產(chǎn)。有的沖 壓機利用大齒輪或大皮帶輪起到飛輪的作用。壓力機的強度和剛性就是按公稱壓力進行設計的。對有彈頂裝置的模具，工作臺面孔尺寸還應大于下彈頂裝置的外形尺寸。當發(fā)生超載時，這個薄弱環(huán)節(jié)首先破壞，切斷傳動線路，使動力不能繼續(xù)輸入，后續(xù)機構運動停止，從而保護后續(xù)主要受力件不遭到損壞。由動態(tài)精度的好壞來決定壓力機等級。 湖南科技大學 瀟湘學院 本科 生畢業(yè)設計（論文 ） 15 本設計選用浮動嵌塊式的摩擦離合器 結構特點 它的主動部分包括（飛輪）， 主動摩擦盤和從動盤上的浮動嵌 塊。對于分析連桿和滑塊受力來說，誤差很小，可忽略摩擦的影響。 HK? = FK? =；由表 10— 2 查得 AK =，即根據(jù)表 10— 4 查得 7 級精度， 小齒輪相對支承非對稱布置 ： HK? =+?（ 1+ ） ? +? 310 ? =++ = 由《機械設計》教材圖 10— 13，根據(jù) b/h=。 帶動模具上下運動，控制模具運動方向，控制模具運動 速 度 。軸瓦材料長用鑄造錫青銅， ZcuSn10Pb1 或鉛鋅合金，連桿蓋的軸瓦負荷較輕，可用酚醛塑料代替金屬。缺點是偏心直徑大，摩擦損耗多，制造困難 偏心軸的材料選擇 根據(jù)《機械設計 》 表 151 軸的常用材料及其主要力學性能 ，本設計選擇材料為： 40Cr 調質， 硬度為 241~286HBS,抗拉強度為 685BaMP? ? 屈服強度490saMP? ? 彎曲疲勞強度極限 1 335 aMP?? ? ，剪切疲勞極限為： 1 185 aMP?? ? ，許用彎曲應力為 ? ?1 70 aMP?? ? 偏心軸的危險面分析以及尺寸設計 如 下圖所示，偏心軸偏心部分短而粗，不易變形馬克簡化成為受均 勻載荷的簡支梁，