【正文】 同時我也得感謝我身邊的每一位同學，我們共同學習，共同進步，同窗之間的友誼永遠長存。在此，謹向周老師老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 其次，還要感謝在畢業(yè) 設(shè)計過程中給了我很大幫助的幾位同學，他們在我的課題設(shè)計過程中，幫我解決了很多的疑惑，給了我很多關(guān)鍵的建議，幫助在設(shè)計的過程中我少走了很過彎路 .同時要感謝與我一起做畢業(yè)設(shè)計的十幾位同學，我們一起討論問題，共同探索，每天一起工作到很晚，并相互鼓勵，共同進步。同時，周老師淵博的專業(yè)知識，豐富的工作經(jīng)驗，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，高尚的人格魅力，均令我敬佩，我也從中學到了許多治學做人的道理。整個設(shè)計過程中周老師總是及時的指出我的問題，并且給予指導，使我能夠及時的糾正。曲柄壓力機對于我來說完全是一個陌生的概念，周老師不厭其煩的給我講解曲柄壓力機的原理，并且?guī)胰スS參觀講解，使我對它有了一個初步的認識。從前期的資料收集到課題的設(shè)計，再到論文的撰寫，我得到了很多人的幫助。 附錄 32 參考文獻 [1] 何德譽 .曲柄壓力機 [M].機械工業(yè)出版社， 1987. [2] 濮良貴，紀名剛 .械設(shè)設(shè)計 .高等教育出版社 . [3] 胡仁喜，路純紅，劉昌麗 . 中文版機械設(shè)計完全實例教程 .化學工業(yè)出版社 . [4] CHEN Wei， SUN Changqing， Li Yuanliang， Noise reduction of punch press mechanical . [5] He Yupeng,ZHAO Shengdun,ZOU Jun,ZHANG Zhiyuan,WANG on hybrid input mechanical press driven by two Univ of Miningamp。由于伺服壓力機具有諸多傳統(tǒng)壓力機所無法比擬的優(yōu)點，使得目前日本的企業(yè)在新增壓力機時， 90%是要購入伺服壓力機。 隨著制造業(yè)國際競爭日益激烈，高效率制造高精度、高品質(zhì)產(chǎn)品的伺服壓力機的需求越來越強烈。 通過本次課程設(shè)計，我的自學能力、查閱資料的能力都得到了很大的提高，從一開始拿到這個課題時的茫然到現(xiàn)在對其原理的熟悉，并且獨立的完成整個機床的設(shè)計讓我覺得這將近半年的時間真的沒有白費，并且特別充實，讓我鞏固了大學四年以來所學的專業(yè)知識，對機械這個行業(yè)又有了更深的認識與感悟，為今后的鞏固與學習奠定了良好的基礎(chǔ)。這種伺服壓力機的滑塊位置、速度可以任意調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同工藝和材質(zhì)的加工要求。 新型 125 噸深喉頸曲柄壓力機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 31 第 7 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 本文首先介紹了伺服壓力機的特點以及國內(nèi)外的發(fā)展研究現(xiàn)狀。為設(shè)計部門解決了因設(shè)備選型困難，造成地面基礎(chǔ)無法確定的矛盾。能改善同床動態(tài)特性，提高機床加工精度，具有防震、降低噪音之功能。 圖 62 調(diào)整墊鐵 使用方法： 將調(diào)整墊鐵分別放在機床各受力點下，每個墊鐵均受力后，然后調(diào)整墊鐵。 調(diào)整 裝置 機床的位置水平對于機械加工有著極其重要的意義，因此需要在加床地底部安裝調(diào)整墊鐵，用于機床設(shè)備的支承安裝和調(diào)整水平。當滑塊向下運動時，由于工件的作用，通過上模中的頂料桿使打料橫桿在滑塊中升起。本次設(shè)計我選用剛性打料裝置。 對小型壓力機，壓塌塊可采用單剪切面的形式。 本次設(shè)計我采用壓塌塊式保護裝置，裝在滑塊內(nèi)部。 江南大學學士學位論文 28 新型 125 噸深喉頸曲柄壓力機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 29 第 6 章 附屬裝置 過載保護裝置 壓力機在工作時，由于模具調(diào)整不當或者重疊沖壓發(fā)生過載現(xiàn)象，著這種過載現(xiàn)象可能使壓力機損壞，如連桿螺紋破壞、螺桿彎曲或斷裂，甚至機身變形和斷裂。 定義設(shè)計變量：截面尺寸約束： 120252101204001001 5 0 05004321????????XXXX （ 4）最大迭代次數(shù)為 10。 定義目標 :機身的重量最小化。 圖 511 側(cè)板橫截面的 主要尺寸 進入 UG 仿真導航器對床身進行優(yōu)化設(shè)計。 機身的優(yōu)化 由于機身的左右兩個側(cè)板占有機身中大部分質(zhì)量，而固定的裝模高度以及機身與各個零部件裝配關(guān)系的原因，使得機身的高度幾乎不可調(diào)節(jié)，而且側(cè)板之間的部分由于其中需要裝配零部件的原因也不可調(diào)，因此我們只需也只有對側(cè)板的橫截面進行優(yōu)化。 導軌角變形：所取兩節(jié)點在 X 方向的位移分別為 和 ，之間長度為 740mm，計算得導軌角變形為 rad? ； 工作臺角變形：所取兩節(jié)點在 Y 方向的位移分別為 和 ，之間長度為 900mm，計算得工作臺角變形為 rad? 。機身在受力條件下的角變形包括兩部分：導軌部分向后傾斜和工作臺部 分向下傾斜。 圖 57 機身 X 方向位移云圖 圖 58 機身 Y 方向位移分布云圖 圖 55 機身 X 方向位移云圖 圖 56 機身 Y 方向位移云圖 圖 59 機身 Z 方向位移云圖 圖 510 機身整體位移分布云圖 由上圖可知，機身的最大變形出現(xiàn)在曲軸支承孔前端鋼板的上端，大小為 ,雖然位移變形較小，但該處是影響機身剛度的主要部位。因此對機身進行剛度分析尤其重要。 機身剛度分析 開式機身在進行工作時， 將產(chǎn)生彈性變形，它有兩部分變形，即使裝模高度產(chǎn)生改變的垂直變形和使滑塊運動方向產(chǎn)生傾斜的角變形。下圖為本次所設(shè)計的機身在載荷作用在的 Vonmises 應(yīng)力分布云圖。 mm178。 mm178。而施加在滑塊上的作用力則近似的等效到支承曲軸的支承頸的支撐孔的表面。劃分網(wǎng)格后的機身模型如圖所示： 圖 54 劃分網(wǎng)格后模型離散圖 壓力機底面固定，因此可以近似的全約束。 4．本機身采用鋼板焊接，在材料屬性里面選擇材料為 steel。 2．不考慮偏載，假設(shè)沖壓力均勻的作用在工作臺面上。 由于機身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含各種小孔及導角，如果把這些因素都考慮進去，將會對有限元分析增加難度，因此對模型稍作簡化。工作臺板用螺釘固定在工作臺上，在壓力機工作中二者始終保持貼合。 工作臺板上平面設(shè)有緊固模具用的 T 型槽。 機身斷面形狀及結(jié)構(gòu)尺寸經(jīng)驗值如圖 51： 圖 51 機身截面圖 因為所設(shè)計的是深喉頸壓力機，故喉深取值稍大一點，取喉深 C 為 550mm。因此，合理設(shè)計機身對于提高壓力機剛度，減少制造工時，改善壓力機外觀，提高沖壓件的質(zhì)量都有重要影響。約占壓力機 加工總量的 20%到 30%左右。因而對機身的剛度及強度的校核及其重要。幾乎所有零件都安裝在機身上，工作時要承受全部工件變形力。 m，許用 最大轉(zhuǎn)速為 2900r/min，軸孔直徑為 70110mm，滿足使用要求。 m。該聯(lián)軸器傳遞扭矩較大，且結(jié)構(gòu)簡單，組成零件較少，制造較方便，維修方便，壽命較長，適用于中等和較大功率傳動。 m，許用轉(zhuǎn)矩為 3800r/min，軸孔直徑為 3242mm 之間，故合用。 聯(lián)軸器的選擇 調(diào)速電機與蝸桿的連接 （ 1）．類型選擇 選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，因為它適用于連接載荷平穩(wěn)，需正反轉(zhuǎn)并傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸，優(yōu)點是制造容易，裝拆方便，成本較低。 滾動軸承 蝸桿與支承座之間采用滾動軸承，因本滾動軸承是用于調(diào)節(jié)裝置，不經(jīng)常使用，且受力較小，故選用普通角接觸球軸承即可滿足需要，查機械設(shè)計手冊，選取 7212C 型號的深溝球軸承。 式中 ip — 某軸承上壓強； iP— 作用在該軸承上的力； 江南大學學士學位論文 18 id — 軸承直徑； il — 軸承長度。軸承選用材料為 ZQSn101(鑄磷錫青銅 )。軸瓦必須用銷或螺釘定位，防止它在軸向和圓周方向竄動。通常，下軸瓦承受載荷，上軸瓦不承受載荷，但是上軸瓦開有油溝和油孔，潤滑油由油孔輸入后，經(jīng)油溝分布到整個軸瓦表面。軸和軸承之間要有一定的配合間隙。 滑動軸承的潤滑及軸瓦結(jié)構(gòu) 滑動軸承必須可靠地潤滑。整體式軸承結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，易于制造，但其缺點是軸套磨損后，軸承間隙過大時無法調(diào)整，另外只能從軸頸端部拆卸，對于曲軸的曲柄頸處無法安裝。伺服減速電機圖 32 所示： 圖 32 伺服減 速電機 新型 125 噸深喉頸曲柄壓力機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 17 第 4 章 軸承與聯(lián)軸器的選用 滑動軸承 滑動軸承的選用 由于曲軸受沖擊較大，參考同類壓力機，連桿與曲軸接觸，支承頸與箱體接觸處采用滑動軸承。 DCMC240J 為伺服電機的型號，額定功率為 37KW，額定轉(zhuǎn)矩為 由于所需扭矩較大，且轉(zhuǎn)速較低，因此選用伺服電機與伺服專用減速機搭配，即伺服 減速電機，根據(jù)市面已有的伺服電機與減速電機，最終確定所選伺服減速電機型號為：KN450K1100S1B5/DCMC240J,其中 KN450K1100S1B5 為減速機的型號， KN450 為其系列名稱， K1 表示與工作機構(gòu)的連接方式為平鍵實心軸連接， 100 表示采用三級減速，S1 表示與伺服電機的連接為平鍵法蘭， B5 表示安裝方式，該減速機的輸出最大扭矩為84900N具體選擇過程為：計算壓力機工作行程時的最大總負荷（包括工作負荷、摩擦負荷等）：由上面對曲軸的強度校核可知此壓力機工作時的最大轉(zhuǎn)矩 M=65000N 電機的選擇 伺服壓力機的設(shè)計主要依據(jù)是力，校核能量。 圖 31 國內(nèi)某企業(yè)伺服壓力機傳動結(jié)構(gòu) 為此，日本 AIDA 公司以低速大扭矩伺服電機的專利技術(shù)研制了直接驅(qū)動伺服壓力機（圖 32），該壓力機傳動鏈短， 傳動精度高，大大提高了機床的傳動效率和工作穩(wěn)定性。圖 31 為國內(nèi)某鍛壓機床企業(yè)在原有機械壓力機基礎(chǔ)上所研制的 800kN 伺服壓力機，其伺服電機經(jīng)傳動系統(tǒng)的減速實現(xiàn)對滑塊的控制。下面就此類壓力機的傳動 結(jié)構(gòu)進行分析比較。前者通過單只伺服電機實現(xiàn)對壓力機滑塊工作速度的調(diào)節(jié)，以滿足不同的沖壓工藝要求，其結(jié)構(gòu)形式有曲柄連桿式、肘桿式等；后者是以大功率常速電機和小功率伺服電機作為動力源，通過運動合成機構(gòu)對壓力機滑塊速度進行有效控制，常用于大噸位大功率的伺服壓力機，其運動合成機構(gòu)有差動輪系機構(gòu)和多桿機構(gòu)兩類不同形式。導軌與滑塊的間隙大小隨壓力機形式和導軌間距離而異，通用壓力機導軌與滑塊的間隙一般在 — 之間。 由于本次設(shè)計的是高精度的伺服壓力機，對導向精度要求比較高，分析比較上述各種導軌的優(yōu)缺點，考慮到（ d）型導軌的結(jié)構(gòu)簡單，承受偏載能力強，因此選用此種導軌。此種導軌承受偏載能力強，但不易于調(diào)整。機身的到面向精度決定了滑塊的運動精度，而且易于調(diào)整。因而機身的加工精度直接影響了導向精度，但是導軌調(diào)整容易，也便于維修。 圖 25 導軌的幾種樣式示意圖 圖 25 為最常用的幾種導軌的樣式。 導軌的設(shè)計 導軌的結(jié)構(gòu)是保證壓力機精度的重要零件，它的選擇直接影響滑塊的運動精度。 對于公稱壓力在 6301250KN 的 壓力機，模柄孔直徑 d 為 50mm，深度 h 為 85mm?；瑝K導向長度 L=（ ） S， S 為滑塊行程，我們?nèi)?L=900mm,B=750mm。 滑塊左右尺寸 1L ： mmPL g 5 8 621 2 5 ??????? 結(jié)合滑塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)，適當增大滑塊左右尺寸，取 mmL 6501 ? 。 滑塊底面尺寸指不包括導軌的可供緊固模具的有效尺寸。 老式壓力機的滑塊底面尺寸較小，且大都呈正方形，隨著大尺寸模具的采用，滑塊底面尺寸逐漸加大，且左右方向尺寸大于前后方向。為了保證滑塊底平面和工作臺上平面的平