【正文】 壓力集中在機器零件改變尺寸的位置發(fā)生，例如在一塊平的金屬板上的一個孔或者一塊平板、一個溝槽、一個圓軸上的皮帶在寬度方向上的突然變化。 動載荷是指那些，在大小和方向上發(fā)生變化并且可能需要對機器零件在抵抗失效能力上的研究。這種試驗可以確定被在設(shè)計方程式過程中使用的許多金屬的機械特性。從圖表里的時間軸上(x軸)，我們可以描述在10年的時間里，這種產(chǎn)品的預(yù)期壽命。 。因為變形是塑性的，夾緊力的損失將可能導(dǎo)致螺紋連接件的意外松動。 在高溫下，當(dāng)螺栓被用來緊固零件時，蠕變就可能變成一個必須解決的問題。因此，如果一個零件是在很強的強度下運轉(zhuǎn)的話，那么設(shè)計工程師必須精確地預(yù)言將在機器的使用壽命期間可能發(fā)生的蠕變的次數(shù)。在試驗的過程中，給定的材料在規(guī)定的溫度下的塑性應(yīng)變被被進行了實時監(jiān)控。蠕變現(xiàn)象在室溫的條件下也是存在的，但它發(fā)生的過程是如此之慢，以致于很少變得像在預(yù)期壽命中溫度被升高到300oC或更多時那樣顯著，逐漸增加的塑性變形可能在一段短的時期內(nèi)變得很明顯。從這張圖表中，我們也能看到在室溫下承受了一定載荷而不會發(fā)生變形的零件卻可能在高溫時承受相同載荷時發(fā)生永久變形。 當(dāng)溫度升高時。此外，當(dāng)溫度升高時，材料的彈性模數(shù)和屈服強度都會變差。在低的或者較高的溫度下，材料的特性可能會有很大的不同。對于大多數(shù)有色金屬來說，它們都有一個持久極限，數(shù)值大小大約是極限強度的25%。而疲勞曲線的繼續(xù)變小，表明不管作用力有多么的小，多次的應(yīng)力反復(fù)作用都會引起零件的失效。彈性材料通常使用從零到最大值之間變化的剪應(yīng)力值來做實驗，以此來模擬材料實際的受力方式。 最常見的疲勞損壞的類型通常是由于彎曲應(yīng)力所引起的。例如，對于鋼材料的零件來說，63 微英寸（ μin ）的機械加工的表面，零件的持久極限占理論的持久極限的百分比降低到了大約40%。對于鋼的材料來說，持久極限值大約等于極限強度的50%。由于包含了大量的循環(huán)，在繪圖時，N通常會被按照對數(shù)標度來畫， b中所示。 描繪的關(guān)系對于鋼的材料來說更為典型，因為當(dāng)N 接近非常大的數(shù)字時，曲線就會變得水平。由于這需要的前提是要進行無限次的循環(huán)，所以我們可以以100萬個循環(huán)用來作循環(huán)參考單位。然后根據(jù)壓力值和所需的循環(huán)的次數(shù)來繪制一個圖。然后用一個新的樣品替換掉被毀壞的樣品，并且將另一個重物插入以增加負荷量。試驗是這樣被進行的：一件小的重物被插入，電動機被啟動。進一步說明就是，持久極限就是指在無限循環(huán)的作用力下不引起失效的壓力值。 一種材料的疲勞強度是指在壓力的反復(fù)作用下的抵抗產(chǎn)生裂縫的能力。不管怎樣，疲勞失效有助于起到警告的作用。當(dāng)正在使用的機器零件由于靜載荷的原因出現(xiàn)問題時，由于材料具有的延展性，他們通常會發(fā)生一定程度的變形。無論如何，中心部分是粗糙的，表明中心是突然發(fā)生了斷裂，類似于脆性材料斷裂時的現(xiàn)象。對斷面的檢查可以發(fā)現(xiàn)一種非常有趣的圖案。一旦整個的外圍斗出現(xiàn)了裂縫，裂縫就會開始向軸的中心轉(zhuǎn)移。當(dāng)循環(huán)的次數(shù)增加時，最初的裂縫開始在軸的周圍的逐漸產(chǎn)生許多類似的裂縫。疲勞失效－疲勞極限線圖 ，如果材料的某處經(jīng)常會產(chǎn)生大量的周期性作用力，那么在材料的表面就很可能會出現(xiàn)裂縫。一個例子就是一臺升降機墜落到位于通道底部的一套彈簧裝置上，這套裝置產(chǎn)生的力會比升降機本身的重量大上好幾倍。周期性載荷： 像這樣的話，如果大小和方向同時改變，則就是說這種載荷會反復(fù)周期性的產(chǎn)生變化的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，這種現(xiàn)象往往就伴隨著應(yīng)力在方向和大小上的周期性變化。變載荷： 所謂變載荷，就是說載荷的大小在變，但是方向不變的載荷。 另一方面，在大小和方向上經(jīng)常發(fā)生變化的力則被稱為動載荷。此外，我們通常也把很少發(fā)生變化的作用力叫作靜載荷。當(dāng)在機器零部件里遇到剪應(yīng)力時，這個差別就一定要考慮到了。極限剪切強度，無論如何，不等于處于緊張狀態(tài)的極限強度。一張抗拉試驗的試驗圖紙就可以說明問題。因此，一種可延展的材料通常是由于變形受壓而損壞的，并不是壓力的原因。極限強度，無論如何，不能夠被用于評價壓力狀態(tài)。壓應(yīng)力和剪應(yīng)力 除抗拉的試驗之外，還有其它一些可以提供有用信息的靜載荷的實驗類型。機械加工性能（或切削性）：機械加工性能是指材料的一種容易被加工的性能。一般說來，材料越硬，它的脆性也越大，因此，彈性越小?？慑懶裕?可鍛性從根本上來說是指材料的一種在承受擠壓或壓縮是可以發(fā)生塑性變形的能力，同時，它也是一種在金屬被滾壓成鋼板時所需金屬的重要性能。延展性是通過可延展的零件在發(fā)生破裂前后的面積和長度的百分比來測量的。脆性的材料一般被認為不適合用來做機床的零部件，因為當(dāng)遇到由軸肩，孔，槽，或者鍵槽等幾何應(yīng)力集中源引起的高的應(yīng)力時，脆性材料是無法來產(chǎn)生局部屈服的現(xiàn)象以適應(yīng)高的應(yīng)力環(huán)境的。顯而易見，脆性材料的韌性和彈性非常低，并且大約相等。無論如何，韌性是一種可以吸收能量并且不會發(fā)生破裂的能力。吸收的能量的多少可以通過下面彈性區(qū)域內(nèi)的應(yīng)力圖表來描述出來。這條斜的模數(shù)線以及彈性模數(shù)是一種衡量材料的剛度的一種方法。因此靜強度可以被認為是大約等于比例極限，從理論上來說，我們可以認為在這種情況下，材料沒有發(fā)生塑性變形和物理破壞。材料的設(shè)計屬性當(dāng)他們與抗拉的試驗有關(guān)時，材料的下列設(shè)計特性被定義如下。無論如何，大多數(shù)凸輪以低速(少于500 rpm)運行而中速的凸輪可以通過一個大比例的圖形表示出來。通過使用凸輪，一個簡單的輸入動作可以被修改成幾乎可以想像得到的任何輸出運動。凸輪是一種僅僅有兩個組件構(gòu)成的設(shè)備。 一般說來，設(shè)計工程師必須考慮故障可能發(fā)生的全部方式，包括如下一些方面：壓力，變形，磨損，腐蝕，振動，環(huán)境破壞，固定設(shè)備松動 在選擇零件的大小與形狀的時候，也必須考慮到一些可能會產(chǎn)生外部負載影響的空間因素，例如幾何學(xué)間斷性，為了達到要求的外形輪廓及使用相關(guān)的連接件，也會產(chǎn)生相應(yīng)的殘余應(yīng)力。例如，應(yīng)力的集中可能就是由于輪廓的突然變化引起的，這一點也需要被考慮到。故障也可能是由一種叫蠕變的現(xiàn)象引起的，這種現(xiàn)象是指金屬在高溫下時一種材料的塑性流動。因此，每當(dāng)它不能夠再履行它要求達到的性能的時候，一個零件就都算是被毀壞了（即使它的表面沒有被損毀）。一種具有延展性的材料，在破裂之前必將發(fā)生很大程度的變形。 很多人錯誤的把一個零件發(fā)生故障或者失效理解成這樣就意味著一個零件遭到了實際的物理破損。另一個關(guān)鍵是材料是可延展性的還是脆性的。能夠被零件進行吸收的載荷是相當(dāng)重要的。一個例子是在一個汽車冷卻系統(tǒng)里的暖氣裝置軟管的松動。有時一次零件的故障或者失效可能是很嚴重的一件事情，比如，當(dāng)一輛汽車正在高速行駛的時候，突然汽車的輪胎發(fā)生爆炸等。存在的主要問題有：，關(guān)鍵產(chǎn)品產(chǎn)需矛盾大；；，配套件質(zhì)量差；、自動水平低、成套性差；根據(jù)上述存在的問題及國外機械壓力機目前發(fā)展動向，對今后工作提出如下看法：，尤其是大、重型機械壓力機；，；，提高產(chǎn)品的成套性，解決原材料的生產(chǎn)和供應(yīng)。因此，我國沖壓設(shè)備行業(yè)和企業(yè)需以戰(zhàn)略的思路和有效的措施應(yīng)對當(dāng)前的機遇和挑戰(zhàn)。近年設(shè)計制造的許多產(chǎn)品，其技術(shù)性能指標已經(jīng)接近或達到世界先進水平，在宜人性方面也取得了長足進步。傳動系統(tǒng)是曲柄壓力機的重要組成部分，其作用是將電機的運動和能量按照一定要求傳給曲柄滑塊機構(gòu)。用機械壓力機加工的板料沖壓代替的鑄件和鍛件，根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和形狀的不同，其生產(chǎn)成本可降低50～70%，零件重量減輕30～50%，材料消耗量減少30～60%。據(jù)有關(guān)質(zhì)料介紹，用機械壓力機生產(chǎn)的零件，在汽車行業(yè)中，對卡車占總零件數(shù)的45～55%，對轎車、大卡車為60～75%，在電機電器行業(yè)中占60～80%，在無線電行業(yè)中占85%，在日用制品行業(yè)中占98%。它們主要用于沖裁、落料、切邊、彎曲、拉延和成形等加工工序，在汽車農(nóng)機、電子。開關(guān)磁阻數(shù)控驅(qū)動系統(tǒng)與曲柄壓力機的結(jié)合成為開關(guān)磁阻數(shù)控曲柄壓力機技術(shù)，簡稱SCP，為開關(guān)磁阻電機在壓力機上的應(yīng)用。更合理的技術(shù)方案是在壓力機上雖不采用永磁電機，但能實現(xiàn)永磁電機驅(qū)動壓力機的技術(shù)性能。試用過程中，由于壓力機工作在劇烈的沖擊負載下存在永磁材料易碎、易脫落、易退磁的隱患。此前交流伺服技術(shù)用于數(shù)控機床的進給系統(tǒng)已經(jīng)普及，近期的短短十多年．其驅(qū)動曲柄壓力機的機型得到了迅速發(fā)展。其中機械驅(qū)動源的液壓化、兼容機械壓力機和液壓機雙方優(yōu)點，體現(xiàn)了未來壓力機的突出特征，例如球頭連桿壓力機，機械—液壓壓力機，液壓—機械壓力機等。在這種背景下，國外壓力機設(shè)計、制造者們、在傳統(tǒng)的機械壓力機上經(jīng)反復(fù)各種嘗試，最近終于設(shè)計制造出一些具有新創(chuàng)見的壓力機面市。國外目前現(xiàn)狀，曲柄壓力機，近30年來主要以批量生產(chǎn)在板沖和模鍛中被廣泛使用，專門化程度越來越高，朝著高速度、高精度、自動化方向發(fā)展，普遍采用CNC控制。濟南二機床公司因強大的研發(fā)制造能力和良好的市場業(yè)績，被國外用戶譽為“世界五大數(shù)控裝備制造商之一”。該機采用電控同步、電子伺服三坐標送料、多連桿、全自動換模、模具保護及現(xiàn)場總線控制等多項國際先進技術(shù)，具有遠程診斷、遠程控制和網(wǎng)絡(luò)通信等多種自動化功能，適用于汽車制造中薄板件的拉深、彎曲、沖裁和成形等冷沖壓工藝。這類機床過去惟工業(yè)發(fā)達國家獨有，20世紀末到21世紀初我國也已開發(fā)研制，并取得成功。生產(chǎn)節(jié)拍可達16～25次/min，是手工送料流水線的4～5倍，是單機連線自動化生產(chǎn)線的2 ～3 倍。大型多工位壓力機 在覆蓋件沖壓領(lǐng)域，大型多工位壓力機是最先進、最高效的沖壓設(shè)備，是高自動化、高柔性化的典型代表。這類生產(chǎn)線的典型配置和用途：開式單點壓力機加裝輥輪送料機( 或氣動送料機) 成線，可作單( 多) 工序連續(xù)沖壓，操作性良好；開式雙點壓力機加裝多工位送料裝置、開卷裝置和校平裝置，組成多工位連續(xù)沖壓生產(chǎn)線。這些單機連線已先后裝備了第一汽車制造廠、重慶長安汽車廠等汽車制造業(yè)的多條大型自動化沖壓生產(chǎn)線，并正在向更多的汽車廠和國外公司擴展。其中以濟南二機床集團公司、上海鍛壓機床廠、齊齊哈爾第二機床廠等為代表，先后研制了J47—1250/2000型閉式四點雙動拉深壓力機、S3P—630 型閉式四點壓力機、PE4 HH 600 2TS 四點單動壓力機、PD4 HH 800/ 600 2TS 四點雙動壓力機、30000kN 閉式雙點汽車大梁壓力機、成系列多連桿傳動單動壓力機及其他規(guī)格的大型雙動拉深壓力機。汽車覆蓋件是標志汽車質(zhì)量的最重要鈑金零件，是大型沖壓件的典型件，其生產(chǎn)目前主要有兩種方法：一是由多臺大重型機械壓力機配以自動化機械手，組成自動化柔性沖壓生產(chǎn)線；二是應(yīng)用大型多工位壓力機生產(chǎn)。國內(nèi)目前現(xiàn)狀,在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個性化和覆蓋件大型一體化。隨著新工藝新設(shè)備的不斷出現(xiàn), 一些形狀復(fù)雜的特殊零件可以直接成形。四、研究工作進度 周次內(nèi)容第一周研究題目、收集并整理資料第二周寫文獻綜述第三周寫開題報告第四周初步的設(shè)計和計算、做開題考核PP第五周完成外文翻譯第六周完成機械壓力機工作機構(gòu)的相關(guān)計算第七周完成機械壓力機傳動機構(gòu)和能源系統(tǒng)的計算第八周進行機械壓力機機身部分的計算第九周完成機械壓力機機身部分的計算第十周繪制機械壓力機的裝配圖、制作中期考核PPT第十一周繪制機械壓力機的裝配圖第十二周機械壓力機的三維建模第十三周機械壓力機的三維建模第十四周機械壓力機的三維建模第十五周寫設(shè)計說明書第十六周制作結(jié)題答辯PPT第十七周審核修改答辯 五、主要參考文獻 [1].牟林,胡建華主編. . 北京:北京大學(xué)出版社,2010[2].張策主編. 機械原理與機械設(shè)計（下冊）.第2版. 北京:機械工業(yè)出版社,2011[3].鄒慧君,張青主編. . 北京:高等教育出版社,2010[4].（修訂版）. 北京:機械工業(yè)出版社,1987[5].機械設(shè)計實用手冊編委會. 機械設(shè)計實用手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2008[6].成大先主編. . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010[7].于惠力,馮新敏主編. 傳動件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查. 北京:機械工業(yè)出版社,2010[8].華中工學(xué)院等五院(校)《機械傳動及曲柄壓力機》編寫組編. . 北京:人民教育出版社,1978[9].華中工學(xué)院等五院(校)《機械傳動及曲柄壓力機》編寫組編. . 北京:人民教育出版社,1978[10].《沖壓機械化與自動化》編寫組編. 沖壓機械化與自動化. 北京:機械工業(yè)出版社,1982[11].濮良貴,. 第八版. 北京:高等教育出版社，2007[12].孫桓,陳作模,葛文杰主編. . 北京:高等教育出版社，2006[13].. 北京:高等教育出版社，2004[14].鄧文英,(上冊).第五版. 北京:高等教育出版社，2008[15].Li Can ,Zhang Xianmin . Mechanism and machine : Wuhan University of Technology Press, 2004[16].Ye Zhonghe, Lan Zhaohui, . Smith . Mechanisms and machine theory. Beijing:Beijing Higher Education Press 2001六、指導(dǎo)教師意見 ……………………………………………………………………………………………指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責(zé)人簽字：年 月 日　 附錄2一、國內(nèi)外現(xiàn)狀在鍛壓機械中, 機械壓力機是一種品種多、產(chǎn)量大的設(shè)備, 廣泛地用于航空、汽車、拖拉機、造船、電機電器、無線電、輕工業(yè)等部門。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 （1）壓力機傳動系統(tǒng)采用多級傳動，滿足多種工件的制造要求，改善傳統(tǒng)壓力機加工對象單一的局限性；（2）在滿足強度，剛度的條件下，對機身結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，力求節(jié)約成本，結(jié)