壓床執(zhí)行機(jī)構(gòu)與傳動系統(tǒng)設(shè)計說明書-在線瀏覽
2024-09-13 10:14本頁面
【正文】 連桿的上下(往復(fù))運(yùn)動變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運(yùn)動。按主傳動方式，沖床可分為曲柄滑塊式、機(jī)械凸輪式、肘桿式、液壓式。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)動曲線大體上適用于各種加工。(2) 機(jī)械凸輪式：在滑塊驅(qū)動機(jī)構(gòu)上使用凸輪機(jī)構(gòu)之沖床稱為凸輪式?jīng)_床。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。這種沖床具有在下死點(diǎn)附近的滑塊速度會變得非常緩慢(和曲柄式?jīng)_床比較)的獨(dú)特滑塊運(yùn)動曲線。 (4) 液壓式：與上面介紹的機(jī)械式不同，其驅(qū)動力由液壓提供。四、壓床在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r1. 國外的發(fā)展情況 目前，國外沖壓機(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。其中H1F45系列AC伺服壓力機(jī)是小松公司順應(yīng)市場變化開發(fā)的一種新型沖壓設(shè)備，其最大的特點(diǎn)是取消了飛輪、離合器和制動器，而由AC伺服電機(jī)直接驅(qū)動曲柄或螺桿帶動滑塊上下往復(fù)運(yùn)動，可施加350～2000的壓力，并且采用高性能CNC系統(tǒng)，滑塊的動作靈活，可在運(yùn)行的過程中隨時加減速或停止，且精度很高。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。如北京機(jī)床研究所與天津重型機(jī)器廠聯(lián)合生產(chǎn)了國內(nèi)第一臺大型數(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。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。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)。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。 (2） 采用了美國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)時顯示曲軸轉(zhuǎn)動角度、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)。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。特別是近年來在國外已經(jīng)發(fā)展起、國內(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。同時根據(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。第一章 設(shè)計要求以及數(shù)據(jù) 設(shè)計要求總體方案設(shè)計，傳動系統(tǒng)設(shè)計，機(jī)構(gòu)設(shè)計，機(jī)構(gòu)實(shí)體模型設(shè)計與運(yùn)動仿真，cad輔助設(shè)計繪制圖紙。電動機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器帶動三級齒輪減速器將轉(zhuǎn)速降低，帶動沖床執(zhí)行機(jī)構(gòu)（六桿機(jī)構(gòu)ABCDEF）的曲柄AB轉(zhuǎn)動（見示意圖），六桿機(jī)構(gòu)使沖頭5上下往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)沖壓工藝。方案一：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡單的連桿機(jī)構(gòu)，用曲柄帶動滑塊實(shí)現(xiàn)壓床上下的來回運(yùn)動。圖2—1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案二：曲柄六桿機(jī)構(gòu)A圖2—2 曲柄六桿機(jī)構(gòu)A方案三： 曲柄六桿機(jī)構(gòu)B圖2—3 曲柄六桿機(jī)構(gòu)B方案一：該方案機(jī)構(gòu)簡單，不需要很多的鉸接點(diǎn)，生產(chǎn)成本低，但是該機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性能不佳，在使用過程中需要一個滑槽提供移動副，會使沖頭在運(yùn)動過程中產(chǎn)生滑動摩擦，從而降低了該機(jī)構(gòu)的效率。方案二：優(yōu)點(diǎn)：能滿足要求，以小的力獲得很好的效果；缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)過于分散。所以，綜合以上的三種種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，方案三為最佳可行方案，按照所選取的數(shù)據(jù)，可以設(shè)計出滿足要求的機(jī)構(gòu)。=120176。根據(jù)已知參數(shù)，對機(jī)構(gòu)的兩個極限位置進(jìn)行幾何分析，可以計算各個桿件的長度。 ,Ψ3〞＝120176。過D作∠EDE′的角平分線交EE′于H，F(xiàn)F′于I點(diǎn).。在△E′GF′和△EKF中GE′＝KF， E′F′＝EF，∠E′GF′＝∠EKF＝90176。AD=== mm在△ADC′和ADC中，由余弦定理有：AC== AC==∵AC′=BCAB, AC=BC+AB∴求得AB=，BC= mm綜上可得個桿的尺寸如下圖：表31 機(jī)構(gòu)尺寸ABBCCDDEEF100mm150mm第四章 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 三維建模與裝配為了對該壓床機(jī)構(gòu)進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)動學(xué)分析，在沒有進(jìn)行生產(chǎn)之前，運(yùn)用相應(yīng)的仿真軟件對其進(jìn)行先一步的模擬仿真是很有必要的，不僅可以加快設(shè)計進(jìn)度，提高設(shè)計準(zhǔn)確性，還可以對設(shè)計的可用行性，做出最直觀的判斷。為了能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動，在裝配的時候應(yīng)注意各個部分的連接方法。滑塊的位移應(yīng)該是以一定周期循環(huán)變化的，周期就是曲柄的轉(zhuǎn)動周期，通過PRO/E對滑塊進(jìn)行位移分析，分析結(jié)果如下圖：圖4—6 滑塊位移時間曲線由圖可看出，滑塊位移隨時間變化近似于余弦函數(shù)，（符合100r/min）。經(jīng)測量波谷處的位移為近似為150mm,由于此曲線是每格一段時間進(jìn)行位置采樣得到的，所以會存在誤差。 滑塊速度分析為了更好的了機(jī)構(gòu)的工作情況，下邊對機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析。在一個周期內(nèi)出現(xiàn)兩個波峰和波谷，因?yàn)樵跇O限位置滑塊的速度為0，所以波谷就是上下極限位置的速度，為0。從圖像看，工作行程與返回行程的時間是一樣的。邊經(jīng)過一次極限位置，也就是說在轉(zhuǎn)速一定的情況下，上極限與下極限位置的出現(xiàn)是等時間的。 曲柄搖桿速度分析搖桿DE的速度分析，主要是分析連接出C、E兩點(diǎn)的速度。C點(diǎn)的速度時間曲線如下：圖4—9 C點(diǎn)時間速度曲線E點(diǎn)的速度時間取下如下：圖4—10 E點(diǎn)時間速度曲線通過觀察二者的曲線與滑塊的曲線形狀保持一致，周期也符合。其中E點(diǎn)的時間速度曲線與滑塊的很接近，速度的峰值值稍稍比滑塊大一點(diǎn)，這說明，在機(jī)構(gòu)運(yùn)動的過程中，桿EF繞F點(diǎn)的轉(zhuǎn)動角度很小，所以，機(jī)構(gòu)在進(jìn)行沖壓的時候會比較平穩(wěn)。轉(zhuǎn)速為100r/min。為了更為直觀的比較各個點(diǎn)的速度，下給出個點(diǎn)速度的集合曲線圖：圖4—12 各點(diǎn)速度時間綜合曲線圖下
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