【正文】 , to better serve China39。實(shí)現(xiàn)偏心，目前有三種形式，即：曲軸式的偏心，曲拐軸式的偏心以及偏心軸式的偏心。在本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)任務(wù)是偏心軸式的曲柄壓力機(jī)偏心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)思想是，連桿大端與偏心軸偏心部分聯(lián)結(jié)，另一端與滑塊聯(lián)結(jié)，當(dāng)偏心軸作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿和滑塊一起上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)主要研究的是如何實(shí)現(xiàn)軸的偏心，如何實(shí)現(xiàn)連桿滑塊按即定要求直線往復(fù)運(yùn)湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 1 第一章 曲柄壓力機(jī)概論 1． 1 壓力機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)介 金屬板材成形設(shè)備 (如各種壓力機(jī)、剪板機(jī)、折彎?rùn)C(jī)等 )是汽車(chē)、電子信息、家用電器和儀表等行業(yè)最主要的工藝裝備之一，在制造業(yè)發(fā)揮著重要的作用。 隨著汽車(chē)工業(yè)的成長(zhǎng)，金屬板材成形設(shè)備在 20世紀(jì)得到了全面的發(fā)展，形成了較完備的體系 ，并達(dá)到了較高的技術(shù)水平。它們對(duì)制造技術(shù)提出了更新、更高的要求，推動(dòng)了包括金屬板材成形設(shè)備在內(nèi)的制造裝備的持續(xù)向前發(fā)展。 為進(jìn)一步提高工作性能，高速精密壓力機(jī)技術(shù)近年來(lái)取得了一系列新的進(jìn)展，包括： （ 1） 采用新材料、新結(jié)構(gòu)，盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量。 （ 2） 采取有效措施，減少溫度對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響，顯著改善滑塊的運(yùn)動(dòng)特性。 由于采用了熱平衡設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上的其他措施。瑞士 BRUDERER 公司的產(chǎn)品則設(shè)有油 水冷卻器，以控制溫度的變化，確保工作精度。瑞士 BRUDERER 公司的壓力機(jī)，其導(dǎo)向軸承可自動(dòng)補(bǔ)償熱變形，導(dǎo)向元件與條料位于同一平面，以確保沖裁時(shí)的導(dǎo)向精度。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 2 （ 4） 進(jìn)一步提高自動(dòng)化水平和工作可靠性。選擇適當(dāng)?shù)目偩€系 統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理。 數(shù)控 壓力機(jī)的發(fā)展已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。 曲柄壓力機(jī) 是使用比較廣泛的一種鍛壓設(shè)備，結(jié)構(gòu)形式也比較多。冷擠壓力機(jī) 用于各種冷擠壓零件 。曲柄壓力機(jī)的主要參數(shù)是公稱(chēng)壓力，表示滑塊上所容許的最大作用力 . 通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)坯料進(jìn)行成形加工的鍛壓機(jī)械 。 機(jī)械壓力機(jī) 在數(shù)量上約占各類(lèi)鍛壓機(jī)械總數(shù)的一半以上?！?30176。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 3 圖 工作原理 機(jī)械壓力機(jī) 工作時(shí) (機(jī)械壓力機(jī) 工作圖由電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角皮帶驅(qū)動(dòng)大皮帶（通常兼作 飛輪 ） ， 經(jīng)過(guò)齒輪副和 離合器 帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ,使滑塊和凸模直線下行 鍛壓工作完成后滑塊回程上行 ,離合器自動(dòng)脫開(kāi)，同時(shí)曲柄軸上的自動(dòng)器接通，使滑塊停止在上止點(diǎn)附近。最簡(jiǎn)單的 機(jī)械壓力機(jī) 采用單點(diǎn)式，即只有一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 機(jī)械壓力機(jī) 的 載荷 是沖擊性的，即在一個(gè)工作周期內(nèi)鍛壓工作的時(shí)間很短。按平均功率選用的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，積蓄動(dòng)能。鍛壓工作完成后，飛輪再次加速積蓄動(dòng) 能，以備下次使用。 機(jī)械壓力機(jī) 的操作分為連續(xù)、湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 4 單次行程和寸動(dòng)（微動(dòng)），大 多數(shù)是通過(guò)控制離合器和制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 生產(chǎn)中，有可能發(fā)生超過(guò)壓力機(jī)公稱(chēng)工作力的現(xiàn)象。為了保證操作者人身安全，壓力機(jī)上面裝有光電式或雙手操作式人身保護(hù)裝置。 開(kāi)式壓力機(jī)： 也稱(chēng)沖床，應(yīng)用最為廣泛。 圖 機(jī)身呈 C 形，前、左、右三面敞開(kāi) ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、機(jī)身可傾斜某一角度 ,以便沖好的工件滑下落入料斗 ,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 閉式壓力機(jī)： 機(jī)身呈框架形（圖 [閉式壓力 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 5 圖 機(jī) ]），機(jī)身前后敞開(kāi)，剛性好，精度高，工作臺(tái)面的尺寸較大，適用于壓制大型零件，公稱(chēng)工作力多為 1600～ 60000 千牛。 按應(yīng)用特點(diǎn)分 ： 有雙動(dòng)拉深壓力機(jī)、多工位自動(dòng)壓力機(jī)、回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)、熱模鍛壓力機(jī)和冷擠壓機(jī)。 拉深 前外滑塊首先壓緊板料外緣，然后內(nèi)滑塊帶動(dòng)凸模拉深杯體，以防板坯外緣起皺。內(nèi)外滑塊公稱(chēng)工作力之比為 （ ～ 1） :1。在壓力機(jī)的一次行程中，各工位同時(shí)進(jìn)行各道成形工序，制成一個(gè)工件。坯料放在模具上而不再移動(dòng)。這種壓力機(jī)定位精度高，便于調(diào)整產(chǎn)品，一機(jī)多用，多用于沖制儀器底板和面板等。 熱模鍛壓力機(jī) ：用于模鍛件生產(chǎn)。過(guò)去多用曲柄連桿機(jī)構(gòu) ,為提高剛性多已改用雙滑塊式和楔式。模鍛時(shí)滑塊在下止點(diǎn)附近容易卡死（俗稱(chēng)悶車(chē)），所以設(shè)有脫出裝置。最大規(guī)格為 160 兆牛。冷擠壓機(jī)一般是立式的，特點(diǎn)是剛度好，導(dǎo)向精度高，工作壓力大，工作臺(tái)面小，工作行程長(zhǎng)。 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)和閉式曲軸壓力機(jī)各 自 特點(diǎn) ： 開(kāi)式曲柄壓力機(jī)的 C形床身三面敞開(kāi)，特別適用于大張板料邊緣的沖壓加工。閉式曲軸壓力機(jī)的框架結(jié)構(gòu)受立柱的限制，工作臺(tái)面積有限，操做空間小，因而對(duì)沖壓件的周邊尺寸有一定的限制。閉式壓力機(jī)的床身成框架形結(jié)構(gòu)，由曲柄代替了偏心軸。 機(jī)身 機(jī)身由床身、底座和工作臺(tái)三部分組成，工作臺(tái)上的墊板用來(lái)安裝下 模 。機(jī)身首先要滿(mǎn)足剛度、強(qiáng)度條件，有利于減振降噪，保證壓力機(jī)的工作穩(wěn)定性。在壓力機(jī)的空行程，靠飛輪自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量蓄積動(dòng)能；在沖壓工件瞬間受力最大時(shí)，飛輪放出蓄積的能量，這樣使電動(dòng)機(jī)負(fù)荷均衡，能量利用合理，減少振動(dòng)。 工作機(jī)構(gòu) 工 作機(jī)構(gòu)是曲軸、連桿和滑塊組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。 連桿是連接件，它的兩端與曲軸、滑塊鉸接；裝有上模的滑塊是執(zhí)行元件，最終實(shí)現(xiàn)沖壓動(dòng)作。 操縱系統(tǒng) 操縱系統(tǒng)包括離合器、制動(dòng)器和操縱機(jī)構(gòu)。操縱裝置一般采用腳踏開(kāi)關(guān)。為此，應(yīng)在壓力機(jī)上采用一些保護(hù)性技術(shù)措施。 (4）大量生產(chǎn)的沖壓件 選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)； (5）校平、整形和溫?zé)釘D壓工序 選用摩擦壓力機(jī)； (6）薄板沖裁、精密沖裁 選用剛度高的精密壓力機(jī)； (7）大型、形狀復(fù)雜的拉深件 選用雙動(dòng)或三動(dòng)壓力機(jī)； (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(jī)。壓力的大小隨 滑塊下滑的位置不同，也就是隨曲柄旋轉(zhuǎn)的角度不同而 不同，如 圖 中曲線 1所示。公稱(chēng)壓力的大小，表示壓力機(jī)本身能夠承受沖擊的大小。 壓力機(jī)類(lèi)型的選擇 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 8 壓力機(jī)的公稱(chēng)壓力與 實(shí)際所需沖壓力的關(guān)系 沖壓工序中沖壓力的大小也是隨凸模（或壓力機(jī)滑塊）的行程而變化的。從圖中可以看出兩種實(shí)際沖壓力曲線不同步，與壓力機(jī)許用壓力曲線也不同步。圖中，最大拉深力雖然小于壓力機(jī)的最大公稱(chēng)壓力，但大于曲柄旋轉(zhuǎn)到最大拉深力位置時(shí)壓力機(jī)所發(fā)出的沖壓力，也就是拉深沖壓力曲線不在壓力機(jī)許用壓力曲線范圍內(nèi)。因此為保證沖壓力足夠 ，一般沖裁、彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大 30%左右。 圖 1─壓力機(jī)許用壓力曲線； 2─沖裁工藝沖裁力 實(shí)際變化曲線； 3─拉深工藝?yán)盍?shí)際變化曲線 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 9 (2）滑塊行程長(zhǎng)度 滑塊行程長(zhǎng)度是指曲柄旋轉(zhuǎn)一周滑塊所移動(dòng)的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。特別是成形拉深件和彎曲件應(yīng)使滑塊行程長(zhǎng)度大于制件高度的 ～ 倍。應(yīng)根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來(lái)考慮。當(dāng)制件或廢料需下落時(shí)，工作臺(tái)面孔尺寸必須大于下落件的尺寸。 (5）滑塊模柄孔尺寸 模柄孔直徑要與模柄直徑相符，模柄孔的深度應(yīng)大于模柄的長(zhǎng)度。 壓力機(jī)的閉合高度可通過(guò)調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度在一定范圍內(nèi)變化。 壓力機(jī)的裝模高度 指壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度的差值。 模具的閉合高度是指沖模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 10 圖 理論上為： HminH1≤H≤Hmax － H1 () 亦可寫(xiě)成： HmaxM－ H１ ≤H≤Hmax － H１ () 式中： H—— 模具閉合高度； Hmin—— 壓力機(jī)的最小閉合高度； Hmax— — 壓力機(jī)的最大閉合高度； H１ —— 墊板厚度； M—— 連桿調(diào)節(jié)量； Hmin－ H１ —— 壓力機(jī)的最小裝模高度； HmaxH１ —— 壓力機(jī)的最大裝模高度。因此一般模具的閉合高度接近于壓力機(jī)的最大裝模高度。常用壓力機(jī)的技術(shù) 參數(shù)可查閱相關(guān)手冊(cè)。 壓塌式過(guò)載保護(hù)裝置 根據(jù)破壞式保護(hù)原理，在傳動(dòng)鏈中人為制造一個(gè)機(jī)械薄弱環(huán)節(jié)。壓力機(jī)常用壓塌塊作為機(jī)械薄弱環(huán)節(jié)，保護(hù)主要受力件曲軸免受超載造成的破壞。壓塌塊有雙剪切面和單剪切面兩種，以雙剪切面的為例，壓塌塊兒何尺寸的確定原則是將 a， b兩處剪切面積設(shè)計(jì)得相同（見(jiàn)圖 ），以使兩剪切面同時(shí)破壞。 湖南科技大學(xué) 瀟湘學(xué)院 本科 生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 12 圖 壓塌塊過(guò)載保護(hù)裝置 壓塌式過(guò)我保護(hù)裝置的缺點(diǎn)是不能準(zhǔn)確地限制過(guò)載力，因?yàn)閴核鷫K的破 不僅由作用在它上面的外力決定，同時(shí)還與壓塌塊的材料疲勞有 關(guān)。滑塊導(dǎo)軌裝置可以消除偏心力錯(cuò)位，并且防止滑塊與導(dǎo)軌之間偏心接觸。導(dǎo)軌包含與第一導(dǎo)向面面對(duì)著的至少一個(gè)第一滑動(dòng)面。一個(gè)楔塊 支承著導(dǎo)軌，以使導(dǎo)軌能夠快速和容易地對(duì)正滑塊。對(duì)壓力機(jī)來(lái)說(shuō)靜態(tài)等級(jí)是個(gè)主要因素，但壓力機(jī)的剛性也是一個(gè)不可忽視的重要因素，這就是壓力機(jī)的強(qiáng)度問(wèn)題。因此，最好在壓力機(jī)靜態(tài)精度上 增加動(dòng)態(tài)特性，在沖裁力的作用下，臺(tái)面、曲軸、床身產(chǎn)生變形， C 型壓力機(jī)產(chǎn)生開(kāi)口等使其靜態(tài)精度破壞，把這時(shí)的精度稱(chēng)為動(dòng)態(tài)精度。動(dòng)態(tài)精度與壓力機(jī)各部分的剛性直接相關(guān)，剛性好的壓力機(jī)動(dòng)態(tài)精度高。如表 1 中，在壓力機(jī)的靜態(tài)精度下，把剛性好的劃分為 A 特級(jí)、 A1 級(jí)、 A2 級(jí)，剛性一般的劃分為 B 特級(jí)、 B1 級(jí)、 B2 級(jí)。如 A2 級(jí)， B1 級(jí)這樣的區(qū)別說(shuō)明壓力機(jī)等級(jí)對(duì)制件就有不同影響。剛性隨著加工壓力的大小變化，在公稱(chēng)壓力 1000kN的 B 級(jí)壓力機(jī)，只用 500kN壓力進(jìn)行沖壓加工時(shí)，具有與公稱(chēng)壓力 500kN的 A 級(jí)壓力機(jī)在公稱(chēng)壓力進(jìn)行沖壓加工時(shí)相同或大于它的剛性，所以在大型壓力機(jī)上安裝小沖模，壓力機(jī)的剛性當(dāng)然好。 壓力機(jī)在承受負(fù)荷的同時(shí)要產(chǎn)生變形，如圖 1 所示。例如，精密沖裁加工時(shí)必須在壓力機(jī)加工能力的 50%以下進(jìn)行。 精度高的壓力機(jī)能延長(zhǎng)模具壽命，所生產(chǎn)的沖壓件的質(zhì)量也好。 表 曲柄壓力機(jī)技術(shù)參數(shù) 名 稱(chēng) 參 數(shù) 公稱(chēng)壓力 630KN 滑塊行 程 100mm 公稱(chēng)壓力行程 4mm 滑塊行程次數(shù) 80 最大裝模高度 250mm 工作臺(tái)左右尺寸 710mm 工作臺(tái)前后尺寸 500mm 工作臺(tái)孔左右尺寸 350mm 工作臺(tái)孔前后尺寸 250mm 孔的直徑 270mm 最大傾斜角 30? 滑塊中心線至機(jī)身距離 260mm 裝模高度調(diào)節(jié)量 63mm 由于上傳動(dòng)的曲柄壓力機(jī)重量輕，成本較低，安裝維修 都比較方便，地基較為簡(jiǎn)單，該設(shè)計(jì)采用上傳動(dòng)的布置方式 由于工藝上要求曲柄壓力機(jī)的滑塊每往返一次后，能夠在上死點(diǎn)附近下停來(lái)，以便取出工件和送料，同時(shí)在調(diào) 整模具時(shí)也需要滑塊作少量的移動(dòng)，故在壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，需要安裝制動(dòng)器和 離合器。它的操縱機(jī)構(gòu)由汽缸、環(huán)形活塞和壓縮空氣控制系統(tǒng)所組成。嵌塊可在從動(dòng)盤(pán)的長(zhǎng)圓形軸向滑動(dòng)?，F(xiàn)在選擇 Z64 型石棉塑料。 缺點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外型尺寸大制造困難，成本高；離合器接合時(shí)，主從動(dòng)部分摩擦面有相對(duì)滑動(dòng)，消耗能量且轉(zhuǎn)化為熱量，使摩擦材料發(fā)熱加速磨損 制動(dòng)器的選擇 曲柄壓力機(jī)上常 用制動(dòng)器有三種類(lèi)型：圓盤(pán)式、帶式和嵌塊式。 圓盤(pán)式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 內(nèi)摩擦盤(pán)以花鍵或平鍵與從動(dòng)軸連接，但是外摩擦盤(pán)經(jīng)制動(dòng)器外殼與機(jī)身相聯(lián)。當(dāng)汽缸進(jìn)氣時(shí)，壓縮制動(dòng)彈簧、內(nèi)外摩擦盤(pán)失去制動(dòng)。這三個(gè)力交與一點(diǎn) B，組成一個(gè)平衡的匯交力系，根據(jù)力平衡的原理，從力的三角形中可以求得力 1p 、N、 ABp 之間關(guān)系： ` N= 1N ptg?? 由（ ）式知 sin sin? ? ?? 當(dāng) ? = 090 ， ? 達(dá)到最大值，如取 ? =， ? = 0