薄片零件沖壓機

1、薄壁零件沖壓機的設計一.工作原理及加工過程薄壁零件沖壓機是用于將具有良好拉伸延展性的薄壁金屬板(如鋁板)一次沖壓成所規(guī)定形狀的機械機構.它的主要加工過程如下:1）將坯料送至待加工位置2）下模固定在機架上,上模先以較大速度接近坯料,接著以近似勻速將坯料沖壓拉延成形并將成品快速推出模腔,最后快速返回. 二.原始數(shù)據(jù)及設計要求1)動力源為1400r/min的轉動電動機2)沖壓成型制品生產率約70件/min3)上模移動總行程為250mm,其拉延行程置于總行程末段,約為50mm4)上模行程速比系數(shù)K1=1.88;推桿行程速度系數(shù)K2 =1.45)坯料輸送最大距離200mm6)最小傳動角45三、傳動系統(tǒng)方

2、案設計沖床傳動系統(tǒng)如圖3-1所示。電動機轉速經帶傳動、齒輪傳動降低后驅動機器主軸運轉。原動機為三相交流異步電動機，其同步轉速選為1400r/min，可選用如下型號：電機型號 額定功率（kw） 額定轉速（r/min）Y112M-4 4 1440Y132S-4 5.5 1440Y132M-4 7.5 1440由生產率可知主軸轉速約為70r/min，若電動機暫選為Y132S-4，則傳動系統(tǒng)總傳動比約為i=20。取帶傳動的傳動比ib=2，則齒輪減速器的傳動比ig=10，故可選用兩級齒輪減速器。圖3-1 沖床傳動系統(tǒng)四、 執(zhí)行機構運動方案設計及討論該沖壓機械包含兩個執(zhí)行機構，即沖壓機構和送料機構。沖壓機

3、構的主動件是曲柄，從動件（執(zhí)行構件）為滑塊（上模），行程中有等速運動段（稱工作段），并具有急回特性；機構還應有較好的動力特性。要滿足這些要求，用單一的基本機構如偏置曲柄滑塊機構是難以實現(xiàn)的。因此，需要將幾個基本機構恰當?shù)亟M合在一起來滿足上述要求。送料機構要求作間歇送進，比較簡單。實現(xiàn)上述要求的機構組合方案可以有許多種。下面介紹幾個較為合理的方案。1齒輪連桿沖壓機構和凸輪連桿送料機構如圖53所示，沖壓機構采用了有兩個自由度的雙曲柄七桿機構，用齒輪副將其封閉為一個自由度。恰當?shù)剡x擇點C的軌跡和確定構件尺寸，可保證機構具有急回運動和工作段近于勻速的特性，并使壓力角盡可能小。送料機構是由凸輪機構和連桿

4、機構串聯(lián)組成的，按機構運動循環(huán)圖可確定凸輪推程運動角和從動件的運動規(guī)律，使其能在預定時間將工件推送至待加工位置。設計時，若使lOGlOH ，可減小凸輪尺寸。4-1沖床機構方案之一 2.六桿機構沖壓機構采用六桿機構,可保證機構具有急回特性和工作段近于勻速的特征,并使壓力角盡可能小.用一般的四桿急回機構,雖可滿足急回要求,但其工作行程的等速性能往往不好,采用六桿機構就可獲得改善. 送料機構是由四桿機構組成,按機構的運動循環(huán)圖確定主動件和從動件運動規(guī)律,則機構可在預定時間將工件送至待加工的位置. 4-2沖床機構方案之二3.棘輪機構沖壓機構采用棘輪機構.棘輪和一四桿機構串聯(lián),上模上升時,搖桿順時針擺動

5、,并通過棘爪帶動棘輪和工作抬順時針轉位.當上模下降進行沖壓時,搖桿逆時針擺動,則棘爪在棘輪上滑動,工作臺不動.凸輪送料機構的凸輪軸通過齒輪機構與曲柄軸相連,若按機構運動循環(huán)圖確定凸輪轉角及其從動件的運動規(guī)律,則機構可在預定時間將工件送至待加工位置. 4-3 沖床機構方案之三經過分析論證，方案1是三個方案中最為合理的方案，下面就對其進行設計。八、傳動件的設計1、齒輪的設計1) 傳動齒輪設計2）高速級大小齒輪的設計：材料選擇：高速級小齒輪選用鋼調質，齒面硬度為250HBS。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查表得： 。查表得： 。故 。查表得： 。故 。按齒面接觸強度設計：9級精度制

6、造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計算中心距： 考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取 則取 實際傳動比：傳動比誤差：。齒寬：取高速級大齒輪： 高速級小齒輪： 驗算輪齒彎曲強度：查表： 按最小齒寬計算： 所以安全。齒輪的圓周速度： 查表知選用9級的的精度是合適的。2）低速級大小齒輪的設計：材料：低速級小齒輪選用鋼調質，齒面硬度為250HBS。低速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。查表得： 。查表得： 。故 。查表得： 。故 。按齒面接觸強度設計：9級精度制造，查表得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)計算中心距： 取 則 取計算傳動比誤差：合適齒寬：則取 低速級大齒輪： 低

7、速級小齒輪： 驗算輪齒彎曲強度：查表得：按最小齒寬計算：安全。齒輪的圓周速度：查表知選用9級的的精度是合適的。九、軸的設計1、高速軸設計：材料：選用45號鋼調質處理。查表取 C=100。各軸段直徑的確定： 又因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，且所以查手冊第9頁表1-16取。L1=1.75d1-3=60。因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查表取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段裝配軸承且，所以查表取。選用6009軸承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位軸承，取。L4根據(jù)箱體內壁線確定后在確定。裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪

8、軸： 查表得：得：e=5.96.25。段裝配軸承所以 L6= L3=28。2）、校核該軸和軸承：L1=73 L2=211 L3=96作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為作用在軸1帶輪上的外力： 求垂直面的支反力：求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：求水平面的支承力：由得NN求并繪制水平面彎矩圖：求F在支點產生的反力：求并繪制F力產生的彎矩圖：F在a處產生的彎矩：求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把與直接相加。求危險截面當量彎矩：從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）計算危險截面處軸的直徑：因為材料選擇調質，查頁表得，查表得許用彎曲應力，則：因為，所以該軸是安全的。3）、軸承壽命校核：軸承壽命可由式進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查表，取取按最不