自動(dòng)剪板機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、裝訂線 自動(dòng)剪板機(jī)設(shè)計(jì)摘要本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)自動(dòng)剪板機(jī)，此剪切機(jī)用于剪切厚為0.20.3mm，最大寬度為2000毫米的板帶，裁剪的鋼板規(guī)格為1m×2m×3mm.剪斷時(shí)間小于10s，重點(diǎn)就剪板機(jī)壓緊裝置、放料裝置、剪板機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中通過對比國內(nèi)外剪板機(jī)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，同時(shí)經(jīng)濟(jì)、合理的剪板機(jī)，具體設(shè)計(jì)思路上：利用液壓系統(tǒng)控制刀架，大大減少了剪切的時(shí)間并且提高了剪切精度，采用自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)以提高剪板機(jī)的自動(dòng)化性能。近年來，隨著模具技術(shù)和沖壓技術(shù)的發(fā)展，剪板機(jī)的應(yīng)用范圍在不斷地?cái)U(kuò)大，數(shù)量在不斷地增加，預(yù)計(jì)不久的將來，剪板機(jī)在沖壓用剪板機(jī)中的比例將會(huì)越來越大。關(guān)

2、鍵詞壓緊裝置 剪板機(jī)機(jī)構(gòu) 放料裝置 Automatic cutting machine designAbstract This paper designed an automatic cutting machine, the shearing machine is used for cutting thick 0.2 0.3 mm, maximum width of 2000 mm plate band, cutting the steel plate specifications for 1 m * 2 m * 3 mm. Cut the time less than 10 s, mainl

3、y on shearing machine clamping device, feeding device, shearing machine structure design, by comparing the shearing machine at home and abroad in the design, make every effort to design a simple structure, convenient operation, economy, reasonable shearing machine at the same time, the specific desi

4、gn idea: use hydraulic system control tool post, greatly reducing the shear time and improved the precision of shearing, automated conveying mechanism in order to improve the automation of the shearing machine performance. In recent years, with the development of the mould and stamping technology, t

5、he application range of the shearing machine is constantly expanding, the number is constantly increasing, is expected in the near future, plate shears in the stamping with ratio of shearing machine will be bigger and bigger.Keywords Clamping device Shearing machine body Feeding device 目 錄前言1第1章 剪板機(jī)

6、的現(xiàn)狀及展望5第2章 斜刀片剪板機(jī)的總體介紹5 2.1 數(shù)控剪板機(jī)的工作原理6 2.2 剪板機(jī)總論6 2.3 上切式液壓斜刀片剪板機(jī)6第3章 總體布局設(shè)計(jì)6第4章 剪板機(jī)的設(shè)計(jì)8 4.1 刀刃側(cè)向間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)8 4.2 機(jī)架9 4.3 刀片9 4.3.1 刀片傾斜角9 4.3.2 上下刀刃側(cè)向間隙10 4.3.3 刀片的材料10 4.4 力能參數(shù)計(jì)算11 4.4.1 剪切力11 4.4.2 剪切金屬上的作用力11 4.4.3 剪切功11第5章 液壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)12 5.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)12 5.2 液壓傳動(dòng)的基本原理12 5.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成12 5.4 雙作用活塞油缸13 5.5 主

7、要性能參數(shù)13 5.5.1 安全系數(shù)13 5.5.2 壓力13 5.5.3 缸筒內(nèi)徑的計(jì)算13 5.5.4 主要尺寸14 5.5.5 薄壁筒和厚壁筒的區(qū)別15 5.5.6 鋼筒的壁厚計(jì)算15第6章 壓緊裝置的設(shè)計(jì)15 6.1 壓緊機(jī)構(gòu)及裝置16 6.2 夾緊機(jī)構(gòu)的種類16 6.3 相關(guān)計(jì)算16第7章 關(guān)于環(huán)保和可行性經(jīng)濟(jì)的分析！18結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄前 言 剪板機(jī)是借于運(yùn)動(dòng)的刀片和固定的刀片，采用合理的刀片間隙，對各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離的設(shè)備。剪板機(jī)常用來剪裁直線邊緣的板料毛坯。剪切能保證被剪板料剪切表面的直線性和平行度要求，并減少板材扭曲，以

8、獲得高質(zhì)量的工件。板金行業(yè)的下料剪切工具，廣泛適用于機(jī)械工業(yè)，冶金工業(yè)，汽車，造船，電器電氣工程設(shè)備，板金加工，鋼管焊接，電子工業(yè)，航天航空工業(yè)，農(nóng)業(yè)機(jī)械制造，餐飲家具各種機(jī)械行業(yè)，主要作用就是用于金屬剪切在使用金屬板材較多的工業(yè)部門，都需要根據(jù)尺寸要求對板材進(jìn)行切斷加工，所以剪板機(jī)就成為各工業(yè)部門使用最為廣泛的板料剪斷設(shè)備。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的題目是“自動(dòng)剪板機(jī)設(shè)計(jì)”，自動(dòng)剪板機(jī)設(shè)計(jì)，主要要求剪板機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剪切的過程，可實(shí)現(xiàn)用于剪切厚為0.23mm，最大寬度為2000毫米的板帶，裁剪的鋼板規(guī)格為1m×2m×3mm.由于時(shí)間倉促和作者的知識(shí)水平有限，論文中的錯(cuò)誤和不足在所難免

9、，請各位老師給予批評指正。 第1章 剪板機(jī)的現(xiàn)狀及展望我國的第一條板材加工FMS也于1991年12月通過了技術(shù)鑒定，其性能達(dá)到了國外同類產(chǎn)品80年代末期水平。該FMS由壓力機(jī)、折彎機(jī)和剪板機(jī)組成沖孔、剪切、折彎柔性制造系統(tǒng)，主要特點(diǎn)是沖孔單元可與倉庫單元相聯(lián)成為獨(dú)立的系統(tǒng)，用硬件和軟件來解決小規(guī)格數(shù)控直角剪板機(jī)大尺寸板件的加工，自動(dòng)編程計(jì)算機(jī)可滿足板材加工FMS全線自動(dòng)運(yùn)行要求和加工單元獨(dú)立自動(dòng)運(yùn)行要求，主要數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等三臺(tái)設(shè)備組成對上線前或下線后板材進(jìn)行剪切、折彎加工。該FMS適用于多品種小批量生產(chǎn)方式，年處理板材2000t。發(fā)展數(shù)控技術(shù)，進(jìn)而發(fā)展數(shù)控鍛壓機(jī)械是提高鍛壓生產(chǎn)技術(shù)水

10、平的關(guān)鍵。近幾年來，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于鍛壓機(jī)械各個(gè)領(lǐng)域，國內(nèi)的數(shù)控剪板機(jī)也已有一定的發(fā)展。從1986年10月第一臺(tái)W67Y-160K/3200數(shù)控折彎機(jī)由天小鍛壓機(jī)床廠研制成功以來，國內(nèi)在數(shù)控折彎、數(shù)控剪切技術(shù)發(fā)展較為有代表性的單位濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所、黃石鍛壓機(jī)床廠和上海沖剪機(jī)床廠。上海沖剪機(jī)床廠更是異軍突起，從1986年以來先后開發(fā)成功具有現(xiàn)代水平的QC12K與WC67K兩大系列數(shù)控剪板機(jī)，并正在研制直角剪板機(jī)。其中W67K系列數(shù)控折彎機(jī)采用瑞士CYBELEC CNC7200P折彎機(jī)專用數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過X軸（后擋料位置）、Y軸（機(jī)械擋料位置）來控制折彎角度，并由光柵尺檢測出滑塊位置

11、，由CNC來控制滑塊上下死點(diǎn)、快慢速度換點(diǎn)和板料壓緊點(diǎn)等。 國外鍛壓技術(shù)發(fā)展更是迅猛異常，并越來越趨向于CNC、DNC和柔性自動(dòng)化。隨著鍛壓技術(shù)的發(fā)展和滿足單件小批量生產(chǎn)，只要用戶需要，即能提供多功能的各種數(shù)控鍛壓機(jī)械及附屬。CNC在國外相當(dāng)普遍，如瑞典Pullmax公司的Ursviken分部每年大約生產(chǎn)200臺(tái)折彎機(jī)，其中90%以上的產(chǎn)品裝有CNC。采用CNC前擋料裝置的CNC剪板機(jī)，不但可提高生產(chǎn)率，而且可提高零件的精度和重復(fù)精度。英國EDWARDS PEARSON公司開發(fā)的CNC剪板機(jī)，備有二根3m長的CNC前擋料臂，其上帶夾持器，該機(jī)有一套全自動(dòng)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)過程可自動(dòng)控制。瑞士H

12、AMMERLER公司的CNC控制二軸AS6型6×3100液壓剪板機(jī)，帶有前夾鉗送料裝置和后擋料裝置，工件、余料由堆垛系統(tǒng)分別堆放，預(yù)選的剪切件數(shù)和鋼板尺寸由數(shù)碼管顯顯示，擺動(dòng)刀架的刀片間隙可以手工調(diào)節(jié)或由聯(lián)到CNC控制機(jī)構(gòu)上的液壓定位裝置按板厚自動(dòng)調(diào)節(jié)。意大利SALVGINI公司的C2型直角剪板機(jī)FMC，通過自動(dòng)編程，優(yōu)化排料，將大型板坯剪成矩形板坯，或與沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機(jī)配套，將沖完的大張板材分割成小型工件。該公司的S4+P4型大型板材沖孔、成形、剪切及四邊折彎FMS，更是集多工位沖孔、剪切機(jī)、四邊折彎機(jī)加上自動(dòng)送料裝置組成板材沖孔、剪切、焊接柔性制造系統(tǒng)。 第2章 斜刀片剪板機(jī)的總

13、體介紹2.1 數(shù)控剪板機(jī)的工作原理控直角剪板機(jī)有夾持板料在XY方向分別或同時(shí)送進(jìn)的數(shù)控工作臺(tái)，兩套成直角安裝的剪切刀片分別平行于X軸、Y 軸，剪切刀片有刀片間隙自動(dòng)調(diào)整裝置。數(shù)控系統(tǒng)按程序控制工作臺(tái)沿XY方向送料刀片間隙自動(dòng)調(diào)整裝置按程序中設(shè)定的板厚剪切前自動(dòng)調(diào)整間隙。小于700x900 mm的板件可從大板上一刀剪裁下來，并由輸送裝置送出；長度方向大于900 mm的工件機(jī)器自動(dòng)采用半剪功能在長度方向接刀剪切；寬度方向大于700 mm的工件排料時(shí)排于夾鉗側(cè)不需要剪切。剪切、壓料均由液壓裝置提供動(dòng)力。大板毛坯板料經(jīng)人工或自動(dòng)排料后一次裝夾即可分切所有排料的工件。剪切效率是傳統(tǒng)剪板機(jī)的36倍，材料利

14、用率高2.2 剪板機(jī)總論在板帶車間軋制線及其輔助作業(yè)線上，裝有各種形式的剪切機(jī)，其中大多數(shù)是斜刀片剪切機(jī)。斜刀片剪切機(jī)主要用來剪切帶材的頭部尾部和分切。傳動(dòng)方式分機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和壓縮空氣傳動(dòng)三種。在實(shí)際生產(chǎn)中多采用前兩種方式。近年來，隨著液壓傳動(dòng)的廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代化軋板車間里，越來越多的采用液壓傳動(dòng)的剪切機(jī)。液壓傳動(dòng)的剪切機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單重量輕等一系列優(yōu)點(diǎn)。如某廠1700冷連軋廠二十一臺(tái)斜刀片剪切機(jī)中，有十六臺(tái)液壓傳動(dòng)之多，約占總數(shù)的百分之七十六。液壓傳動(dòng)的剪切機(jī)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但在應(yīng)用上受條件的限制。剪切機(jī)附近沒有可利用的液壓站。需設(shè)置專用液壓站時(shí)，采用機(jī)械傳動(dòng)則更為合理。采用液壓傳動(dòng)時(shí)，

15、液壓工作系統(tǒng)的工作壓力一般在60140公斤/厘米2范圍之內(nèi)，個(gè)別情況也采用210公斤/厘米2。一般固定在刀架的刀片是水平的，活動(dòng)刀片的刀架則是傾斜的。上切式剪切機(jī)常單獨(dú)使用或用于獨(dú)立的機(jī)組之中。但對于較大型剪切機(jī)剪切板厚大于6mm的剪切機(jī)以及需要設(shè)置專用小車收集切頭的場合是，亦可考慮采用上切式剪切機(jī)。下切式剪切機(jī)則長設(shè)在連續(xù)作業(yè)線的前面后面和中間，進(jìn)行切頭切尾和分切。剪切次數(shù)影響剪切質(zhì)量。剪切次數(shù)多，則剪切面整個(gè)長度較為光滑，而且斷面與板帶表面成直角。如次數(shù)過少，由于剪切過程結(jié)束前，板帶材有足夠時(shí)間在自重作用下向下彎曲，致使剪切的最后部分的斷面與板帶表面不成直角。機(jī)械傳動(dòng)的剪切機(jī)可以采用較小的

16、刀刃傾斜角和較多的剪切次數(shù)。液壓傳動(dòng)則需采用較大的刀刃剪切角，因此只能采用少的剪切次數(shù)。2.3 上切式液壓斜刀片剪切機(jī) 上切式液壓斜刀片剪切機(jī)，主要由焊接機(jī)架下刀架活動(dòng)上刀架同步裝置和油缸等組成。剪切機(jī)本身可以不設(shè)機(jī)座固定在其他設(shè)備的機(jī)體上。上刀架由兩個(gè)油缸共同驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)缸通過裝在上刀架上的兩個(gè)小齒輪和固定在立柱上的齒條達(dá)到同步，上刀架在立柱上的導(dǎo)槽中上下滑動(dòng)。下刀架兩端用螺栓與兩根立柱連結(jié)，同時(shí)起下橫梁的作用。 此剪切機(jī)用于剪切厚為0.23mm，最大寬度為2000mm的板帶。 第3章 總體布局設(shè)計(jì)按如下步驟進(jìn)行：（1） 擬定工藝方案，并繪制工序圖及加工示意圖。（2） 擬定全線的自動(dòng)化方案。（

17、3） 確定自動(dòng)線的總體布局，繪出自動(dòng)線的總聯(lián)系尺寸圖。（4） 繪制自動(dòng)線周期表。（5） 對于沒有充分把握的某些工序、先進(jìn)工藝及結(jié)構(gòu)，進(jìn)行必要的試驗(yàn)工作等?，F(xiàn)以加工自動(dòng)線，可在以下幾方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：（1） 機(jī)床工作循環(huán)自動(dòng)化。（2） 工件在機(jī)床上的裝卸自動(dòng)化。（3） 工件的定位與夾緊的自動(dòng)化。（4） 工件在工序間的輸送自動(dòng)化。（5） 自動(dòng)線的鏈鎖保護(hù)自動(dòng)化。（6） 自動(dòng)線的上料與下料自動(dòng)化。（7） 加工質(zhì)量的自動(dòng)檢驗(yàn)及自動(dòng)控制。自動(dòng)線的布局是指組成自動(dòng)線的機(jī)床、輔助裝置以及連接這些設(shè)備的工件傳送系統(tǒng)中各種裝置的平面和空間的布局形式。它是由工件加工工藝、車間的自然條件、工件轉(zhuǎn)送方式和生產(chǎn)綱領(lǐng)所決定

18、的。自動(dòng)化剪板機(jī)系統(tǒng)中工件在工作臺(tái)上方通過輸送料道傳送。工件可通過鏈條傳送裝置使工件橫向傳送，或者通過油缸推料使工件縱向輸送，根據(jù)需要可設(shè)置空中料倉。由上下料機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)上下料。本裝配線的組成：主線呈矩形布置，由兩條主線、兩個(gè)升降臺(tái)、一臺(tái)剪板機(jī)以及各類機(jī)械手等裝置組成。剪板機(jī)最大可剪板厚3mm,最大可剪板寬2000mm，具有以下特點(diǎn)：（1）機(jī)身整體焊接，整體加工，具有足夠的強(qiáng)度、剛度及較高整體精度。（2）具有單次、連續(xù)行程、點(diǎn)動(dòng)和半行程剪切功能，適用于多種工況的剪切。（3）設(shè)有快速調(diào)整刀片間隙機(jī)構(gòu)，定位可靠。（4）設(shè)有輕壓、日光燈源對線裝置，便于對線剪切和調(diào)整維修。（5）設(shè)有電子計(jì)數(shù)器，便于

19、剪切計(jì)數(shù)。（6）設(shè)有防護(hù)柵與電氣聯(lián)鎖，確保安全。滾子傳送機(jī)是由一根根平行的轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)軸上套的滾輪、鏈輪（或齒輪）及驅(qū)動(dòng)裝置組成的。噴氣真空吸盤抓取裝置由真空吸盤、吸盤桿、真空噴咀、固定支架、緩沖彈簧等組成。其特點(diǎn)是真空噴咀是以壓縮空氣為動(dòng)力源的真空發(fā)生器。為了能抓取帶孔的工件，每個(gè)吸盤都能單獨(dú)工作。在每個(gè)真空吸盤上設(shè)置有緩沖彈簧，當(dāng)吸盤接觸被吸附的鋼板表面時(shí)，給吸盤一定的預(yù)壓力，使其密封良好；而且也能補(bǔ)償吸附表面的位置高低誤差。真空式吸盤是利用真空泵抽去吸盤內(nèi)腔的空氣，使吸盤內(nèi)腔形成真空而吸住工件的。圖3-2所示為具有真空泵吸盤的氣路系統(tǒng)控制原理，當(dāng)電磁閥1通電后，閥芯左移，真空泵與吸盤接通進(jìn)行

20、抽氣，吸盤內(nèi)腔形成真空而吸附工件；當(dāng)電磁閥1斷電閥芯復(fù)位時(shí)，電磁閥2通電，閥芯左移，吸盤內(nèi)腔接通大氣而釋放工件，工件在自重或外力輔助作用下脫開吸盤。圖3-2 真空泵系統(tǒng)原理對于圖3-2所示的真空式吸盤,其特點(diǎn)是系統(tǒng)工作過程中如果發(fā)生斷電現(xiàn)象,兩電磁閥的所有氣路通道將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,此時(shí)只要吸盤與工件接觸的密封性較好,則工件仍能保持被吸附狀態(tài),不會(huì)因斷電立即脫落而造成事故.因此,真空式吸盤工作可靠,吸附力也較大;但因需要真空泵設(shè)備,故成本較高。真空式吸盤的吸附力主要取決于吸盤的吸附面積和吸盤內(nèi)腔的真空度。吸盤內(nèi)腔的真空度由真空泵的類型而定，可用真空表測量而得到。吸盤內(nèi)腔的壓強(qiáng)越小，真空度越高；反之，

21、內(nèi)腔壓強(qiáng)越高，則真空度越低。 升降臺(tái)采用液壓方式進(jìn)行升降，通過安放在油缸的導(dǎo)向管上升或下降。工作臺(tái)采用齒輪鏈條形式，由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)圓柱滾輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。升降臺(tái)之種類很多,通常有兩種分類方法。第一類分類方法是按運(yùn)動(dòng)形式來分類，即擺動(dòng)式及平舉式。（1） 擺動(dòng)式升降臺(tái)一端繞著固定轉(zhuǎn)動(dòng)而只有一端升降，使升降臺(tái)在運(yùn)動(dòng)時(shí)呈一定的傾斜度，類似上下擺動(dòng)的形式，因此被稱為擺動(dòng)式。這種升降臺(tái)多用于升舉長度較大的軋件，它要此平舉式升降臺(tái)更省力，因之應(yīng)用較廣。通常在三輥式軋機(jī)上用者最多。（2） 平舉式升降臺(tái)臺(tái)之兩端平行上下移動(dòng)，本例中涉及到的升降臺(tái)采用液壓平舉式升降臺(tái)，從理論上論證了這種升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)優(yōu)越性，得出以下結(jié)論

22、：（1） 該機(jī)械具有較為優(yōu)越的行程放大比和較小的起升角，縮小了結(jié)構(gòu)尺寸，具有小型輕便的特點(diǎn)；（2） 該機(jī)構(gòu)的能較準(zhǔn)確的定位，具有良好的自鎖性能；（3） 便于就用計(jì)算機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場控制，特別是用于升降臺(tái)的同步運(yùn)行控制，具有良好的開發(fā)前景。 第4章 剪切機(jī)設(shè)計(jì)4.1 刀刃側(cè)向間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)刀刃側(cè)向間隙的調(diào)整是靠移動(dòng)上刀架達(dá)到的，如下圖所示，上刀架4的左右移動(dòng)是由每個(gè)M16的調(diào)節(jié)螺栓1進(jìn)行調(diào)節(jié)。為了防止在松開固定螺栓3時(shí)上刀架下滑，在上刀架與機(jī)架2連接處各設(shè)有一個(gè)橫向的導(dǎo)向鍵5，該鍵也承受剪切時(shí)對上刀架作用的切向力。 圖4-1刀刃側(cè)向間隙調(diào)整機(jī)構(gòu) 1調(diào)節(jié)螺栓；2機(jī)架；3固定螺栓；4上刀架；5導(dǎo)向鍵4.2

23、機(jī)架剪切機(jī)由機(jī)架、上下刀架、導(dǎo)向滑軌和傳動(dòng)裝置等組成。目前機(jī)架大都采用框架式焊接結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是制造周期短，特別適合于單件或小批量生產(chǎn)；在結(jié)構(gòu)上根據(jù)受力情況合理布置和選用不同厚度的鋼板，可以減輕設(shè)備重量，一般約比鑄件輕20%左右。其缺點(diǎn)是鋼板焊接前的加工量較大，還需相應(yīng)的焊接設(shè)備和焊接技術(shù)，焊后一般尚需進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力的退火處理。4.3 刀片4.3.1 刀刃傾斜角 增加斜刀片剪切機(jī)刀刃的傾斜角雖然可以提高剪切能力，但加大了刀片行程，會(huì)導(dǎo)致機(jī)架高度加高等一系列問題。同時(shí)，許用最大傾斜也受鋼板與刀片間磨擦條件的限制，當(dāng)傾斜角大于最大許用值時(shí)，鋼板就會(huì)從刀口中滑出無法實(shí)現(xiàn)剪切。因此，傾斜角的實(shí)際選用值有

24、一定的范圍。刀刃傾斜角與板帶厚度的關(guān)系可參閱圖4-2。 鋼板厚度,毫米圖4-2 刀刃傾斜角與鋼板厚度的關(guān)系刀刃傾斜角不僅影響剪切力,也直接影響剪切質(zhì)量和精度。由于刀刃傾斜角的存在,剪切時(shí)必然使被切帶材產(chǎn)生向下的撓曲和扭曲，而且撓曲和扭曲，隨刀刃傾斜角的大小而增減.實(shí)踐證明,薄帶材使用較小的刀刃傾斜角對控制撓曲和扭曲較為有效。但剪切厚板帶時(shí)則不宜選用4.3.2 上下刀刃側(cè)向間隙 上下刀刃側(cè)向間隙也直接影響剪切質(zhì)量。側(cè)向間隙選用正確，可使剪切面與帶材表面成90º直角。側(cè)向間隙的大小與被剪切的材質(zhì)和帶厚有關(guān)。刀刃側(cè)向間隙為板帶材厚度的710%時(shí)，剪切面接近垂直，因此，一般取刀刃側(cè)向間隙為被

25、切板帶材厚度的510%。設(shè)計(jì)斜刀片剪切機(jī)，特別是剪切厚度變化較大的剪切機(jī)，可參考上面推薦的側(cè)向間隙值，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)裝置的方式較多，一般都裝在固定刀架上。4.3.3 刀片的材料剪切時(shí)刀片受到擠壓、彎曲和摩擦的作用，因此，要求刀片材料要有一定的強(qiáng)度和韌性，并要有較高的硬度。刀片材料一般可參照被切材料按圖表4-3選用。剪 切 條 件 推 薦 使 用 鋼 種 刀 刃 硬 度 HRC熱剪一般金屬 65SiCr、5CrW2Si 5060 冷剪一般金屬 5CrNiMo、65CrSi8Cr3、9CrWMn 5258冷剪較硬金屬 9Mn2V、8Cr3 54604.4 力能參數(shù)計(jì)算 4.4.1 剪切力許多文

26、獻(xiàn)對剪切過程的分析都是將剪切力看作純剪切力，實(shí)際上，斜刀片剪切機(jī)剪切板帶時(shí)，會(huì)使被剪切金屬彎曲而產(chǎn)生彎曲抗力及局部的碗形彎曲力等。此外，還有一些因素如剪切斷面、切入深度及分離面的摩擦力等，對剪切力也有影響。 采利柯夫-諾沙利公式 ，公斤式中 考慮刀刃變鈍的系數(shù);表示和的關(guān)系最大剪切應(yīng)力;被剪切金屬的強(qiáng)度極限考慮刀片傾斜角影響的系數(shù);表示和之比值被切金屬的平均剪切應(yīng)力;相對切入深度;被剪切金屬試樣斷裂時(shí)的相對延伸率;刀片金屬的厚度;被切金屬的厚度,毫米。由表查得如下:代入上式,可得 公斤代入數(shù)據(jù)可得， KN 4.4.2 剪切金屬上的作用力剪切時(shí)除了產(chǎn)生剪切力P之外，對刀刃還將產(chǎn)生側(cè)向推力T，且T

27、=。無壓板剪切時(shí)，則TP=KN，有壓板剪切時(shí)，則TP=39.6877.36KN剪切時(shí)為了解避免板帶尾部翹起，一般都設(shè)有壓板裝置。壓緊裝置與剪刃的動(dòng)作聯(lián)鎖，比剪刃約提前（對斜刀片剪切而言）壓住被剪切金屬。壓板開始?jí)鹤”患羟薪饘俣治醇羟袝r(shí)的初壓力可取為KN4.4.3 剪切功斜刀片剪切時(shí)的剪切功等于剪切力與刀片假設(shè)剪切行程的乘積w=ph=p b tan,公斤.毫米h-刀片假設(shè)剪切行程，毫米。b-被剪切金屬的寬度，毫米?？紤]剪切公式時(shí)，可得到 公斤.毫米第5章 液壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)液壓傳動(dòng)是利用液體作為工作介質(zhì)來傳遞力和進(jìn)行控制的一種新興應(yīng)用學(xué)科，其發(fā)展的速度很快。由于液壓傳動(dòng)有著

28、許多明顯的優(yōu)點(diǎn)，目前已在鍛壓機(jī)械.金屬切削機(jī)床.工程機(jī)械.汽車工業(yè).自動(dòng)化控制.冶金工業(yè).船舶交通.鐵路車輛.國防工業(yè)等許多部門得到了廣泛的應(yīng)用。可以說，凡是機(jī)械設(shè)備的工程領(lǐng)域，都可采用液壓傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：（一） 液壓傳動(dòng)能傳遞很大的力或力矩，它的這一點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用在需要產(chǎn)生巨大力或力矩的場合。（二） 單位功率重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小，在同等功率條件下，液壓傳動(dòng)的重量和尺寸僅為直流電機(jī)的1020左右。（三） 反應(yīng)速度快，動(dòng)作靈敏。（四） 由于一般使用油液作為工作介質(zhì)，油液本身具有不可壓縮性及吸震能力，所以傳動(dòng)平穩(wěn)，準(zhǔn)確。（五） 可在很大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。（六） 由于油液作為工作介質(zhì)

29、時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)潤滑，使使用壽命增長。（七） 由于液壓傳動(dòng)的壓力.流量及方向是可控制的，再加上電子技術(shù)的配合，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，容易實(shí)現(xiàn)各種自動(dòng)化機(jī)械。（八） 液壓傳動(dòng)的元件可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化.系列化，對制造和設(shè)計(jì)使用都很方便。液壓傳動(dòng)存在的缺點(diǎn)：（一） 液壓元件制造精度高，使加工制造比較困難，尤其是用于控制的液壓閥，為防止油液的泄露，對零件的加工精度要求嚴(yán)格。（二） 為防止泄露對工作效率及工作平穩(wěn)性的影響，對密封要求極為嚴(yán)格，即便如此，泄露也難以避免。（三） 油液的黏度歲溫度的變化而變化，會(huì)直接影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作性能，因此在低溫及高溫的條件下采用液壓傳動(dòng)較為困難。（四） 對于維修人員需要有較高的水平。

30、5.2 液壓傳動(dòng)的基本原理（一） 在液壓傳動(dòng)中，以油液為工作介質(zhì)來傳遞動(dòng)作和能量，油液是傳動(dòng)件。而在機(jī)械傳動(dòng)中，軸.齒輪.帶和帶輪是傳動(dòng)件，用以進(jìn)行動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞，所以，液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)是完全不同的傳動(dòng)方式。（二） 液壓傳動(dòng)是在密封容器內(nèi)，利用液體傳遞壓力能，然后通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)，把壓力轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而做的功的一種傳動(dòng)方式。（三） 液壓傳動(dòng)中的工作介質(zhì)是在受控制.受調(diào)節(jié)的狀態(tài)下進(jìn)行工作的。5.3 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓傳動(dòng)過程可用下面的框架表示： 電 動(dòng) 機(jī)機(jī)械能 油 泵液壓能油缸或電動(dòng)機(jī)機(jī)械能 負(fù) 載在上訴傳動(dòng)中，由油泵將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，再由油缸或由電機(jī)把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)

31、械能去推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)油液的輸送，在油泵與油缸或電機(jī)之間需用管道連接，為了實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的運(yùn)動(dòng)，在系統(tǒng)中還要配置各種控制閥及其他輔助設(shè)備。所以液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要由動(dòng)力裝置.執(zhí)行機(jī)構(gòu).控制裝置和輔助裝置四部分組成。5.4 雙作用活塞油缸油缸由活塞頭.活塞桿.缸體.左右端蓋.導(dǎo)向套及拉桿等組成。左右端蓋利用四根拉桿固定在缸體上。在左右端蓋上裝有由單向閥和節(jié)流閥組成的緩沖裝置，以保證塞在行程終點(diǎn)能準(zhǔn)確定位和防止沖擊。當(dāng)活塞退回時(shí)，活塞頭部的緩沖銷插入端蓋的孔內(nèi)，此時(shí)活塞腔內(nèi)的油液必須通過節(jié)流閥才能排出，由于節(jié)流作用，所以在活塞腔內(nèi)形成排油阻力，使活塞得到緩沖。調(diào)節(jié)節(jié)流閥的開口，便可得到適合的

32、排泄阻力。當(dāng)活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，高壓油由單向閥進(jìn)入活塞腔內(nèi)。5.5 主要性能參數(shù)5.5.1 安全系數(shù)對液壓缸的重要零件缸筒來說，液壓力.機(jī)械力和與安全系數(shù)有關(guān)的因素都對缸筒有影響。液壓缸因壓力過高喪失正常工作能力而破壞，往往是以強(qiáng)度問題.剛度問題和穩(wěn)定性問題三種形式表現(xiàn)出來的。其中，大量的.最重要的是強(qiáng)度問題。強(qiáng)度在壓力的作用下，其上任何一點(diǎn)存在兩個(gè)方向的應(yīng)力；由于缸筒兩端拉力產(chǎn)生的軸向拉應(yīng)力。當(dāng)然，還存在著徑向應(yīng)力，但它很小，可以不必考慮。由此可見，環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力的兩倍，所以計(jì)算強(qiáng)度時(shí)，只需計(jì)算環(huán)向應(yīng)力。缸筒的安全系數(shù)：由鋼材受交變載荷可知缸筒的安全系數(shù)為5液壓缸和液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元

33、件。它將液壓能變?yōu)闄C(jī)械能輸出。液壓缸輸出直線運(yùn)動(dòng)和力，液壓缸廣泛用于需要直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)和大扭矩、低轉(zhuǎn)速來回?cái)[動(dòng)的工作機(jī)上，傳動(dòng)無間隙，運(yùn)動(dòng)無間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。5.5.2 壓力(1)額定壓力 由標(biāo)準(zhǔn)選取 (2)最高允許壓力 (3)試驗(yàn)壓力 5.5.3 缸筒內(nèi)徑的計(jì)算在工作壓力給定的情況下，確定缸筒內(nèi)徑的原則是保證液壓缸具有足夠的出力來驅(qū)動(dòng)工作負(fù)載。（1）活塞桿以推力驅(qū)動(dòng)工作負(fù)載時(shí)D= （cm）活塞桿以拉力驅(qū)動(dòng)工作負(fù)載時(shí)D= (cm)式中 推力(N) 拉力(N) 機(jī)械效率，取=0.95 p工作壓力(N/cm2) 回油背壓(N/cm2) d 活塞桿直徑(cm)由此計(jì)算后得直徑D=96.232mm （2）

34、當(dāng)流量及活塞運(yùn)動(dòng)速度已知時(shí)，若不考慮容積效率，按活塞桿伸出速度計(jì)算內(nèi)徑為D=10 (CM)按活塞桿縮回速度計(jì)算的內(nèi)徑為D= (cm)式中 Q流量(L/min)活塞桿伸出速度(cm/min)活塞桿縮回速度(cm/min)d活塞桿直徑(cm) 由此計(jì)算后，缸徑為d = 89.327mm計(jì)算出的數(shù)值，如果不符合液壓缸內(nèi)徑系列參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其他零件也不容易配套。按照國內(nèi)液壓缸規(guī)格化的要求，缸筒內(nèi)徑計(jì)算后，需按表所規(guī)定的值進(jìn)行圓整所以最后取缸筒內(nèi)徑尺寸為D=100mm.5.5.4 主要尺寸圓柱輥輪：齒輪鏈條的重量總的重量由直桿承受拉壓載荷的簡單強(qiáng)度計(jì)算公式： 無縫鋼管 把數(shù)據(jù)代入公式：，可得由 速比為則 缸

35、筒外徑D=200mm5.5.5 薄壁筒和厚壁筒的區(qū)別從材料力學(xué)的知識(shí)可以知道，缸筒壁厚不同，液壓力，負(fù)載力和意外沖擊力作用在缸壁上的應(yīng)力分布情況也是不同的，因此設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮薄壁筒和厚壁筒的區(qū)別。區(qū)別薄壁筒和厚壁筒可按下式計(jì)算K=1.11.2 -缸筒外徑（mm）; D-缸筒內(nèi)徑(mm) t-壁厚(mm) 滿足此條件者為薄壁筒，在次范圍者為厚壁筒。液壓缸的缸筒絕大部分都屬于薄壁筒。 5.5.6 缸筒的壁厚計(jì)算 薄壁筒的壁厚計(jì)算 由于薄壁筒的壁厚比曲率半徑小的多，根據(jù)薄膜理論，可以認(rèn)為液壓力在缸筒圓周方向上引起的拉應(yīng)力是相等的。其強(qiáng)度條件是主應(yīng)力環(huán)向拉應(yīng)力小于或等于許用應(yīng)力。 缸體壁厚的計(jì)

36、算 缸壁厚度 供油壓力 D缸體內(nèi)徑缸筒材料許用應(yīng)力 常用缸筒材料 鋼管,應(yīng)該指出：式中的壓力P，并不是額定工作壓力，而是液壓缸的試驗(yàn)壓力。為了考核液壓缸的強(qiáng)度，在形式試驗(yàn)和出廠試驗(yàn)中，液壓缸的試驗(yàn)壓力往往要比額定壓力高。當(dāng)額定壓力小于或等于15.69兆帕?xí)r，試驗(yàn)壓力等于1.54倍的額定壓力；當(dāng)額定壓力大于15.69兆帕?xí)r，試驗(yàn)壓力等于1.25倍的額定壓力。單實(shí)際計(jì)算時(shí)，往往采用工作壓力。 第6章 壓緊裝置的設(shè)計(jì)工件的安裝方法；夾具的分類；夾具的組成。工件的定位：定位的概念；工件的基準(zhǔn)；定位方法及定位元件(工件以平面定位，工件以圓柱孔定位，工件以外圓柱面定位，工件以特殊表面定位)；定位誤差的分析

37、和計(jì)算(工件以平面定位，工件以圓柱孔定位，工件以外圓柱面定位，工件以一面兩孔定位等常見定位方式定位誤差的計(jì)算及實(shí)例分析)；組合表面定位。工件的夾緊：夾緊裝置的組成和基本要求，確定夾緊力方向和作用點(diǎn)的準(zhǔn)則，夾緊力大小的估算方法；基本夾緊機(jī)構(gòu)(斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，偏心夾緊機(jī)構(gòu)，定心夾緊機(jī)構(gòu))。分度和引導(dǎo)裝置：分度裝置的基本形式；抬起與鎖緊機(jī)構(gòu)；分度定位器的操縱機(jī)構(gòu)；孔加工刀具的引導(dǎo)裝置。夾具的動(dòng)力裝置：氣動(dòng)夾緊；液壓夾緊；電磁夾緊。夾具的設(shè)計(jì)方法：夾具設(shè)計(jì)步驟；設(shè)計(jì)實(shí)例。機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢：機(jī)床夾具的發(fā)展方向；成組夾具；組合夾具6.1 壓緊機(jī)構(gòu)及裝置 在機(jī)械加工過程中，一般都要對工件進(jìn)行壓

38、緊。這是因?yàn)楣ぜ诩庸み^程中將會(huì)受到切削力.慣性力.離心力等外力的作用，如不夾緊，則無法保證在這些外力的作用下工件仍能保持在確定的工作位置，從而產(chǎn)生位移。工件的位移將會(huì)造成刀具及機(jī)床的損壞，甚至發(fā)生人身事故?？梢妸A緊機(jī)構(gòu)及裝置在機(jī)械加工中占有很重要的位置。 一般夾緊裝置是由力源裝置.遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件三部分組成。力遠(yuǎn)裝置是產(chǎn)生夾緊力的裝置，如氣動(dòng)液動(dòng)和電動(dòng)力裝置。遞力機(jī)構(gòu)是傳力裝置，它把力源裝置的加緊作用力傳遞給加緊元件，從而產(chǎn)生對元件的夾緊。夾緊元件是夾緊裝置的執(zhí)行元件，通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊作用。通常我們把夾緊裝置中的遞力機(jī)構(gòu)和加緊元件的組合稱為加緊機(jī)構(gòu)。對于手動(dòng)機(jī)構(gòu)來說，

39、由于沒有力源裝置，他實(shí)際上是一個(gè)加緊機(jī)構(gòu)。對加緊機(jī)構(gòu)和裝置有下列基本要求：（1） 加緊過程中，工件應(yīng)保持在即定的位置，在加緊過程中，工件不應(yīng)離開定位支撐。（2） 要有適當(dāng)?shù)募泳o力。使工件在加工過程中不產(chǎn)生位移和震動(dòng)，又不會(huì)造成工件的損傷和變形。（3） 加緊操作應(yīng)安全.方便.省力。（4） 加緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化和復(fù)雜程度與工件的產(chǎn)量和批量相適應(yīng)。6.2 夾緊機(jī)構(gòu)的種類 夾緊機(jī)構(gòu)按作用原理分有以下幾種：（1） 斜契夾緊機(jī)構(gòu) 斜契夾緊是利用斜面移動(dòng)所產(chǎn)生的壓力夾緊工件。在手動(dòng)夾緊中，契塊往往與其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。斜契夾緊機(jī)構(gòu)還廣泛應(yīng)用于氣動(dòng)和液動(dòng)夾緊裝置中。（2） 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 螺旋夾緊由于結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可

40、靠，通用性大，因而在生產(chǎn)中使用極為普遍。但它存在著夾進(jìn)工件和松開工件時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺點(diǎn)，不適用于快速夾緊。（3） 偏心夾緊機(jī)構(gòu) 偏心夾緊機(jī)構(gòu)是利用轉(zhuǎn)動(dòng)中心與幾何中心偏移的圓盤或軸做夾緊元件對工件進(jìn)行夾緊。這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，操作簡單，在夾具中應(yīng)用廣泛。主要缺點(diǎn)是行程和增力較小，自鎖性差，故常用于夾緊力不大的場合。6.3 相關(guān)計(jì)算由下式做相關(guān)計(jì)算：式中符號(hào)為，e為偏心距，R為偏心輪半徑，其比值e/R稱為偏心率或偏心比，表明偏心輪回轉(zhuǎn)中心與其幾何中心的偏離程度。它不僅影響夾緊力W，而且還影響機(jī)構(gòu)的自鎖性能。作為一種手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，必須具有自鎖性，因此應(yīng)在保證自鎖的前提下夾緊力的計(jì)算才有實(shí)際意義

41、。6.4 圓偏心的自鎖性能與分類圓偏心夾緊時(shí)，要可靠地保證自鎖，其夾緊點(diǎn)(轉(zhuǎn)角為)處的升角()必須滿足下式：上式經(jīng)化簡整理后可得出圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件為：令：式中：()_為偏心輪與被夾壓表面間的摩擦系數(shù)(摩擦角)；為保證自鎖允許的最大偏心率。表1為偏心輪工作面上幾個(gè)特殊位置處的值(按tg=0.1計(jì)算)：值表明在偏心輪工作面上各位置的自鎖性能是不同的，在g =90°-的位置，值為最小，即是自鎖性能最差的位置。為便于分析討論，現(xiàn)根據(jù)偏心輪保證自鎖的程度不同將其分為兩種類型：(1)完全自鎖類偏心(簡稱A類偏心)是指在偏心輪的工作面上以任意位置夾緊時(shí)均能保證自鎖的偏心。為此，必須滿足如下

42、條件：由(4)式可知，當(dāng)g =90°-時(shí)，=min=sin則A類偏心的自鎖條件為：(2)部分自鎖類偏心(簡稱B類偏心)當(dāng)e/Rsin時(shí)，偏心輪便不能保證完全自鎖，而僅有部分工作面夾緊時(shí)能保證自鎖，便屬于這類偏心。其自鎖條件為：由上式可求出B類偏心能保證自鎖的轉(zhuǎn)角范圍：不能保證自鎖的轉(zhuǎn)角范圍：現(xiàn)以本設(shè)計(jì)中e=6 mm，R=60 mm的標(biāo)準(zhǔn)偏心輪為例，分析其屬于何種類型及自鎖狀況。滿足(5)式，應(yīng)屬A類偏心。將各已知值代入(7)、(8)式，可得：g 1=63.8°，g 2=104.8°，D=41°由于B類偏心在D所對應(yīng)的圓弧段上是不能自鎖的，也就不能用于夾緊

43、工件，因此，計(jì)算在此范圍內(nèi)產(chǎn)生的夾緊力也就無什么意義。當(dāng)然這類偏心可利用自鎖段圓弧面(如g2的圓弧面)來夾緊，這就需要計(jì)算在此范圍內(nèi)產(chǎn)生的夾緊力了. 第7章 關(guān)于環(huán)保和可行性技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析眾所周知，20世紀(jì)中期以來人類開始追求高加工效率化的同時(shí)，又要求高速化，高精度化，高剛性及高可靠性的數(shù)控機(jī)床，近年來全球化的對數(shù)控機(jī)床提出減少環(huán)境污染，降低噪音，省能源，省空間等環(huán)保新概念，并聯(lián)機(jī)構(gòu)、復(fù)合化、多機(jī)能化、工程集約化的現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的技術(shù)新動(dòng)向，加速了一臺(tái)機(jī)床可同時(shí)進(jìn)行車磨、車銑、多面多軸加工技術(shù)的發(fā)展。 高速、復(fù)合、智能、環(huán)保的現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的高可靠性是成功的關(guān)鍵所在，而采用鋼球間隔保持器技術(shù)的LM直