畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-鋼球冷鐓試驗(yàn)裝置三維建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

ⅠⅠ題目鋼球冷鐓試驗(yàn)裝置三維建模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘要ⅡⅡ鋼球是軸承的重要組成部分，目前無論是汽車，航空還是制造業(yè)對(duì)于鋼球的需求量都是非常巨大。如何在設(shè)計(jì)和制造中進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，走向中、高端化，提高鋼球生產(chǎn)技術(shù)，保證鋼球生產(chǎn)的質(zhì)量成本和環(huán)保方面達(dá)到世界先進(jìn)水平都是目前要面對(duì)的問題。本文通過檢索大量相關(guān)文獻(xiàn)，從多個(gè)傳動(dòng)方案中選擇出運(yùn)用兩組帶傳動(dòng)，兩組凸輪機(jī)構(gòu)，一組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來對(duì)冷鐓機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；同時(shí)就機(jī)床床身的設(shè)計(jì)展開研究，最后通過三維建模對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行零件的裝配。確保所設(shè)計(jì)的冷鐓機(jī)能夠降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的精度，為以后設(shè)計(jì)冷鐓機(jī)提供參考。關(guān)鍵詞：冷鐓機(jī)；帶傳動(dòng)；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；凸輪全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

ABSTRACT緒論1.1本課題研究意義隨著中國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車制造，航空航天，煤炭這些行業(yè)需要的鋼球數(shù)量在迅速增加。有關(guān)資料顯示，每年我國(guó)所需的鋼球數(shù)量達(dá)到2000萬億顆以上。[1]可見，中國(guó)的鋼球市場(chǎng)有很大的發(fā)展空間。鋼球是軸承的重要組成部分，它的質(zhì)量往往決定了我們生產(chǎn)軸承性能如何以及這個(gè)軸承能夠使用多長(zhǎng)時(shí)間。不銹鋼球通常是在酸性環(huán)境下工作的，又對(duì)它的耐酸精度有一定的要求，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)還不能做到大量生產(chǎn)，滿足不了工業(yè)所需數(shù)量，因此需要大量從國(guó)外進(jìn)口，很大程度上阻礙了我國(guó)制造業(yè)和國(guó)防的發(fā)展。制造鋼球的第一步就是冷鐓工藝，其加工的好壞對(duì)之后的生產(chǎn)加工產(chǎn)生很大的影響。冷鐓成形的球坯的尺寸大小，表面粗糙度對(duì)鋼球生產(chǎn)所需的時(shí)間和成本有著至關(guān)重要的影響。如何在生產(chǎn)如此龐大數(shù)量的鋼球的時(shí)候保證所需的人力，物力，時(shí)間能夠做到最合理化的運(yùn)用是當(dāng)前鋼球生產(chǎn)廠家多面對(duì)的問題，同時(shí)也是本課題研究的意義所在。本課題設(shè)計(jì)的軸承鋼球生產(chǎn)過程采用在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)冷鐓工序中球坯在成形的時(shí)候迅速對(duì)其質(zhì)量實(shí)行在線監(jiān)測(cè)，光球設(shè)備壓力不需要手動(dòng)控制，全程全自動(dòng)。致力于解決現(xiàn)階段鋼球生產(chǎn)時(shí)，成本控制不嚴(yán)格問題，緩解鋼球生產(chǎn)設(shè)備因缺少在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所造成一些不必要的問題，提高的鋼球生產(chǎn)的精度質(zhì)量。關(guān)于冷鐓成形系統(tǒng)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，大致來說就是在冷鐓設(shè)備上增加在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，保證球坯的加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。其中光球設(shè)備壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)是在現(xiàn)有設(shè)備上增加壓力控制裝置，達(dá)到減少人力以及降低人力控制所造成的誤差，從而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量提高生產(chǎn)穩(wěn)定性的目的。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)覆蓋了整個(gè)生產(chǎn)過程，可以通過監(jiān)測(cè)設(shè)備查看生產(chǎn)環(huán)節(jié)。1.2我國(guó)鋼球生產(chǎn)的現(xiàn)狀及發(fā)展我國(guó)的鋼球生產(chǎn)開始于建國(guó)初期，隨著熱處理技術(shù)不斷改進(jìn)，光球技術(shù)和大循環(huán)精加工等新技術(shù)的應(yīng)用以及高速高精度自動(dòng)冷鐓機(jī)，高精度磨球機(jī)等先進(jìn)設(shè)備的研發(fā)使用，我國(guó)的鋼球生產(chǎn)裝備和鋼球精度得到飛速的發(fā)展。在1980年，我國(guó)又從發(fā)達(dá)國(guó)家購(gòu)買了200多臺(tái)先進(jìn)的加工設(shè)備，引進(jìn)了6條不同規(guī)格的鋼球生產(chǎn)加工線還有一些軟件技術(shù)。從此我國(guó)鋼球生產(chǎn)朝著世界先進(jìn)水平邁向一大步。[15]盡管這樣，我國(guó)的鋼球生產(chǎn)技術(shù)相比于世界先進(jìn)水平還是有著不小的差距，導(dǎo)致這種情況的原因有很多點(diǎn)：首先，鋼球生產(chǎn)的原料質(zhì)量瑕疵比較大，脫碳嚴(yán)重，這也是我國(guó)鋼球加工加工余量大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重的主要原因之一。同等質(zhì)量的材料，國(guó)外的產(chǎn)量比我國(guó)高出30%左右。[16]其次，先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)并未在我國(guó)普及，一些中小企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)落后，顯得國(guó)內(nèi)鋼球生產(chǎn)技術(shù)參差不齊，兩極化比較嚴(yán)重。第三，我國(guó)的鋼球生產(chǎn)裝備各式各樣，沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很難形成一個(gè)比較完整的加工生產(chǎn)線。[5]針對(duì)以上情況，在十二五的時(shí)候我國(guó)制定了一系列方針來促進(jìn)鋼球生產(chǎn)發(fā)展。以后的鋼球生產(chǎn)制造將向一下目標(biāo)發(fā)展：首先穩(wěn)定生產(chǎn)G5、G3級(jí)精密鋼球；其次少工藝，生產(chǎn)時(shí)間減少，效率高，質(zhì)量好方向發(fā)展；第三形成以工序?yàn)榛A(chǔ)的機(jī)群生產(chǎn)向以規(guī)格為單位的連線發(fā)展；第四專業(yè)化、批量化；第五采用小顆粒樹脂砂輪代替初研；第六渦流探傷機(jī)研制；第七鋼球洗機(jī)的研制；第八在線測(cè)量和數(shù)控技術(shù)研制。[6]目前，世界先進(jìn)鋼球生產(chǎn)技術(shù)主要掌握在瑞士、美國(guó)、日本等國(guó)手中，他們的冷鐓機(jī)生產(chǎn)的鋼球無論是質(zhì)量，還是精度都是世界領(lǐng)先水平。美國(guó)國(guó)民機(jī)器公司（NationMachineryCompany）作為目前世界第一大國(guó)，美國(guó)的科技發(fā)展時(shí)間要比中國(guó)長(zhǎng)久不少，美國(guó)工業(yè)機(jī)器相比于中國(guó)也要先進(jìn)不少。這家公司可以說是世界上冷成形設(shè)備設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造方面的領(lǐng)頭者。PumaFX是這家公司最新研發(fā)的冷鐓設(shè)備，擁有著先進(jìn)的機(jī)加工、檢測(cè)、裝配和測(cè)試設(shè)備。該型號(hào)設(shè)備主要制造大批量標(biāo)準(zhǔn)緊固件和汽車緊固件，能夠提高生產(chǎn)效率減少生產(chǎn)成本。PumaFX機(jī)型相比于其他機(jī)型，在生產(chǎn)速度上是其他機(jī)型的2倍，加工精度是3倍，最重要的是使用壽命是4倍，可以說是目前最好的冷鐓機(jī)器。[17]圖SEQ圖\*ARABIC1.1PumaFX冷鐓機(jī)國(guó)內(nèi)而言，目前處于國(guó)內(nèi)鋼球冷鐓行業(yè)的領(lǐng)頭者是齊齊哈爾第二機(jī)床，開發(fā)的BP型冷鐓機(jī)，綜合性能在國(guó)際上只能處于中等水平。對(duì)于冷鐓機(jī)的研究國(guó)內(nèi)一些專家也做出了一系列的方案。比如，劉綱[29]在自動(dòng)冷鐓機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中針對(duì)冷鐓機(jī)床出現(xiàn)偏振問題提出了一些改進(jìn)方法：運(yùn)用壓縮空氣的方法實(shí)現(xiàn)冷鐓機(jī)的接通與斷開，當(dāng)發(fā)生超載是，離合器會(huì)自動(dòng)脫落，保證設(shè)計(jì)的完好性，降低冷鐓機(jī)運(yùn)行發(fā)生故障概率，減少冷鐓機(jī)占用的空間，提高主軸傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量。除此之外，在航天航空使用的鈦合金緊固件，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境惡劣，所需的零件，一般冷鐓機(jī)無法制造，關(guān)于這一問題劉志家[28]在Z12—8A冷鐓機(jī)的加熱改造中提出了解決方法。首先在在冷鐓機(jī)床的進(jìn)料管中增加陶瓷管來承受高溫，然后在陶瓷管的外面纏繞螺旋銅管，最后將感應(yīng)加熱設(shè)備的啟停加入主機(jī)停送料選擇按鈕中。通過這幾種方法，很好的解決了鈦合金緊固件的生產(chǎn)問題。在鋼球的冷鐓過程中，如何準(zhǔn)確的測(cè)量出鋼球的性能和質(zhì)量，Ying-junLi,Gui-congWang,Huan-yongCui,Shu-kunCao,Xiang-yuWang[25]在DynamiccharacteristicsandoptimizationresearchonPVDFpiezoelectricfilmforcesensorforsteelballcoldheadingmachine一文中提出采用機(jī)理分析、數(shù)學(xué)建模、數(shù)值模擬和試驗(yàn)論證相結(jié)合的方法研究了用于冷鐓鋼球質(zhì)量監(jiān)測(cè)的pvdf薄膜力傳感器的動(dòng)態(tài)特性和優(yōu)化。其動(dòng)機(jī)和戰(zhàn)略目標(biāo)是突破鋼球鍛造過程中動(dòng)態(tài)時(shí)變沖擊載荷測(cè)量的基本技術(shù)。介紹了壓電薄膜力傳感器的結(jié)構(gòu)。利用matlab軟件，推導(dǎo)并計(jì)算了固有頻率的理論公式。該有限元分析用于分析動(dòng)力學(xué)模型的力學(xué)性能和優(yōu)化結(jié)構(gòu)。為了研究該方法的有效性，制作了傳感器樣機(jī)。設(shè)計(jì)了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)標(biāo)定裝置，實(shí)現(xiàn)了pvdf壓電薄膜力傳感器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。給出了實(shí)驗(yàn)值、模擬值和理論值之間的差異。傳感器的非線性誤差為0.197%。傳感器的第一固有頻率是5238赫茲。實(shí)踐證明，pvdf壓電薄膜力傳感器具有良好的動(dòng)態(tài)性能和較高的測(cè)量精度。為實(shí)現(xiàn)高性能鋼球的生產(chǎn)提供了重要的科學(xué)技術(shù)依據(jù)。[7]以上四張圖皆為國(guó)內(nèi)冷鐓機(jī)圖：第二章傳動(dòng)方案的比較本實(shí)驗(yàn)裝置的傳動(dòng)裝置由兩組帶傳動(dòng)、曲柄滑塊傳動(dòng)、兩組凸輪機(jī)構(gòu)組合而成。2.1帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)就是兩個(gè)或者兩個(gè)以上帶輪之間用帶作為拉動(dòng)零件的一種傳動(dòng)方式，帶傳動(dòng)工作的原理就是借助零件之間摩擦力或者是嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)或者傳輸動(dòng)力。根據(jù)帶的截面的不同可以分成平帶輪傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)還有同步帶傳動(dòng)以及多鍥帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1)其他零件產(chǎn)生的載荷沖擊可以通過帶傳動(dòng)緩慢減??；(2)帶傳動(dòng)相比于其他傳動(dòng)振幅小，而且傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的聲音比較?。?3)帶傳動(dòng)安裝起來比較方便只要連接兩個(gè)帶輪即可，安裝精度要求不高而且制動(dòng)起來也比較簡(jiǎn)單；(4)當(dāng)承載的重量超標(biāo)時(shí)會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，避免損壞其他零件；(5)可以根據(jù)傳動(dòng)距離長(zhǎng)短增加帶的長(zhǎng)度，最大可以達(dá)到15m。當(dāng)然帶傳動(dòng)也會(huì)存在一些缺點(diǎn)：(1)因?yàn)榇蚧€有彈性滑動(dòng)的存在，傳動(dòng)的效率與其他傳動(dòng)相比比較低，傳動(dòng)比也會(huì)隨之發(fā)生變化需要同步帶輪來確保；(2)傳遞同樣的圓周力，所承受的壓力要比嚙合傳動(dòng)大上不少；(3)帶使用的時(shí)間比較短[18]。由于本實(shí)驗(yàn)裝置電機(jī)與大帶輪的傳動(dòng)要求并不高，所以采用帶傳動(dòng)可以說比較合理，700KW的傳動(dòng)速率足夠滿足帶傳動(dòng)所需的功率。在電機(jī)上安裝小帶輪，V帶把從小帶輪傳動(dòng)的動(dòng)力傳動(dòng)到大帶輪進(jìn)行降速，大帶輪安裝在曲軸上，大帶輪帶動(dòng)著曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。還有一組同步帶輪傳動(dòng)時(shí)由小同步帶輪、大同步帶輪、同步帶、擋板、還有緊定螺釘組成。[6]輪緣、輪轂、腹板是組成帶輪的三個(gè)部件，一般當(dāng)帶速小于30米每秒時(shí)，帶輪的材料一般選用HT200，當(dāng)速度過高時(shí)，我們通常采用鋼來制作帶輪。大帶輪通常采取輪輻截面為橢圓形，長(zhǎng)軸與回轉(zhuǎn)面重合的結(jié)構(gòu)。如果帶輪的表面粗糙度過大，帶的使用時(shí)間會(huì)大大縮短。帶輪工作的時(shí)候主要受力區(qū)是輪緣，每個(gè)輪輻所承受的載荷也不一樣，所以我們一般認(rèn)為只有Za/3的輪輻進(jìn)行傳遞轉(zhuǎn)矩。懸臂梁的彎曲計(jì)算公式為:（2-1）帶傳動(dòng)的主要參數(shù)有：中心距a；帶長(zhǎng)L；帶輪直徑D1，D2；包角α1。關(guān)系如下;（2-2）改善帶傳動(dòng)工作能力的方法：（1）適當(dāng)?shù)脑黾訋У哪Σ料禂?shù)選擇摩擦系數(shù)比較高的材料，其中摩擦系數(shù)與帶和帶輪材料，帶傳動(dòng)的速度和滑動(dòng)率有關(guān)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面可以利用楔形增壓原理采用V帶傳動(dòng)，其當(dāng)量摩擦系數(shù)，比平帶輪傳動(dòng)高70%。（2）增大α1包角越大，有效拉力越大從而能夠提高傳動(dòng)工作的能力。小的傳動(dòng)比，大的中心距，緊張裝置都可以增加哦傳動(dòng)能力；（3）盡量在最佳速度下工作傳遞功率最大時(shí)最佳速度為0.58Vlim；（4）采用高強(qiáng)度帶材料可以采用鋼絲繩、滌綸等混合纖維作為帶的承載層。[11]2.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是指由曲柄和滑塊組成一個(gè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。其中滑塊指的是與機(jī)架相連用于移動(dòng)的部件，通過連桿與曲柄相連。生活中常見的帶有曲柄滑塊的機(jī)構(gòu)有在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主機(jī)構(gòu)、壓縮機(jī)、沖床等中，往復(fù)運(yùn)動(dòng)可轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，壓縮機(jī)、沖床以曲柄為活動(dòng)部件，將全旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊具有快速返回的特點(diǎn)，用來實(shí)現(xiàn)鋸片的慢速前進(jìn)和快速返回的目的。利用滑塊的曲柄角度和滑塊的滑動(dòng)軌跡以及滑塊作為曲柄的運(yùn)動(dòng)特性。曲柄滑塊偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊具有\(zhòng)t"/item/%E6%9B%B2%E6%9F%84%E6%BB%91%E5%9D%97%E6%9C%BA%E6%9E%84/_blank"急回特性，\t"/item/%E6%9B%B2%E6%9F%84%E6%BB%91%E5%9D%97%E6%9C%BA%E6%9E%84/_blank"鋸床就是利用這一特性來達(dá)到鋸條的慢進(jìn)和空程急回的目的。[19]由曲柄轉(zhuǎn)角和滑塊滑動(dòng)的軌跡以及看做是曲柄滑塊的運(yùn)動(dòng)特性。述曲柄滑塊組構(gòu)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能夠減少設(shè)計(jì)過程中的任務(wù)量，又可以獲得更大的冷鐓力；所述滑塊組與直線導(dǎo)軌連接，使得滑塊組更好的進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄滑塊具有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是通過面與面接觸，這樣接觸面積廣，每個(gè)接觸點(diǎn)所承受的壓力相比之下小，承受的壓強(qiáng)小，可以大范圍的涂抹潤(rùn)滑油，從而減少傳動(dòng)過程中的摩擦，從而增加機(jī)構(gòu)使用的壽命；傳遞的動(dòng)力也會(huì)有很大增加；（2）加工曲柄滑塊的過程比較簡(jiǎn)單，所花費(fèi)的人力物力小，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確傳動(dòng)；

（3）可以在曲柄與滑塊之間增加連接桿，傳動(dòng)距離不夠時(shí)，可以通過增加桿長(zhǎng)來增加傳動(dòng)的距離;

（4）可以通過增加多個(gè)連接桿來進(jìn)行不同形式的傳動(dòng)。[20]

當(dāng)然曲柄滑塊機(jī)構(gòu)也存在以下幾個(gè)缺點(diǎn):

（1）因?yàn)榍瑝K是通過面接觸低副，所以中間存在著空隙，這樣不能很好的傳動(dòng);

（2）連接桿不能完成一些復(fù)雜的傳動(dòng)形式。曲柄滑塊根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為3大類：對(duì)心曲柄滑塊、偏置曲柄滑塊、偏心輪機(jī)構(gòu)。當(dāng)曲柄長(zhǎng)度很小的時(shí)候，我們通常把它做成偏心輪，這樣做的目的是增加軸頸的尺寸從而能夠增加偏心軸的強(qiáng)度和剛度。位于軸頸中間的連桿能夠讓整個(gè)機(jī)構(gòu)看起比較簡(jiǎn)單。[12]通常偏心輪機(jī)構(gòu)出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜非線性傳動(dòng)等時(shí)候，目的是讓傳動(dòng)變得更加穩(wěn)定，傳動(dòng)平衡性好。在滑塊進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程是勻速運(yùn)動(dòng)的，可以做急回性運(yùn)動(dòng)，能夠很好的提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。但是，簡(jiǎn)單的對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并不能實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)和急轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲柄滑塊動(dòng)力學(xué)特性：曲柄滑塊所受的力是經(jīng)過曲柄傳到連桿上，同時(shí)滑塊也對(duì)其產(chǎn)生一個(gè)壓力，兩者之前關(guān)系如下：P1cosθ=P2；曲柄頸處，沿著半徑方向的力P3和P4的關(guān)系是：P3=P4cos(θ+φ)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候質(zhì)心加速度和角加速度會(huì)產(chǎn)生呈現(xiàn)周期性變化的振動(dòng)力和力矩，從而造成噪聲污染，加快結(jié)構(gòu)損壞程度，降低運(yùn)動(dòng)的精確度。關(guān)于這些問題可以從以下幾個(gè)方面去避免：（1）在構(gòu)件上附加平衡重，使總質(zhì)心保持不變，從而使振動(dòng)力保持平衡。（2）在機(jī)構(gòu)上附加其他機(jī)構(gòu)保持平衡[8]。2.3凸輪機(jī)構(gòu)圓柱凸輪通過深溝球軸承安裝在機(jī)身上，小同步帶輪帶動(dòng)圓柱凸輪，通過套筒和軸肩對(duì)深溝球軸承進(jìn)行定位。圓柱凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾子的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，滾子帶動(dòng)推桿進(jìn)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器連接減速器，帶動(dòng)減速器的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，平面凸輪安裝在減速器輸出軸上，減速器輸出軸帶動(dòng)平面凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧壓盤與焊接六角螺母焊接在一起，頂料桿中間有螺紋，通過螺紋連接將焊接件與頂料桿相固定，平面凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)頂料桿往外運(yùn)動(dòng)，在彈簧的作用下頂料桿回復(fù)原位，形成往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。[21]凸輪機(jī)構(gòu)可以說是實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件按照預(yù)先設(shè)定規(guī)律變化最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)，一般來說凸輪機(jī)構(gòu)主要包括凸輪、從動(dòng)件、機(jī)架三個(gè)部件。凸輪機(jī)構(gòu)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：只要凸輪的外形適當(dāng)，就可以讓從動(dòng)件按照想法去運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)起來比較方便、部件之間緊湊。凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)也很明顯：凸輪與從動(dòng)件之間是通過點(diǎn)或線接觸實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，這個(gè)傳動(dòng)方式對(duì)于凸輪來說會(huì)造成破壞，當(dāng)傳動(dòng)力過大，凸輪機(jī)構(gòu)可能會(huì)崩壞凸輪是不規(guī)則的幾何形狀，所以凸輪加工相比于其他的比較困難凸輪傳動(dòng)一辦來說傳動(dòng)距離比較短，只有短的傳動(dòng)才不會(huì)增加凸輪的變形。[13]本裝置采用圓柱凸輪來傳動(dòng)，當(dāng)凹槽里的滾子跟隨從動(dòng)件做圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)候，滾子會(huì)插入凸輪槽中，插入的深度也是不一樣的。方法如下：減小從動(dòng)件的最大擺角；讓從動(dòng)件中間位置與凸輪軸線交錯(cuò)垂直；取從動(dòng)件擺動(dòng)軸線與凸輪軸線之間的距離為。本章小結(jié)：本章通過對(duì)不同傳動(dòng)形式的對(duì)比，根據(jù)其優(yōu)缺點(diǎn)，選取了兩組帶傳動(dòng)，兩組凸輪機(jī)構(gòu)，一組曲柄滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)成冷鐓機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。盡可能的做到傳動(dòng)速率快，傳動(dòng)平穩(wěn)，簡(jiǎn)單的目的。第三章冷鐓工藝研究和冷鐓機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)任務(wù)3.1.1工作原理及工藝過程：采用冷鐓的方法將鋼球鐓出，可以很大程度上減少加工時(shí)間并且可以大大節(jié)約生產(chǎn)所需的材料，避免造成一些不必要的浪費(fèi)，節(jié)約資源。冷鐓鋼球主要完成以下任務(wù)：自動(dòng)持續(xù)送料截取材料并且運(yùn)送材料預(yù)鐓和終鐓將材料頂送到模具上3.1.2主要的技術(shù)參數(shù)：產(chǎn)量：250—300粒每分鐘材料直徑：5-10毫米冷鐓次數(shù)的決定：在進(jìn)行冷鐓的過程中，由于金屬具有硬化的性質(zhì)，抵抗變形能力也隨著增大。超過金屬本身承載能力是，零件會(huì)呈現(xiàn)出碎裂現(xiàn)象，零件尺寸不同，材料不同，選擇允許變形的范圍也不同。[22]一般冷鐓變形程度常用下式表示:（3-1）式中ε為冷鐓變形程度H0為鐓粗前毛坯原始高度H1為鐓粗后零件高度幾種常見的金屬材料在冷鐓時(shí)表面出現(xiàn)裂紋時(shí)的最大許用變形程度如下：表SEQ表\*ARABIC1幾種常見材料許用變形程度`材料ε1080%3573%40Cr74%30CrMo55%65Mn50%鋁>95%銅>95%3.1.3冷鐓壓力的計(jì)算：影響著冷鐓壓力大小的幾個(gè)因素為：材料的尺寸，強(qiáng)度，剛度，冷鐓加工方式，是否使用潤(rùn)滑油等。想要準(zhǔn)確的計(jì)算出冷鐓力，首先要選擇合理噸位的設(shè)備，選擇合理的模具?？刂歧厜毫Υ笮】梢詮溺厜捍螖?shù)，鐓壓程度，改變模具形狀，降低每次鐓壓產(chǎn)生的壓力。[23]冷鐓過程的冷鐓力的理論公式計(jì)算十分復(fù)雜，因此用得不廣，工程上通常由下面的較為方便且有相當(dāng)準(zhǔn)確性的經(jīng)驗(yàn)公式法求得:（3-2）式中P—冷鐓力H—冷鐓頭部高度D—冷鐓頭部直徑F—頭部工具接觸投影面積[4]圖3.1計(jì)算冷鐓力的系數(shù)值冷鐓力P=405KN冷鐓力的精確計(jì)算為后面冷鐓機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選型奠定了基礎(chǔ)，它將直接關(guān)系到主電機(jī)的選型以及其他相關(guān)零件的設(shè)計(jì)。[3]3.1.4結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由兩組帶傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，兩組凸輪機(jī)構(gòu)組合而成，從而實(shí)現(xiàn)鋼球的冷鐓、送料、頂料等工藝過程。進(jìn)料:進(jìn)料調(diào)整盤是用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料的關(guān)鍵所在，其安裝位置是在大皮帶輪上。齒輪推動(dòng)座是由進(jìn)料拉桿帶動(dòng)的，棘爪帶動(dòng)棘輪之后齒輪還有線輪開始運(yùn)動(dòng)。進(jìn)料調(diào)整盤是用來控制進(jìn)料距離的。如果需要人工進(jìn)料的話只需要將前坐上的壓緊彈簧的螺栓松開，也可將棘爪頂起。剪料:主軸帶動(dòng)滑臺(tái)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還帶動(dòng)曲軸偏心輪相連的切料連桿，從而帶動(dòng)切料凸輪水平運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)剪切刀具前后運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)剪料動(dòng)作。送料:圓柱凸輪組根據(jù)運(yùn)動(dòng)曲線設(shè)計(jì)，與平面凸輪相比，曲面設(shè)計(jì)上有些困難，圓柱凸輪的曲面受角度的限制，為同時(shí)滿足滑塊組到來前將棒料送到冷鐓模凹模和推桿在滑塊到達(dá)前安全退出的條件，要求圓柱凸輪的轉(zhuǎn)速高于曲軸的轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)出了圓柱凸輪的曲面。采用恒定傳動(dòng)比i的同步帶進(jìn)行傳動(dòng)，同步帶優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)，避免了圓柱凸輪組與曲軸過于緊湊，滾子與推桿的往返運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了間歇送料。冷鐓:小帶輪安裝在電機(jī)上，通過v帶傳動(dòng)到大皮帶輪進(jìn)行減速，大皮帶輪安裝在曲軸上，大皮帶輪驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸通過滑動(dòng)軸承固定在機(jī)身上，大皮帶輪和大同步皮帶輪通過套筒定位，通過套筒和軸肩對(duì)滑動(dòng)軸承進(jìn)行定位，曲軸端部安裝磁粉制動(dòng)器，上軸瓦與滑塊組通過六角頭螺栓進(jìn)行連接，從而完成冷鐓功能。頂料:中軸在實(shí)現(xiàn)送料的同時(shí)，通過偏心輪來帶動(dòng)頂料連桿機(jī)構(gòu)推動(dòng)床身上的頂料機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)將半成品從動(dòng)模頂出的動(dòng)作。3.1.5操作方法開機(jī)時(shí)首先要啟動(dòng)油泵電機(jī)，啟動(dòng)后可以使?jié)櫥蜐?rùn)滑每一個(gè)部件，過載保護(hù)可以確保電機(jī)能夠安全運(yùn)行。之后啟動(dòng)主電機(jī)，等到機(jī)器正常運(yùn)行后圓柱凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滾子往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成送料。關(guān)機(jī)時(shí)，第一步就是停止凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，停止進(jìn)料。3.2冷鐓機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1床身的設(shè)計(jì)在床身上安裝著各種各樣的運(yùn)動(dòng)零件傳動(dòng)零件，它在整個(gè)機(jī)器中主要起支撐各種傳動(dòng)零件的作用，例如齒輪、軸承、軸等，保證他們能夠正常運(yùn)動(dòng)以及確保運(yùn)動(dòng)的精度。同時(shí)床身還可存儲(chǔ)一定數(shù)量的潤(rùn)滑油，確保每個(gè)零件都能夠潤(rùn)滑。設(shè)計(jì)床身首先要考慮的問題就是床身上每個(gè)零件的位置布局，以及如何安裝在床身上，主要確定床身的形狀還有尺寸大小。除此之外還應(yīng)該考慮下面幾個(gè)問題：床身所要承受的壓力，以及床身的強(qiáng)度和剛度時(shí)候能夠達(dá)到要求。滿足強(qiáng)度大小要根據(jù)工作時(shí)候所要承受的最大載荷驗(yàn)算靜強(qiáng)度，是否超出床身的疲勞極限。床身的剛度分為靜剛度和動(dòng)剛度，所謂的靜剛度就是床身在靜載荷下抵抗變形的能力，動(dòng)剛度是考驗(yàn)床身抗振能力的大小。[24]床身熱量傳遞能力以及在工作時(shí)產(chǎn)生的熱變形問題。機(jī)器工作過程中通過與不同零件之間以及切削材料會(huì)產(chǎn)生很多熱量，這會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油的粘度發(fā)生變化，使其潤(rùn)滑能力大大降低，熱量的不斷傳遞使床身溫度不斷升高產(chǎn)生熱變形，床身每個(gè)地方發(fā)生的熱變形程度不同，這會(huì)影響加工精度還有床身的使用壽命。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否存在問題。比如支撐點(diǎn)的選擇，筋的布置，以及開孔的位置還有如何連接每個(gè)零件等能夠大大提高床身的強(qiáng)度和剛度。工藝性好。包括毛坯制作，機(jī)加工以及熱處理，裝配調(diào)整，安裝固定，吊裝運(yùn)輸，維護(hù)修理等各個(gè)方面的工藝性。結(jié)合以上幾點(diǎn)，考慮到冷鐓機(jī)在工作的過程中需要高強(qiáng)度，高剛度以及抗震能力好的材料來承受沖擊壓力，因此采用綜合表現(xiàn)能力較好的QT500-7材料。[25]3.2.2主傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)主傳動(dòng)部件主要構(gòu)成有曲軸，中軸，傳動(dòng)軸還有其他附件組成。冷鐓機(jī)在工作時(shí)候，給予主軸一個(gè)動(dòng)力使其帶動(dòng)曲柄滑塊形成鐓壓動(dòng)作，除此之外也帶動(dòng)其他運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)做運(yùn)動(dòng)，由此可見曲軸質(zhì)量的好壞對(duì)冷鐓機(jī)生產(chǎn)的成功率有著很大的影響。在設(shè)計(jì)冷鐓機(jī)主曲軸的時(shí)候，應(yīng)該綜合各個(gè)方面考慮。如何做到性價(jià)比最高，功能性最好。影響這些問題的主要因素有以下幾點(diǎn)：強(qiáng)度、剛度、模態(tài)、疲勞特性、精度、熱變形等。主曲軸的結(jié)構(gòu)主要是中間粗兩頭細(xì)，這樣可以適應(yīng)主軸各個(gè)部位所帶來載荷的大小，能夠滿足剛度要求，并且為其他零件安裝提供足夠位置，方便加工和安裝。其他傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)也大致如此。[27]3.2.3電機(jī)選擇電機(jī)是本文機(jī)器的動(dòng)力來源，電機(jī)的如何選擇也是整體設(shè)計(jì)中重要的一個(gè)部分。在電機(jī)的選擇時(shí)要考慮以下幾個(gè)問題：機(jī)器在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的載荷大小，對(duì)于電機(jī)性能要求程度多高。對(duì)于無調(diào)速要求的機(jī)械通常采用普通籠型電動(dòng)機(jī)，應(yīng)用最為廣泛的電機(jī)，其他的還有同步電動(dòng)機(jī)如大型風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)；繞線型電機(jī)。如果需要電機(jī)才傳動(dòng)時(shí)能夠調(diào)速，就需要多速籠型電機(jī)，直流電機(jī)或變頻調(diào)速電機(jī)。電動(dòng)機(jī)功率也是選擇時(shí)要考慮的重要原因。電動(dòng)機(jī)的功率決定這這個(gè)機(jī)器負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小，傳動(dòng)速度變化情況，還有多次啟動(dòng)之后電機(jī)溫度增長(zhǎng)幅度。電機(jī)運(yùn)行功率在額定范圍內(nèi)，升溫幅度不會(huì)超額。[8]常見電機(jī)溫度升高限定如下：表2電機(jī)絕緣等級(jí)溫升限制絕緣等級(jí)AEBFH溫度限制607580105125常用電動(dòng)機(jī)類型YSYEJ、YR、YD、YHYZ、YZR、YTSP、YTSZ、YB、Z4YZ、YZR、YTSP、YTSZ電動(dòng)機(jī)功率選擇步驟：首先計(jì)算出機(jī)器載荷大小選用的電機(jī)的額定功率大于機(jī)器傳動(dòng)所需總功率校驗(yàn)電機(jī)的發(fā)熱、過負(fù)載能力和啟動(dòng)能力常用的電機(jī)規(guī)定防護(hù)等級(jí)：Y型電機(jī)；YD型電機(jī);YR型電機(jī)；YZ型電機(jī)；YZR型電機(jī)；YEJ型電機(jī)戶外型、防腐型電機(jī)：臥式為IP55、立式為IP54。根據(jù)機(jī)器所使用的轉(zhuǎn)速，選擇性價(jià)比比較高的電機(jī)盡量選擇體積小，質(zhì)量小的電機(jī)。如果速比太大，連接電機(jī)的傳動(dòng)部件的體積卻在增大，轉(zhuǎn)動(dòng)件設(shè)計(jì)成本也會(huì)增加。所以選擇電機(jī)要考慮到傳動(dòng)部件。對(duì)于連續(xù)工作，啟動(dòng)次數(shù)少，制動(dòng)次數(shù)也比較小的機(jī)器，這是首先要考慮的問題就是占地面積，設(shè)備維護(hù)這方面的技術(shù)成本從而確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速如果電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)頻繁，制動(dòng)多，就要根據(jù)最少的過渡時(shí)間，消耗能量最小等資源方面來考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)于工作轉(zhuǎn)速要求比較高的機(jī)械，可以選擇電機(jī)直徑與機(jī)械相連。本文選擇Y行三相異步電機(jī)：電機(jī)所需的工作功率為5KW,電機(jī)轉(zhuǎn)速為720r/min最終采用電機(jī)型號(hào)為J02-51-4。主要性能為：額定功率：7.5KW,滿載轉(zhuǎn)速1500r/min3.2.4軸承設(shè)計(jì)軸承是冷鐓機(jī)的重要組成部分，軸承的主要功能就是承載回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，以及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件通過軸承把動(dòng)力傳遞給其他零件，一個(gè)機(jī)器沒有軸承，這個(gè)機(jī)器就不能實(shí)現(xiàn)會(huì)轉(zhuǎn)運(yùn)的。軸承的分類有：轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動(dòng)軸。其分類的依據(jù)就是軸承承受載荷能力不同。心軸有可細(xì)分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸和定心軸。直軸分為光軸和階梯軸。光軸的外形比較簡(jiǎn)單，很容易加工出來，但是安裝在光軸上的部件裝配起來比較復(fù)雜，定位模糊；階梯軸，雖然外形上比較復(fù)雜，但是裝配和定位比較簡(jiǎn)單。制作軸承的材料一般為合金鋼和碳鋼。兩者有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。碳鋼優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，所能承受的載荷低，可以通過熱處理加工方法提高強(qiáng)度，剛度，耐磨性，疲勞強(qiáng)度。目前工業(yè)上大多都采用45號(hào)鋼作為零件的主要原材料。合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是多種合金構(gòu)成，化學(xué)性質(zhì)比較好，耐高溫，可傳動(dòng)的動(dòng)力大，耐磨性高。對(duì)于那些精度要求比較高，工作環(huán)境比較惡劣的傳動(dòng)零件通常采用合金鋼。[9]軸的設(shè)計(jì)主要從軸在機(jī)器上安裝位置，軸與其他零件連接方式，軸的尺寸大小，數(shù)目，承受載荷大小，加工工藝幾個(gè)方面去思考。首先對(duì)軸承進(jìn)行軸向和周向定位，對(duì)軸承進(jìn)行固定，保證工作時(shí)不會(huì)發(fā)生位移，保證加工精度。軸向定位方法包括軸肩、套筒、軸端扣環(huán)、軸承端蓋和螺母。圓周定位零件有:鍵、花鍵、銷、定位螺釘和過盈配合等。軸的表面粗糙度也對(duì)軸的性能產(chǎn)生很大影響，軸的疲勞強(qiáng)度隨著軸的表面粗糙度增加而降低。降低表面粗糙度的方法有：高頻淬火、表面滲碳、氮化熱處理。軸承加工完成后要對(duì)表面進(jìn)行去毛刺，倒45°角，留有砂輪越程槽以及退刀槽。[10]考慮到軸承的性價(jià)比以及冷鐓機(jī)工作時(shí)所受的載荷分布情況采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的深溝球軸承；深溝球軸承可承受徑向和軸向的載荷，高速運(yùn)動(dòng)的裝置中，深溝球軸承可以看做推力軸承，摩擦系數(shù)小，但極限轉(zhuǎn)速很高。最終選擇6314深溝球軸承。軸承壽命計(jì)基本額定壽命：h（3-3）查表可知：Fa/Cor=0.037，e=0.236,Fa/Fr>e;X=0.56,Y=1.88;P=fd(XFr+YFa)=8866N,C=105000ε=3,L10=1661h本章小結(jié)：本章根據(jù)金屬成形規(guī)律，分析了冷鐓工藝的機(jī)理，確定了本項(xiàng)目所要設(shè)計(jì)的冷鐓機(jī)工位數(shù)和所需冷鐓力，通過分析冷鐓機(jī)的工作原理，確定了本機(jī)的機(jī)械總體結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述了對(duì)冷鐓機(jī)床身部件、主傳動(dòng)部件等關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。第四章冷鐓機(jī)床靜強(qiáng)度分析和傳動(dòng)計(jì)算4.1靜強(qiáng)度分析1）機(jī)床床身主要承受兩個(gè)方向的載荷，機(jī)床床身主要承受兩個(gè)方向的載荷，一個(gè)是工作臺(tái)上的方向向右為p，另一個(gè)是軸承支承孔，的方向?yàn)閒。兩者大小相等，方向相反。兩者大小相等，方向相反。載荷具體分布如下：工作臺(tái)上的載荷

工作臺(tái)上的載荷按均布載荷處理，其大小P為:

P=Fmax/A（4-1）

其中:Fmax作用于工作臺(tái)的最大壓力，由曲柄滑臺(tái)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析可知F=431.8KNA床身的承載面積，A=0.0355m2故P=12.16MPa,方向向右。

2)軸承支撐孔受到的載荷

當(dāng)冷鐓機(jī)在受到公稱壓力的作用下,曲軸受到水平向右的431.8KN的反作用力，通過傳遞作用而作用在前后兩個(gè)支撐孔上。其中Ft=431.8*206/(218+206)=209.8KNF2=431.8*218/(218+206)=222KN式中Ft-曲軸前支撐孔對(duì)曲軸反作用力F2-曲軸后支撐孔對(duì)曲軸反作用力F(a)=Fm*cosα（4-2）Fm1=1/3F1,Fm2=1/3F2,，在A,B,C,D,E處分別沿著徑向等分為3個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)曲軸支撐孔有15個(gè)受力節(jié)點(diǎn)，其中徑向3個(gè)節(jié)點(diǎn)受力相同。[14]4.2傳動(dòng)計(jì)算4.2.1帶傳動(dòng)尺寸參數(shù)計(jì)算（1）帶輪1：d1=75mm，傳動(dòng)比為2:1，d2=150mm，D1轉(zhuǎn)動(dòng)90°，D2轉(zhuǎn)動(dòng)45°，帶輪中心距a=591mm(2)帶輪2：r1=262mm,傳動(dòng)比1:2.5，d2=107mm,帶輪中心距a=1519mm4.2.2凸輪尺寸計(jì)算凸輪的基圓直徑為80mm，推程為20mm,90°時(shí)，刀具是靜止不動(dòng)的，隨后凸輪旋轉(zhuǎn)180°，刀具開始向下移動(dòng)，所需的毛坯長(zhǎng)度為48mm,夾緊機(jī)構(gòu)半徑為80mm,l螺桿深入夾緊機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度為28mm,刀具距離夾緊機(jī)構(gòu)中心距為120mm。4.2.3曲柄滑塊計(jì)算滑塊行程速度變化系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程=50mm,偏距=20mm,極位夾角θ=180*（K-1）/(K+1)=36°，曲柄長(zhǎng)為21.5mm，連桿長(zhǎng)度為46.5mm.小結(jié)：床身在收到許用最大成形力作用下的工況下。床身受到的應(yīng)力及變形在允許范圍之內(nèi)，并且有充足的優(yōu)化余量。冷鐓機(jī)三維造型本次設(shè)計(jì)采用SolidWorks進(jìn)行三維造型，SolidWorks軟件可以說是世界上第一個(gè)三維設(shè)計(jì)軟件，軟件的功能比較齊全，能夠針對(duì)不同的二維圖紙?zhí)岣卟煌脑O(shè)計(jì)方案，可以減少設(shè)計(jì)過程中存在的一些錯(cuò)誤，操作起來比較簡(jiǎn)單。SolidWorks軟件分為零件圖，裝配圖，以及工程圖三個(gè)界面。其中零件圖是設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器中每一個(gè)部件使用的，裝配圖可以把設(shè)計(jì)好的零件圖通過配合裝配成一個(gè)完整的機(jī)器，工程圖是用來到處機(jī)器的二維圖紙的。SolidWorks的設(shè)計(jì)是通過設(shè)計(jì)一個(gè)草圖，然后通過拉伸旋轉(zhuǎn)薄壁抽殼陣列等特征實(shí)現(xiàn)實(shí)體建模。以下便是通過SolidWorks的零件圖和裝配圖對(duì)冷鐓機(jī)進(jìn)行三維建模。圖5.1冷鐓機(jī)三維裝配圖冷鐓機(jī)由電動(dòng)機(jī)、機(jī)身、一組V帶輪組、曲柄滑塊組、制動(dòng)器、一組同步帶輪組、圓柱凸輪組、平面凸輪組。所述v帶輪組由帶輪、V帶、圓頭普通平鍵、壓板和螺釘組成；所述曲柄連桿組由曲軸、滑動(dòng)軸承、上軸瓦、連桿、調(diào)節(jié)螺桿、法蘭盤、滑塊體、導(dǎo)軌、螺栓、螺母組成；所述同步帶輪組由帶輪、同步帶、螺母、壓板和螺釘組成；所述圓柱凸輪組由圓柱凸輪、滾子、推桿和深溝球軸承組成；所述動(dòng)力裝置固定在機(jī)身后端，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行輸出動(dòng)力。圓柱凸輪通過深溝球軸承安裝在機(jī)身上，兩端用套筒及軸肩進(jìn)行定位；所述頂料桿前端比后端細(xì)，中間部分攻有螺紋，以便于安裝六角頭螺母，目的是固定彈簧。本章主要介紹一些主要零件的三維造型。5.1床身圖5.2床身床身是裝配的底架，主要由拉伸和切除特征繪制。圖5.3床身草圖首先繪制一個(gè)草圖，然后把草圖進(jìn)行拉伸700mm,得到基本構(gòu)架，然后繪制最前面的小凸臺(tái)體草圖，通過拉伸進(jìn)行造型，之后就是進(jìn)行6次拉伸切除得到床架，最后進(jìn)行邊的倒角圖5.4倒角圖5.5床身設(shè)計(jì)步驟5.2曲軸設(shè)計(jì)圖5.6曲軸設(shè)計(jì)步驟曲軸的設(shè)計(jì)中運(yùn)用了6次拉伸，1次切除，5次倒角繪制。圖5.7曲軸草圖將草圖拉伸30mm,之后分別繪制草圖拉伸180mm,30mm60mm，140mm,110mm圖5.7第二次拉伸圖5.8倒角圖5.9拉伸切除5.3連桿設(shè)計(jì)圖5.10連桿設(shè)計(jì)步驟連桿的設(shè)計(jì)主要包括拉伸與拉伸切除特征的運(yùn)用。圖5.11基準(zhǔn)面創(chuàng)建這個(gè)基準(zhǔn)面的創(chuàng)建主要是因?yàn)榈谝徊降睦焓且粋€(gè)圓柱曲面，對(duì)于接下來的設(shè)計(jì)來說沒法直接在曲面上直接進(jìn)行草圖繪制，這時(shí)候就需要借助基準(zhǔn)面來幫助我們繪制接下來的草圖。圖5.12基準(zhǔn)面的創(chuàng)建參數(shù)連桿的設(shè)計(jì)中進(jìn)行了4次拉伸，7次拉伸切除，5次倒角。南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第六章總結(jié)與展望冷鐓機(jī)的結(jié)構(gòu)出于其需要工作平穩(wěn)、精度高、生產(chǎn)速率高以及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的工藝特點(diǎn)，其傳動(dòng)部件是通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、帶輪傳動(dòng)進(jìn)行傳動(dòng)的，某種程度上它的運(yùn)動(dòng)性能關(guān)系到整個(gè)機(jī)器的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)，也影響到冷鐓產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，對(duì)其優(yōu)化顯得至關(guān)重要。冷鐓機(jī)床身上安裝著各類零件，是保證運(yùn)動(dòng)部件精度以及可靠性的關(guān)鍵部件，因此對(duì)冷鐓機(jī)床身進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核也是非常重要的，此外，冷鐓機(jī)床身是本臺(tái)機(jī)器質(zhì)量和體積最大的部件，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)候多數(shù)采用類比設(shè)計(jì)法將原有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸照搬過來或者進(jìn)行簡(jiǎn)單的按比例放大。這樣雖然不會(huì)造成剛度或強(qiáng)度的不足，但大多存在結(jié)構(gòu)尺寸富余。因此，怎樣在性能與成本控制的矛盾中找到最優(yōu)設(shè)計(jì)，也是我們要思考的問題。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是把傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力以不同形式傳遞的重要零件，而其中曲軸又是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的核心部件，不僅受周期變化的鐓粗壓力和慣性力的影響，而且受軸系扭轉(zhuǎn)力的影響。除了對(duì)曲軸進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核外，還要對(duì)曲軸進(jìn)行疲勞壽命分析來確定曲軸的尺寸形狀。還有重要一點(diǎn)就是由于冷鐓機(jī)生產(chǎn)速率不斷提高，設(shè)計(jì)時(shí)候所產(chǎn)生的公差對(duì)冷鐓機(jī)整體性能也會(huì)產(chǎn)生重要的影響，如果公差要求過高，雖然性能也會(huì)隨著提高，但是生產(chǎn)機(jī)器的成本也會(huì)增加，因此如何滿足冷鐓機(jī)工作性能要求的基礎(chǔ)上，使冷鐓機(jī)關(guān)鍵部位間的公差配合達(dá)到最合理也是以后研究的重點(diǎn)方向。參考文獻(xiàn)[1]奚蒙,呂宗樂.介紹一種新型鋼球冷鐓機(jī)[J].機(jī)械工程師,2001(03):23-24.[2]楊曉慧,劉秀蓮,張艷萍.鋼球加工工藝的改進(jìn)[J].軸承,2003(12):22-23.[3]甘建蓉.電動(dòng)機(jī)的選擇要素及常見故障分析[J].機(jī)電工程技術(shù),2011,40(08):151-153+205.[4]楊煜.國(guó)內(nèi)外冷擠壓技術(shù)發(fā)展綜述[J].鍛壓機(jī)械,2001(01):3-5+1.[5]肖志玲.多工位高速冷鐓成形機(jī)理及其設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D].機(jī)械科學(xué)研究總院,2015.[6]鐘偉弘,徐燕申,林漢元.基于有限元分析的模具加工中心床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2009(03):21-24.[7]侯鎮(zhèn)冰,諸乃雄,高衛(wèi)民.高精度機(jī)床主軸系統(tǒng)的研究與制造[J].機(jī)床,1991(03):26-28.[8]徐立華,吳錚.可視化方法在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī),2019,50(23):46.[9]許莎,吳小勇.基于DOE的鍛造企業(yè)過程質(zhì)量分析[J].裝備制造技術(shù),2010(09):4-6.

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