第 1 章 绪论1.1 课题背景现在，机械、电子、轻工、国防等工业部门的产品零件已越来越多的转为以 模具为基本工具进形成形，因为塑性成形时，移动材料单位体积的速度比切削加 工快，生产效率高塑性成形不仅能改善材料内部的结构和缺陷，还能充分的利 用材料纤维组织的方向性，大大提高零件的力学性能一般的冲压件、塑性件、 压铸件一般经成形即为成品，无需再进形切削加工或只需少量的切削加工故零 件重量轻，材料利用率高，适合大批量生产[1]成形有两个概念；一是成形，即毛坯在外界压力下，借助于模具通过材料的 塑性变形来获得具有所需形状和尺寸的产品二是成型，是指液态或半液态的原 材料在外界压力下，通过流动填充模型的型腔来获得与模具型腔相一致的形状、 尺寸的产品成形设备是为各类成形工艺服务的，它是借助于模具生产各类成型毛胚或成 形制件的设备成形设备的工作能力，完善程度及其使用潜力的发挥对于提高产 品质量和劳动生产率，降低产品成本，改善劳动条件，实现新工艺等都具有重要 作用[2]1.2 锻压机械的概念及发展前景锻造是用锤击或压制的方法对坯料施以压力，使之产生塑性变形的金属加工 方法冲压是用凹模和凸模将薄板成形为具有立体造型和符合质量要求的制件的 金属塑性加工方法。
两者和称为锻压，锻压机械是通过曲柄滑块机构将电动机的 旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对金属坯料进行成形加工的压力机锻压 生产常用设备大致分为加热设备、锻压成形设备和锻压生产辅助设备，本次毕设 研究锻压生产设备现代锻压机械已不是制造毛坯的设备而是成品加工机械其结构精密，轻巧， 其最高行程速度已达到 300 次/分钟，加工精度有的已达到微米级其操作多采 用自动化装置，其控制系统多采用数字控制，现代锻压机械已拥有自己专用的多 轴、高速、高分辨率和多功能的数控系统能和电子计算机、和工业机器人自动 换模系统及自动仓库等结合，构成各种系列的柔性加工单元（FMC）和柔性制造 系统（FMS）,并向电子计算机集成制造系统（CIMS）的方向迈进因此，现代锻 压机械从其主要方面看，已是一种精密的自动的，机电一体的并能柔性连线的金 属成形机床 [3]1.3 压力机的概念与分类对于压力机用最简练的语言归类就是：（ 1）使用上、下模具；（2）依靠对工具施加的关联运动，使置于上、下模具间的材料受力，从而 完成所要做的功3）做功时产生的反作用力，由机械本身承受压力机根据产生压力的机制而分类使用液体传动压力的被称为“液压压力 机”，使用机械传动压力的被称为“机械压力机”。
液压压力机，形程较长，压力 可调节，加工速度稳定，不会产生超负荷但是机械压力机比液压压力机效率高， 维修简单，所以现在的材料加工大多采用机械压力机因本次毕设的特点，也只 研究机械压力机机械压力机是指通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线 往复运动，对金属坯料进行成型加工的压力机，机械压力机是冲压加工的主要生 产设备，它适用于大批量生产零件、配件是一种高效率、低成本的零件生产工 艺设备机械压力机按床身结构可分为开式、闭式和主柱式，其中闭式结构的床 身结构刚性好按滑块机构和运动方式来分为单动和多动压力机，目前使用的多 为单动压力机，而多动压力机主要用于汽车车身等大部件的深压加工其中多动 压力机其外滑块用于落料和压边，内滑块用于拉深根据压力机的连杆与滑块的 连接形式，可分为单点、双点或多点压力机按传动机构的位置，传动机构一般 装在压力机的上梁部分，而且称其为上部传动机构，但也有为了减少压力机距离 地面的高度，而将其传动机构设于压力机底座下部的，这种压力机被称为下部传 动压力机下部传动压力机速度快、重心低、稳定性好但维修和安装比较困难 在冲压加工中，压力机完成的工序中，可分为分离工序和变形工序两类，因此， 应根据加工工序的性质和充分的发挥设备特性的原则，合理的选择压力机的结 构、形式。
[4] [5] [6]1.4 压力机的工作原理本次毕业设计的题目为简易冲床及其送料机构设计通过传动系统把电动机 的运动和能量传给工作机构，从而使坯料获得相应的变形，制成工件图 1 ，压力机工作原理简图其工作原理为：电动机通过皮带将运动传给大皮带轮，从而，通过齿轮把运动传给偏心齿轮， 连杆的上端套在偏心齿轮上，下端与滑块铰链连接，因此，将齿轮的旋转运动变 成滑块的往复运动上模装在滑块上下模装在工作台上当材料放在上下模之间 时，即能进行冲裁或其他变形工艺，制成工件由于加工的特点，滑块需要时而 运动，时而停止，因此装有离合器和制动器，压力机在整个工作周期内进行工艺 操作的时间很短，即有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空程为使 电动机的负荷均匀，有效的利用能量，因此要装有飞轮，大皮带轮即为飞轮作用 1.5 压力机的主要技术参数曲柄压力机的技术参数反映了压力机的工艺能力，加工零件的尺寸范围以及 有关生产率的指标，分析如下：（1） 公称压力Pg:是指滑块离下死点的前一特定距离或曲柄转到离下死 点前某一特定角度时，滑块所许可承受的最大作用力2） 滑块行程6 :滑块行程指滑块从上死点到下死点的距离。
3） 滑块行程次数n：指滑块每分钟从上死点到下死点，然后回到上死点 所往复的次数4） 最大装模高度H；指滑块在下死点时，滑块下表面到工作台极上表面 的距离当装模高度调节装置将滑块调节到最上位置时，装模高度 达到最大值5） 装模高度调节量AH：装模高度能调节的距离即为装模高度调整量6） 喉深：喉深指滑块的中心线至机身的距离7） 工作台及滑块底面尺寸机械压力机的载荷是冲击性的，即在一个工作周期内锻压工作的时间很短短时的最大功率比平均功率大十几倍以上，因此在传动系统中设置有飞轮第 2 章 压力机的主要技术性能及结构的确定2.1 曲柄压力机主要技术性能的确定：单位J40公称压力PgKN40发生公称压力滑块离F死点 距离mm3滑块行程Smm40滑块行程次数n次/min200冲裁板厚mm2板料宽度mm300喉深（滑块中心到立柱尺寸）mm1150工作台极左右尺寸Lmm1400工作台极前后尺寸B'mm13002.2 曲柄压力机主要技术性能的确定： 曲柄压力机工作原理图为：电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（兼作飞轮）, 经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行、■■锻压工作完成 后滑块回程上行,离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在 上止点附近。
曲柄压力机一般由下面几部分组成： 工作机构：是曲柄压力机的工作执行机构一般为曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、 滑块与其它零件组成 传动机构：是按一定的要求把电动机的运动和能力传递给工作机构由 V 带传 动和开式齿轮传动机构组成二级传动 支承部件：:如机身等它连接饿固定说有零部件，保证它们的相对位置和关系能源系统：包括电动机和飞轮 操作和控制系统：包括离合器和制动器 辅助系统和附属装置：包括气路系统、润滑系统/保护装置和气垫等 送料机构：用以对带状板料自动送料图 2 压力机结构图第 3 章 压力机运作系统的设计3.1 电机的选择根据已知的工作要求和条件:公称压力P=40kn,发生公称压力时滑块离F死 点距离Sp=3mm,滑块行程h=40mm.行程次数n=200次/分，冲裁板厚6 =2mm,板料宽 度卩=300mm，载荷有冲击，小批量生产，两班8年，断续周期性工作,Fc=40%.则电动机功率为：P=KA/1000tn⑴ 由于行程次数n=200次/分，为中等，K取1.6(2) A=0.315P6 =0.315X40X2=25.2〕(3) 采用自动送料， Cn=1(4) 侧实际工作周期 t=60/nCn=60/200X1=0.3s(3)采用自动送料，传动为二级，n=0.4贝 V P=KA/1000tn=0.29KW选用 Y80M-4 型全封闭笼型三相异步电动机。
Pd=0.55KWNd=1440r/min贝总减速比 i=1440/200=7.2采用V带传动i=7.23.2飞轮的转动惯量与尺寸计算3.2.1 转动惯量的计算即得1I O 22 f ioo=—i^ 乙；IWm在冲压工件时，主要靠飞轮释放能量，若忽略电动机在此时所输出的能量1 ( \ 2 兀 neW 二_(o+o 丿二m 2 1 2 iA0We 2 5A0=A1+A2+A3+A4=71800J池=2*3」4*1467 = 48s -17.2(3-76)8 = 2sk(S + S )et由所选电机型可得 S =0.027 查表得 S =0.02et则使 S 二 0.1 k=1.2 查表得 £= 0.85e二 2*0.85*1.2(0.1 + 0.2)= 0.245: I7180048*0.245二 126kgm 23.2.2 尺寸确定选用铸钢材料，飞轮即是大皮带抡，飞轮外径D2一般由速比分配决定即 D = iD = 7.2*75 = 540mm其中D是电机上小带轮2 1 1的直径以上所得转动惯量实际不仅包括飞轮本身的惯量，还包括其他传动零件的转 动惯量在压力机中，飞轮转动惯量与飞轮本身的转动惯量有以下关系：I、= 80-90%I = (80-90)%*12& 107.kg加ff 飞轮转动惯量是由轮缘、轮辐和轮毂阶组成，其中轮缘部分是最重要的。
即 轮缘部分的转动惯量：m 兀 lJ = (D2 + D2)：m 二 p一802 + D21 8 2 1 1 4 2 332*107.13.14*7.8*10*0.45=0.588mm3.3 V 带传动设计计算3.2.1 选择带的型号的确定V 带型号根据设计功率 Pd 和小带轮转速 n1 确定，查教材图 5.17 可选取 A 型带3.3.1 带轮的基准直径的确定查教材表5.4V带带轮最小基准直径，知A型带dmin=75mm,选取小带轮基准直 径：dd1=75mm；因此，大带轮基准直径：D = iD = 7.2*75 = 540mm21查教材表5.4选取大带轮基准直径=560mm其传动比误差Ai/iv5% 故可用3.3.2 验算带的速度 由带的速度公式：v=n^dd1xn1/(60x 1000)式中 n1——电动机转速；dd1 小带轮基准直径即 v=5.495m/sv"ma?=25m/s,符合要求3・3・3确定中心距a和V带基准长度Ld根据0.7 (dd1+dd2)Wa0^2 (dd1+dd2)初步确定中心距0.7 (75+560) =444.5mm < a0 § 2 (75+560) =1270mm 考虑到结构，选取中心距 a0=800mm。
初算带的基准长度 Ld'：Ld' =2a0+n(dd1+dd2)/2+(dd1-dd2)2/4a0式中 Ld 带的标准基准长度；Ld'――带的初算基准长度；a0——初选中心距得 Ld'=2597.2mm查教材表 5.2 普通带基准长度 Ld 及长度系数 KL， 确定带的基准长度Ld=2700mm计算实际中心距a,由a=a0+(Ld-Ld')/2=800+(2700-2597.2)/2=523.5mm 故,实际中心距为 851.4mm3.3.4 计算小轮包角小带轮包角：al=180°-(ddl-dd2)/ax57.3°=180°-(560-75)/851.4x57.3°=144八、确定 V 带根数 Z根据Z=Pd/(PO+APO)/Ka/KL确定带的根数式中Ka——包角修正系数，考虑包角丰1800对传动能力的影响，由教材表5.9 查取；KL――带长修正系数，考虑带长不为特定带长时对使用寿命的影响，由教材表5.2 查取；P0——V带基本额定功率由教材表5.4查取单根V带所能传递的功率为=1.37kW； 由式AP0=Kbxn1x(1-1/Ki)计算功率增量其中 Kb——弯曲影响系数；Ki——传动比系数；ni 小带轮转速，r/min。
查教材表 5.5 得 Kb=0.6725x10-3查教材表5.6得Ki =1.0202；故得AP0=Kbxn1x(1-1/Ki)=0.6725x10-3x960x(1-1/1.0202)=0.06946Kw查教材表5.9得Ka=0.98；查教材表 5.2 得 KL=0.99所以Z=Pd/(P0+AP0)/Ka/KL=3.96/((1.37+0.07946)x0.98x0.99)=1.82 所以，选取 V 带根数 z=23・3・5初拉力F0的确定单根普通 V 带初拉力计算公式：F0=500xPd x((2.5-Ka)/Ka)/zv+mv2式中 Pd ——设计功率；v——V 带速度；z――带的根数；Ka——包角修正系数；m――普通V带每米长度质量查教材表 5.1 得 m=0.1kg/m所以F0=500xPd x((2.5-Ka)/Ka)/zv+mv2=500x0.55x((2.5-0.98)/0.98)/2x5.495+0.1x5.4952=891.00N3.3.6 计算作用在轴上的压力 FQ压力 FQ 等于松边和紧边拉力的向量和，如果不考虑带两边的拉力差，可以近似 的按带两边所受初拉力的合力来计算：FQ=2xzxF0xsin(a/2)式中 F0——初拉力；z――带的根数；a 小轮包角。
所以FQ=2xzxF0xsin(a/2)=2x2x891xsin77°=3472N3.3.7 小带轮结构设计(1) 带轮材料选择 本设计中转速要求不高，故材料选用铸铁，牌号为 HT2002) 带轮结构形式本方案中带轮为中小尺寸(ddW125mm),选用腹板轮 3)带轮结构尺寸(部分)查教材表5.3 得各数据：轮槽剖面尺寸尺寸大小(mm)he12hamin2.75e15 0.3f10-1+2bd11(56B= (z-1) e+2f= (2-1)X 15+2X10=35①38° ±30 ‘s12dd125dk= (1.8〜2) d=68.4mm〜76mm,取 dk=70mm F . e .冲床自动送料机实质上是料机械手,能自动上料和卸料,提高生产效率,保证产 品质量,改善工人劳动强度,确保人身安全本机节拍与冲床同步,连续生产 总体结构简单,紧凑,传动平稳,性能可靠,使用安全,操作方便,便于加工, 装拆,调整,维护,制造经济在冷挤压加工行业中有较大的应用前景。