1、本科毕业论文（20 届）高速冲压设备分析与结构设计所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业论文I摘要对高速冲压设备的设计和分析是这次毕业设计的主要任务。通过查阅了与高速冲床相关的文献资料，对冲压设备零件进行分步分析，选择并确定符合于给定条件的最优设计方案，及进行了对零件的有关数据的计算，比如说：选择零件序，确定其顺序，工序数目及工序组合形式，介绍了主要零部件的设计理念，详细剖析了设计过程中的一些思路，以及某些非标准零件的使用特点。分析了各个零部件的设计要点，使产品质量达到设计要求。然后以此为基础，设计出高速冲床的主要零件的结构。并在设计中
2、，介绍了零件的 CAD 图、定位设计、冲裁力的计算和压力中心的计算。分析了冲床零件的基本结构，讨论了高速冲床的技术要求，介绍了机构零件的装配工艺，并指出了冲床装配时的注意事项。曲柄滑块机构是一个很重要的结构，他对冲床的工作效率影响很大，因此对其设计的准确性与标准性对冲床工作的效益提高，还有利于设备维修的规范化，也为整个冲压设备的顺利生产定下了一个良好的基础。同时，曲柄滑块结构对产品生产质量影响也很大，在提高经济效益和降低成本的前提下，设计出简单而合理的曲柄滑块结构结构是设计中的重要环节。本文分析了冲压设备结构的工艺特点，其中包括了利用对零件展开图的尺寸计算、工件的工艺分析、结构设计的难点，确定
3、了各零件的型号大小和冲床的总体结构。通过与传统的冲压设备进行对比，得出高速冲压设备的优点和缺点。【关键词】高速冲压设备 冲裁力 曲柄滑块结构毕业论文IIhigh velocity ram machine and mold designAbstractThe design is a main task on both the analysis and the particular configuration design of high-speed mold. According to check with a great deal of reference details. It is a m
4、ost to base on the technical analysis of the patch, then choose a best craft procedure to a given project. For instance, basic procedures choosing basic procedures sequence confirmation, the amount of the working procedure and the format of the procedure combination. Presentation of the main compone
5、nts of the design concept , a detailed analysis of the design process in a number of ideas, as well as the use of certain features of non-standard parts. On-position progressive die design features, so that the quality of products meet the design requirements. And then as a basis for designing the m
6、ain parts stamping die structure. And design, introduced the nesting parts map, location design, the calculation of punching force and the calculation of center of pressure.Assay of the die of the basic types of mold, die mold discussed the high-speed mold on the standard mold of the assembly proces
7、s. And pointed out that when the mold assembly of attention. Be expected to step positioning is a very important process, and its impact on the accuracy of the work piece is very important , so the accuracy of their design on the mold with the standard of maintenance of both the standardization of m
8、old. But also for the smooth production of the mold and lay a good foundation. At the same time, convex, concave mold structure of the product quality of a reasonable and simple, convex, concave mold structure is an important part of the design. This paper analyzes the technical characteristic of th
9、e telegraphese connection product stamping, inclulding the size calculation of the part technical analysis, the calculation of the punching force and drawing force, the difficulties of the design , making sure the layout project and the high-speed mold. The progressive die could complete seven proce
10、sses that include punching, drawing, shaping and so on. The high-speed mold has been used during the process of producing. It introduces the design and manufacture of punch, the high-speed mold, the striping device, the pushing device, and the blanking holders in details. even including the way to e
11、stablish the manufacture process of the typical parts.Keywords: high-speed mold, cutting, cavity and core plates毕业论文III目录摘要 Abstrac t目录 第一章 绪论111 概述 112 冲压技术的进步 113 课题的主要特点及意义 214 设计要求 2第二章 冲压设备及结构分析 32. 1 冲床 床身高度的确定 322 选取适用的精密滚珠丝杠 423 工作台允许的最大承载 5第三章 确定高速冲压设备机体结构63.1 高速冲压设备机体立柱结构选择 63.2 高速冲压设备机体三轴
12、导轨的结构选择与设计 93.3 高速冲压设备机体工作台的结构选择与设计 103.4 丝杠与螺母幅的选择 123.5 高速冲压设备体床身选择与设计 143.6 高速冲压设备曲柄的设计 15第四章 高速冲压设备的组装 184.1 高速冲压设备的组成184.2 冲压设备的冲裁力计算214.3 冲床刚度系数的确定22总结 23致谢 24参考文献.25毕业论文1第一章 绪论1.1 概述冲压机床已经成为当代工业中一种应用比较广泛的加工设备，进行生产加工各种板料零件,是冲压设备的特点，他的加工零件具有刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比
13、和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。冲床的设计原理是将圆周运动转换为直线运动，由主电动机出力，带动飞轮，经离合器带动齿轮、曲轴(或偏心齿轮)、连杆等运转，来达成滑块的直线运动，从主电动机到连杆的运动为圆周运动。 连杆和滑块
14、之间需有圆周运动和直线运动的转接点，其设计上大致有两种机构，一种为球型，一种为销型(圆柱型) ，经由这个机构将圆周运动转换成滑块的直线运动。冲床对材料施以压力，使其塑性变形，而得到所要求的形状与精度，因此必须配合一组模具(分上模与下模)，将材料置于其间，由机器施加压力，使其变形，加工时施加于材料之力所造成之反作用力，由冲床机械本体所吸收。1.2 冲压技术的进步进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃1。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技
15、术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图 1-1） 。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。1.3 课题的主要特点及意义本次设计课题的主要特点就是分析了冲床零件的基本结构，讨论了高速冲床的技术要求，介绍了高速冲床设备的装配工艺，并指出了设备装配时的注意事项。曲柄滑块机构是一个很重要的结构，他对冲床的工作效率影响很大，因此对其设计的准确性与标准性对冲床工作的效益提高，还有利于设备维修的规范化，也为整个冲压设备的顺利生产定下了一个良好的基础。同时，曲柄滑块结构对产品生产
16、质量影响也很大，在提高经济效益和降低成本的前提下，设计出简单而合理的曲柄滑块结构结构是设计中的重要环节。本文分析了冲压设备结构的工毕业论文2艺特点，其中包括了利用对零件展开图的尺寸计算、工件的工艺分析、结构设计的难点，确定了级进模的排样方案和模具的总体结构。通过与传统的冲压设备进行对比，得出高速冲压设备的优点和缺点。1.4 设计要求高速冲压设备机体要求：机体采用计算机 CAD/CAM 优化设计，三主轴马达功率：12.5/12.5/7.5；X/Y/Z 行程为：850/500/450。采用宽立柱结构，优质米汉纳树脂砂工艺精密铸造，多次人工时效处理要求吸震性强，整机刚性优良 三轴矩形导轨采用三角形支
17、撑设计，超高频淬火处理，周边磨削工艺精磨。 大导程精密滚珠丝杠配以精密斜角滚珠轴承预紧安装，进给精准，负载力强。 与矩形导轨接触的摩擦副及镶条粘贴 Turcite-B 耐磨片并精细研刮，耐磨性好。床身技术要求及结构工艺性的分析，鞍座技术要求及结构工艺性的分析，工作台设计技术要求及结构工艺性分析。高速冲压设备机体设计方案正确完善, 高速冲压设备机体动作原理正确,图纸表达准确无误,尺寸及偏差,形位公差,粗糙度等标注正确。高速冲压设备主要零件选材合理,热处理及硬度标注准确。设计说明书计算无误, 条理清楚,依据充分,有自己的见解。图 1.1 高速冲床结构示意图1、计算床身高度,选取适用的精密滚珠丝杠。
18、校核:工作台尺寸和主轴中心至立柱表面尺寸,工作台允许的最大乘载，床身净重。2、确定高速冲压设备机体结构;高速冲压设备机体立柱结构选择。高速冲压设备机体三轴导轨的结构选择与设计。毕业论文3高速冲压设备机体工作台的结构选择与设计。丝杠与螺母幅的选择。高速冲压设备体床身选择与设计。高速冲压设备曲柄的设计。3、计算高速冲压设备曲柄主要零件的尺寸计算。毕业论文4第二章 冲床设备及结构分析2.1 冲床床身高度的设计行程长度是指曲柄旋转一周滑块所移动的距离，其值为曲柄半径的两倍。选择压力机时，滑块行程长度应保证毛坯能顺利的放入模具和冲压件能顺利的从模具中取出。特别是成形拉伸件和弯曲件应使滑块行程长度大于制件
19、高度的 2.53.0 倍。压力机工作台面（或垫板平面）的长宽等尺寸一般应大于模具下模具尺寸，且每边留出60100mm，以便于安装固定模具。当冲压件或废料从下模漏料时，工作台尺寸必须大于漏料件的尺寸。对于有弹顶装置的模具，工作台孔还应大于弹顶器的外形尺寸，大于模柄长度。高速冲床结构如图 1.1。压力机的闭合高度是指滑块处于下止点位置时，滑块底面至工作台面之间的距离。模具闭合高度与压力机装模高度的关系理论上为：500H或-MH式中 H模具闭合高度压力机的最小、最大闭合高度垫板厚度M连杆调节量压力机的最小装模高度压力机的最大装模高度由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修磨后，模具的闭合高度可能要减小。因
20、此一般模具的闭合高度接近压力机的最大装模高度。所以在实用上为：+10mmH 5mm高速冲压设备机体 X/Y/Z 行程为：850/500/450。则可将冲压设备的高度设计为 2000mm；工作台尺寸为 1200x600mm；主轴中心线至立柱表面的距离为 400mm。毕业论文52.2 选取适用的精密滚珠丝杠图 2.2.1 滚珠丝杠副滚珠丝杠的选型过程中对滚珠丝杠本身需要注意的主要参数如下：1-公称直径 。即丝杠的外径，常见规格有12、14、16、20、25、32、40、50、63、80、100、120，不过请注意，这些规格中，各厂家一般只备 1650 的货，也就是说，其他直径大部分都是期货（见单生
21、产，货期大约在 3060天之间，日系产品大约是 22.5 个月，欧美产品大约是 34 个月） 。2-导程 。也称螺距，即螺杆每旋转一周螺母直线运动的距离，常见导程有1、2、4、6、8、10、16、20、25、32、40，中小导程现货产品一般只有 5、10，大导程一般有 1616、2020、2525、3232、4040（4 位数前两位指直径，后两位指导程） ，其他规格多数厂家见单生产。导程与直线速度有关，在输入转速一定的情况下，导程越大速度越快。3-长度 。长度有两个概念，一个是全长，另一个是螺纹长度。有些厂家只计算全长，但有些厂家需要提供螺纹长度。螺纹长度中也有两个部分，一个是螺纹全长，一个是
22、有效行程。前者是指螺纹部分的总长度，后者是指螺母直线移动的理论最大长度，螺纹长度=有效行程+ 螺母长度 +设计裕量。4-螺母形式 。各厂家的产品样本上都会有很多种螺母形式，一般型号中的前几个字母即表示螺母形式。按法兰形式分大约有圆法兰、单切边法兰、双切边法兰和无法兰几种。按螺母长度分有单螺母和双螺母。在安装尺寸和性能允许的情况下，设计者在选用时应尽量选择常规形式，以避免维护时备件的货期问题。5-精度 。滚珠丝杠按 GB 分类有 P 类和 T 类，即传动类和定位类，精度等级有1、2、3、4.几种，国外产品一般不分传动还是定位，一律以 C0C10 或具体数值表示，一般来说，通用机械或普通数控机械选 C7（任意 300 行程内定位误差0.05）或以下，高精度数控机械选 C5（0.018）以上 C3（0.008）以下，光学或检测机械选 C3 以上。特别需要注意的是，精度和价格关联性很大，并且，精度的概念是组合和维持，也就是说，螺杆的导程误差不能说明整套丝杠的误差，出厂精度合格不能说明额定使用寿命内都维持这个精度。毕业论文6图 2.2.2 丝杠及螺母的密封根据以上参数 数据的分析，结合冲压床身的尺寸，由此我们可以选出适用的滚珠丝杠的型号为直径 40mm，长 1000mm 的滚珠丝杠。
