冲床自动送料装置设计

毕业设计说明书 题目：冲床自动送料装置 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 机自012 姓 名： 禹 锦 绣 指导老师： 李 力 日 期：2005年6月1日 前 言 冲压自动送料装置为冲床辅助装置，可以将进料自动送入冲床工作区域。通过此装置可以大大减轻工人的劳动强度，提高工作效率。同时，冲床自动送料装置可以节省人力，提高工厂的自动化程度。此外，冲床自动送料装置的针对性强，结构相对比较简单，容易生产加工，成本不高，并且实用性很强。 冲床自动送料装置的局限性在于每种送料装置一般只适用于一种类型的材料的自动进给。例如，薄板料的自动送给经常采用辊式送料机构，然而厚的板料一般不用这种结构。冲床自动送料装置的针对性很强，一台装置不太可能既能送进板料，同时也能送进棒料和条料。而且，即使可以让一台装置能够同时送进几种类型的材料，除了造价提高外，并不实用。因为对一般工厂来说，其生产的产品一般比较固定，在冲床加工产品不变的情况下，作为辅助设备的送料装置自然没有必要变动。 设计冲床自动送料装置需要考虑以下问题：1. 实用性 自动送料装置是为了是冲床加工更加快捷，减轻工人的劳动。送料装置必须安全可靠，能够实现预期的功能。2. 要有效益 自动送料装置可以减少劳动力。如果能同时实现进料、出件和收集废料的自动化，每台冲床至少能节省一个劳动力单位。在设计前必须估算自动送料设备的投入（包括开发、生产、使用周期和设备维护）的费用。如果在同等效率下设备的投入大于或接近于所节省的劳动力单位在设备使用周期内应付工资，那么这种产品就不能为工厂创造效益，是不可取的。 摘 要 冲床自动送料装置是配合冲床工作，以提高冲床的工作效率，同时减轻工人的劳动量，提高冲压工艺的自动化程度。 本设计方案的原理：动力从冲床带轮取出，通过传动轴传递给送料辊和废料卷料筒，同时完成板料的送进和废料的卷起。带轮将动力通过齿条传递给齿轮，齿轮和一个单向超越离合器相联结，只传递正向的转矩。单向超越离合器带动传动轴1转动，由轴1上的齿轮带动送料辊送料。轴1和轴2通过摩擦离合器联接，由轴2上的齿轮带动卷料筒卷起废料。卷料筒在卷起废料的过程中直径会不断增加，致使轴2的圆周速度增加，当卷料筒的卷料速度大于送料速度时，由于摩擦离合器所传递的转矩过大，摩擦片就会打滑，从而消减卷料筒的卷料速度。 送料辊分为主动辊和从动辊，从动辊是可调的。当料送进时，拧紧从动辊两端的紧定螺钉将从动辊压下，从而压紧板料，并且通过两辊轴的摩擦力来实现板料的送进。 卷料筒是可拆卸的，当废料卷满后，卸下卷有废料的卷料筒，除去所卷废料后再安装到卷料结构上继续使用。为了提高效率，可以增加一个卷料筒，两个卷料筒交替使用。关键词：齿轮 齿条 送料 转矩 Summary Puncher give material device to cooperate with puncher work , in order to improve working efficiency of puncher automatically, lighten workers amount of labour, and improve the automatic degree of pressing the craft . Principle of this design plan : Power take wheel take out from puncher, is it is it give material roller and waste material rolls of material tube to give to transmit through drive shaft, the ones that finish board material rolling with waste material at the same time are sent. Bring wheel through transmit give gear wheel by rack , gear wheel and one one-way to surmount clutch bind power, only transmit the torque turning towards. One-way to surmount clutch drive 1 drive shaft rotate , is it hand over material roller to hand over the material to drive by gear wheel of 1 axle. Axle 1 and axle 2 is bound through rubing the clutch, driven a roll of material tube to roll the waste material by the gear wheel on axle 2. Rolls of material tube diameter will increase constantly during the process of rolling waste material, is it increase to cause axle 2 circumference speed, as rolls of rolls of material , material of tube being speed heavy to when give the speed of material , rub torque that clutch transmits too big, the friction disc will skid , thus subdue the speed of a roll of material of a roll of material tube. Sending the material roller to be divided into a initiative roller and driven roller, the driven roller is adjustable. When the board material is sent to , tighten driven roller both ends make screw is it down to pigeonhole driven roller closely, compress tightly board material , is it realize through two roller frictional force of axle board material send to to come. A roll of material tube is detachable , after the waste material one is full, unload a roll of material tube with waste material , is it is it get to install one more material structure continue using after the rolls of waste material to remove. In order to raise the efficiency, can increase pieces of material tube , two pieces of material tube are used alternativly.Key word: gear wheel ，rack，give the material，torque 目录前言 2 摘要 4 第一章 引言 8第二章 冲压工艺介绍 10第三章 方案论证 16第四章 总体方案设计 20毕业设计小结 27感谢 29参考文献 30 第一章 引 言 目前，我国在冲压工艺上与许多国家存在很大的差距。冲压的机械化和自动化程度较低.。美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多。 要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。 自动送料装置的驱动或者这些装置与压力机的联系，须依靠一些常用机构。由于这些机构的有机配合和协调动作，使各部分按预期的规律运动，从而完成加工工艺、送料与卸料。 辊式送料装置是各种送料装置中使用最广泛的一种，既可以用于卷料，又可以用于条料。按辊轴安装的型式，辊式送料有立辊和卧辊之分。卧辊又有单边和双边两种。单边辊轴一般是立式的，少数也用拉式。双边卧辊是一推一拉的。 双边辊式送料比立辊和单边卧辊送料通用性强，能应用于很薄的条料，保证材料全部被利用。适当大出料辊的直径，使出料辊的线速度比进料辊大23%，就能使两对辊轴之间的条料具有一定的张力，避免条料挠曲，保证送料顺利进行，提高冲压精度。 立辊和单边卧辊送料装置比双边卧辊送料更经济，结构和调整都简单。但是，如果采用推料方式，条料的厚度不能太小，一般应大于0.3毫米；否则，会在送料过程中是条料挠曲，影响送料的顺利进行。它的另一个缺点是由于不能把条料送过冲压中心，有一段条料不能被利用。 第二章 冲压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。冲压工艺的种类： 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。 发展遇阻冲压成形业寻求突破： 据统计，2003年我国生产汽车冲压件约240万吨/8亿件，摩托车冲压件约28万吨/19亿件，拖拉机、农用车冲压件约96万吨/7.1亿件，家用空调和冰箱冲压件100万吨/12.8亿件。业内专家预计，随着冲压成形行业最大用户市场-汽车行业今后继续迅猛发展，中国冲压行业已迎来了一个快速发展机遇期，但能否抓住机遇获得新的更快的发展，专家指出，前进的道路上尚有许多阻力和障碍需要克服与突破。 阻力一：机械化、自动化程度低 美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步突破点：加速技术改造 要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力二：生产集中度低 许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。突破点：走专业化道路 迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套 目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。 突破点：用材应与行业协调发展 汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合 金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在心行。 阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路 我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。阻力五：大、精模具依赖进口 当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%45%，而国际上一般在70%左右。 突破点：提升信息化、标准化水平 必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到60%，2010年达到70%以上基本满足市场需求。 阻力六：专业人才缺乏 业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。突破点：提高行业人员素质 这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。 冲压成形用户市场的迅猛发展为冲压行业带来了全新的发展机遇，虽然在冲压业发展的道路上还存在着各种各样的阻力与障碍，但我们始终相信，这些都阻挡不了冲压行业前进的步伐。 第三章 方案论证 题目 ：冲压自动送料装置要求： 能实现自动送料和自动卷料，送料间距为30到50毫米 方案一 、卡钩式自动送料机构 图一 1卡钩 2冲头 图一是一种简单实用的卡钩式送料装置。上模下行时。卡钩将条料拨动一个进距。卡钩1的曲面形状，应在冲裁时保证条料静止不动。 这种方案的优点是：结构简单实用，设备成本较低。缺点是只适合传送较轻的条料，不能用来传送大而重的板料，或者卷料。方案二、微动开关控制的自动送料机构 图二 图二是用微动开关2控制模具1前的送料情况。微动开关2接近送料辊装置3，当送料过多时，卷料4拱起，触动微动开关，立即停止送料。 这种方案的优点是可控性强，传送平稳。方案三、辊式送料机构 此装置的动力取自冲床带轮。将一齿条用轴销联接到带轮上，构成偏心轮机构。带轮带动齿条运动，再由齿条带动传动轴转动。传动轴上的斜齿轮带动送料辊和卷料筒完成送料和卷料。 与齿条啮合的齿轮和一个单向超越离合器相联，只传递正向的运动。冲头上行时，板料被送进一个进距；冲头下行时，超越离合器空转，不传递转矩，板料保持静止。 卷料筒在卷料过程中外圆直径会不断增加，通过使用一个简易的摩擦离合器来消减超出的圆周速度。这种方案的优点：在实现课题要求的基础上，结构简单紧凑。并且，因为送料和卷料的动力都是取自冲床，不需要单独配装电机，除了使结构简单紧凑外，还节省了费用。 （详见设计图纸） 经过比较三个方案，最终确定方案三为最佳设计方案。第四章 总体方案设计一、传动方案设计及相关数据计算1. 送料辊轴直径的确定 已知送料距离的大小，就可以设计出送料辊的大小，一般用下式表示 d1=360b/式中： d1-主动下辊直径，毫米 b-送料距离，毫米 -下辊转角，一般不超过100 主动辊直径d1受b和的限制，不能太小，但从动辊可以设计的小些。上下辊应有相同的圆周速度， 即V1=V2 毕业设计小结 这次毕业设计系统而全面。课题在上学期末发给我们，给我们留有足够的构思时间。本学期开始，我连续参观了郑州佛光发电厂、中国拖拉机第一集团、郑州电器厂和郑州宇通公司。参观的主要目的是考察课题的可行性和实用性，并且为设计工作提供第一手资料。 在参观过程中，指导老师李老师不时向我们讲解与课题有关的问题。每每看到和某个学生的设计课题相关的机构，李老师会联系课题进行耐心细致的讲解。所以，经过参观实习，我们对所设计的内容基本上是心里有了底。 实习结束后，我到图书馆借阅了很多与课题相关的书籍，参照资料中的相关内容确定合适的设计方案。老师们常说，设计的过程其实是在前人设计成果的基础上的创新，有很大一部分还是来源于前人的成果。机械行业的覆盖面很多，设计的内容千差万别，但设计的原理是有章可循的。在设计中，懂得利用他人的成果，能大大节省设计时间，取得事半功倍的效果。当然，在参考他人成果的基础上必须有所创新，否则就不能算作设计，而是抄袭。 接着是方案论证。在设计开始前我们对设计方案还是比较模糊，这时候应该把预期的几种方案作一个客观理性的比较，分析它们的优缺点、可行性和实用性，从中选出一个最合理的方案。 图纸设计是整个设计工作的重点和核心。这个环节占用时间最多，也是最具有综合性的。这部分的设计内容需要参考很多前期学过的课程，所以，设计的同时也对前期课程有了很好的复习和综合。 设计说明书是对设计方案作一个完整的陈述。 此次毕业设计的意义重大，对我的各个方面都有很大的提高。与以往的课程设计不同的是，该毕业设计涵盖了大学四年中所学的所有知识，对我四年中所学知识的一次融会贯通与综合测评。 致谢在整个毕业设计过程中，指导老师李力老师给了我很大的帮助，在此向李老师表示衷心感谢。与以往的设计不同，毕业设计有很强的实用性，而且许多课题直接来源于工厂。我做的课题是冲床自动送料，刚接触课题时，因为对这方面一无所知，李老师给我详细的讲解相关知识。遇到不懂的地方，李老师就画出草图，耐心讲解。李老师有多年的工厂工作经验，在设计中给了我很多的提示和建议，使设计能够贴近生产。感谢李老师对我的帮助和栽培。同时，感谢所有帮助过我的老师。另外，感谢我们小组的尹天朔和郑瑞利同学。在设计中，我们能够积极讨论。他们给了我很多的启示。 参考文献 1. 梁炳文.实用板金冲压工艺图集 ，第一集 . 北京：机械工业出版社，1994.32. 梁炳文.实用板金冲压工艺图集 ，第三集 . 北京：机械工业出版社，1994.33.濮良贵 ，纪名刚主编 . 机械设计 .北京：高等教育出版社，19964.刘鸿文主编 .材料力学 .北京：高等教育出版社，1992.95.成大先主编 .机械设计手册. 北京：化学工业出版社，19926.大连理工大学工程画教研室编.机械制图.北京：高等教育出版社，2000.57.赵则祥主编 .公差配合与质量控制 . 开封：河南大学出版社，1999.88.中原工学院编.毕业设计（论文）简明指导手册（ 机械设计及其自动化卷）.郑州：二七郑青印刷厂，2004.