厚板气动倍力增压压机设计答辩

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,题目：厚板气动倍力增压压机设计,-,模具设计,答辩人：,XXX,指导老师：,XXX,目 录,摘 要,0 引言,1课题背景 1.1 课题的来源及意义 1.2 增压机构的简介 1.3 增压的概念 1.4 增压机构的定义及设备的组,2.研究范围 2.1增压机构在国内外发展动向,3.设计方案的分析确定 3.1设计任务,4.机械结构设计 4.1板厚设计及校核 4.2增力杆的校核 4.3支柱厚度（直径）校核计算 4.4气压缸的选,5.工艺性分析 5.1.材料分析 5.2.冲裁工艺方案的拟定 5.3.落料凹模结构形式及固定方式 5.4.凸模结构形式 5.5.凸模固定方式 5.6.定位方式 5.7.挡料板,5.8.卸料装置 5.9.凸、凹模的刃口尺寸确定,6.排样设计及材料利用率计算 6.1.排样,7.冲压力的计算,7.1.校核计算 7.2.压力中心的确定,8.凹模设计 9.固定板、卸料板、垫板外形尺寸确定,10.凹模或凸模设计（长度确定、强度、刚度校核）10.1.凸模长度的确定,谢 辞,参 考 文 献,摘 要,模具是工业生产中的重要工艺装备，模具工业是国民经济发展的重要基础之一。在现代机械制造业中,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术,特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。,模具可分为很多种，有塑料模具、冲压模具，还有拉深模具等等。针对拉深工艺中，拉深制件不易成型，拉深制件质量不易提高，拉深表面容易破裂等等问题，采用旋转拉深的新工艺来提高拉深件的质量。拉深模的结构组成为：凹模部分，凸模部分，压边圈部分，支撑部分，固定部分，推出机构。,本文主要通过对拉深模的结构进行分析并优化的过程，通过旋转产生压边力，通过UG软件设计出整套模具的各个组成机构，以及对模具相关尺寸的计算。包括对凸模尺寸计算，凹模的尺寸计算，压边圈的尺寸计算，回转支承尺寸的计算。设计出整套合格的模具，完成模具的三维造型。,关键词：拉深模，UG，旋转,厚板气动倍力增压压机设计,-,设计,王 悦,164408221,0 引言,拉深是利用拉深模具将冲裁好的平板毛坯压制成各种开口的空心件，或将已制成的开口空心件加工成其他形状空心件的一种加工方法。拉深也称为拉延。其变形过程是：随着凸模的下行，留在凹模端面上的毛坯外径不断缩小，圆形毛坯逐渐被拉进凸模与凹模间的间隙中形成直壁，而处于凸模底面下的材料则成为拉伸件的底，当板料全部拉入凸凹模间隙时，拉伸过程结束，平板毛坯就变成具有一定的直径和高度的开口空心件。与冲裁工序相比，拉深凸模和凹模的工作部分不应有锋利的刃口，而应有一定的圆角，凸模与凹模制件的单边间隙稍大于料厚。,用拉深工艺可以成形圆筒形、阶梯型、球形、锥形、抛物线形等旋转体零件，也可成形盒形等非旋转体零件，若将拉深与其他成形工艺（如胀形、翻边）复合，则可加工出形状非常复杂的零件，如汽车车门。因此拉深的应用非常广泛，时冷冲压的基本成形工序之一。,目前模具行业在设计拉深模时，大部分是采用固定凹模或者凸模和弹性元件加载的压边圈，在设计并加工出整个模具之后进行试模，产品质量不是很好，拉深的板料所需要的压边力和板厚都是确定的，一旦设计或加工出现问题就会延长试模时间。为此，将压边力设计成液压调节式可拉深各种不同厚度的板料，将凸模和凹模旋转可降低拉深系数，提高拉深质量。,目前拉深模具设计中存在以下问题：一是板厚不能够有差异，只能加工一种厚度的板材；二是在冲压的质量不是很好。为此，提出了以下方案：（1）采用压边力液压调节式的压边圈（2）采用凹模镶块，并使凸模和凹模同时转动降低拉深系数，可以提高产品质量。,1课题背景,1.1 课题的来源及意义,力大小的变化一直在工业生产中占有非常重要的地位，随着市场竞争的日趋激烈，许多行业（如汽车，航空航天等）需要一种力随着某种机构的变化改变力的大小，以达到我们所需要的力和其他特殊要求的力。本课题所涉及的增压机构可以很好解决这一问题。,1.2.,增压机构的简介,如图,1.1,两根不同直径的刚管在受相同力的情况下，其挠度变化是一样的，由此在相同作用情况下，我们可以用同等重的材料制造出更多的我们所需要的材料。,图,1.1,1.3.,增压的概念,增压是指针对自然进气引擎在高转速区域会出现进气效率低落的问题，从最基本的关键点着手，也就是想办法提升进气歧管内的空气压力，以克服气门干涉阻力，虽然进气歧管、气门、凸轮轴的尺寸不变，但由于进气压力增加的结果，让每次气门开启时间内能挤入燃烧室的空气增加了，因此喷油量也能相对增加，让引擎的工作能量比增压之前更为强大。,1.4.,增压机构的定义及设备的组成,（,1,）增压机构的定义,1)所谓增压机构，就是利用杠杆的原理，力臂的比例不同，使得产生的力也不同，为完成全部的生产工艺过程，还必须有一系列的辅助工序，如：加热，运输，矫正，剪切，包装等，故它还有广义的定义。,广义的定义,增压机就是使你施加的力变大。,（,2,）增压机构设备的组成,增压机构设备的组成可以分为两大类：主要设备和辅助设备。,主要设备,直接使轧件产生塑性变形的设备称为主要设备，也称为主机列。它包括：工作机座（轧辊，轴承，轧辊调整装置，导位装置及机架等），万向或梅花接轴，齿轮机座，减速器，主联轴节，主电机等。,辅助设备,是指主机列外的各种设备，它用于完成一系列辅助工序。辅助设备种类繁多，车间机械化程度越高，辅助设备所占据的整个车间机械设备总重比例也越大。有时达主要设备的,3,到,4,倍，如,1000,初轧机，其设备总重,4400,吨，其中主要设备重,1000,吨左右。,（3）增压机构的机械结构,主要包括：机架，上下工作辊及轴承座，液压缸等。工作辊分别安装在上下两个工作辊的轴承座上，通过气压缸的传力，使得所施加的力按倍数增大，从而达到我们理想的运作原理。,整个增压机构的结构示意图如图,1.2,所示,。,图,1.2,增压机构结构图,2.,研究范围,2.1,增压机构在国内外发展动向,这也和增压设备制造水平有关的重型机器制造，电机制造，计算机和自动控制以及液压系统等科学技术发展有密切关系。,（,1,）大型化方面,增大钢锭或带眷重量。过去的初轧机锭一般为,10,20,吨，现在已经加大到,40,50,吨。热连轧的最大带卷和坯料重量已经由,15,吨增到,45,吨。冷连轧卷重达,60,吨，线材盘重已达,2,4,吨。,（,2,）高速化方面,轧钢设备高速化是机械制造和自动控制技术水平不断提高的结果。另外，轧钢设备结构不断改进以适应高速化需要也是一个重要的方面。,（,3,）连续化方面,除宽带钢热连轧机，冷连轧机及中小型，线材连轧机外，尚发展了宽边工字钢连轧机，无缝钢管连轧机，连续焊管轧机及圆，方坯连轧机等。全连续式冷轧机实现了无头轧制，最近十几年来已经在生产上应用。它能进一步提高冷连轧机产量，改善产品质量，有效的解决板卷的穿带和抛尾问题，并能实现动态变规格和高速飞剪的剪切，这套控制系统使投资约增加,15-20%,。,4,）自动化方面,目前宽带钢热轧机的计算机自动控制水平在各类轧机中是最高的，从板坯上料到卷取全部采用电子计算机控制。,（,5,）工业化方面,汽油机起动和起动后,暖机,阶段的混合气需要特别加浓，造成大量的,碳氢化合物,和一氧化碳排放。如前所述，迅速提高催化转化器的温度，对于汽油机驱动的轿车满足欧洲第三阶段排放法规的要求具有特别重要的意义。涡轮增压器会降低排气温度，使,催化转化器,的温度不能迅速升高，影响它的转化净化效率。如果采用机械增压器，就没有这个问题。,3.,设计方案的分析确定,3.1,设计任务,把原始的压力机的动力通过机构增大,3,倍，用于冲裁料比较厚的板料。,4.,机械结构设计,4.1,板厚设计及校核,图,4.1,因为是小型冲裁机构所以选用组合机床所用的机床压力为,5M,pa,板材选用,140Mpa,的,Q235,钢,P=F/S,F=P*S=5*3.14*15*15=3532.5N,Mmax=Fa=(519.5/600)*3532.5*80.5=246213.78N,Iz=(40*40*40*600)/12(40*40*40*50)/12=2933333.33,Wz=Iz/Ymax=2933333.33/20=146666.67,max=Mmax/Wz=246213.78/146666.67=1.68,远远小于许用应力，所以该板可以使用,。,4.2增力杆的校核,图,4.2,Mmax=Fa=3532.5*3*304.4=3225879N.mm,Iz=92.9*92.9*92.9*80/12=5345100.53,Wz=Iz/Ymax=5345100.53/40=133627.51,max=Mmax/Wz=24.14,远远小于许用应力，所以可以用。,4.3,支柱厚度（直径）校核计算,所以支柱足够支撑重量,图,4.3,4.4气压缸的选择,UPOWER,气液增压缸、气液增压器：锐豹气液转换增压系列产品为台湾精心设计专业制造之优良产品。优点,:,体积小出力大，输出压力稳定，精度高，寿命长，不漏油，作动噪音小，安装简单，易调整，环境清洁，缸体外形美观。为机械制造者和使用者选用节省能源、环保的气液产品提供最佳选择！,选择活塞直径为,30mm,的压力机。压力机示意图，如图,4.4,所示：,我此次所做的毕业设计的课题是：增压机构的设计。这个课题所涉及的知识面非常广。有我所学习并了解的液压知识，,PLC,控制，也有我未曾接触过的轧钢机械，轧辊孔型设计，还有现在非常新的知识,连续变丝径。所以在拿到这个课题的时候，我就想到了，这将会是一场严峻的考验，但是我也相信自己能从中学到许多知识。,杠杆的构思真的很先进，用杠杆这个概念做出来的产品即满足了基本的设备要求，也节省了大量的有用资源，相信将来若能深入开发研究，对国家对世界都是一笔巨大的财富。,在这次的设计进程中，我首先要克服的就是对机械结构的盲点。为此，我借阅了大量资料书籍，通过学校的数据库也查到了不少杠杆方面的专业文章，不过由于专业知识实在是涉及广泛，在这段时间里我所做得设计也仅仅是一种大致的设计，其中还有很多得细节设计可能还没有全部的考虑到。所以，设计出来的结果只是一种笼统的概念，一种简单的尝试。最主要的是，让我对杠杆机构有了一种全面的认识，为我将来踏入社会，如果从事轧钢机械类工作打下了很好的基础。通过这次设计，我也发现了当前国内领域于国外先进水平还是存在着一点距离。相信通过我们得不懈努力，我们一定能够克服种种难关，在国际的轧制领域创出我们自己的一片天地。,在这,3,个月的设计中，使我掌握了很多的杠杆方面的知识、并对已经掌握的知识做了一个完整的回顾，还培养了我独立思考，独立解决问题的能力。我也发现了很多自己得不足之处。很多得知识上还有些不大理解的地方。这些都是我需要加强的方面，通过这样一次磨练，让我更加认识到了自己的价值与作用。,图,4.4,5.工艺性分析,5.1.材料分析,此制件材料为,Q235,，,Q235,为碳素结构钢，具有良好的冲压性能。材料抗剪强度,303-372/MPa,；抗拉强度,375-460b/MPa,；伸长率,26-3110(/%),；屈服强度,235s/MPa,，材料属于未退火材料。,制件形状分析：此制件形状简单，对称，材料厚度为,4,毫米。,制件尺寸分析：尺寸均未注公差，属自由尺寸，按,IT14,级确定制件的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。,生产批量：大批量。,冲压方案的确定：鉴于材料的形状和生产批量大的特性，可以使用三种方案：,使用级进模生产；使用单工序模生产；使用复合模生产。,三种方案对比优劣如下：,条料在级进模中，一次冲裁可完成两个乃至十几个冲压工序。它与复合模生产的不同之处在于，条料是在凹模的不同位置上完成不同的冲压工序，因而形成冲裁的连续生产。级进模有初始挡料装置级