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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,題目：厚板氣動倍力增壓壓機設計,-,模具設計,答辯人：,XXX,指導老師：,XXX,目 錄,摘 要,0 引言,1課題背景 1.1 課題的來源及意義 1.2 增壓機構的簡介 1.3 增壓的概念 1.4 增壓機構的定義及設備的組,2.研究范圍 2.1增壓機構在國內外發展動向,3.設計方案的分析確定 3.1設計任務,4.機械結構設計 4.1板厚設計及校核 4.2增力桿的校核 4.3支柱厚度（直徑）校核計算 4.4氣壓缸的選,5.工藝性分析 5.1.材料分析 5.2.沖裁工藝方案的擬定 5.3.落料凹模結構形式及固
2、定方式 5.4.凸模結構形式 5.5.凸模固定方式 5.6.定位方式 5.7.擋料板,5.8.卸料裝置 5.9.凸、凹模的刃口尺寸確定,6.排樣設計及材料利用率計算 6.1.排樣,7.沖壓力的計算,7.1.校核計算 7.2.壓力中心的確定,8.凹模設計 9.固定板、卸料板、墊板外形尺寸確定,10.凹?；蛲鼓ＴO計（長度確定、強度、剛度校核）10.1.凸模長度的確定,謝 辭,參 考 文 獻,摘 要,模具是工業生產中的重要工藝裝備，模具工業是國民經濟發展的重要基礎之一。在現代機械制造業中,許多新產品的開發和生產,在很大程度上依賴于模具制造技術,特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業中尤顯重要。模具制造
3、能力的強弱和模具制造水平的高低,已經成為衡量一個國家機械制造技術水平的重要標志之一,直接影響著國民經濟中許多部門的發展。,模具可分為很多種，有塑料模具、沖壓模具，還有拉深模具等等。針對拉深工藝中，拉深制件不易成型，拉深制件質量不易提高，拉深表面容易破裂等等問題，采用旋轉拉深的新工藝來提高拉深件的質量。拉深模的結構組成為：凹模部分，凸模部分，壓邊圈部分，支撐部分，固定部分，推出機構。,本文主要通過對拉深模的結構進行分析并優化的過程，通過旋轉產生壓邊力，通過UG軟件設計出整套模具的各個組成機構，以及對模具相關尺寸的計算。包括對凸模尺寸計算，凹模的尺寸計算，壓邊圈的尺寸計算，回轉支承尺寸的計算。設計
4、出整套合格的模具，完成模具的三維造型。,關鍵詞：拉深模，UG，旋轉,厚板氣動倍力增壓壓機設計,-,設計,王 悅,164408221,0 引言,拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心件，或將已制成的開口空心件加工成其他形狀空心件的一種加工方法。拉深也稱為拉延。其變形過程是：隨著凸模的下行，留在凹模端面上的毛坯外徑不斷縮小，圓形毛坯逐漸被拉進凸模與凹模間的間隙中形成直壁，而處于凸模底面下的材料則成為拉伸件的底，當板料全部拉入凸凹模間隙時，拉伸過程結束，平板毛坯就變成具有一定的直徑和高度的開口空心件。與沖裁工序相比，拉深凸模和凹模的工作部分不應有鋒利的刃口，而應有一定的圓角，凸模與
5、凹模制件的單邊間隙稍大于料厚。,用拉深工藝可以成形圓筒形、階梯型、球形、錐形、拋物線形等旋轉體零件，也可成形盒形等非旋轉體零件，若將拉深與其他成形工藝（如脹形、翻邊）復合，則可加工出形狀非常復雜的零件，如汽車車門。因此拉深的應用非常廣泛，時冷沖壓的基本成形工序之一。,目前模具行業在設計拉深模時，大部分是采用固定凹模或者凸模和彈性元件加載的壓邊圈，在設計并加工出整個模具之后進行試模，產品質量不是很好，拉深的板料所需要的壓邊力和板厚都是確定的，一旦設計或加工出現問題就會延長試模時間。為此，將壓邊力設計成液壓調節式可拉深各種不同厚度的板料，將凸模和凹模旋轉可降低拉深系數，提高拉深質量。,目前拉深模具
6、設計中存在以下問題：一是板厚不能夠有差異，只能加工一種厚度的板材；二是在沖壓的質量不是很好。為此，提出了以下方案：（1）采用壓邊力液壓調節式的壓邊圈（2）采用凹模鑲塊，并使凸模和凹模同時轉動降低拉深系數，可以提高產品質量。,1課題背景,1.1 課題的來源及意義,力大小的變化一直在工業生產中占有非常重要的地位，隨著市場競爭的日趨激烈，許多行業（如汽車，航空航天等）需要一種力隨著某種機構的變化改變力的大小，以達到我們所需要的力和其他特殊要求的力。本課題所涉及的增壓機構可以很好解決這一問題。,1.2.,增壓機構的簡介,如圖,1.1,兩根不同直徑的剛管在受相同力的情況下，其撓度變化是一樣的，由此在相同
7、作用情況下，我們可以用同等重的材料制造出更多的我們所需要的材料。,圖,1.1,1.3.,增壓的概念,增壓是指針對自然進氣引擎在高轉速區域會出現進氣效率低落的問題，從最基本的關鍵點著手，也就是想辦法提升進氣歧管內的空氣壓力，以克服氣門干涉阻力，雖然進氣歧管、氣門、凸輪軸的尺寸不變，但由于進氣壓力增加的結果，讓每次氣門開啟時間內能擠入燃燒室的空氣增加了，因此噴油量也能相對增加，讓引擎的工作能量比增壓之前更為強大。,1.4.,增壓機構的定義及設備的組成,（,1,）增壓機構的定義,1)所謂增壓機構，就是利用杠桿的原理，力臂的比例不同，使得產生的力也不同，為完成全部的生產工藝過程，還必須有一系列的輔助工
8、序，如：加熱，運輸，矯正，剪切，包裝等，故它還有廣義的定義。,廣義的定義,增壓機就是使你施加的力變大。,（,2,）增壓機構設備的組成,增壓機構設備的組成可以分為兩大類：主要設備和輔助設備。,主要設備,直接使軋件產生塑性變形的設備稱為主要設備，也稱為主機列。它包括：工作機座（軋輥，軸承，軋輥調整裝置，導位裝置及機架等），萬向或梅花接軸，齒輪機座，減速器，主聯軸節，主電機等。,輔助設備,是指主機列外的各種設備，它用于完成一系列輔助工序。輔助設備種類繁多，車間機械化程度越高，輔助設備所占據的整個車間機械設備總重比例也越大。有時達主要設備的,3,到,4,倍，如,1000,初軋機，其設備總重,4400,
9、噸，其中主要設備重,1000,噸左右。,（3）增壓機構的機械結構,主要包括：機架，上下工作輥及軸承座，液壓缸等。工作輥分別安裝在上下兩個工作輥的軸承座上，通過氣壓缸的傳力，使得所施加的力按倍數增大，從而達到我們理想的運作原理。,整個增壓機構的結構示意圖如圖,1.2,所示,。,圖,1.2,增壓機構結構圖,2.,研究范圍,2.1,增壓機構在國內外發展動向,這也和增壓設備制造水平有關的重型機器制造，電機制造，計算機和自動控制以及液壓系統等科學技術發展有密切關系。,（,1,）大型化方面,增大鋼錠或帶眷重量。過去的初軋機錠一般為,10,20,噸，現在已經加大到,40,50,噸。熱連軋的最大帶卷和坯料重量
10、已經由,15,噸增到,45,噸。冷連軋卷重達,60,噸，線材盤重已達,2,4,噸。,（,2,）高速化方面,軋鋼設備高速化是機械制造和自動控制技術水平不斷提高的結果。另外，軋鋼設備結構不斷改進以適應高速化需要也是一個重要的方面。,（,3,）連續化方面,除寬帶鋼熱連軋機，冷連軋機及中小型，線材連軋機外，尚發展了寬邊工字鋼連軋機，無縫鋼管連軋機，連續焊管軋機及圓，方坯連軋機等。全連續式冷軋機實現了無頭軋制，最近十幾年來已經在生產上應用。它能進一步提高冷連軋機產量，改善產品質量，有效的解決板卷的穿帶和拋尾問題，并能實現動態變規格和高速飛剪的剪切，這套控制系統使投資約增加,15-20%,。,4,）自動化
11、方面,目前寬帶鋼熱軋機的計算機自動控制水平在各類軋機中是最高的，從板坯上料到卷取全部采用電子計算機控制。,（,5,）工業化方面,汽油機起動和起動后,暖機,階段的混合氣需要特別加濃，造成大量的,碳氫化合物,和一氧化碳排放。如前所述，迅速提高催化轉化器的溫度，對于汽油機驅動的轎車滿足歐洲第三階段排放法規的要求具有特別重要的意義。渦輪增壓器會降低排氣溫度，使,催化轉化器,的溫度不能迅速升高，影響它的轉化凈化效率。如果采用機械增壓器，就沒有這個問題。,3.,設計方案的分析確定,3.1,設計任務,把原始的壓力機的動力通過機構增大,3,倍，用于沖裁料比較厚的板料。,4.,機械結構設計,4.1,板厚設計及校
12、核,圖,4.1,因為是小型沖裁機構所以選用組合機床所用的機床壓力為,5M,pa,板材選用,140Mpa,的,Q235,鋼,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,遠遠小于許用應力，所以該板可以使用,。,4.2增力桿的校核,圖,4.2,Mmax=Fa
13、=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,遠遠小于許用應力，所以可以用。,4.3,支柱厚度（直徑）校核計算,所以支柱足夠支撐重量,圖,4.3,4.4氣壓缸的選擇,UPOWER,氣液增壓缸、氣液增壓器：銳豹氣液轉換增壓系列產品為臺灣精心設計專業制造之優良產品。優點,:,體積小出力大，輸出壓力穩定，精度高，壽命長，不漏油，作動噪音小，安裝簡單，易調整，環境清潔，缸體外形美觀。為機械制造者和使用者選用節省能源、環
14、保的氣液產品提供最佳選擇！,選擇活塞直徑為,30mm,的壓力機。壓力機示意圖，如圖,4.4,所示：,我此次所做的畢業設計的課題是：增壓機構的設計。這個課題所涉及的知識面非常廣。有我所學習并了解的液壓知識，,PLC,控制，也有我未曾接觸過的軋鋼機械，軋輥孔型設計，還有現在非常新的知識,連續變絲徑。所以在拿到這個課題的時候，我就想到了，這將會是一場嚴峻的考驗，但是我也相信自己能從中學到許多知識。,杠桿的構思真的很先進，用杠桿這個概念做出來的產品即滿足了基本的設備要求，也節省了大量的有用資源，相信將來若能深入開發研究，對國家對世界都是一筆巨大的財富。,在這次的設計進程中，我首先要克服的就是對機械結構
15、的盲點。為此，我借閱了大量資料書籍，通過學校的數據庫也查到了不少杠桿方面的專業文章，不過由于專業知識實在是涉及廣泛，在這段時間里我所做得設計也僅僅是一種大致的設計，其中還有很多得細節設計可能還沒有全部的考慮到。所以，設計出來的結果只是一種籠統的概念，一種簡單的嘗試。最主要的是，讓我對杠桿機構有了一種全面的認識，為我將來踏入社會，如果從事軋鋼機械類工作打下了很好的基礎。通過這次設計，我也發現了當前國內領域于國外先進水平還是存在著一點距離。相信通過我們得不懈努力，我們一定能夠克服種種難關，在國際的軋制領域創出我們自己的一片天地。,在這,3,個月的設計中，使我掌握了很多的杠桿方面的知識、并對已經掌握
16、的知識做了一個完整的回顧，還培養了我獨立思考，獨立解決問題的能力。我也發現了很多自己得不足之處。很多得知識上還有些不大理解的地方。這些都是我需要加強的方面，通過這樣一次磨練，讓我更加認識到了自己的價值與作用。,圖,4.4,5.工藝性分析,5.1.材料分析,此制件材料為,Q235,，,Q235,為碳素結構鋼，具有良好的沖壓性能。材料抗剪強度,303-372/MPa,；抗拉強度,375-460b/MPa,；伸長率,26-3110(/%),；屈服強度,235s/MPa,，材料屬于未退火材料。,制件形狀分析：此制件形狀簡單，對稱，材料厚度為,4,毫米。,制件尺寸分析：尺寸均未注公差，屬自由尺寸，按,IT14,級確定制件的公差，一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。,生產批量：大批量。,沖壓方案的確定：鑒于材料的形狀和生產批量大的特性，可以使用三種方案：,使用級進模生產；使用單工序模生產；使用復合模生產。,三種方案對比優劣如下：,條料在級進模中，一次沖裁可完成兩個乃至十幾個沖壓工序。它與復合模生產的不同之處在于，條料是在凹模的不同位置上完成不同的沖壓工序，因而形成沖裁的連續生產。級進模有初始擋料裝置級
厚板氣動倍力增壓壓機設計答辯
