自动剪板机设计

自动剪板机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ? ? 自动剪板机设计 ? ? ? [摘要]本文设计了一台自动剪板机，此剪切机用于剪切厚为0.2,0.3mm，最大宽度 ? 为2000毫米的板带，裁剪的钢板规格为1m×2m×3mm.剪断时间小于10s，重点就剪? 板机压紧装置、放料装置、剪板机结构进行了设计，在设计中通过对比国内外剪板机，? 力求设计出结构简单，操作方便，同时经济、合理的剪板机，具体设计思路上:利用? 液压系统控制刀架，大大减少了剪切的时间并且提高了剪切精度，采用自动送料机构? 以提高剪板机的自动化性能。近年来，随着模具技术和冲压技术的发展，剪板机的应? ? 用范围在不断地扩大，数量在不断地增加，预计不久的将来，剪板机在冲压用剪板机 ? 中的比例将会越来越大。 装 ? [关键词]压紧装置 剪板机机构 放料装置 ? ? ? ? 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? Automatic cutting machine design ? ? [Abstract] This paper designed an automatic cutting machine, the shearing machine is used ? for cutting thick 0.2 ~ 0.3 mm, maximum width of 2000 mm plate band, cutting the steel plate ? specifications for 1 m * 2 m * 3 mm. Cut the time less than 10 s, mainly on shearing machine ? clamping device, feeding device, shearing machine structure design, by comparing the ? shearing machine at home and abroad in the design, make every effort to design a simple ? structure, convenient operation, economy, reasonable shearing machine at the same time, the ? specific design idea: use hydraulic system control tool post, greatly reducing the shear time and ? improved the precision of shearing, automated conveying mechanism in order to improve the ? automation of the shearing machine performance. In recent years, with the development of the mould and stamping technology, the application range of the shearing machine is constantly ? expanding, the number is constantly increasing, is expected in the near future, plate shears in 装 the stamping with ratio of shearing machine will be bigger and bigger. ? ? [Keywords] Clamping device Shearing machine body Feeding device ? ? ? 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? 目 录 ? ? ? ? 前言…………………………………………………………………………………………1 ? 第1章 剪板机的现状及展望……………………………………………………………5 ? 第2章 斜刀片剪板机的总体介绍………………………………………………………5 ? 2.1 数控剪板机的工作原理…………………………………………………………6 ? 2.2 剪板机总论………………………………………………………………………6 ? 2.3 上切式液压斜刀片剪板机………………………………………………………6 ? 第3章 总体布局设计……………………………………………………………………6 ? ? 第4章 剪板机的设计……………………………………………………………………8 装 4.1 刀刃侧向间隙调整机构…………………………………………………………8 ? 4.2 机架………………………………………………………………………………9 ? 4.3 刀片………………………………………………………………………………9 ? 4.3.1 刀片倾斜角…………………………………………………………………9 ? 4.3.2 上下刀刃侧向间隙…………………………………………………………10 ? 4.3.3 刀片的材料…………………………………………………………………10 订 ? 4.4 力能参数计算……………………………………………………………………11 ? 4.4.1 剪切力………………………………………………………………………11 ? 4.4.2 剪切金属上的作用力………………………………………………………11 ? 4.4.3 剪切功………………………………………………………………………11 ? 第5章 液压机构的设计………………………………………………………………12 线 5.1 液压传动的优缺点………………………………………………………………12 ? 5.2 液压传动的基本原理……………………………………………………………12 ? ? 5.3 液压传动系统的组成……………………………………………………………12 ? 5.4 双作用活塞油缸…………………………………………………………………13? 5.5 主要性能参数……………………………………………………………………13 ? 5.5.1 安全系数……………………………………………………………………13 ? 5.5.2 压力…………………………………………………………………………13 ? 5.5.3 缸筒内径的计算……………………………………………………………13 ? 5.5.4 主要尺寸……………………………………………………………………14 ? ? 5.5.5 薄壁筒和厚壁筒的区别……………………………………………………15 ? 5.5.6 钢筒的壁厚计算……………………………………………………………15 ? 第6章 压紧装置的设计…………………………………………………………………15 6.1 压紧机构及装置…………………………………………………………………16 6.2 夹紧机构的种类…………………………………………………………………16 6.3 相关计算…………………………………………………………………………16 第7章 关于环保和可行性经济的分析……………～…………………………………18 结论………………………………………………………………………………………20 致谢………………………………………………………………………………………21 参考文献…………………………………………………………………………………22 附录……………………………………………………………………………………… 共 24 页 第 3 页 ? 前 言 ? ? ? ? 剪板机是借于运动的刀片和固定的刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的? 金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离的设备。剪板机常用来剪裁直? 线边缘的板料毛坯。剪切能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求，并减少板? 材扭曲，以获得高质量的工件。板金行业的下料剪切工具，广泛适用于机械工业，冶? 金工业，汽车，造船，电器电气工程设备，板金加工，钢管焊接，电子工业，航天航? ? 空工业，农业机械制造，餐饮家具各种机械行业，主要作用就是用于金属剪切在使用 ? 金属板材较多的工业部门，都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工，所以剪板机就 ? 成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。 装 我的毕业设计选择的 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目是“自动剪板机设计”，自动剪板机设计，主要要求剪? 板机实现自动剪切的过程，可实现用于剪切厚为0.2,3mm，最大宽度为2000毫米的? 板带，裁剪的钢板规格为1m×2m×3mm. ? 由于时间仓促和作者的知识水平有限， 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 中的错误和不足在所难免，请各位? ? 老师给予批评指正。 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? 第1章 剪板机的现状及展望 ? ? ? ? 我国的第一条板材加工FMS也于1991年12月通过了技术鉴定，其性能达到了? 国外同类产品80年代末期水平。该FMS由压力机、折弯机和剪板机组成冲孔、剪切、? 折弯柔性制造系统，主要特点是冲孔单元可与仓库单元相联成为独立的系统，用硬件? 和软件来解决小规格数控直角剪板机大尺寸板件的加工，自动编程计算机可满足板材? 加工FMS全线自动运行要求和加工单元独立自动运行要求，主要数控剪板机和数控? 折弯机等三台设备组成对上线前或下线后板材进行剪切、折弯加工。该FMS适用于? ? 多品种小批量生产方式，年处理板材2000t。 装 发展数控技术，进而发展数控锻压机械是提高锻压生产技术水平的关键。近几年? 来，数控技术广泛应用于锻压机械各个领域，国内的数控剪板机也已有一定的发展。? 从1986年10月第一台W67Y-160K/3200数控折弯机由天小锻压机床厂研制成功以? 来，国内在数控折弯、数控剪切技术发展较为有代表性的单位济南铸造锻压机械研究? 所、黄石锻压机床厂和上海冲剪机床厂。上海冲剪机床厂更是异军突起，从1986年? 以来先后开发成功具有现代水平的QC12K与WC67K两大系列数控剪板机，并正在订 ? 研制直角剪板机。其中W67K系列数控折弯机采用瑞士CYBELEC CNC7200P折弯机? 专用数控系统，该系统可通过X轴(后挡料位置)、Y轴(机械挡料位置)来控制折? 弯角度，并由光栅尺检测出滑块位置，由CNC来控制滑块上下死点、快慢速度换点? 和板料压紧点等。 ? 国外锻压技术发展更是迅猛异常，并越来越趋向于CNC、DNC和柔性自动化。线 随着锻压技术的发展和满足单件小批量生产，只要用户需要，即能提供多功能的各种? 数控锻压机械及附属。CNC在国外相当普遍，如瑞典Pullmax公司的Ursviken分部? ? 每年大约生产200台折弯机，其中90%以上的产品装有CNC。 ? 采用CNC前挡料装置的CNC剪板机，不但可提高生产率，而且可提高零件的精? 度和重复精度。英国EDWARDS PEARSON公司开发的CNC剪板机，备有二根3m? 长的CNC前挡料臂，其上带夹持器，该机有一套全自动液压传动系统，整个过程可? 自动控制。 ? 瑞士HAMMERLER公司的CNC控制二轴AS6型6×3100液压剪板机，带有前? 夹钳送料装置和后挡料装置，工件、余料由堆垛系统分别堆放，预选的剪切件数和钢? ? 板尺寸由数码管显显示，摆动刀架的刀片间隙可以手工调节或由联到CNC控制机构? 上的液压定位装置按板厚自动调节。 ? 意大利SALVGINI公司的C2型直角剪板机FMC，通过自动编程，优化排料， 将大型板坯剪成矩形板坯，或与冲模回转头压力机配套，将冲完的大张板材分割成小 型工件。该公司的S4+P4型大型板材冲孔、成形、剪切及四边折弯FMS，更是集多 工位冲孔、剪切机、四边折弯机加上自动送料装置组成板材冲孔、剪切、焊接柔性制 造系统。 第2章 斜刀片剪板机的总体介绍 2.1 数控剪板机的工作原理 共 24 页 第 3 页 控直角剪板机有夹持板料在XY方向分别或同时送进的数控工作台，两套成直角? 安装的剪切刀片分别平行于X轴、Y 轴，剪切刀片有刀片间隙自动调整装置。数控? 系统按程序控制工作台沿XY方向送料刀片间隙自动调整装置按程序中设定的板厚? 剪切前自动调整间隙。小于700x900 mm的板件可从大板上一刀剪裁下来，并由输送? 装置送出;长度方向大于900 mm的工件机器自动采用半剪功能在长度方向接刀剪切;? 宽度方向大于700 mm的工件排料时排于夹钳侧不需要剪切。剪切、压料均由液压装? 置提供动力。大板毛坯板料经人工或自动排料后一次装夹即可分切所有排料的工件。? ? 剪切效率是传统剪板机的3~6倍，材料利用率高 ? ? 2.2 剪板机总论 ? 在板带车间轧制线及其辅助作业线上，装有各种形式的剪切机，其中大多数是斜? 刀片剪切机。斜刀片剪切机主要用来剪切带材的头部`尾部`和分切。传动方式分机械? 装 传动、液压传动和压缩空气传动三种。在实际生产中多采用前两种方式。 ? 近年来，随着液压传动的广泛应用，在现代化轧板车间里，越来越多的采用液压? 传动的剪切机。液压传动的剪切机具有结构简单`重量轻等一系列优点。如某厂1700? 冷连轧厂二十一台斜刀片剪切机中，有十六台液压传动之多，约占总数的百分之七十? 六。 ? 液压传动的剪切机虽然有很多优点，但在应用上受条件的限制。剪切机附近没有订 可利用的液压站。需设置专用液压站时，采用机械传动则更为合理。采用液压传动时，? ? 液压工作系统的工作压力一般在60,140公斤/厘米2范围之内，个别情况也采用210? 公斤/厘米2。 ? 一般固定在刀架的刀片是水平的，活动刀片的刀架则是倾斜的。 ? 上切式剪切机常单独使用或用于独立的机组之中。但对于较大型剪切机`剪切板线 厚大于6mm的剪切机以及需要设置专用小车收集切头的场合是，亦可考虑采用上切式? 剪切机。下切式剪切机则长设在连续作业线的前面`后面和中间，进行切头`切尾和分? 切。 ? ? 剪切次数影响剪切质量。剪切次数多，则剪切面整个长度较为光滑，而且断面与? 板带表面成直角。如次数过少，由于剪切过程结束前，板带材有足够时间在自重作用? 下向下弯曲，致使剪切的最后部分的断面与板带表面不成直角。机械传动的剪切机可? 以采用较小的刀刃倾斜角和较多的剪切次数。液压传动则需采用较大的刀刃剪切角，? 因此只能采用少的剪切次数。 ? ? ? 2.3 上切式液压斜刀片剪切机 ? 上切式液压斜刀片剪切机，主要由焊接机架`下刀架`活动上刀架`同步装置和油? 缸等组成。剪切机本身可以不设机座`固定在其他设备的机体上。上刀架由两个油缸 共同驱动，两个缸通过装在上刀架上的两个小齿轮和固定在立柱上的齿条达到同步， 上刀架在立柱上的导槽中上下滑动。下刀架两端用螺栓与两根立柱连结，同时起下横 梁的作用。 此剪切机用于剪切厚为0.2,3mm，最大宽度为2000mm的板带。 第3章 总体布局设计 共 24 页 第 3 页 按如下步骤进行: ? ? (1) 拟定工艺 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，并绘制工序图及加工示意图。 ? (2) 拟定全线的自动化方案。 ? (3) 确定自动线的总体布局，绘出自动线的总联系尺寸图。 ? (4) 绘制自动线周期表。 ? (5) 对于没有充分把握的某些工序、先进工艺及结构，进行必要的试验工作等。 ? ? 现以加工自动线，可在以下几方面实现自动化: ? (1) 机床工作循环自动化。 ? (2) 工件在机床上的装卸自动化。 ? (3) 工件的定位与夹紧的自动化。 ? (4) 工件在工序间的输送自动化。 ? (5) 自动线的链锁保护自动化。 装 (6) 自动线的上料与下料自动化。 ? ? (7) 加工质量的自动检验及自动控制。 ? 自动线的布局是指组成自动线的机床、辅助装置以及连接这些设备的工件传送系? 统中各种装置的平面和空间的布局形式。它是由工件加工工艺、车间的自然条件、工? 件转送方式和生产纲领所决定的。自动化剪板机系统中工件在工作台上方通过输送料订 道传送。工件可通过链条传送装置使工件横向传送，或者通过油缸推料使工件纵向输? 送，根据需要可设置空中料仓。由上下料机械手进行自动上下料。 ? 本装配线的组成:主线呈矩形布置，由两条主线、两个升降台、一台剪板机以及? ? 各类机械手等装置组成。 ? 剪板机最大可剪板厚3mm,最大可剪板宽2000mm，具有以下特点:(1)机身整线 体焊接，整体加工，具有足够的强度、刚度及较高整体精度。(2)具有单次、连续行? 程、点动和半行程剪切功能，适用于多种工况的剪切。(3)设有快速调整刀片间隙机? 构，定位可靠。(4)设有轻压、日光灯源对线装置，便于对线剪切和调整维修。(5)? 设有电子计数器，便于剪切计数。(6)设有防护栅与电气联锁，确保安全。 ? 滚子传送机是由一根根平行的转轴及转轴上套的滚轮、链轮(或齿轮)及驱动装? ? 置组成的。 ? 喷气真空吸盘抓取装置由真空吸盘、吸盘杆、真空喷咀、固定支架、缓冲弹簧等? 组成。其特点是真空喷咀是以压缩空气为动力源的真空发生器。为了能抓取带孔的工? 件，每个吸盘都能单独工作。在每个真空吸盘上设置有缓冲弹簧，当吸盘接触被吸附? 的钢板表面时，给吸盘一定的预压力，使其密封良好;而且也能补偿吸附表面的位置? 高低误差。 ? 真空式吸盘是利用真空泵抽去吸盘内腔的空气，使吸盘内腔形成真空而吸住工件? 的。图3-2所示为具有真空泵吸盘的气路系统控制原理，当电磁阀1通电后，阀芯左 移，真空泵与吸盘接通进行抽气，吸盘内腔形成真空而吸附工件;当电磁阀1断电阀 芯复位时，电磁阀2通电，阀芯左移，吸盘内腔接通大气而释放工件，工件在自重或 外力辅助作用下脱开吸盘。 共 24 页 第 3 页 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 图3-2 真空泵系统原理 装 对于图3-2所示的真空式吸盘,其特点是系统工作过程中如果发生断电现象,两电? 此时只要吸盘与工件接触的密封性较好,则工件仍磁阀的所有气路通道将会自动关闭,? ? 能保持被吸附状态,不会因断电立即脱落而造成事故.因此,真空式吸盘工作可靠,吸附? 力也较大;但因需要真空泵设备,故成本较高。 ? 真空式吸盘的吸附力主要取决于吸盘的吸附面积和吸盘内腔的真空度。吸盘内腔订 的真空度由真空泵的类型而定，可用真空表测量而得到。吸盘内腔的压强越小，真空? 度越高;反之，内腔压强越高，则真空度越低。 ? 升降台采用液压方式进行升降，通过安放在油缸的导向管上升或下降。工作台采? 用齿轮链条形式，由电动机直接驱动圆柱滚轮进行转动。升降台之种类很多,通常有? ? 两种分类方法。 线 第一类分类方法是按运动形式来分类，即摆动式及平举式。 ? (1) 摆动式升降台——一端绕着固定转动而只有一端升降，使升降台在运动时呈一? 定的倾斜度，类似上下摆动的形式，因此被称为摆动式。这种升降台多用于升? 举长度较大的轧件，它要此平举式升降台更省力，因之应用较广。通常在三辊? 式轧机上用者最多。 ? (2) 平举式升降台——台之两端平行上下移动， ? ? 本例中涉及到的升降台采用液压平举式升降台，从理论上论证了这种升降台的结构优? 越性，得出以下结论: ? (1) 该机械具有较为优越的行程放大比和较小的起升角，缩小了结构尺寸，具有小? 型轻便的特点; ? (2) 该机构的能较准确的定位，具有良好的自锁性能; ? (3) 便于就用计算机进行现场控制，特别是用于升降台的同步运行控制，具有良好? 的开发前景。 第4章 剪切机设计 4.1 刀刃侧向间隙调整机构 刀刃侧向间隙的调整是靠移动上刀架达到的，如下图所示，上刀架4的左右移动 是由每个M16的调节螺栓1进行调节。为了防止在松开固定螺栓3时上刀架下滑， 在上刀架与机架2连接处各设有一个横向的导向键5，该键也承受剪切时对上刀架作 共 24 页 第 3 页 用的切向力。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 装 ? ? 图4-1刀刃侧向间隙调整机构 ? 1——调节螺栓;2——机架;3——固定螺栓;4——上刀架; ? 5—导向键 ? 订 ? 4.2 机架 ? 剪切机由机架、上下刀架、导向滑轨和传动装置等组成。目前机架大都采用框架 ? 式焊接结构。其优点是制造周期短，特别适合于单件或小批量生产;在结构上根据受? 力情况合理布置和选用不同厚度的钢板，可以减轻设备重量，一般约比铸件轻20%? 左右。其缺点是钢板焊接前的加工量较大，还需相应的焊接设备和焊接技术，焊后一线 般尚需进行消除内应力的退火处理。 ? ? ? 4.3 刀片 ? ? 4.3.1 刀刃倾斜角 ? 增加斜刀片剪切机刀刃的倾斜角虽然可以提高剪切能力，但加大了刀片行程，会? 导致机架高度加高等一系列问题。同时，许用最大倾斜也受钢板与刀片间磨擦条件的? 限制，当倾斜角大于最大许用值时，钢板就会从刀口中滑出无法实现剪切。因此，倾? 斜角的实际选用值有一定的范围。 ? 刀刃倾斜角α与板带厚度的关系可参阅图4-2。 ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 装 ? ? ? ? ? 订 ? ? 钢板厚度,毫米 ? -2 刀刃倾斜角与钢板厚度的关系 图4? 刀刃倾斜角不仅影响剪切力,也直接影响剪切质量和精度。由于刀刃倾斜角的存在,剪切时必? 然使被切带材产生向下的挠曲和扭曲，而且挠曲和扭曲，随刀刃倾斜角的大小而增减.实践证明,线 薄带材使用较小的刀刃倾斜角对控制挠曲和扭曲较为有效。但剪切厚板带时则不宜选用 ? ? 4.3.2 上下刀刃侧向间隙 ? 上下刀刃侧向间隙也直接影响剪切质量。侧向间隙选用正确，可使剪切面 ? 与带材表面成90º直角。侧向间隙的大小与被剪切的材质和带厚有关。刀刃侧向? 间隙为板带材厚度的7~10%时，剪切面接近垂直，因此，一般取刀刃侧向间隙为被? ? 切板带材厚度的5~10%。 ? 设计斜刀片剪切机，特别是剪切厚度变化较大的剪切机，可参考上面推荐的侧向 ? 间隙值，设计调节装置。调节装置的方式较多，一般都装在固定刀架上。 ? ? 4.3.3 刀片的材料 ? 剪切时刀片受到挤压、弯曲和摩擦的作用，因此，要求刀片材料要有一定的强度? 和韧性，并要有较高的硬度。刀片材料一般可参照被切材料按图表4-3选用。 剪 切 条 件 推 荐 使 用 钢 种 刀 刃 硬 度 HRC 热剪一般金属 65SiCr、5CrW2Si 50~60 冷剪一般金属 5CrNiMo、65CrSi\8Cr3、9CrWMn 52~58 冷剪较硬金属 9Mn2V、8Cr3 54~60 共 24 页 第 3 页 4.4 力能参数计算 ? ? 4.4.1 剪切力 ? 许多文献对剪切过程的分析都是将剪切力看作纯剪切力，实际上，斜刀片剪切机? 剪切板带时，会使被剪切金属弯曲而产生弯曲抗力及局部的碗形弯曲力等。此外，还? 有一些因素如剪切断面、切入深度及分离面的摩擦力等，对剪切力也有影响。 ? ? 采利柯夫-诺沙利公式 2? h,,, ，公斤 pkkkn? b1230tan,? 式中 —考虑刀刃变钝的系数;—表示和的关系 k,,k1maxb2? ? —最大剪切应力;—被剪切金属的强度极限 ,,maxc? 装 —考虑刀片倾斜角影响的系数;—表示和,之比值 kn,max3? ? —被切金属的平均剪切应力;—相对切入深度; ,,p0? —被剪切金属试样断裂时的相对延伸率; ,? 5 ? —刀片金属的厚度; , 订 h—被切金属的厚度,毫米。 ? 由表查得如下: ? 代入上式,可得k,1.2;k,0.7;k,2.1;h,5mm;,,2:;,,1.2~1.6,;n,0.7812305? 2h? ,,0.819, 公斤 pkb35? tan, 线 25 代入数据可得，p, 0.819，0.65，53.7，10? tan2:? ,429.78 KN ? ? 4.4.2 剪切金属上的作用力 ? ptan,剪切时除了产生剪切力P之外，对刀刃还将产生侧向推力T，且T=。 ? ,,10:~20:,(0.18~0.36)77.36~154.72无压板剪切时，，则TP=KN，有压板剪切时，? ? ,,5:~10:,(0.09~0.18)，则TP=39.68~77.36KN ? 剪切时为了解避免板带尾部翘起，一般都设有压板装置。压紧装置与剪刃的动作? 2:~3:联锁，比剪刃约提前(对斜刀片剪切而言)压住被剪切金属。压板开始压? 住被剪切金属而又未剪切时的初压力可取为 pc? ? KN p,(0.05~0.07)p,21.489~30.084c 4.4.3 剪切功 斜刀片剪切时的剪切功等于剪切力与刀片假设剪切行程的乘积 w=ph=p b tanα,公斤.毫米 h---刀片假设剪切行程，毫米。 b---被剪切金属的宽度，毫米。 考虑剪切公式时，可得到 公斤.毫米 w,ph,pbtan,,30000x 共 24 页 第 3 页 第5章 液压机构的设计 ? ? ? 5.1 液压传动的优缺点 ? ? 液压传动是利用液体作为工作介质来传递力和进行控制的一种新兴应用学科，其? 发展的速度很快。由于液压传动有着许多明显的优点，目前已在锻压机械.金属切? 削机床.工程机械.汽车工业.自动化控制.冶金工业.船舶交通.铁路车辆.国防工业等? 许多部门得到了广泛的应用。可以说，凡是机械设备的工程领域，都可采用液压? 传动。 ? 液压传动具有下列优点: ? ? (一)液压传动能传递很大的力或力矩，它的这一点突出优点广泛应用在需要产? 生巨大力或力矩的场合。 装 (二)单位功率重量轻，结构尺寸小，在同等功率条件下，液压传动的重量和尺? 寸仅为直流电机的10,,20,左右。 ? 反应速度快，动作灵敏。 (三)? (四)由于一般使用油液作为工作介质，油液本身具有不可压缩性及吸震能力，? 所以传动平稳，准确。 ? 订 (五)可在很大范围内实现无级变速。 ? (六)由于油液作为工作介质时，可实现自动润滑，使使用寿命增长。 ? (七)由于液压传动的压力.流量及方向是可控制的，再加上电子技术的配合，? 便于实现自动化，容易实现各种自动化机械。 ? (八)液压传动的元件可实现 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化.系列化，对制造和设计使用都很方便。 ? 液压传动存在的缺点: 线 (一)液压元件制造精度高，使加工制造比较困难，尤其是用于控制的液压阀，? ? 为防止油液的泄露，对零件的加工精度要求严格。 ? (二)为防止泄露对工作效率及工作平稳性的影响，对密封要求极为严格，即便? 如此，泄露也难以避免。 ? (三)油液的黏度岁温度的变化而变化，会直接影响传动机构的工作性能，因此? 在低温及高温的条件下采用液压传动较为困难。 ? (四)对于维修人员需要有较高的水平。 ? ? ? 5.2 液压传动的基本原理 ? (一)在液压传动中，以油液为工作介质来传递动作和能量，油液是传动件。而? 在机械传动中，轴.齿轮.带和带轮是传动件，用以进行动力和运动的传递，? 所以，液压传动和机械传动是完全不同的传动方式。 (二)液压传动是在密封容器内，利用液体传递压力能，然后通过执行机构，把 压力转化成机械能而做的功的一种传动方式。 (三)液压传动中的工作介质是在受控制.受调节的状态下进行工作的。 5.3 液压传动系统的组成 液压传动过程可用下面的框架表示: 共 24 页 第 3 页 电 油 负 ? 机械能 液压能 油缸或电动机 机械能 动 ? 泵 载 ? 机 ? ? ? ? 在上诉传动中，由油泵将电动机的机械能转换成液体的压力能，再由油缸或由电机把? 液体的压力能转换为机械能去推动负载运动。为了实现油液的输送，在油泵与油缸或? 电机之间需用管道连接，为了实现执行机构所要求的运动，在系统中还要配置各种控? 制阀及其他辅助设备。所以液压传动系统主要由动力装置.执行机构.控制装置和辅助? 装置四部分组成。 ? ? 装 5.4 双作用活塞油缸 ? 油缸由活塞头.活塞杆.缸体.左右端盖.导向套及拉杆等组成。左右端盖利用四根拉? 杆固定在缸体上。在左右端盖上装有由单向阀和节流阀组成的缓冲装置，以保证塞在? 行程终点能准确定位和防止冲击。当活塞退回时，活塞头部的缓冲销插入端盖的孔内，? 此时活塞腔内的油液必须通过节流阀才能排出，由于节流作用，所以在活塞腔内形成? 排油阻力，使活塞得到缓冲。调节节流阀的开口，便可得到适合的排泄阻力。当活塞订 ? 反向运动时，高压油由单向阀进入活塞腔内。 ? ? 5.5 主要性能参数 ? ? 5.5.1 安全系数 线 对液压缸的重要零件缸筒来说，液压力.机械力和与安全系数有关的因素都对缸? 筒有影响。液压缸因压力过高丧失正常工作能力而破坏，往往是以强度问题.刚度问? ? 题和稳定性问题三种形式表现出来的。其中，大量的.最重要的是强度问题。 ? 强度在压力的作用下，其上任何一点存在两个方向的应力;由于缸筒两端拉力产 ? 生的轴向拉应力。当然，还存在着径向应力，但它很小，可以不必考虑。 ? 由此可见，环向应力是轴向应力的两倍，所以计算强度时，只需计算环向应力。 ? 缸筒的安全系数:由钢材受交变载荷可知缸筒的安全系数为5 ? 液压缸和液压马达是液压系统的执行元件。它将液压能变为机械能输出。液压缸输出? 直线运动和力，液压缸广泛用于需要直线往复运动和大扭矩、低转速来回摆动的工作? ? 机上，传动无间隙，运动无间隙，运动平稳。 ? 5.5.2 压力 ? (1)额定压力 由标准选取 P,16MPPnan (2)最高允许压力 P,1.5P,24MPmaxna (3)试验压力 P,1.5P,24MP tna 5.5.3 缸筒内径的计算 在工作压力给定的情况下，确定缸筒内径的原则是保证液压缸具有足够的出力来 驱动工作负载。 (1)活塞杆以推力驱动工作负载时 共 24 页 第 3 页 2 dp4p01? ,D= (cm) ，，,,,,pppp? 0g0? 活塞杆以拉力驱动工作负载时 ? 24pdp? ，D= (cm) ? ,(p,p),p,p0g0? 式中 ——推力(N) p? 1 ? ——拉力(N) p2? , ——机械效率，取η=0.95 g? p——工作压力(N/cm2) ? ? ——回油背压(N/cm2) p0装 d ——活塞杆直径(cm) ? ? 由此计算后得直径D=96.232mm ? (2)当流量及活塞运动速度已知时，若不考虑容积效率，按活塞杆伸出速度计? 算内径为 ? 订 40QD=10 (CM) ? ,V1? ? 按活塞杆缩回速度计算的内径为 ? 4Q32? D= (cm) *10，d ,V线 2 ? 式中 Q——流量(L/min) ? ——活塞杆伸出速度(cm/min) v1? ——活塞杆缩回速度(cm/min) v? 2 ? d——活塞杆直径(cm) ? 由此计算后，缸径为d = 89.327mm ? 计算出的数值，如果不符合液压缸内径系列参数标准，其他零件也不容易配套。? 按照国内液压缸规格化的要求，缸筒内径计算后，需按表所规定的值进行圆整所以最? 后取缸筒内径尺寸为D=100mm. ? ? 5.5.4 主要尺寸 ? 3G,3.6，3.6，4，100，7.8,40.4352，10N ? D,150mm,d,148mm圆柱辊轮: ,2,233,14，2，100，10，70，10，7.8，10,152.88，10N齿轮 33,5.57，3.2，10，2,356.48，10N链条的重量 ,635.85KN总的重量 由直杆承受拉压载荷的简单强度计算公式: ,6，F10,,,, 无缝钢管 ,,100~110 pp,2d4 共 24 页 第 3 页 ,6 ，10F,100d,90把数据代入公式:，可得 ? ,2d? 4? ,,1? 由 速比为1.25 ,d,D? , ? 则 缸筒外径D=200mm ? 5.5.5 薄壁筒和厚壁筒的区别 ? 从材料力学的知识可以知道，缸筒壁厚不同，液压力，负载力和意外冲击力作? 用在缸壁上的应力分布情况也是不同的，因此设计液压缸时，必须考虑薄壁筒和厚壁? 筒的区别。 ? 区别薄壁筒和厚壁筒可按下式计算 ? ? D1K=1.1~1.2 ,装 D? -------缸筒外径(mm); D1? D-------缸筒内径(mm) ? ? t---------壁厚(mm) ? 满足此条件者为薄壁筒，在次范围者为厚壁筒。液压缸的缸筒绝大部分都属于薄订 壁筒。 ? ? 5.5.6 缸筒的壁厚计算 ? 薄壁筒的壁厚计算 ? 由于薄壁筒的壁厚比曲率半径小的多，根据薄膜理论，可以认为液压力在缸筒? 圆周方向上引起的拉应力是相等的。其强度条件是主应力——环向拉应力小于或等于线 许用应力。 ? 缸体壁厚的计算 ? ? DPt,, ? ,,2,? ,―缸壁厚度 p―供油压力 D―缸体内径 ? 45―缸筒材料许用应力 常用缸筒材料 钢管, ,,,,100MP,,,? a ? ？,,24mm ? 应该指出:式中的压力P，并不是额定工作压力，而是液压缸的试验压力。为了? 考核液压缸的强度，在形式试验和出厂试验中，液压缸的试验压力往往要比额定压力? 高。当额定压力小于或等于15.69兆帕时，试验压力等于1.54倍的额定压力;当额定? 压力大于15.69兆帕时，试验压力等于1.25倍的额定压力。单实际计算时，往往采用? 工作压力。 第6章 压紧装置的设计 工件的安装方法;夹具的分类;夹具的组成。 工件的定位:定位的概念;工件的基准;定位方法及定位元件(工件以平面定位， 工件以圆柱孔定位，工件以外圆柱面定位，工件以特殊表面定位);定位误差的分析 和计算(工件以平面定位，工件以圆柱孔定位，工件以外圆柱面定位，工件以一面两 共 24 页 第 3 页 孔定位等常见定位方式定位误差的计算及实例分析);组合表面定位。 ? 工件的夹紧:夹紧装置的组成和基本要求，确定夹紧力方向和作用点的准则，夹? 紧力大小的估算方法;基本夹紧机构(斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构，偏心夹紧机构，? 定心夹紧机构)。 ? 分度和引导装置:分度装置的基本形式;抬起与锁紧机构;分度定位器的操纵机? 构;孔加工刀具的引导装置。 ? 夹具的动力装置:气动夹紧;液压夹紧;电磁夹紧。 ? ? 夹具的设计方法:夹具设计步骤;设计实例。 ? 机床夹具的发展趋势:机床夹具的发展方向;成组夹具;组合夹具 ? ? 6.1 压紧机构及装置 ? 在机械加工过程中，一般都要对工件进行压紧。这是因为工件在加工过程中将会? 装 受到切削力.惯性力.离心力等外力的作用，如不夹紧，则无法保证在这些外力的作用? 下工件仍能保持在确定的工作位置，从而产生位移。工件的位移将会造成刀具及机床? 的损坏，甚至发生人身事故。可见夹紧机构及装置在机械加工中占有很重要的位置。 ? 一般夹紧装置是由力源装置.递力机构和夹紧元件三部分组成。力远装置是产生? 夹紧力的装置，如气动液动和电动力装置。递力机构是传力装置，它把力源装置的加? 紧作用力传递给加紧元件，从而产生对元件的夹紧。夹紧元件是夹紧装置的执行元件，订 通过它和工件受压面的直接接触而完成夹紧作用。通常我们把夹紧装置中的递力机构? ? 和加紧元件的组合称为加紧机构。对于手动机构来说，由于没有力源装置，他实际上? 是一个加紧机构。 ? 紧机构和装置有下列基本要求: 对加? (1) 加紧过程中，工件应保持在即定的位置，在加紧过程中，工件线 不应离开定位支撑。 ? (2) 要有适当的加紧力。使工件在加工过程中不产生位移和震动，? 又不会造成工件的损伤和变形。 ? ? (3) 加紧操作应安全.方便.省力。 ? (4) 加紧机构的自动化和复杂程度与工件的产量和批量相适应。 ? ? 6.2 夹紧机构的种类 ? 夹紧机构按作用原理分有以下几种: ? (1) 斜契夹紧机构 斜契夹紧是利用斜面移动所产生的压力夹紧工? 件。在手动夹紧中，契块往往与其他机构联合使用。斜契夹紧机? 构还广泛应用于气动和液动夹紧装置中。 ? ? (2) 螺旋夹紧机构 螺旋夹紧由于结构简单，夹紧可靠，通用性大，因 而在生产中使用极为普遍。但它存在着夹进工件和松开工件时费 时费力的缺点，不适用于快速夹紧。 (3) 偏心夹紧机构 偏心夹紧机构是利用转动中心与几何中心偏移的 圆盘或轴做夹紧元件对工件进行夹紧。这种机构结构简单，制造 方便，操作简单，在夹具中应用广泛。主要缺点是行程和增力较 小，自锁性差，故常用于夹紧力不大的场合。 6.3 相关计算 共 24 页 第 3 页 由下式做相关计算: ? ? ? ? ? ? ? 式中符号为，e为偏心距，R为偏心轮半径，其比值e/R称为偏心率或偏心比，表明? 偏心轮回转中心与其几何中心的偏离程度。它不仅影响夹紧力W，而且还影响机构的? 自锁性能。作为一种手动夹紧机构，必须具有自锁性，因此应在保证自锁的前提下夹? 紧力的计算才有实际意义。 ? ? ? 6.4 圆偏心的自锁性能与分类 装 ? 圆偏心夹紧时，要可靠地保证自锁，其夹紧点(转角为γ)处的升角(α)必须满足? ? ? 下式: ? 订 上式经化简整理后可得出圆偏心夹紧机构的自锁条件为: ? ? ? ? ? 线 ? 令: ? ? 式中:μ(φ)__为偏心轮与被夹压表面间的摩擦系数(摩擦角) ? ? ε为保证自锁允许的最大偏心率。表1为偏心轮工作面上几个特殊位置处的ε值(按? tgφ=μ=0.1计算): ? ? ? ε值表明在偏心轮工作面上各位置的自锁性能是不同的，在-φ的位置， ? ε值为最小，即是自锁性能最差的位置。 ? ? ? (1)完全自锁类偏心(简称A类偏心)是指在偏心轮的工作面上以任意位置夹紧时均能 保证自锁的偏心。为此，必须满足如下条件: 由(4)式可知，当?-φ时，ε=ε=sinφ min 则A类偏心的自锁条件为: 共 24 页 第 3 页 ? ? ? (2)部分自锁类偏心(简称B类偏心)当e/R,sinφ时，偏心轮便不能保证完全自锁，? 而仅有部分工作面夹紧时能保证自锁，便属于这类偏心。其自锁条件为: ? ? ? ? ? ? 由上式可求出B类偏心能保证自锁的转角范围: ? ? ? 装 ? ? ? ? 不能保证自锁的转角范围: ? 订 ? ? ? ? 现以本设计中e=6 mm，R=60 mm的标准偏心轮为例，分析其属于何种类型及自锁状况。? 线 ? ? 满足(5)式，应属A类偏心。将各已知值代入(7)、(8)式，可得: ? ? =63.8?，=104.8?，γ ? 12 ? ? 由于B类偏心在γ所对应的圆弧段上是不能自锁的，也就不能用于夹紧工件，因此，? 计算在此范围内产生的夹紧力也就无什么意义。当然这类偏心可利用自锁段圆弧面? (如?2的圆弧面)来夹紧，这就需要计算在此范围内产生的夹紧力了. ? ? ? ? 第7章 关于环保和可行性技术经济的分析 众所周知，20世纪中期以来人类开始追求高加工效率化的同时，又要求高速化， 高精度化，高刚性及高可靠性的数控机床，近年来全球化的对数控机床提出减少环境 污染，降低噪音，省能源，省空间等环保新概念，并联机构、复合化、多机能化、工 程集约化的现代数控机床的技术新动向，加速了一台机床可同时进行车磨、车铣、多 面多轴加工技术的发展。 高速、复合、智能、环保的现代数控机床的高可靠性是成功的关键所在，而采用 钢球间隔保持器技术的LM直线滚动系统(滚动导轨副，滚珠丝杠副，滚珠花键副) 共 24 页 第 3 页 更是重中之重的关键功能部件。钢球间隔保持器技术的LM直线滚动系统产品是将滚? 动体之间用保持器隔开，钢球之间的保持器形成脂袋状，故润滑油可长期残留其中实? 现了长期免润滑。 ? 保持器两侧的连接带使滚动体串连成一体，消除了全钢球型产品的滚动体旋转方? 向及速度不一致的现象，实现了微动时也能机敏地反应提高了追从性，可最小限度控? 制圆弧插补时的象限凸起，获得高精度的轮廓加工精度，同时消除了钢球之间的互相? 摩擦，防止了发热和磨损，大幅度降低滚动阻力变化值。同以往的全钢球型产品相比，? ? 直线运动速度提高了1.6倍，可实现300m/min(5m/s)的超高速直线运动。 现代? 数控机床的功能设计在追求高效率与高精度的同时，机械环保也是一个必须考虑的重? 要因素。在高效率与高精度方面LM直线滚动系统显示了出色的运动特性，以此为基? 础研究开发了LM滚动导轨副，滚珠丝杠副，滚珠花键副用QZ自润滑装置及LaCS层? 叠形接触括板的防尘装置等系列环保型附件。已有十几家中国数控机床厂家采用这些? 环保型附件的LM滚动导轨副应用实例，相信今后还会进一步加快普及速度。THK的装 LM直线滚动系统为全球机械行业的环境保护作出贡献的同时，加快研究开发新产品，? ? 为采用这些新技术进行新机械开发的机械制造企业增强国际竞争力做出贡献。 ? ? ? 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 装 ? 结 论 ? ? ? ? 本课题设计了剪板机，在搜集了大量资料后进行了以下几方面的设计: 订 1.剪板机基本参数的确定:包括剪切力，压料力，上刀片行程量的确定 ? ? 2.主要零部件的设计，包括剪板机的机体、刀架、托板、托料装置、送料机构、刀具? 选择等等; ? ? 3.液压系统等的设计，包括供油方式、液压缸设计、活塞设计等等， 线 在设计过程中也遇到了一定的困难，例如刀架的布置和运动方式，液压系统的选? ? 择等等，都在查阅资料和老师的指导下得以解决。由于能力所限,经验不足，设计中? 尚有许多不足之处,恳请各位老师给予指教。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 装 ? ? ? ? ? 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 致 谢 ? ? ? ? 在本次设计中得到了老师许多的指导和同学的帮助，在此深表感谢。特别由装 ? 衷的感谢我的指导老师:学习老师。 ? ? ? ? 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 参考文献 ? ? ? 装 ? ? [1]濮良贵，等.机械设计.北京:高等教育出版社，2010. ? ? [2]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京:机械工业出版社，2011. ? 订 ? [3]于骏一，等.机械制造技术基础.北京:机械工业出版社，2011. ? ? [4]王多，等.机械设计课程设计.北京:机械工业出版社，2009. ? ? 线 [5]关慧贞，等.机械制造装备设计.北京:机械工业出版社，2011. ? ? [6]张建民，等.机电一体化系统设计.北京:高等教育出版社，2010. ? ? ? [7]范超毅，等.数控技术课程设计.武汉:华中科技大学出版社，2007. ? ? [8]沈阳锻压机床厂 济南铸造锻压机械研究所 ，剪板机的设计[J]( ? ? ? [9]G.N.Sandor,R.E.Kaufman: Kinematics Synthesis of Geared ? ? Linkages,J.Mechanisms,Vol.5,1970. ? [10] Shigley J E,Uicker J J.Theory of machines and mechanics.New York:MeGraw-Hill Book company,1980. [11]机床设计手册(3).北京:机械工业出版社,1986 [12] 殷鸿梁,朱邦贤.间歇运动机构设计.上海:上海科学技术出版社,1996 共 24 页 第 3 页 [13] 邹慧君.机械运动方案设计手册.北京:高等教育出版社,1995 ? ? [14]廉元国,张永洪.加工中心设计与应用.北京:机械工业出版社,1995 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 装 ? ? ? ? ? 订 ? ? ? ? ? 线 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 共 24 页 第 3 页