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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(fā)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.凹模或凸模設計（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(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎之一。在現(xiàn)代機械制造業(yè)中,許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),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(yè)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(jīng)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(jīng)濟中許多部門的發(fā)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(yōu)化的過程，通過旋轉產(chǎn)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(yè)在設計拉深模時，大部分是采用固定凹?；蛘咄鼓：蛷椥栽虞d的壓邊圈，在設計并加工出整個模具之后進行試模，產(chǎn)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(xiàn)問題就會延長試模時間。為此，將壓邊力設計成液壓調節(jié)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(shù)，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(jié)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(shù)，可以提高產(chǎn)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(yè)生產(chǎn)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(yè)（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(qū)域會出現(xiàn)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(chǎn)生的力也不同，為完成全部的生產(chǎn)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(chǎn)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(lián)軸節(jié)，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(jù)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(shù)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(fā)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(tǒng)等科學技術發(fā)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(xiàn)在已經(jīng)加大到,40,50,噸。熱連軋的最大帶卷和坯料重量

10、已經(jīng)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(xù)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(fā)展了寬邊工字鋼連軋機，無縫鋼管連軋機，連續(xù)焊管軋機及圓，方坯連軋機等。全連續(xù)式冷軋機實現(xiàn)了無頭軋制，最近十幾年來已經(jīng)在生產(chǎn)上應用。它能進一步提高冷連軋機產(chǎn)量，改善產(chǎn)品質量，有效的解決板卷的穿帶和拋尾問題，并能實現(xiàn)動態(tài)變規(guī)格和高速飛剪的剪切，這套控制系統(tǒng)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(yè)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(guī)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(chǎn)品為臺灣精心設計專業(yè)制造之優(yōu)良產(chǎn)品。優(yōu)點,:,體積小出力大，輸出壓力穩(wěn)定，精度高，壽命長，不漏油，作動噪音小，安裝簡單，易調整，環(huán)境清潔，缸體外形美觀。為機械制造者和使用者選用節(jié)省能源、環(huán)

14、保的氣液產(chǎn)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(yè)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(xiàn)在非常新的知識,連續(xù)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(chǎn)品即滿足了基本的設備要求，也節(jié)省了大量的有用資源，相信將來若能深入開發(fā)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(shù)據(jù)庫也查到了不少杠桿方面的專業(yè)文章，不過由于專業(yè)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(jié)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(tǒng)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(fā)現(xiàn)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(chuàng)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(jīng)掌握

16、的知識做了一個完整的回顧，還培養(yǎng)了我獨立思考，獨立解決問題的能力。我也發(fā)現(xiàn)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(chǎn)批量：大批量。,沖壓方案的確定：鑒于材料的形狀和生產(chǎn)批量大的特性，可以使用三種方案：,使用級進模生產(chǎn)；使用單工序模生產(chǎn)；使用復合模生產(chǎn)。,三種方案對比優(yōu)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(chǎn)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(xù)生產(chǎn)。級進模有初始擋料裝置級