沖床自動送料機構(gòu)的設(shè)計

1、目錄第一章 前言 11.1 課題來源及意義 1 沖壓在機械制造中的地位及特點 1 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢 11.2 參考文獻綜述 2第二章 總體方案設(shè)計 42.1.沖壓模 42.2.自動送料機構(gòu) 4第三章 模具的設(shè)計 63.1 零件分析及模具的結(jié)構(gòu)形 63.2 復合模具工作部分的設(shè)計計算 73.3 模具尺寸規(guī)格和其余零件的設(shè)計計算 93.4 模具的機構(gòu) 14第四章 自動送料機構(gòu)的設(shè)計 154.1 原理、結(jié)構(gòu)及工作過程 154.2 結(jié)構(gòu)特性 174.3 離合器的選用 214.4 齒輪的設(shè)計及校核 224.5 軸的設(shè)計及校核 274.6 軸承的設(shè)計和校核 314.7 鍵的設(shè)計和校核 33第五章 潤滑

2、與密封 355.1 潤滑 355.2 密封 355.3 安全 35參考文獻 36結(jié)束語 37中英文翻譯 38前言沖壓是金屬塑性成形加工的基本方法之一，它主要用于加工板料零件，所以也稱為板料成形。沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能夠制造精密（公差在微米級）和復雜形狀的零件。沖壓具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便于實現(xiàn)機械化與自動化等一系列優(yōu)點，因此在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等生產(chǎn)和發(fā)展具有十分重要的意義。1.1.1 沖壓在機械制造中的地位及特點沖壓既能夠制造尺

3、寸很小的儀表零件，又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件；既能夠制造一般尺寸公差等級和形狀的零件，又能夠制造精密（公差在微米級）和復雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn)60%70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分經(jīng)過沖壓制成成品。沖壓在汽車、機械、家用電器、電機、儀表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。 沖壓件重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再經(jīng)機械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學性能優(yōu)于原始坯料，表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件。大批量的中、小型零件沖壓生產(chǎn)一般是采用復合?；蚨喙の坏倪B續(xù)模。以現(xiàn)代高速多工

4、位壓力機為中心，配置帶料開卷、矯正、成品收集、輸送以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成生產(chǎn)率極高的全自動沖壓生產(chǎn)線。采用新型模具材料和各種表面處理技術(shù)，改進模具結(jié)構(gòu)，可得到高精度、高壽命的沖壓模具，從而提高沖壓件的質(zhì)量和降低沖壓件的制造成本。 沖壓生產(chǎn)的工藝和設(shè)備正在不斷發(fā)展，除傳統(tǒng)的使用壓力機和鋼制模具制造沖壓件外，液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個新的高度。特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的批量（甚至是數(shù)十件）零件的生產(chǎn)。對于普通沖壓工藝，可采用簡易模具、低熔點合金模具、成組模具和沖壓柔

5、性制造系統(tǒng)等，組織多品種的中小批量零件的沖壓加工。 總之，沖壓模具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡單、便于實現(xiàn)機械化與自動化等一系列優(yōu)點。采用沖壓與焊接、膠接等復合工藝，使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，可以用較簡單的工藝制造出更復雜的結(jié)構(gòu)件。1.1.2 現(xiàn)代沖壓加工發(fā)展趨勢制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被各種復合材料或高分子材料替代。 在模具設(shè)計與制造中，開發(fā)并應用CAD/CAM系統(tǒng)，發(fā)展高、新制造技術(shù)和模具、裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。推廣應用數(shù)控沖壓等設(shè)備，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被液壓成形、旋壓成形、爆炸成

6、形等新穎的技術(shù)所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟沖模的核心部分是工作零件，即凸模和凹模。其形狀和尺寸是由沖壓工序的性質(zhì)決定的。沖裁沖孔落料模的凸、凹模之間間隙很校，并做成鋒利的刃口，以便形成強大的剪切力進行剪切，使坯件與板料分離在現(xiàn)代化的機加工過程中，消耗于送料的時間損失是組成零件單件加工時間的一部分，它屬于輔助時間。要想提高生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)中的輔助時間將是非常重要的一個環(huán)節(jié)。而要想減少輔助時間，就必須提高生產(chǎn)的自動化程度。自動送料機構(gòu)就是為實現(xiàn)生產(chǎn)中送料工序自動化而設(shè)計的一種專用機構(gòu)。自動送料機構(gòu)可將沖壓料或沖壓件經(jīng)過定向機構(gòu)，實現(xiàn)定向排列，然后順序地送到機床或工作地點。這在自動化成批

7、大量的生產(chǎn)中顯然是實用的，不但可把操作人員從重復而繁重的勞動中解脫出來，而且對保證安全生產(chǎn)也是一種行之有效的方法。目前，國內(nèi)擁有大量的沖壓機床，如果能把它們改造成半自動或自動機床，將會充分發(fā)揮機床的潛在力量，這是一個具有重大意義的事情，而在機床上安裝自動送料機構(gòu)，這將大大提高沖壓的生產(chǎn)效率，實現(xiàn)沖壓的完全自動化。1.2 參考文獻綜述沖壓工藝大致可分為分離工序和成形工序（又分彎曲、拉深、成形）兩大類。分離工序是在沖壓過程中使沖壓件與坯料沿一定的輪廓線相互分離，同時沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求；成形工序是使沖壓坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀，同時也應滿足尺寸公

8、差等方面的要求。 按照沖壓時的溫度情況有冷沖壓和熱沖壓兩種方式。這取決于材料的強度、塑性、厚度、變形程度以及設(shè)備能力等，同時應考慮材料的原始熱處理狀態(tài)和最終使用條件。 1.冷沖壓 金屬在常溫下的加工，一般適用于厚度小于4mm的坯料。優(yōu)點為不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費用較低。缺點是有加工硬化現(xiàn)象，嚴重時使金屬失去進一步變形能力。冷沖壓要求坯料的厚度均勻且波動范圍小，表面光潔、無斑、無劃傷等。2.熱沖壓 將金屬加熱到一定的溫度范圍的沖壓加工方法。優(yōu)點為可消除內(nèi)應力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低變形抗力，減少設(shè)備的動力消耗。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代沖壓加工的發(fā)展趨勢有以下五點：

9、 （1）深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應用有限元、邊界元等技術(shù)，對沖壓過程進行數(shù)字模擬分析，以預測某一工藝過程中坯料對沖壓的適應性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對生產(chǎn)過程的直接指導作用。 （2）制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復合材料或高分子材料替代。隨著材料科學的發(fā)展，加強研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。 （3）在模具設(shè)計與制造中，開發(fā)并應用計算機輔助設(shè)計和制造系統(tǒng)（CAD/CAM），發(fā)展高精度、高壽命模具和簡易模具（軟模、低熔點金模具等

10、）制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速換模裝置等，以適應沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。（4）推廣應用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（FMS）、多工位高速自動沖壓機以及智能機器人送料取件，進行機械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 （5）精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟。隨著近代工業(yè)的發(fā)展，以沖模為中心的電子計算機控制全自動沖壓加工系統(tǒng)的研制十分必要?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了全自動沖壓加工生產(chǎn)線、沖壓加工中心、全自動落料沖床、自己備有薄板上料和卸料的電子計算機數(shù)控

11、轉(zhuǎn)塔式?jīng)_床以及其他自動沖壓系統(tǒng)。這種系統(tǒng)必須配備相應的高質(zhì)量、高效率的沖模。自動模中的送料、出件等裝置主要由模具本身的運動部分來驅(qū)動（一般是上模）。還可以由壓力機的曲軸或滑塊來驅(qū)動，也可以由單獨的驅(qū)動裝置（如機械、液壓、氣壓等）來驅(qū)動。自動模的送料、卸件、出件的動作最大特點是周期性間歇地與沖壓工藝協(xié)調(diào)進行。實現(xiàn)周期性動作的機構(gòu)有棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、定向離合器、平面連桿機構(gòu)等。自動模的自動化裝置就是自動模的驅(qū)動裝置通過周期性動作機構(gòu)使自動化裝置的工作零件產(chǎn)生周期性工作，這就是自動送料機構(gòu)。本次畢業(yè)設(shè)計主要完成沖床上自動送料機構(gòu)的設(shè)計。第二章 自動送料機構(gòu)總體方案設(shè)計自動送料裝置按送進材料的形式分為送料裝置與上件裝置兩類。本設(shè)計屬于送料裝置。常見送料機構(gòu)形式有以下五種： 鉤式送料機構(gòu); 凸輪鉗式送料機構(gòu); 杠桿送料機構(gòu); 夾持送料機構(gòu)； 輥軸送料機構(gòu)。由于本設(shè)計所用的毛坯件厚度比較薄，不在前三種送料方案所適用的材料厚度范圍內(nèi)，第四種和第五種方案適用。將第四種與第五種方案進行比較，發(fā)現(xiàn)前者需要采用斜楔帶動加料爪和滑板運動，在送料過程中振動會比較大，從而影響到送料精度；而后者是使用