熱沖壓成形裝備設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p><b>　　熱沖壓成形裝備設(shè)計(jì)</b></p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p>

3、<p>　　超高強(qiáng)度鋼熱沖壓要求沖壓完后，能立即進(jìn)行熱處理，而傳統(tǒng)的曲柄壓力機(jī)工作臺(tái)不能翻轉(zhuǎn)。因此設(shè)計(jì)了對(duì)稱布局的三級(jí)增力液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)電液一體化臥式翻轉(zhuǎn)壓力機(jī)。所完成的主要工作如下：</p><p>　　(1) 為了在輸入轉(zhuǎn)矩相同的條件下，得到相對(duì)更大的輸出壓力，利用增力機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)稱性串聯(lián)組合，所設(shè)計(jì)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)壓力機(jī)，能夠利用多級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)來(lái)化解大功率液壓馬達(dá)價(jià)格昂貴的技術(shù)難題，

4、適用于沖裁和淺拉伸作業(yè)。</p><p>　　(2) 所設(shè)計(jì)的壓力機(jī)，采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)布局，壓頭的徑向受力平衡，大幅度地降低了摩擦損失。</p><p>　　(3) 所設(shè)計(jì)的壓力機(jī)，采用臥式可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，可對(duì)零件進(jìn)行沖壓完成后的即時(shí)冷卻，大幅度地提高了熱沖壓零件的質(zhì)量。</p><p>　　關(guān)鍵詞：壓力機(jī)，機(jī)電液一體化，增力機(jī)構(gòu)，臥式翻轉(zhuǎn)</p><p

5、>　　Hot stamping equipment design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Requirements of ultra high strength steel stamping after hot stamping, heat treatment immediately, the tradition

6、al crank bench press can not be turnned.I designed three-step force-amplifier hydromechatronics horizontal type and rolling-over presses driven by hydraulic motor in a symmetrical structure in this paper. My major new re

7、searches are:</p><p>　　(1) To obtained relatively greater output force with the same input torque, three-step force-amplifier servo presses with a symmetrical structure have been designed, which guided by me

8、thod of series combinations with force amplifier, can resolve the technical problems of expensive high-power servo motor by using the tandem force amplifier, and suitable for blanking and shallow drawing operation.</p

9、><p>　　(2) Majority of the presses I designed are symmetrical layout, thus reduces the friction loss significantly owing to the balance radial force of pressure head.</p><p>　　(3) Majority of the p

10、resses I designed are horizontal type and rolling-over structure, component stamping finished process forthwith collin, by a wide margin enhanced the credy of component.</p><p>　　Keywords: Press,Hydromechat

11、ronics, Force amplifier,horizontal type,rolling-over.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1<

12、;/b></p><p>　　1.1課題的來(lái)源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3熱沖壓成形裝備國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4課題研

13、究的主要內(nèi)容3</p><p>　　1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　1.4.2 研究方法3</p><p>　　1.4.3 研究難點(diǎn)3</p><p>　　1.4.4 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)4</p><p>　　第二章 熱沖壓成形裝備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)5</p><p>　

14、　2.1熱沖壓成形裝備的設(shè)計(jì)要求5</p><p><b>　　2.2方案評(píng)價(jià)5</b></p><p>　　2.2.1 沖壓部分設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.2.2 翻轉(zhuǎn)部分設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.3熱沖壓裝備總體設(shè)計(jì)7</p><p>　　第三章 沖壓部分的設(shè)計(jì)計(jì)算10&

15、lt;/p><p>　　3.1增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　3.2液壓馬達(dá)的選型11</p><p>　　3.3 聯(lián)軸器的選擇12</p><p>　　3.4 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核12</p><p>　　3.5 齒輪齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算17</p><p>　　3.6 齒輪齒

16、條的校核19</p><p>　　第四章 基座翻轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算20</p><p>　　4.2 旋轉(zhuǎn)軸的校核21</p><p>　　4.3 基座翻轉(zhuǎn)角度的計(jì)算22</p><p>　　第五章 結(jié)論與展望23</p><p><b

17、>　　5.1 總結(jié)23</b></p><p><b>　　5.2 展望23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄26</b></p>&

18、lt;p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來(lái)源</b></p><p>　　隨著國(guó)家汽車正碰、側(cè)碰、排放等強(qiáng)制法規(guī)的相繼推出，汽車車身鋼鐵用材正日益面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。采用先進(jìn)高強(qiáng)鋼，如DP鋼、TRIP鋼、高擴(kuò)孔鋼等也無(wú)可爭(zhēng)議地成為汽車用材的主流趨勢(shì)。通過(guò)車身零件減薄和高強(qiáng)的合理匹配，不僅可以有效減輕車身重

19、量。降低油耗，而且可以提高車型的安全性和舒適性。在汽車輕質(zhì)化的進(jìn)程中,高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼鐵材料的應(yīng)用在減重、節(jié)能、提高安全性、降低排放等方面都展現(xiàn)出了廣闊的前景, 沖壓裝備以金屬板材為加工對(duì)象，生產(chǎn)各種各樣的沖壓件，廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、電器、儀表及航空等行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，轎車零部件中占40％以上的是金屬板材沖壓件。</p><p>　　在傳統(tǒng)熱沖壓領(lǐng)域，無(wú)論是裝備還是核心技術(shù)方面，公開發(fā)表的文章相對(duì)較多，國(guó)內(nèi)

20、也有較多文獻(xiàn)報(bào)道。而在鋼板熱沖壓新技術(shù)領(lǐng)域，公開發(fā)表的研究成果則相對(duì)較少。對(duì)于強(qiáng)度超過(guò)1000MPa的高強(qiáng)鋼，傳統(tǒng)沖壓工藝往往束手無(wú)策。一種新型的成形工藝，特殊高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，即熱沖壓技術(shù)。鋼板熱沖壓是一種將先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板加熱到奧氏體溫度后快速?zèng)_壓，在保壓階段通過(guò)模具實(shí)現(xiàn)淬火并達(dá)到所需冷卻速度，從而得到組織為馬氏體，強(qiáng)度在1000MPa左右的超高強(qiáng)度零件的新型成形技術(shù)。</p><p><b

21、>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　由于國(guó)外鋼板熱沖壓新技術(shù)基本上處于技術(shù)封鎖和壟斷狀態(tài)，所以國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)很少有能接觸、了解熱沖壓技術(shù)，更少能接觸工業(yè)化的熱沖壓裝備的設(shè)計(jì)。國(guó)外的熱沖壓生產(chǎn)線也很少有沖壓淬火與冷卻集于一體的熱沖壓裝備，國(guó)內(nèi)的沖壓生產(chǎn)線具有這樣的裝備更是少之又少。因此，對(duì)現(xiàn)有的沖壓成形工藝進(jìn)行研究，并針對(duì)高強(qiáng)度鋼的熱成形裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而從機(jī)電一體化和機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出

22、發(fā)，從根本上解決高強(qiáng)度鋼熱沖壓淬火與冷卻生產(chǎn)工藝的改善，是一項(xiàng)不但有學(xué)術(shù)價(jià)值，而且將會(huì)產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和提高汽車安全性能。</p><p>　　1.3熱沖壓成形裝備國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國(guó)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1999年，蒂森克虜伯公司在為法國(guó)Renault（雷諾）汽車Laguna車型的緩沖器支架制造中采用了熱沖壓技術(shù)，該車被歐

23、洲新車評(píng)定委員會(huì)碰撞試驗(yàn)中授予五星級(jí)別。而后，又采用熱沖壓技術(shù)為Peugeot 607（標(biāo)致）制造了緩沖器支架，同時(shí)為Citroen（雪鐵龍）的C5創(chuàng)新車型制造三個(gè)熱沖壓部件：一個(gè)緩沖器支架和兩個(gè)A加強(qiáng)柱。蒂森克虜伯鋼鐵公司的熱沖壓生產(chǎn)的汽車結(jié)構(gòu)部件、模具及沖壓工藝生產(chǎn)線如圖所示。</p><p>　　圖1 熱沖壓工藝生產(chǎn)的汽車結(jié)構(gòu)部件 圖2 熱沖壓模具</p><p>

24、　　圖3 蒂森克虜伯鋼鐵公司的熱沖壓生產(chǎn)線</p><p>　　日產(chǎn)汽車的微型面包車“Serena（賽瑞納）”采用1000MPa高強(qiáng)度鋼板的部位包括位于三角窗上部的A柱，以及前門和滑動(dòng)門之間的支柱—B柱，并開發(fā)了相應(yīng)的熱沖壓模具及生產(chǎn)線。一汽大眾Sagitar（速騰）的B柱采用三層復(fù)合鋼板，其第二層加強(qiáng)肋就是采用的熱沖壓加工的超高強(qiáng)度鋼部件，同樣也開發(fā)了相應(yīng)的生產(chǎn)裝備。另外，Benteler鋼鐵公司的熱沖壓工藝如

25、圖4所示。</p><p>　　圖4 Benteler鋼鐵公司的熱沖壓工藝</p><p>　　1.3.2 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等也有相關(guān)研究或研究計(jì)劃。東風(fēng)汽車模具有限公司、躍進(jìn)汽車集團(tuán)南京模具裝備有限公司、天津汽車模具公司等，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，從原來(lái)的在國(guó)外制造模具生產(chǎn)覆蓋件轉(zhuǎn)向在國(guó)內(nèi)

26、進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)和沖模設(shè)計(jì)，推動(dòng)了轎車國(guó)產(chǎn)化和自主開發(fā)的進(jìn)程。</p><p>　　大連理工大學(xué)汽車工程學(xué)院胡平教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)5年的產(chǎn)學(xué)研科技攻關(guān)，綜合大連理工大學(xué)相關(guān)的科研能力及長(zhǎng)春偉孚特汽車零部件有限公司的技術(shù)實(shí)力，目前已經(jīng)開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一條具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高強(qiáng)度鋼板熱成形批量連續(xù)生產(chǎn)線(如圖5所示)；并且在獨(dú)立開發(fā)出的集成化；中壓件成形性仿真CAE軟件系統(tǒng)KMAS的基礎(chǔ)上成功地開發(fā)出高強(qiáng)度鋼板熱成形

27、數(shù)值模擬CAE軟件。</p><p>　　圖5 高強(qiáng)度鋼板熱成形制造成套技術(shù)與裝備</p><p>　　為了滿足板料馬氏體轉(zhuǎn)變及組織分布的均勻性要求，模具冷卻管路需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)．以保證板料在設(shè)定的冷卻速率下均勻冷卻成形。胡平教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的高強(qiáng)度鋼板熱成形成套技術(shù)及裝備達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。</p><p>　　大型多工位壓力機(jī)的出現(xiàn)，改變了大型沖壓生產(chǎn)線

28、的傳統(tǒng)組合方式。以一臺(tái)雙動(dòng)拉深壓力機(jī)與一臺(tái)單動(dòng)大型多工位壓力機(jī)為主機(jī)，二者之間配備翻轉(zhuǎn)裝置和同步裝置的沖壓生產(chǎn)線，提高了生產(chǎn)節(jié)拍，減少了占地面積。大型多工位壓力機(jī)是目前世界上最先進(jìn)、最高效的板材沖壓設(shè)備，它代表了目前車身覆蓋件沖壓成形的最高水平和發(fā)展方向。此后，帶雙動(dòng)拉深工位的多工位壓力機(jī)的問(wèn)世，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)線的配置。一臺(tái)帶雙動(dòng)拉深工位的多工位壓力機(jī)，在其前后分別配置拆垛裝置和碼垛裝置便組成了一條自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。</p>&

29、lt;p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　對(duì)高強(qiáng)度鋼成形后的冷卻方式進(jìn)行研究，在傳統(tǒng)沖壓機(jī)基礎(chǔ)上，對(duì)沖壓裝備進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到高強(qiáng)度鋼加工所需沖壓力，由于高強(qiáng)度鋼加工要求沖壓完成后對(duì)高強(qiáng)度鋼加工件進(jìn)行即時(shí)冷卻，因此要求在保壓階段將模具連同高強(qiáng)度鋼加工件浸入冷卻液里進(jìn)行冷卻，使得高強(qiáng)度鋼能在模具內(nèi)完成成形和淬火。</p&

30、gt;<p>　　1.4.2 研究方法</p><p>　　為了達(dá)到高強(qiáng)度鋼加工所需的沖壓力和模具冷卻的要求，對(duì)沖壓部分增力機(jī)構(gòu)和基座翻轉(zhuǎn)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先從原動(dòng)部分、傳動(dòng)部分著手，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，合理選擇原動(dòng)部件，根據(jù)增力機(jī)構(gòu)方案，進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，再選擇較合適的翻轉(zhuǎn)方案，并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，最后合理布局機(jī)構(gòu)，使裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔。</p><p>　　1.4.3 研究難點(diǎn)&

31、lt;/p><p>　　機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼熱沖壓機(jī)要使高強(qiáng)度鋼能在模具內(nèi)完成成形和淬火，如何在已有的熱沖壓機(jī)基礎(chǔ)上對(duì)熱沖壓裝備的改進(jìn)使得高強(qiáng)度鋼在模具內(nèi)完成成形和淬火是著重要解決的問(wèn)題。</p><p>　　1.4.4 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p>　　能夠順利完成高強(qiáng)度鋼在模具內(nèi)的成形和淬火，對(duì)主要構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算，設(shè)計(jì)和繪制熱沖壓裝備的裝

32、配圖和零件圖。</p><p>　　第二章 熱沖壓成形裝備方案設(shè)計(jì)與總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1熱沖壓成形裝備的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　所設(shè)計(jì)的沖壓機(jī)是用于汽車鋼板熱沖壓，鋼板熱沖壓是一種將先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板加熱到奧氏體溫度后快速?zèng)_壓，在保壓階段通過(guò)模具實(shí)現(xiàn)淬火并達(dá)到所需冷卻速度，從而得到組織為馬氏體，強(qiáng)度在1000MPa左右的超高強(qiáng)度零件。因此沖壓機(jī)的主

33、要設(shè)計(jì)要求有：</p><p>　　達(dá)到零件沖壓所需的沖壓力，</p><p>　　能對(duì)達(dá)到奧氏體的待加工鋼板進(jìn)行快速?zèng)_壓，</p><p>　　在保壓階段通過(guò)基座的翻轉(zhuǎn)到冷卻液里，對(duì)模具內(nèi)的零件實(shí)現(xiàn)淬火，并達(dá)到所需的冷卻速度。</p><p><b>　　2.2方案評(píng)價(jià)</b></p><p>

34、　　2.2.1 沖壓部分設(shè)計(jì)</p><p>　　沖壓部分采用滾珠絲杠螺母-對(duì)稱型齒條齒輪-二級(jí)鉸桿三級(jí)增力機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖2.1 滾珠絲杠螺母-對(duì)稱型齒條齒輪-二級(jí)鉸桿三級(jí)增力機(jī)構(gòu)</p><p>　　工作原理：圖2.1 為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的對(duì)稱型齒條齒輪-二級(jí)鉸桿三級(jí)增力壓力機(jī)的工作原理圖。將螺母兩側(cè)加工成雙面齒條，齒條兩側(cè)是與其相嚙合的齒輪；兩側(cè)各有鉸

35、桿，一端鉸接在齒輪上，另一端與對(duì)稱的鉸桿鉸接。當(dāng)液壓馬達(dá)通過(guò)滾珠絲桿進(jìn)行第一次力放大后驅(qū)動(dòng)螺母向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)左側(cè)齒輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，右側(cè)齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而分別推動(dòng)兩側(cè)正交增力機(jī)構(gòu)利用角度效應(yīng)進(jìn)行二次力放大，驅(qū)動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)作用與工件完成沖裁。加工完成后，液壓馬達(dá)帶動(dòng)螺母向上運(yùn)動(dòng)，則分別帶動(dòng)左、右兩側(cè)齒輪逆時(shí)針、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而通過(guò)兩側(cè)正交增力機(jī)構(gòu)帶動(dòng)滑塊向上運(yùn)動(dòng)，從而松開工件，完成加工過(guò)程。</p><p>　　

36、不難看出，該壓力機(jī)各個(gè)構(gòu)件呈對(duì)稱分布，使滑塊所承受的徑向力始終呈對(duì)稱平衡狀態(tài)，所以理論上不存在摩擦損失，相對(duì)于非對(duì)稱型的機(jī)構(gòu)，不僅提高了力傳遞效率，且延長(zhǎng)了相關(guān)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的壽命。</p><p>　　2.2.2 翻轉(zhuǎn)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　方案一：偏置式曲柄滑塊翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖2.2 偏置式曲柄滑塊翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p&

37、gt;　　工作原理：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖2.2所示。A為固定鉸鏈，滑塊以勻速v從初始位置C1運(yùn)動(dòng)到C2，B1、B2分別為翻轉(zhuǎn)架（曲柄）在（0~60）°時(shí)的位置。通過(guò)滑塊的上下移動(dòng)，驅(qū)動(dòng)基座繞固定鉸鏈A轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　方案二：液壓驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p><p>　　圖2.3液壓驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　工作原理：采用液壓驅(qū)動(dòng)可以有兩種驅(qū)動(dòng)方式

38、：一種是下拉式的驅(qū)動(dòng)方式。其工作原理是將液壓缸安裝在基座上，缸體可以繞缸體耳軸在水平面內(nèi)上下擺動(dòng)，活塞桿頭部與翻轉(zhuǎn)托架鉸接，通過(guò)活塞桿伸出和收回動(dòng)作驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)托架繞耳軸轉(zhuǎn)動(dòng)（見圖3）。另一種是上推式的驅(qū)動(dòng)方式。其工作原理為液壓缸安裝在基座上，缸體可以繞缸體耳軸在鉛垂面內(nèi)左右擺動(dòng)，活塞桿頭部與翻轉(zhuǎn)托架鉸接，通過(guò)活塞桿伸出和收回動(dòng)作驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)托架繞耳軸轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　方案三：曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)</p>

39、;<p>　　圖2.4 曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　工作原理：連架桿BC為曲柄，另一個(gè)連架桿AD為搖桿，曲柄BC轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)CD驅(qū)動(dòng)AD作往復(fù)擺動(dòng)，使基座繞固定鉸鏈A作往復(fù)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　方案四：待高強(qiáng)度鋼完成沖壓后，高速液壓馬達(dá)傳遞給傳感器一個(gè)脈沖信號(hào)，使推桿后退，低速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，滑塊下移，基座繞旋轉(zhuǎn)軸套旋轉(zhuǎn)30度～60度，使高強(qiáng)度鋼連

40、同模具浸入冷卻液里，對(duì)剛強(qiáng)度鋼進(jìn)行冷卻；冷卻完成后，低速液壓馬達(dá)反向驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，基座旋轉(zhuǎn)至水平位置時(shí)，低速液壓馬達(dá)傳遞給傳感器一個(gè)脈沖信號(hào)，使推桿前移并卡住滑塊，凸模上移，取出零件，進(jìn)入下一個(gè)加工過(guò)程。</p><p>　　由于方案四有定位裝置，在沖壓過(guò)程中不至于由于重力作用使基座翻轉(zhuǎn)，因此選用方案四。</p><p>　　2.3熱沖壓裝備總體設(shè)計(jì)</p><p>

41、<b>　　總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p>　　根據(jù)沖壓機(jī)的功能、設(shè)計(jì)參數(shù)和工藝的要求，確定其組成包括原動(dòng)部分，傳動(dòng)部分，工作部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板的快速熱沖壓及快速冷卻，并且實(shí)現(xiàn)基座的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)。</p><p>　　(1) 原動(dòng)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　由于沖壓機(jī)的基座是要翻轉(zhuǎn)的，又要對(duì)鋼板進(jìn)行保壓，因此原動(dòng)件不宜選用質(zhì)量較重的電機(jī)或伺

42、服電機(jī).</p><p>　　液壓馬達(dá)的工作原理：圖1-1所示為軸向柱塞式液壓馬達(dá)的工作原理。斜盤和配油盤固定不動(dòng)，柱塞可在缸體的孔內(nèi)移動(dòng)，斜盤中心線與缸體中心線相交一個(gè)傾角。高壓油經(jīng)配油盤的窗口進(jìn)入缸體的柱塞孔時(shí)，處在高壓腔中的柱塞被頂出，壓在斜盤上，斜盤對(duì)柱塞的反作用力可分解為兩個(gè)分力，軸向分力和作用在柱塞上的液壓力平衡，垂直分力使缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)馬達(dá)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)第i個(gè)柱塞和缸體的垂直中心線夾角為，則在柱塞上

43、產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中 R—柱塞在缸體中的分布圓半徑。</p><p>　　圖1-1 軸向柱塞式液壓馬達(dá)的工作原理</p><p>　　液壓馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩應(yīng)是處于高壓腔柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的總和，即</p><p><b>　?。?-

44、2）</b></p><p>　　隨著角的變化，每個(gè)柱塞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也發(fā)生變化，故液壓馬達(dá)產(chǎn)生的總轉(zhuǎn)矩也是脈動(dòng)的。</p><p>　　液壓馬達(dá)按結(jié)構(gòu)分有齒輪式、葉片式和柱塞式等幾種。按工作特性可分為高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)和低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)兩大類。</p><p><b>　　高速液壓馬達(dá)</b></p><p>　　高

45、速液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式通常為外嚙合齒輪式、雙作用葉片式和軸向柱塞式等，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高（一般高于500）、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、輸出轉(zhuǎn)矩不大，故又稱高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。</p><p>　　外嚙合齒輪式液壓馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、噪聲較小、壽命較長(zhǎng)及脈動(dòng)率小等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是抗污染能力較差、對(duì)油液的清潔度要求鉸高。目前，葉片式液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速有的已經(jīng)達(dá)到4000。</p><p>　　軸向柱塞式液壓馬

46、達(dá)具有單位功率質(zhì)量輕、工作壓力高、效率高和容易實(shí)現(xiàn)變量等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、對(duì)油液污染敏感、過(guò)濾精度要求較高、價(jià)格較貴。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為斜盤式和斜軸式兩類。</p><p><b>　　低速液壓馬達(dá)</b></p><p>　　低速液壓馬達(dá)的特點(diǎn)是輸入油液壓力高、排量大，可控性高，可在馬達(dá)轉(zhuǎn)速為10以下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，低速穩(wěn)定性好，輸出轉(zhuǎn)矩大，可達(dá)到。所以又稱為

47、低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。</p><p>　　低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)分為單作用和多作用兩大類。單作用液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞往復(fù)工作一次。它又有徑向和軸向之分。徑向柱塞式單作用液壓馬達(dá)，主軸是偏心的。多作用液壓馬達(dá)，設(shè)有導(dǎo)軌線，曲線的數(shù)目就是作用次數(shù)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，每個(gè)柱塞往復(fù)工作多次。它同樣有徑向和軸向之分。單作用馬達(dá)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，工藝性較好，造價(jià)較低。但存在輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性不如多作用液壓馬達(dá)。

48、多作用液壓馬達(dá)單位功率的質(zhì)量較輕，若設(shè)計(jì)合理，可得無(wú)脈動(dòng)輸出。但其制造工藝較復(fù)雜，造價(jià)高于單作用液壓馬達(dá)。</p><p>　　由液壓馬達(dá)的工作原理和工作特性可知，應(yīng)選用滿足轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率條件下的高速液壓馬達(dá)。由于對(duì)鋼板的冷卻有一定的冷卻速度要求，因此驅(qū)動(dòng)偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件選用低速液壓馬達(dá)。</p><p><b>　　(2)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)</b></p

49、><p>　　傳動(dòng)部分采用滾珠絲杠螺母-對(duì)稱型齒條齒輪-二級(jí)鉸桿三級(jí)增力機(jī)構(gòu)，通過(guò)滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為固定在絲杠螺母上的齒條的直線運(yùn)動(dòng)，并且通過(guò)增力機(jī)構(gòu)對(duì)工件實(shí)現(xiàn)沖裁，液壓馬達(dá)反向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)螺母向上運(yùn)動(dòng)，從而松開工件，完成加工。基座的翻轉(zhuǎn)通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸使滑塊移動(dòng)實(shí)現(xiàn)基座的上下翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而對(duì)工件的冷卻。</p><p><b>　　(3)基座部分設(shè)計(jì)</b><

50、/p><p>　　基座為沖壓機(jī)承重主體，上面安裝有液壓馬達(dá)、滾珠絲杠、絲杠螺母、齒輪齒條、增力機(jī)構(gòu)、凸模、凹模和工作臺(tái)?；鶅蓚?cè)安裝有偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，通過(guò)原動(dòng)件和傳動(dòng)件來(lái)實(shí)現(xiàn)基座的翻轉(zhuǎn)和定位。在保證精度、剛體的要求下，使基座整體結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明。</p><p>　　第三章 沖壓部分的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p>&

51、lt;p><b>　　動(dòng)力學(xué)分析：</b></p><p>　　圖3.1 滾珠絲杠螺母-對(duì)稱型齒條齒輪-二級(jí)鉸桿三級(jí)增力機(jī)構(gòu)</p><p>　　（1） 以曲柄OA為研究對(duì)象，分析曲柄受力，如圖所示，得動(dòng)力學(xué)平衡方程： （3-1） </p><p><b>　　

52、（3-2）</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　（2）以連桿AB為研究對(duì)象，分析連桿受力，如圖得動(dòng)力學(xué)平衡方程。</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　（3-5）</b></p>

53、;<p><b>　?。?-6）</b></p><p>　?。?）以BC桿為研究對(duì)象，分析連桿受力，得動(dòng)力學(xué)平衡方程：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　（3-8）</b></p><p><b>　?。?-9

54、）</b></p><p>　?。?）以連桿BE為研究對(duì)象，分析連桿受力，得動(dòng)力學(xué)平衡方程：</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　?。?-12）</b></p>

55、<p>　　(5) 分析B點(diǎn)受力情況，動(dòng)力學(xué)平衡方程為</p><p><b>　　（3-13）</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　(6) 分析滑塊受力情況，動(dòng)力學(xué)平衡方程為</p><p>　　，

56、 （3-15）</p><p>　　得 （3-16）</p><p>　　解得：OA=15mm,AB=85mm，BC=CE=100mm,ω=π, C點(diǎn)橫坐標(biāo)=-100mm，C點(diǎn)縱坐標(biāo)=100mm。</p><p>　　3.2液壓馬達(dá)的選型</p><p>　　因

57、為曲柄轉(zhuǎn)角為時(shí)，A點(diǎn)的X軸向受力為700N，y軸向受力為0N，所以</p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　沖壓液壓馬達(dá)：XM柱塞馬達(dá)XM—E100</p><p>　　功率7kW，額定轉(zhuǎn)矩229，額定轉(zhuǎn)速320，壓力16，排量100，質(zhì)量21</p><p><b>　　滾珠絲杠

58、傳動(dòng)效率</b></p><p><b>　　軸承傳動(dòng)效率</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率</b></p><p>　　（1） 各軸轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　滾珠絲杠軸 （3-18）</p

59、><p>　　齒輪軸 （3-19）</p><p>　?。?） 各軸的輸入功率</p><p>　　滾珠絲杠軸 （3-20）</p><p>　　齒輪軸 （3-21）</p><p>　?。?） 各軸

60、輸入轉(zhuǎn)矩</p><p>　　滾珠絲杠軸 （3-22）</p><p>　　齒輪軸 （3-23）</p><p>　　翻轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)：1JMD型柱塞馬達(dá)1JMD—40</p><p>　　表3.1 液壓馬達(dá)2安裝尺寸表</p><p>　　表3.2 液壓馬達(dá)1安裝尺寸表&l

61、t;/p><p>　　3.3 聯(lián)軸器的選擇</p><p><b>　　1. 類型選擇</b></p><p>　　為了減小振動(dòng)，選用梅花型彈性聯(lián)軸器。</p><p><b>　　載荷計(jì)算</b></p><p>　　公稱轉(zhuǎn)矩 （3-24）</p>&

62、lt;p>　　查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書，表14—1查得，計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p><b>　　（3-25）</b></p><p>　　因此選用LM1梅花型彈性聯(lián)軸器</p><p>　　3.4 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核</p><p>　　由技術(shù)要求,平均載荷F=400N,絲杠工作長(zhǎng)度L=300mm,</p>

63、;<p>　　工作壽命,傳動(dòng)精度要求</p><p>　　設(shè)導(dǎo)程P=5 mm ,則 （3-26）</p><p><b>　　求計(jì)算載荷</b></p><p><b>　　（3-27）</b></p><p>　　由條件,查《機(jī)電一體化系統(tǒng)

64、設(shè)計(jì)》表2-6取, 查表2-6取, 表2-4取D精度, 查表2-6取,</p><p>　　2. 計(jì)算額定動(dòng)載荷計(jì)算值Ca`由式(2-4)</p><p><b>　?。?-28）</b></p><p>　　3. 根據(jù)選擇滾珠絲杠副，假設(shè)選用FC1型號(hào),按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca 等于或稍大于的原則,查表2-9選以下型號(hào)規(guī)格</p&g

65、t;<p>　　FC1-2505-2.5 Ca=9610</p><p>　　公稱直徑 導(dǎo)程 螺旋角 滾珠直徑</p><p>　　滾道半徑 （3-29）</p><p>　　偏心距 （3-30）</p><p>　　絲杠內(nèi)徑 （3-31）&

66、lt;/p><p><b>　　4. 穩(wěn)定性驗(yàn)算</b></p><p>　?。?）由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn),所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù)</p><p>　　絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷</p><p><b>　　（3-32）</b&

67、gt;</p><p>　　其中 E=206Gpa</p><p><b>　　L=0.3m</b></p><p><b>　　（3-33）</b></p><p>　　取 則 （3-34）</p><p>　　安全系數(shù)

68、 （3-35）</p><p>　　查表2-10 得[S]=2.5-3.3，S>[S] 絲杠是安全的,不會(huì)失穩(wěn)。</p><p>　　（2）高速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振,因此需驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速----臨界轉(zhuǎn)速,要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速</p><p><b>　?。?-36）</b></p>

69、<p>　　， 所以絲杠不會(huì)發(fā)生共振。</p><p>　?。?）此外滾珠絲杠副還受值的限制,通常要求</p><p><b>　?。?）剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　滾珠絲杠在工作負(fù)載F(N)和轉(zhuǎn)矩T(Nm)共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量為</p><p><b>　?。?-37）<

70、/b></p><p>　　式中,A為絲杠截面積,，為絲杠的極慣性矩, ，G為絲杠切變模量,對(duì)鋼G=83.3GPa;T()為轉(zhuǎn)矩.</p><p><b>　?。?-38）</b></p><p>　　式中, 為摩擦角,其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)，為平均工作載荷。取摩擦系數(shù)為</p><p><b>　　,則

71、得</b></p><p><b>　?。?-39）</b></p><p>　　按最不利的情況取()</p><p><b>　?。?-40）</b></p><p>　　則絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為</p><p><b>　　（3

72、-41）</b></p><p>　　通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差小于其傳動(dòng)精度的1/2,即</p><p><b>　　（3-42）</b></p><p>　　該絲杠的滿足上式,所以其剛度可滿足要求.</p><p><b>　?。?）效率驗(yàn)算</b></p><p&g

73、t;<b>　?。?-43）</b></p><p>　　要求在90%---95%之間,所以該絲杠副合格。</p><p>　　經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證,FC1-2505-2.5各項(xiàng)性能均符合題目要求,可選用。</p><p>　　(二)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選型與計(jì)算</p><p><b>　　(1)Y方向?qū)к?lt;/b&

74、gt;</p><p>　　由所給條件得,該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間為，</p><p><b>　　由 得</b></p><p><b>　?。?-44）</b></p><p>　　因滑座數(shù)M=4,所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座,由表2-15----2-18確定</p><p>

75、<b>　　則由式 ，得</b></p><p><b>　　(2)X方向?qū)к?lt;/b></p><p>　　由所給條件得,該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間為</p><p><b>　　由，得</b></p><p><b>　?。?-45）</b></p>

76、;<p>　　因滑座數(shù)M=4,所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座,由表2-15----2-18確定</p><p><b>　　則由式，得</b></p><p>　　選用漢江機(jī)床廠的HJG-D系列滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，其中HJG-D26型號(hào)的導(dǎo)軌的Ca值為17600，能滿足八年的使用要求。</p><p>　?。ㄈ?滾珠絲杠固定類型：<

77、/p><p>　　“固定-固定”型，K2=4</p><p>　　適用于高轉(zhuǎn)速、高精度的場(chǎng)合，該形式兩端分別由一對(duì)軸承約束軸向和徑向自由度，負(fù)載由兩組軸承副共同承受反向預(yù)拉伸力，從而提高傳動(dòng)剛度。在定位要求高的場(chǎng)合，甚至可以根據(jù)受力情況和絲杠熱變形趨勢(shì)精確設(shè)定目標(biāo)行程補(bǔ)償量，進(jìn)一步提高定位精度。由于此形式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，調(diào)整較難，因此一般僅在定位要求高時(shí)采用。</p><p&g

78、t;　　“固定-游動(dòng)”型，K2=2</p><p>　　適用于中轉(zhuǎn)速、高精度的場(chǎng)合。該形式一端由一對(duì)軸承約束軸向和徑向自由度，另一端由單個(gè)軸承約束徑向自由度，負(fù)載由一對(duì)軸承副承擔(dān)，游動(dòng)的單個(gè)軸承能防止懸臂撓度，并消化由熱變形產(chǎn)生的應(yīng)力。此形式結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，效果良好，應(yīng)用廣泛。</p><p>　　3. “支承-支承”型，K2=1</p><p>　　適用于中轉(zhuǎn)速、中精

79、度的場(chǎng)合，該形式兩端分別設(shè)一個(gè)軸承，分別承受徑向力和單方向的軸向力，隨負(fù)載方向的變化，分別由兩個(gè)軸承單獨(dú)承受單一方向的力，由于支撐點(diǎn)隨受力方向變化，定位可控性比較低，此形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力情況較差，應(yīng)用較少。</p><p>　　“固定-自由”型，K2=0.25 </p><p>　　適用于低轉(zhuǎn)速，中精度，軸向長(zhǎng)度短的場(chǎng)合，該形式一端由一對(duì)軸承約束軸向和徑向自由度，另一端懸空呈自由狀態(tài)，負(fù)

80、載均由同一對(duì)軸承副承擔(dān)，并且需克服絲杠回轉(zhuǎn)離心力造成的彎矩，此形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力情況，但在行程小、轉(zhuǎn)速低時(shí)經(jīng)常用到。</p><p>　　因此滾珠絲杠的固定形式采用“固定-游動(dòng)”型。</p><p>　　3.5 齒輪齒條的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　齒輪與齒條傳動(dòng)特點(diǎn)</b></p><p>　　齒輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

81、，齒條作直線運(yùn)動(dòng)，齒條可以看作一個(gè)齒數(shù)無(wú)窮多的齒輪的一部分，這時(shí)齒輪的各圓均變?yōu)橹本€，作為齒廓曲線的漸開線也變?yōu)橹本€。齒條直線的速度與齒輪分度圓直徑、轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為</p><p><b>　?。?-46）</b></p><p>　　式中 d——齒輪分度圓直徑，mm；</p><p><b>　　n——齒輪轉(zhuǎn)速，。</b&g

82、t;</p><p>　　其嚙合線與齒輪的基圓相切，由于齒條的基圓為無(wú)窮大，所以嚙合線與齒條基圓的切點(diǎn)在無(wú)窮遠(yuǎn)處。</p><p>　　齒輪與齒條嚙合時(shí)，不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝（齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切），其嚙合角恒等于齒輪分度圓壓力角，也等于齒條的齒形角；齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)，齒條的節(jié)線與分度線不再重合。</p><p&

83、gt;　　齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等，齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側(cè)直線的垂直距離，即</p><p><b>　?。?-47）</b></p><p>　　齒輪與齒條的實(shí)際嚙合線為，即齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線的交點(diǎn)及之間的長(zhǎng)度。</p><p>　　圖3.2 齒輪齒條的嚙合</p><p>　　齒輪齒條

84、傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　齒輪與齒條傳動(dòng)的尺寸計(jì)算見表3.3</p><p>　　表 3.3 齒輪齒條傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　3.6 齒輪齒條的校核</p><p>　　齒根危險(xiǎn)截面的彎曲強(qiáng)度為</p><p><b>　?。?-48）</b></p>

85、<p>　　式中，為載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力校正系數(shù)。</p><p><b>　　令 </b></p><p>　　稱為齒寬系數(shù)，并將及代入上式，得</p><p><b>　?。?-49）</b></p><p><b>　　，</b></p><

86、;p>　　因此，齒輪齒條滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　第四章 基座翻轉(zhuǎn)部分的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1.求旋轉(zhuǎn)軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，軸承的傳動(dòng)效率，</p><p>　　， （4-1）</

87、p><p>　　， （4-2）</p><p>　　。 （4-3）</p><p>　　2.初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按《機(jī)械設(shè)計(jì)》書式（15-2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取，于是得</p><p><b

88、>　?。?-4）</b></p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （4-5）</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，選用LM1梅花型彈性聯(lián)軸器。3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p>&l

89、t;p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。</p><p>　　（1）了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，I軸段右端需制出一軸肩，故II段的直徑，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故I段的長(zhǎng)度取。</p><p>　　（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承6005。所以，。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，因此，取。<

90、;/p><p><b>　?。?）取，。</b></p><p>　　4.軸上零件的周向定位。</p><p>　　半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，按，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表16-1查得平鍵為。半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　5.確定軸上圓

91、角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑依次為，，。</p><p>　　4.2 旋轉(zhuǎn)軸的校核</p><p>　　1.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。</p><p><b>　?。?-6）</b>

92、;</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　由于軸單向單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力， （4-10）<

93、/p><p><b>　　故安全。</b></p><p>　　2.按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行校核</p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力 （4-11）</p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 （4-12）</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，所以，

94、，。</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，，</p><p>　　軸材料的敏性系數(shù)，，</p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù) （4-13）</p><p><b>　　（4-14）</b></p><p>　　尺寸系數(shù)，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。</p>&l

95、t;p>　　軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為。</p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，得綜合系數(shù)為</p><p><b>　　（4-15）</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　　碳鋼的特性系數(shù)</b></p>

96、<p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　計(jì)算安全系數(shù)的值</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p><b>　　（4-18）</b

97、></p><p><b>　　（4-19）</b></p><p><b>　　故可知其安全。</b></p><p>　　4.3 基座翻轉(zhuǎn)角度的計(jì)算</p><p>　　為了使沖壓完成后的高強(qiáng)度鋼能充分接觸冷卻液進(jìn)行冷卻，需將高強(qiáng)度鋼連同模具一起浸入冷卻液了冷卻，因此需對(duì)基座的翻轉(zhuǎn)角度進(jìn)行

98、計(jì)算。因?yàn)楦邚?qiáng)度鋼沖壓完成后在模具內(nèi)即時(shí)進(jìn)行冷卻，因此建立如圖4-1所示幾何模型。</p><p>　　圖4-1 基座翻轉(zhuǎn)角度簡(jiǎn)圖</p><p>　　因?yàn)槿切蜲AB為等腰三角形，且，，所以</p><p>　　所以基座翻轉(zhuǎn)角度為50度。</p><p><b>　　第五章 結(jié)論與展望</b></p>&

99、lt;p><b>　　5.1 總結(jié)</b></p><p>　　本文對(duì)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)電液一體化臥式翻轉(zhuǎn)壓力機(jī)作了詳細(xì)的分析。提出了現(xiàn)有的壓力機(jī)即立式曲柄滑塊壓力機(jī)的不足之處，并且指出和傳統(tǒng)的壓力機(jī)基于飛輪儲(chǔ)能的曲柄-連桿-滑塊式機(jī)械壓力機(jī)相比，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)，如能達(dá)到高強(qiáng)度鋼所需沖壓力，可以在保壓狀態(tài)下對(duì)高強(qiáng)度鋼進(jìn)行冷卻?，F(xiàn)將完成的工作總結(jié)如下：</p>

100、<p>　　(1) 將增力機(jī)構(gòu)與沖壓機(jī)構(gòu)相結(jié)合，利用增力機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)稱性串聯(lián)組合，所設(shè)計(jì)的基于三級(jí)增力機(jī)構(gòu)的液壓馬達(dá)壓力機(jī)，能夠利用多級(jí)串聯(lián)增力機(jī)構(gòu)來(lái)化解大功率液壓馬達(dá)價(jià)格昂貴的技術(shù)難題，在輸入轉(zhuǎn)矩相同的條件下，得到相對(duì)更大的輸出壓力；由于采用液壓馬達(dá)做原動(dòng)件，可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可省去人工操作的環(huán)節(jié)。</p><p>　　(2) 由于采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)布局的壓力機(jī)，使壓頭的徑向受力平衡，大幅度地降低了摩擦損失

101、，提高了零件的加工質(zhì)量。</p><p>　　(3) 所設(shè)計(jì)壓力機(jī)的基座采用臥式可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，可對(duì)零件進(jìn)行沖壓完成后的即時(shí)冷卻，提高了熱沖壓零件的質(zhì)量，保證了高強(qiáng)度鋼的機(jī)械性能，又省去了零件的冷卻工序，使零件的生產(chǎn)周期大幅度縮短。</p><p><b>　　5.2 展望</b></p><p>　　任何事物都有產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程，機(jī)械增力壓力機(jī)的

102、現(xiàn)代化進(jìn)程自然也不例外。因此本文的工作還要進(jìn)一步的完善：</p><p>　?。?） 機(jī)械增力壓力機(jī)的機(jī)構(gòu)還遠(yuǎn)不止這些，自然界中存在的基本機(jī)構(gòu)的數(shù)量很多；對(duì)于哪些可以作為基本增力機(jī)構(gòu)，哪些又不可以作為基本增力機(jī)構(gòu)，這要隨著應(yīng)用的不斷深入才能慢慢確定。隨著實(shí)際生產(chǎn)的需要，很多基本機(jī)構(gòu)都要進(jìn)入增力機(jī)構(gòu)的范圍，因此還有待于加大對(duì)機(jī)械壓力機(jī)基本結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和創(chuàng)新。</p><p>　?。?）對(duì)于液壓

103、馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)的步?jīng)_壓力機(jī)這一理念還有待于進(jìn)一步的針對(duì)性的開發(fā)；如何使壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計(jì)大型多工位的熱沖壓力機(jī)是接下來(lái)工作的重點(diǎn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐偉力,艾健,羅愛輝等. 鋼板熱沖壓新技術(shù)介紹[J].塑性工程學(xué)報(bào),2009,16(4):39-41.</p><p>　　[2] 王春生

104、.沖壓工藝設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展[J].機(jī)械工人,2006，(12):10.</p><p>　　[3] 趙清雨.橋殼熱沖壓工藝分析及其應(yīng)用[J].鍛壓機(jī)械,2002,(3):28-29.</p><p>　　[4] 劉惠海.大型管件封頭的熱沖壓模設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工藝師,1999,(9):16-18.</p><p>　　[5] 李海峰,陳明亮,謝志毅.大型厚壁半球形

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106、t;<p>　　[8] Masayoshi SUEHIRO, Jun MAKI, Kazuhisa KUSUMI, et al. NIPPON STEEL TECHNICAL REPORT No. 88 JULY 2003: 16-21.</p><p>　　[9] 蒂森克虜伯技術(shù)論壇[C]. 2005.</p><p>　　[10] 劉揚(yáng).伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)電及機(jī)電液一體化壓

107、力機(jī)研究[D].蘇州:蘇州大學(xué)碩士學(xué)位論文,2010,4.</p><p>　　[11] 馬寧,胡平,郭威.高強(qiáng)度鋼板熱成形成套技術(shù)及裝備[J].制造技術(shù)與材料,2009,45(5):28-29.</p><p>　　[12] 馬秀舫.一種可控機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì)[D].秦皇島:燕山大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006,12. </p><p>　　[13] 孟憲源,姜琪.機(jī)構(gòu)構(gòu)

108、型與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004,1.</p><p>　　[14] 周全.汽車超高強(qiáng)度硼鋼板熱成形工藝研究[D].上海: 同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007,3.</p><p>　　[15] 宋四全,侯維東. 多工位壓力機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用[J].機(jī)械工人,2006，(3):16-18.</p><p>　　[16] Akerstrom P,

109、60;Wikman B, Oldenburg M. Material parameter</p><p>　　estimation for boron steel from simultaneous cooling and compression experiments

110、60;MODELLING AND SIMULATION IN MATERIALS SCIENCEAND ENGINEERING 13 (8): 1291-1308 DEC 2005.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄一

111、 熱沖壓成形裝備裝配圖</p><p>　　附錄二 齒輪零件圖</p><p>　　附錄三 齒條零件圖</p><p>　　附錄四 基體座零件圖</p><p>　　附錄五 鉸鏈連桿1零件圖</p><p>　　附錄六 鉸鏈連桿2零件圖</p><

112、p>　　附錄七 鉸鏈連桿3零件圖</p><p>　　附錄八 直線導(dǎo)軌零件圖</p><p>　　附錄九 旋轉(zhuǎn)軸零件圖</p><p>　　附錄十 旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)管零件圖</p><p>　　附錄十一 連桿零件圖</p><p>　　附錄十二 直線導(dǎo)軌安裝座零件圖&l