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JH36-400機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身部分及其上橫梁加工工藝設(shè)計(jì)
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- JH36-400機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身部分及其上橫梁加工工藝的設(shè)計(jì)
摘要
通過對機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀的分析，以及參考雙點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì)，確定了本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容。在確定了機(jī)械壓力機(jī)初步設(shè)計(jì)方案后，決定采用傳統(tǒng)理論方法對JH36-400機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算、強(qiáng)度校核和對壓力機(jī)上橫梁加工工藝的設(shè)計(jì)及其計(jì)算，采用AUTO CAD設(shè)計(jì)軟件對傳動(dòng)系統(tǒng)中各主要零部件及總裝圖進(jìn)行了工程繪圖，在參考了某公司生產(chǎn)的閉式雙點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)機(jī)身部件以及查閱了大量關(guān)于機(jī)身部件設(shè)計(jì)的書籍后，確定機(jī)身部件的設(shè)計(jì)方案，并對其進(jìn)行了可行性分析，最后對整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)分析，得出整個(gè)設(shè)計(jì)切實(shí)可行。
關(guān)鍵詞 機(jī)械壓力機(jī) ；機(jī)身部件；加工工藝。
Abstract
Through to the mechanical press's development present situation's analysis, as well as refers to the JH36-400 mechanical press's design, has determined this topic main design content. After having determined mechanical press preliminary design plan, decided that uses the traditional theory method to carry on the design, the computation, the intensity examination to the JH36-400 mechanical pressure fuselag epartes system; Used the AUTO CAD design software each main spare part and the final assembly drawing has carried on the project cartography to the fuselag epartes system in; In referred to some company to have produced the closed two point mechanical pressure engine drive system which as well as has consulted massively after the transmission system design books, the definite fuselag epartes system's design proposal, has drawn up the transmission system schematic diagram, has given fuselag epartes system's working instructions, and has carried on the feasibility analysis to it, finally carried on the system analysis to the entire design, obtained the entire design to be practical and feasible.
Keywords mechanical press epartes of body processing
目 錄
1 概述 1
1.1 緒論 1
1.2 曲柄壓力機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成 2
1.3 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展概況 4
1.4 通用曲柄壓力機(jī)的型號(hào)和技術(shù)參數(shù) 6
1.4.1 曲柄壓力機(jī)的型號(hào) 6
1.4.2 通用曲柄壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù) 8
2 機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
2.1 機(jī)身類型 9
2.2 機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10
2.2.1 機(jī)身設(shè)計(jì) 10
3 機(jī)身強(qiáng)度計(jì)算 12
3.1 立柱和拉緊螺栓計(jì)算 12
3.1.1 立柱和拉緊螺栓的受力和變形情況 12
3.1.2 立柱強(qiáng)度驗(yàn)算 14
3.1.3 拉緊螺栓的強(qiáng)度驗(yàn)算 14
3.2 上橫量和底座的計(jì)算 18
3.2.1 上橫量和底座的受力分析 18
3.2.2 上橫梁的計(jì)算 19
3.3 壓力機(jī)底座的計(jì)算 23
4 閉式組合機(jī)身變形計(jì)算 26
4.1 雙點(diǎn)壓力機(jī)底座變形計(jì)算公式 26
4.1.1 底座變形計(jì)算公式 26
4.1.2 壓力機(jī)底座變形計(jì)算 27
4.2 雙點(diǎn)壓力機(jī)上橫梁變形計(jì)算 27
4.2.1 上橫梁變形計(jì)算公式 27
4.2.2 上橫梁變形計(jì)算 28
5 機(jī)身的緊固 29
5.1 緊固的方法分類 29
5.2 緊固的方法選擇 30
6 上橫梁加工工藝設(shè)計(jì) 31
6.1 上橫梁的作用 31
6.2 上橫梁的工藝分析 31
6.2.1 技術(shù)要求分析 31
6.2.2 加工方法 32
6.3 上橫梁工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32
6.3.1 零件的生產(chǎn)類型 32
6.3.2 零件各表面加工順序的確定 33
6.3.3 切削用量的選擇 33
6.3.4 數(shù)據(jù)計(jì)算 34
總結(jié) 43
致謝 44
參考文獻(xiàn) 45
附 錄 46
附錄一 46
附錄二 65
1 概述
1.1 緒論
鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。采用鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、所量好，重量輕和成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)先進(jìn)的國家愈來愈多地采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也愈來愈大。近年來，鍛壓機(jī)械的擁有量日本為34%，美國為32.4%。在鍛壓機(jī)械中。又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。
用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓、模鍛等工藝，廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量愈來愈多，質(zhì)量要求愈來愈顯著，壓力愈來愈大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用愈來愈顯著。例如，在汽車 拖拉機(jī)工廠中，用熱模鍛壓力機(jī)代替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展的檔勢。日本已有四條熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，其中一條110000千牛熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線是在1971年建成的，可以生產(chǎn)重達(dá)1400牛，長達(dá)1.3米的曲軸以及重達(dá)1000牛，長達(dá)2米的汽車前梁生產(chǎn)效率為60件/時(shí)。從揀料預(yù)熱、剪切、鍛造、檢驗(yàn)到包裝發(fā)送全部自動(dòng)進(jìn)行，全線僅用24人。比模鍛錘的生產(chǎn)效率高得多，勞動(dòng)條件大為改善。西德已經(jīng)制造了五條120000千牛熱模鍛匠力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，供應(yīng)世界各國。又如，在日用品生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，那么產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國際市場上將失去競爭能力。因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已經(jīng)成為工業(yè)先進(jìn)國家的發(fā)展方向之一。
我國在解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能制造一些手動(dòng)沖床。解放以后，才有了飛速的發(fā)展，到目前為止，我們已經(jīng)制造了80000千牛的熱模鍛壓力機(jī)，40000千牛的雙點(diǎn)壓力機(jī)以及其他各種型號(hào)的壓力機(jī)。但是，與工業(yè)先進(jìn)的國家比較，我國的曲柄壓力機(jī)制造業(yè)還很落后，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高、數(shù)量不足。品種不全等幾個(gè)方面特別是缺乏大型高效的設(shè)備。因此，必須大力發(fā)展曲柄壓力機(jī)，以滿足四個(gè)現(xiàn)代化的需要。
曲柄壓力機(jī)的類型很多，按照工藝用途分類如下：
1）板料沖壓壓力機(jī)
（1）通用壓力機(jī)．用來進(jìn)行沖裁、落料、彎曲、成形和淺拉廷等工藝。
（2）拉延壓力機(jī)，用來進(jìn)行拉延工藝。
（3）板沖高速自動(dòng)機(jī)，適用于連續(xù)級(jí)進(jìn)送料的自動(dòng)沖壓工藝。
（4）板沖多工位自動(dòng)機(jī)，適用于連續(xù)傳送工件的自動(dòng)沖壓工藝。
2）體積模鍛壓力機(jī)
（1）冷擠壓機(jī)，用來進(jìn)行冷擠壓工藝。
（2）熱模鍛壓力機(jī)，用來進(jìn)行熱模鍛工藝。
（3）精壓機(jī)，用來進(jìn)行平面精壓，體積精壓和表面壓印等工藝。
（4）平鍛機(jī)，用來進(jìn)行平鍛工藝。
（5）冷墩自動(dòng)機(jī)，用于制造如螺釘螺母等各種標(biāo)準(zhǔn)件。
（6）精鍛機(jī)，用來精鍛各種軸類工件。
3）剪切機(jī)
（1）板料剪切機(jī)，用于裁剪板料。
（2）棒料剪切機(jī)，用于截裁棒料。
1.2 曲柄壓力機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)組成
曲柄壓力機(jī)是采用機(jī)械傳動(dòng)的鍛壓機(jī)器。通過傳動(dòng)系統(tǒng)把電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和能量傳給工作機(jī)構(gòu)，從而使坯料獲得確定的變形，制版所需的工件。
圖1—1、圖1—2分別是曲柄壓力機(jī)的外形圖和運(yùn)動(dòng)原理圖。其工作原理如下：電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶將運(yùn)功傳給大皮帶輪1，從而通過齒輪2、3、4把運(yùn)動(dòng)傳給偏心齒輪5，連扦6的上端套在偏心齒輪上，下端與滑塊7用鉸鏈連接，因此，就將齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成滑塊的往復(fù)運(yùn)功。上模裝在滑決上，下模裝在工作臺(tái)上。當(dāng)材料放在上下模之間時(shí)，即能進(jìn)行沖裁或其他變形工藝，制成工件。氣墊18是用來頂出工件或在拉伸時(shí)作壓邊用。由于工藝操作的需要，滑塊時(shí)而運(yùn)動(dòng)，時(shí)而停止，因此裝有離合器5和制動(dòng)器4。壓力機(jī)在整個(gè)工作周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時(shí)間很短，即有負(fù)荷的工作時(shí)間很短，大部分時(shí)間為無負(fù)荷的空程。為了使電機(jī)的負(fù)荷均勻，有效地利用能量，因而裝有飛輪。大皮帶輪即起飛輪作用。
從上述的工作原理可以看出，曲柄壓力機(jī)一般由下面幾部分組成：
(1)工作機(jī)構(gòu) 一般為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)， 由曲軸、連桿和滑塊等零件組成。
(2)傳動(dòng)系統(tǒng) 包括齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。
(3)操縱系統(tǒng) 如離合器和制動(dòng)器。
(4)能源系統(tǒng) 如電動(dòng)機(jī)和飛輪。
(5)支承部件 如機(jī)身。
除上述基本部分以外，還有多種輔助系統(tǒng)與附屬裝置，如潤滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置以及氣墊等。
曲柄壓力機(jī)的工作機(jī)構(gòu)代表壓力機(jī)的工作特征，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律將影響壓力機(jī)的工作性能，而其受力狀況則是壓力機(jī)強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)將影響壓力機(jī)的整體布置、外形尺寸、美觀以及重量和成本。離合器和制動(dòng)器是壓力機(jī)能否正常穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，它們的正確設(shè)計(jì)與使用將會(huì)大大提高壓力機(jī)的工作可靠性和壽命。壓力機(jī)工作時(shí)，除需要其有足夠的壓力外，還需要具有足夠的能量。電動(dòng)機(jī)和飛輪的正確選用與合理設(shè)計(jì)是獲得足夠能量的基礎(chǔ)，同時(shí)也給節(jié)約能量提供了途徑。所有的部件和零件都支承在機(jī)身上，機(jī)身的合理設(shè)計(jì)將降低壓力機(jī)的重量，提高壓力機(jī)的剛度。壓力機(jī)的輔助裝置與系統(tǒng)將使壓力機(jī)獲得必要的輔助功能，使其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，是提高壓力機(jī)使用效率不可缺少的組成部分，其設(shè)計(jì)好壞在一定程度上標(biāo)志著壓力機(jī)的先進(jìn)與否。
1.3 曲柄壓力機(jī)的發(fā)展概況
鍛壓生產(chǎn)已有悠久的歷史，但是，采用鍛壓機(jī)械進(jìn)行鍛壓生產(chǎn)卻只有百余年的歷史，十九世紀(jì)三十年代，世界上山現(xiàn)了第一臺(tái)簡易的平鍛機(jī)和蒸汽錘。六十年代生產(chǎn)了一些沖壓用的液壓機(jī)。直到十九世紀(jì)末期，才出現(xiàn)相當(dāng)規(guī)模的曲柄壓力機(jī)和鍛造用的液壓機(jī)。二十世紀(jì)前期，由于汽車工業(yè)的興起，曲柄壓力機(jī)以及其他鍛壓設(shè)備得到了迅速發(fā)展。眾所周知，由于采用現(xiàn)代化的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有效率高、質(zhì)量好、能量省和成本低的特點(diǎn)。所以，工業(yè)先進(jìn)的國家越來越多地采用鍛壓工藝代替切削工藝和其他工藝。鍛壓生產(chǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越重要，鍛壓機(jī)械在機(jī)床中所占的比重也越來越大。近年來，鍛壓機(jī)械的擁有量日本為34％，美國為32．4％。在鍛壓機(jī)械中，又以曲柄壓力機(jī)最多，占一半以上。用曲柄壓力機(jī)可以進(jìn)行沖壓和模鍛等工藝生產(chǎn)，它廣泛用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、電器儀表、國防工業(yè)以及日用品等生產(chǎn)部門。隨著工業(yè)的發(fā)展，曲柄壓力機(jī)的品種和數(shù)量越來越多，質(zhì)量要求越來越高，壓力越來越大。它在機(jī)械制造工業(yè)以及其他工業(yè)的鍛壓生產(chǎn)中的作用越來越顯著。例如，在汽車拖拉機(jī)工廠中，用熱模鍛壓力機(jī)代替模鍛錘生產(chǎn)模鍛件已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展趨勢。日本已有數(shù)條熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，其少一條110000kN熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線是在197l年建成的，可以生產(chǎn)重達(dá)140kg，長達(dá)1．3m的曲軸以及重達(dá)100kg，長達(dá)2m的汽車前梁，生產(chǎn)效率為每小時(shí)60件。．從裝料、預(yù)熱、剪切、鍛造、檢驗(yàn)到包裝、發(fā)送全部自動(dòng)進(jìn)行。全線僅用24人，比模鍛錘的生產(chǎn)效率高得多，勞動(dòng)條件大為改善。德國已經(jīng)制造了若干條120000kN的熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線，供應(yīng)世界各國。我國也購置—條，對汽車鍛件的生產(chǎn)起著良好的作用。又如，冷擠壓工藝是—項(xiàng)新興的工藝，用冷擠壓生產(chǎn)的零件表面粗糙度小，尺寸精度高，直徑為20一30mm的零件其公差范圍可控制在0.015m m以內(nèi)，因此，所生產(chǎn)的零件不需進(jìn)行或少量進(jìn)行切削加工即可使用。大大提高了生產(chǎn)率，并節(jié)約了原材料。
隨著冷擠壓工藝的發(fā)展，各種類型的擠壓機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，正在使加工行業(yè)產(chǎn)生巨大的變化。再如，在日用品及家用電器生產(chǎn)中，如果不采用高速?zèng)_壓自動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品的成本與質(zhì)量在國際市場上將失去競爭能力。因此大量制造和使用曲柄壓力機(jī)，已成為工業(yè)先進(jìn)國家的發(fā)展方向之—。
近年來，曲柄壓力機(jī)正向著高速度和高精度的方向發(fā)展，并努力降低噪音．提高安全
性，擴(kuò)大自動(dòng)化程度，改善勞動(dòng)條件。特別是采用微型計(jì)算機(jī)控制的曲柄壓力機(jī)，更具有先進(jìn)的水平。
例如，行程次數(shù)500次／min左右的高速壓力機(jī)已普遍應(yīng)用，美國明斯恃(Minster)公司已生產(chǎn)250kN2000次／min的超高速壓力機(jī)。美國國民(National)公司發(fā)展了新系列的高速冷墩機(jī)，M12四工位螺母冷墩機(jī)生產(chǎn)率為每分鐘250件。
精密沖裁的壓力機(jī)己發(fā)展到25000 kN，可沖裁的最大板厚已達(dá)25mm，加工的零件周邊的表面粗糙度很小，尺寸精度很高，沖切面的垂直度可達(dá)89°30’。擠壓機(jī)己發(fā)展到50000kN，多工位擠壓機(jī)已發(fā)展到45000kN，機(jī)器精度不斷提高，剛度已達(dá)到同規(guī)格的通用壓力機(jī)的2—3倍。
1982年在日本大阪國際機(jī)床展覽會(huì)上展出了55臺(tái)鍛壓設(shè)備，其中采用數(shù)控的占34．5％，可以人機(jī)對話，編成十分方便。日本會(huì)田公司制造的2000KN“沖壓中心”，采用微型計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)，全部時(shí)間只需5min。德國奧穆科（Eumuco）公司近年來制造的熱模鍛壓力機(jī)和平鍛機(jī)，都已采用微機(jī)巡回檢測各軸承的溫度，顯示工藝力，對壓力機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用。
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定，在85—90dB的連續(xù)噪音下，工作時(shí)間不能超過8h, 而美國和瑞士規(guī)定為85dB。現(xiàn)在德國舒勒（Sehuler）公司制造的開式壓力機(jī)已為75dB。還有一些公司正在研制低噪音（75dB）的折彎機(jī)和冷墩自動(dòng)機(jī)。
我國解放以前，曲柄壓力機(jī)的生產(chǎn)非常落后，只能制造一些手動(dòng)沖床。解放以后才有了飛速的發(fā)展，到目前為止，我們已經(jīng)制造了80000kN的熱模鍛壓力機(jī)，40000kN的雙點(diǎn)壓力機(jī)以及其他各種型號(hào)的壓力機(jī)。近年來，由于自行研究和引進(jìn)技術(shù)，研制水平達(dá)到了一個(gè)新的高度。我國的汽車制造廠，電機(jī)電器制造廠以及有關(guān)的工廠都裝備著不少新型的曲柄鍛壓機(jī)械。但是，與工業(yè)先進(jìn)的國家比較，我們的曲柄壓力機(jī)制造業(yè)仍屬落后，主要表現(xiàn)在質(zhì)量不高，性能不好和品種不全等方面，特別缺乏大型高效的設(shè)備。因此，必需大力發(fā)展曲柄壓力機(jī)，以滿足現(xiàn)代的需要。
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