黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 緒 論全套圖紙，加174320523 各專業(yè)都有1.1概述機(jī)械加工行業(yè)在我國有著舉足輕重的地位，它是國家的國民經(jīng)濟(jì)命脈作為整個(gè)工業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部分的機(jī)械制造業(yè)，任務(wù)就是為國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)提供先進(jìn)的機(jī)械裝備和零件它的規(guī)模和水平是反映國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，因此非常值得重視和研究沖壓機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其它形狀工件的通用設(shè)備根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工件相對位置變化和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使板材產(chǎn)生連續(xù)的塑性變形，以獲得預(yù)定形狀的工件該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機(jī)械制造行業(yè)沖壓機(jī)作為一個(gè)特殊的機(jī)器，它在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位凡是鋼材成型為圓柱型，幾乎都用沖壓機(jī)輥制其在汽車，軍工等各個(gè)方面都有應(yīng)用根據(jù)不同的要求，它可以輥制出符合要求的鋼柱，是一種相當(dāng)實(shí)用的器械在國外一般以工作輥的配置方式來劃分國內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行混合分類，一般分為：1、沖壓機(jī)：包括對稱式?jīng)_壓機(jī)、非對稱式?jīng)_壓機(jī)、水平下調(diào)式?jīng)_壓機(jī)、傾斜下調(diào)式?jīng)_壓機(jī)、弧形下調(diào)式?jīng)_壓機(jī)和垂直下調(diào)式?jīng)_壓機(jī)等2、四輥沖壓機(jī)：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥沖壓機(jī)和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥沖壓機(jī)。

3、特殊用途沖壓機(jī)：有立式?jīng)_壓機(jī)、船用沖壓機(jī)、雙輥沖壓機(jī)、錐體沖壓機(jī)、多輥沖壓機(jī)和多用途沖壓機(jī)等沖壓機(jī)采用機(jī)械傳動(dòng)已有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，造價(jià)低廉，至今在中、小型沖壓機(jī)中仍廣泛應(yīng)用在低速大扭矩的沖壓機(jī)上，因傳動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，電動(dòng)機(jī)功率大，起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)也較大，所以越來越多地采用液壓傳動(dòng)近年來，有以液壓馬達(dá)作為源控制工作輥移動(dòng)但主驅(qū)動(dòng)仍為機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)液混合傳動(dòng)的沖壓機(jī)，也有同時(shí)采用液壓馬達(dá)作為工作輥旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的全液壓式?jīng)_壓機(jī)沖壓機(jī)的工作能力是指板材在冷態(tài)下，按規(guī)定的屈服極限卷制最大板材厚度與寬度時(shí)最小卷筒直徑的能力國內(nèi)外采用冷卷方法較多冷卷精度較高，操作工藝簡便，成本低廉，但對板材的質(zhì)量要求較高（如不允許有缺口、裂紋等缺陷），金相組織一致性要好當(dāng)卷制板厚較大或彎曲半徑較小并超過設(shè)備工作能力時(shí)，在設(shè)備允許的前提下可采用熱卷的方法有些不允許冷卷的板材，熱卷剛性太差，則采用溫卷的方法1.2沖壓機(jī)的原理1.2.1 沖壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式?jīng)_壓機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式可以分為主運(yùn)動(dòng)和輔運(yùn)動(dòng)兩種形式的運(yùn)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)是指構(gòu)成沖壓機(jī)的上輥和下輥對加工板材的旋轉(zhuǎn)、彎折等運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)完成沖壓機(jī)的加工任務(wù)輔運(yùn)動(dòng)是沖壓機(jī)在卷板過程中的裝料、下料及上輥的升降、翹起以及倒頭架的翻轉(zhuǎn)等形式的運(yùn)動(dòng)。

該機(jī)構(gòu)形式為對稱式,上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng),通過絲桿絲母蝸桿傳動(dòng)而獲得,兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),通過減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合,為卷制板材提供扭矩 圖1.1 沖壓機(jī)工作原理圖由圖1.1：主運(yùn)動(dòng)指上輥繞O1，下輥分別繞O2、O3作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輔運(yùn)動(dòng)指上輥的上升或下降運(yùn)動(dòng)，以及上輥在O1垂直平面的上翹、翻邊運(yùn)動(dòng)等1.2.2彎曲成型的加工方式在鋼結(jié)構(gòu)制作中彎制成型的加工主要是卷板（滾圓）、彎曲（煨彎）、折邊和模具壓制等幾種加工方法彎制成型的加工工序是由熱加工或冷加工來完成的滾圓是在外力的作用下，使鋼板的外層纖維伸長，內(nèi)層纖維縮短而產(chǎn)生彎曲變形（中層纖維不變）當(dāng)圓筒半徑較大時(shí)，可在常溫狀態(tài)下卷圓，如半徑較小和鋼板較厚時(shí)，應(yīng)將鋼板加熱后卷圓在常溫狀態(tài)下進(jìn)行滾圓鋼板的方法有：機(jī)械滾圓、胎模壓制和手工制作三種加工方法機(jī)械滾圓是在沖壓機(jī)（又叫滾板機(jī)、軋圓機(jī)）上進(jìn)行的在沖壓機(jī)上進(jìn)行板材的彎曲是通過上滾軸向下移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來達(dá)到的它們滾圓工作原理如圖1.2所示a） b） c）a）對稱式?jīng)_壓機(jī) b）不對稱式?jīng)_壓機(jī) c）四輥沖壓機(jī)圖1.2 滾圓機(jī)原理圖 用彎（卷）板機(jī)彎板，其板的兩端需要進(jìn)行預(yù)彎，預(yù)彎長度為0.5L＋（30~50）mm(L為下輥中心距）。

預(yù)彎可采用壓力機(jī)模壓預(yù)彎或用托板在滾圓機(jī)內(nèi)預(yù)彎（圖1.3） a） b）a）用壓力機(jī)模壓預(yù)彎 b）用托板在滾圓機(jī)內(nèi)預(yù)彎圖1.3 鋼板預(yù)彎示意圖1.3沖壓機(jī)的發(fā)展趨勢加入WTO后我國沖壓機(jī)工業(yè)正在步入一個(gè)高速發(fā)展的快道，并成為國民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和提高人民生活質(zhì)量的作用也越來越大預(yù)計(jì)“十五”期末中國的沖壓機(jī)總需求量為600萬輛，相關(guān)裝備的需求預(yù)計(jì)超過1000億元到2010年，中國的沖壓機(jī)生產(chǎn)量和消費(fèi)量可能位居世界第二位，僅次于美國而其在裝備工業(yè)上的投入力度將會(huì)大大加強(qiáng)，市場的競爭也愈演愈烈，產(chǎn)品的更換也要求沖壓機(jī)裝備工業(yè)不斷在技術(shù)和工藝上取得更大的優(yōu)勢：1.從國家計(jì)委立項(xiàng)的情況看，沖壓機(jī)工業(yè)1000萬以上投入的項(xiàng)目達(dá)近百項(xiàng)；2.沖壓機(jī)工業(yè)已建項(xiàng)目的二期改造也將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的用戶群；3.由于沖壓機(jī)的高利潤，促使各地政府都紛紛投資（國家投資、外資和民間資本）沖壓機(jī)制造其次，跨國公司都開始將最新的車型投放到中國市場，并計(jì)劃在中國加大投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以爭取中國更大的市場份額。

民營企業(yè)的崛起以及機(jī)制的敏銳使其成為沖壓機(jī)工業(yè)的新寵，民營企業(yè)已開始成為沖壓機(jī)裝備市場一個(gè)新的亮點(diǎn)沖壓機(jī)制造業(yè)作為機(jī)床模具產(chǎn)業(yè)最大的買方市場，其中進(jìn)口設(shè)備70%用于沖壓機(jī)，同時(shí)也帶動(dòng)了焊接、涂裝、檢測、材料應(yīng)用等各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展沖壓機(jī)制造業(yè)的技術(shù)革命，將引起裝備市場的結(jié)構(gòu)變化：數(shù)控技術(shù)推動(dòng)了沖壓機(jī)制造企業(yè)的歷史性的革命，數(shù)控機(jī)床有著高精度、高效率、高可靠性的特點(diǎn)，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備在增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了很好的作用，促進(jìn)了我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展因此，至2010年，沖壓機(jī)工業(yè)對制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長12%左右，據(jù)預(yù)測，沖壓機(jī)制造業(yè)：對數(shù)控機(jī)床需求將增長26%；對壓鑄設(shè)備的需求將增長16%；對纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長15%；對工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長12%；對液壓成形設(shè)備需求增長8%；對模具的需求增長36%；對加工中心需求增長6%；對硬車削和硬銑消機(jī)床的需求增長18%；對切割機(jī)床的需求增長30%；對精密加工設(shè)備的需求增長34%；對特種及專用加工設(shè)備需求增長23%；對機(jī)器人和制造自動(dòng)化裝置的需求增長13%；對焊接系統(tǒng)設(shè)備增長36%；對涂裝設(shè)備的需求增長8%，對質(zhì)檢驗(yàn)與測試設(shè)備的需求增長16%。

在今后的工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓機(jī)會(huì)一直得到很好的利用它能節(jié)約大量的人力物力用以彎曲鋼板可以說是不可缺少的高效機(jī)械時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對這個(gè)機(jī)械品種提出越來越高的要求，將促使這個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)的迅速發(fā)展第2章 方案的論證及確定2.1 方案的論證一般情況下，一臺(tái)沖壓機(jī)所能卷制的板厚，既工作能力，是指板材在冷態(tài)下，按規(guī)定的屈服極限卷制最大板材厚度與寬度時(shí)的最小卷桶直徑的能力，熱卷可達(dá)冷卷能力的一倍但近年來，冷卷的能力正日益提高 結(jié)合上章沖壓機(jī)的類型，擬訂了以下幾種方案，并進(jìn)行了分析論證2.1.1方案1雙輥沖壓機(jī) 雙輥沖壓機(jī)的原理如圖2.1所示：132 1.上輥2.工件3.下輥圖2.1 雙輥沖壓機(jī)工作原理圖 上輥是鋼制的剛性輥，下輥是一個(gè)包有彈性的輥，可以作垂直調(diào)整當(dāng)下輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，上輥及送進(jìn)板料在壓力作用下，壓人下輥的彈性層中，使下輥發(fā)生彈性變形但因彈性體的體積不變，壓力便向四面?zhèn)鬟f，產(chǎn)生強(qiáng)度很高，但分布均勻的連續(xù)作用的反壓力，迫使板料與剛性輥連續(xù)貼緊，目的是使它隨著旋轉(zhuǎn)而滾成桶形上輥壓人下輥的深度，既彈性層的變形量，是決定所形成彎曲半徑的主要工藝參數(shù)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，壓下量越大，板料彎曲半徑越??；但當(dāng)壓人量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，彎曲半徑趨于穩(wěn)定，與壓下量幾乎無關(guān)，這是雙輥沖壓機(jī)工藝的一個(gè)重要特征 雙輥沖壓機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)：1.板料不需要預(yù)彎成形，因此生產(chǎn)率高；2.可以彎曲多種材料，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單缺點(diǎn)：1.對于不同彎度的制品，需要跟換相適應(yīng)的上棍，因而不適用多品種，小批量生產(chǎn) 2.可彎曲的板料厚度系列受到一定限制，目前一般只能用于10mm以下的板料2.1.2方案2 沖壓機(jī)沖壓機(jī)是目前最普遍的一種沖壓機(jī)利用滾彎原理，使板材彎曲成圓形，圓錐形或弧形工作1.對稱沖壓機(jī)特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，質(zhì)量輕、易于制造、維修、投資小、兩側(cè)輥可以做的很近形成較準(zhǔn)確，但剩余直邊大一般對稱沖壓機(jī)減小剩余直邊比較麻煩2.不對稱沖壓機(jī)特點(diǎn)剩余邊小，結(jié)構(gòu)簡單，但坯料需要調(diào)頭彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，彎卷能力較小所謂理論剩余直邊，就是指平板開始彎曲時(shí)最小力臂其大小與設(shè)備及彎曲形式有關(guān)如圖2.2所示：不對稱彎曲時(shí)t2對稱彎曲時(shí)t1 圖2.2 沖壓機(jī)工作原理圖對稱式?jīng)_壓機(jī)剩余直邊為兩下輥中心距的一半但為避免板料從滾筒間滑落，實(shí)際剩余直邊常比理論值大一般對稱彎曲時(shí)為板厚6～20倍。

由于剩余直邊在校圓時(shí)難以完全消除，所以一般應(yīng)對板料進(jìn)行預(yù)彎，使剩余直邊接近理論值不對稱沖壓機(jī)，剩余直邊小于兩下輥中心的一半，如圖2.2所示，它主要卷制薄筒（一般在32×3000以下）2.1.3 方案3四輥沖壓機(jī)其原理如圖2.3 圖2.3 四輥沖壓機(jī) 它有四個(gè)輥，上輥是主動(dòng)輥，下輥可上下移動(dòng)，用來夾緊鋼板，兩個(gè)側(cè)輥可沿斜線升降，在四輥沖壓機(jī)上可進(jìn)行板料的預(yù)彎工作，它靠下輥的上升，將鋼板端頭壓緊在上、下輥之間再利用側(cè)輥的移動(dòng)使鋼板端部發(fā)生彎曲變形，達(dá)到所需要它的特點(diǎn)是：板料對中方便，工藝通用性廣，可以校正扭斜，錯(cuò)邊缺陷，可以既位裝配點(diǎn)焊但滾筒多質(zhì)量體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜上下輥夾持力使工件受氧化皮壓傷嚴(yán)重兩側(cè)輥相距較遠(yuǎn)，對稱卷圓曲率不太準(zhǔn)確，操作技術(shù)不易掌握，容易造成超負(fù)荷等誤操作2.2 方案的確定通過上節(jié)方案的分析，根據(jù)各種類型沖壓機(jī)的特點(diǎn)，再根據(jù)沖壓機(jī)的不同類型所具有的特點(diǎn)，最后形成我的設(shè)計(jì)方案，12×2000對稱上調(diào)沖壓機(jī)雙輥沖壓機(jī)不需要預(yù)彎、結(jié)構(gòu)簡單，但彎曲板厚受限制，只適合小批量生產(chǎn)四輥沖壓機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)又高雖然沖壓機(jī)不能預(yù)彎，但是可以通過手工或其它方法進(jìn)行預(yù)彎。

2.3本章小結(jié) 通過幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析，雙輥沖壓機(jī)雖然不需要預(yù)彎，但只適合小批量生產(chǎn)，而且彎曲板厚受限制四輥沖壓機(jī)通用性廣，但其質(zhì)量體積大而且操作技術(shù)不易掌握對稱卷板結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量輕、易于制造等優(yōu)點(diǎn)經(jīng)過相比較下最終決定采用沖壓機(jī) 第3章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)對稱上調(diào)式?jīng)_壓機(jī)如圖3.1所示： 圖 3.1 對稱上調(diào)式?jīng)_壓機(jī) 它是以兩個(gè)下輥為主動(dòng)輪 ，由主動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、沖壓機(jī)及開式齒輪副驅(qū)動(dòng)上輥工作時(shí)，由于鋼板間的摩擦力帶動(dòng)同時(shí)作為從動(dòng)軸，起調(diào)整擠壓的作用由單獨(dú)的傳動(dòng)系統(tǒng)控制，主要組成是：上輥升降電動(dòng)機(jī)、沖壓機(jī)、蝸輪副、螺母工作時(shí)，由蝸輪副轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座作升降運(yùn)動(dòng)兩個(gè)下輥可以正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在上輥的壓力下下輥經(jīng)過反復(fù)的滾動(dòng)，使板料達(dá)到所需要的曲率，形成預(yù)計(jì)的形狀3.1傳動(dòng)方案的分析 沖壓機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩種方式：3.1.1 齒輪傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)傳出的扭距通過一個(gè)有保護(hù)作用的聯(lián)軸器，傳人一個(gè)有分配傳動(dòng)比的沖壓機(jī)，然后功過連軸器傳人開式齒輪副，進(jìn)入帶動(dòng)兩軸的傳動(dòng)如圖3.2所示 圖3。