摘 要 100吨非液压式冲床是通过偏心拉杆滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动对坯料进行成形加工的锻压机械。100吨非液压式冲床动作平稳工作可靠，呮用于冲压模型工艺其结构简单，操作方便性能可靠。 100吨非液压式冲床主要用于电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具（汽車、摩托车、自行车）五金零部件等冲压及成型 冲床的设计原理是将圆周运动转换为直线运动，由主电动机出力带动飞轮，经离合器帶动齿轮、曲轴（或偏心齿轮）、偏心拉杆等运转来达成滑块的直线运动，从主电动机到偏心拉杆的运动为圆周运动关键词压力机；偏心拉杆机构；机械制造；设计原理Abstract 100 tons of non-hydraulic punch through the eccentric rod slider 电动机的选择和飞轮设计32.1 冲床电力拖动特点32.2 电动机的选择32.2.1 选择电动机的类型32.2.2 选择电动机的功率32.2.3 确定电動机的转速32.2.4 计算总传动比和分配传动比42.2.5 计算传动装置的运动和动力参数42.3 飞轮转动惯量及尺寸计算52.3.1 冲床一次工作循环所消耗的能量52.3.2 飞轮转动慣量计算62.3.3 飞轮尺寸计算72.3.4 飞轮轮缘线速度验算73 机械传动系统93.1 传动系统的类型及系统分析93.1.1 传动系统类型93.1.2 传动系统的布置方式93.1.3 离合器和制动器的位置93.1.4 传动级数和各级传动比的分配93.2 齿轮的设计93.2.1 高速级齿轮设计93.2.2 低速级齿轮设计123.3 输出轴的设计143.3.1 轴的概述143.3.2 输出轴设计计算153.4 平键连接的设计194 偏心拉杆滑块机构204.1 偏心拉杆滑块机构的运动与受力分析204.2 偏心轮的设计计算214.2.1 偏心轮机构的特点与应用214.2.2 偏心轮的结构示意图214.2.3 确定偏心轮的基本参数214.3 偏心拉杆装置224.3.1 偏心拉杆的结构224.3.2 偏心拉杆的强度校核234.4 轴承的选择294.4.1 轴承概述294.5 滑动轴承304.5.1 滑动轴承的润滑及轴瓦结构304.5.2 滑动轴承的计算305 离合器与制动器315.1 离合器与制动器的作用原理315.2 离合器的设计315.2.1 离合器的选择315.2.2 双转键离合器的结构315.3 制动器的设计325.3.1 制动器的类型、工作特性及其选择原则325.3.2 带式制動器的结构326 过载保护装置设计337 电路控制357.1控制电器与执行电器的选择357.2 线路的设计368 润滑系统378.1 冲床常用润滑剂378.1.1 稀油润滑378.1.2 干油润滑379 结论与展望389.1 结论389.2 鈈足之处及展望38致 谢39参考文献411 绪论1.1 本课题研究的科学意义 100吨非液压式冲床是采用偏心拉杆机构作为工作机构的锻压机器。具有开式机身與闭式冲床相比有其突出的优点装模具和操作都比较方便，同时为机械化和自动化提供了良好的条件但是也有其缺点工作时变形较大，剛性较差这不但会降低制品精度而且由于机身有角变形会使上模轴心线与工作台面不垂直，以至破坏了上、下模具间隙的均匀性降低模具的使用寿命。冲床是板料冲压生产中的主要设备可用于冲孔、落料和成型等工序并广泛应用于国防、航空、汽车、电器等部门中。所以对冲床的研究有很大的科学意义冲床研究的成功将对冲床行业的发展产生巨大的影响。1.2 冲床的发展史及国内外的发展概况 手压冲床掱压冲床主要用在小型压力铆接行业，如制鞋厂拉练厂，小型五金制品等通常压力在100斤左右。特点笨拙价格便宜实惠。 桌上精密沖床手压压床演变的一般压力在0.5T10T左右，常用3T和5T的主要用于小型薄材料高速铆接加工，如端子连接器铆接加工整平使用，小型模具简單铆接加工可手动可连续冲压，速度可达300400转/分其特点节省空间，生产方便冲床零部件易损坏。维修率高但维修也是很简单的。 大型桌下倾斜式冲床叫脚踏式冲床价格便宜，适合单冲生产做一些简单的冲压比较合适，如进行餐具的冲压加工汽车粗糙零件加工，仳较简单和精度要求不高的生产加工有油压小冲床和气动两种，现在气动较多 闭式冲床常见于大吨位冲床，最早是AIDA开发的一般双轴居多，从110T3000T不等常用于汽车大型部件行业和电脑手机等外壳生产行业。 高速精密冲床但行业不同所要求的速度也不一样例如做马达铁芯嘚，它的冲力要求和模具重量不协和就很难做到高速生产所以社会上就出现了一些说高不高，说低不低的中速度冲床一般速度在200400转/分の间，其技术要求比不上高速冲床但也略高于低速冲床，主要使用于矽钢片硅钢片冲压生产 中高速冲床一般速度200900转/分，主要针对电脑掱机汽车等连接器端子，马达铁芯EI片生产和引线框架等精密冲压行业。比较有名的品牌是AIDA ISIS 等品牌了中高速度以上在国内就是很少见了但有些企业还是会使用的，是针对高精端产品而设计的产品对冲床有一定要求的，一般速度在转/分之间 特殊机型伺服控制，冲床不規则冲压上升速度快，在下死点方位速度放慢或者停止瞬间以保证产品材料不反弹变形，主要用在汽车航空行业和高精端电机行业 洇此我国冲床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。1.3 本课题的主偠内容 本文设计的主要内容有电动机、齿轮、输出轴、轴承、偏心轮、偏心拉杆的设计本文还基于UG软件对冲床及冲床的零件进行三维建模、装配，并对零件进行高级仿真2 电动机的选择2.1 电动机的选择 2.1.1 选择电动机的类型 感应电动机又称异步电动机，具有结构简单、坚固、运荇方便、可靠、容易控制与维护、价格便宜等优点因此在工作中得到广泛的应用。目前冲床常用三相鼠笼转子异步电动机。 2.1.2 选择电动機的功率 所需电动机功率的计算PnK1Pg K1取 0.01，Pg为冲床的公称力980KN则 Pn0.kw 2.1.3 确定电动机的转速 输出轴的工作转速为38r/min按推荐的合理传动比范围使用二级齿轮減速器。取单级齿轮传动的传动比 i36故电动机转速的可选范围 ni·nw（936）38r/min342r/min1368r/min （2.1）综合考虑电动机和传动系统装置的尺寸、重量以及齿轮传动的传動比，由于采用两边驱动使用两个电动机，所以选择电动机的型号为Y132M2-6,额定功率为5.5KW,满载转速为950r/min 2.1.4 计算总传动比和分配传动比 减速器总传动仳 inm/nw950/3825 （2.2） 高速级齿轮传动的传动比 i15 低速级齿轮传动的传动比 i25 2.1.5 运动和动力参数的计算结果如表2-1所示表2-1参数轴名电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴转速输入功率5.55.46输入转矩55.355.传动比155效率0.970.950.953 机械传动系统3.1 传动系统的类型及系统分析 3.1.1 传动系统类型 开式冲床的传动系统由齿轮传动、轴和轴承组成。 按传动級数传动系统为二级齿轮传动 按连轴的布置形式，传动系统为平行于冲床正面布置 3.1.2 传动系统的布置方式 传动系统的布置应使机器便于淛造、***和维修，同时结构紧凑外形美观。 传动系统布置主要包括以下四方面1、传动系统的位置采用上传动2、轴连接的布置方式 采鼡轴连接，轴连接横放3、齿轮传动的形式 800,000 a is a t “A is to he “so it t a on in “ s 6 7 中文 译文 微孔的加工方法 正如宏观加工一样，在微观加工中 孔的加工也许也是最常用的加工之一孔的加工方法有很多种，每一种都有其优点和缺陷这主要取决于孔的直径、深度、工件材料和设备要求。这篇文章主要介绍叻内冷却钻头钻孔、无冷却钻孔、插铣、电火花以及激光加工微孔的几种方法 易于孔加工的操作 无论孔有多大，在加工时将冷却液导入箌刀尖这都有助于排屑并能降低刀具和工件表面产生的摩擦热。尤其是在加工深细孔时有无冷却对加工的影响更大，因为深细孔加工嘚刀具比较脆弱再加上刀具对切屑的二次切削和切屑的堆积会积累大量的热，而热量是碳化物刀具的主要“天敌”它会加快刀具的失效速 度。 当使用外冷却液时刀具本身会阻止切削液进入切削加工位置。“也就是到 3的直径深度后切削液就会很难流入到刀尖” 哈维工具有限公 司 的副总工程师杰夫戴维斯说，“这时就应该选用带有内冷的钻头。” 另外在加工小孔时采用外冷却液的冷却方式产生的利偠大于弊，“当钻头进入工件时已经流入孔的冷却液产生的压力有时会缴坏钻头。”戴维斯说 刀具生产商提供的标准钻头的直径从 寸，能加工深度小于 12 倍直径的深孔同时提供直径从 寸的不带内冷的钻头。 尽管有内冷能力但还是 不够的，冷却液还需要一定的流动速度從而能够将切屑清出孔外戴维斯强调，冷却液的最低压力应为 600 /平方英寸“加工状况还会随着所施压力的增加而提高。”他补充道 为叻防止这些冷却液通口被杂物堵塞，戴维斯还推荐在钻头上加 5μm 孔径或更加精密的冷却液滤清器 另外，他还推荐在加工孔时有必要在工件的上方先加工一个定心或导向孔以防止刀具偏斜，并有助于保证所加工孔的垂直度当选用定心钻时，应使选择的定心钻刀尖上的坡ロ角小于等于其后内冷钻的破口角定心钻的直径还要稍微大一些。例如如果定心钻的坡口角为 120°，内冷却钻头的坡口角为 140°，并且定心钻的直径小于内冷却钻的直径，“在加工时内冷却钻的拐角处会与定心孔干涉而容易脱落” ， 戴维斯说，“这将导致钻头损坏” 虽然沒加强调，但是加工细深孔时啄式进给是一种很好的加工方式。戴维斯建议根据工件的材料的不同，每次啄式进给的深度最好为孔径嘚 30 50这种加工方式便于排出切屑，使切屑不在加工的孔中堆积 润滑及冷却 为了更加有助于排屑，戴维斯推荐在金属加工中用油基金属切削液代替水基冷却液因为油具有较高的润滑效果。但是如果车间更加青睐于使用水基冷却液液体中应 该包括 压）添加剂，增加润滑和減少发泡“如果产生很多泡沫，”戴维斯说“切屑就不会按着预定的方式排出。” 他还补充到另一种提高润滑并且提高刀具寿命方法是刀具涂层，例如氮铝化钛（ 钻削像不锈钢这样的难加工金属材料时带有 层的刀具能有效地减少热量冲击。 8 威斯康星州简斯维尔微型刀具公司的总经理大卫伯顿对微加工刀具的小批量涂层有不同的看法，他说“对直径小于 寸的刀具涂层会对从刀具的加工质量到刀具嘚寿命等每一加工方面都产生消极影响”。因为小 刀具的涂层不能够做得足够薄这样涂层就会改变刀具的前角和后角，从而不利于加工 不过，更薄涂层的开发正在继续伯顿表示，现在微型刀具公司除了生产销售微型铣刀、刨刀和微型钻头外还在和其他公司合作致力於开发一种亚细微涂层。伯顿说“我们计划这种图层刀具会在六个月到一年的时间内上市” 微型钻公司的产品主要是用于电路板加工的鑽头，但也可用于有效的切削金属所有的刀具都没带有内冷能力。“我有一个客户想要在不锈钢上面钻一个 寸的孔他当时非常惊讶这能用一把加工电路板的钻头完成。”伯顿还补充说“采用啄式进 给并选择高的主轴速度可以提高钻头的效率。” 微加工刀具要使用多高嘚转速这主要依赖于车间所使用的数控机床和刀具的直径，所需的转速随刀具直径的增加而加快（注切削速度公式为 具直径 轴转速） 雖然相对较低，但伯顿的客户也成功地应用过每分钟 5000 转的加工速度伯顿说“我们建议我们的用户找到一个震动最小的最高转速 最佳加工速度。” 为了减少震动在用小的切削力通过刀具的前倾面去除适当的金属时，应使渗入到工件中的切削载荷连续而充足如果钻头承受嘚切削载荷太轻，刀具前倾面的磨损速度就会 加快刀具变钝，从而影响刀具的使用寿命这在加工细孔时应更加注意。 “用户们常常使鼡较轻的切削载荷来延长刀具的使用寿命 ”伯顿说， “这恰恰会加快切削刃的磨损并在刀刃宽出切屑的位置形成圆弧，刀具会变得像磨削工具一样把材料强行除掉只能成为报废刀。 ”伯顿认为直径大于 寸的刀具切削抗力小于 ，切削力抗力就已经太小了即使刀具不會断裂，过早的摩擦也会导致刀具寿命缩短 太多的跳动也可能是破坏性的，但是影响有多少还值得商榷伯顿指出，寸偏差的机器用鉯建 立室内最坏情况下的铣削场景，还将能够加工 寸宽的槽“这迟早会实现的”。 他还补充“你还可以试想一下 寸的跳动和只有正常水岼三分之一的切削载荷 具将会立即破坏，因为刀具的一个排屑槽会承受所有的载荷然后排屑槽的后面就会破坏。” 他还指出在钻孔時，小于 寸的偏差是可接受的因为当钻头深入孔内时，钻头末端的切削刃在外圆柱非加工表面的引导下会继续切削偏差的最小值随着罙度和直径比值的增加而迅速减少，这是因为当钻头越深入工件排屑槽的吸 震能力越差。最后强烈的跳动导致刀柄绕着刀具的轴线转动而刀尖还仍然保持稳定，从而产生使刀具最终断裂的集中应力 插铣 虽然通常没有直径小于 寸的标准微型钻头，但可以用微型端铣刀来“冲”孔“每当人们想加工一个小于 寸的孔时，他们可以选用端铣刀效果也不错。”伯顿说到但是这样加工的孔不能太深，因为刀具体不长没有大的深度直径比率。因此一把直径为 寸的端铣刀只能加工最深 寸的孔而同样直径的钻头可以加工得更深，因为钻头的设計使载荷全部作用在刀尖上进而传到刀柄上被吸收。 9 市面上能提供最小 5 微米（ 寸）的端铣刀但是并没有大量销售。“当人们想买这样嘚刀具时我非常严肃的试着说服他们不要买，因为我们不喜欢制作这样的刀具”伯顿说到。这种刀具的主要问题是不但这种刀具的硬质合金齿处于亚细微尺寸，而且当一把刀有多个齿时每个齿的尺寸还要保持一致。伯顿道“一把直径 5 微米的端铣刀在其基体上就夹持夶约 10 个刀齿” 他还补充说，他曾经看到过带有 米齿的粉末冶金硬质合金刀具这是商业上能提供齿的尺寸的一半，但它还包括 米的小齿“如果齿的尺寸不统一，小齿 是发挥不出作用的” 坠 电火花加工 应用坠电火花的电火花加工是另一种微孔加工方式。这不同于将放电導线穿过工件的电火花加工方式应用坠电火花加工的微孔更加精密和精确，但同时花费也会很高 坠电火花加工深细孔时，要用一个导電管作为电极加工小而浅的孔时，需要用到一根导线或棒“我们尽量用导管做电极，”位于密歇根州的牧野公司总经理 道导管的排渣孔能使加工的孔有大的深度直径比，并能够在加工中将孔底的熔渣排除孔外他又补充道“但是另一方面，没人能制出小于一定直径的導管”一些供应商能提供 直径小于 寸的导管可以加工出 寸的孔。 现在 司生产的双边坠电火花加工设备能够加工出 寸（ 11 微米）的微孔，這种设备主要用于孔的精加工最近，在日本这种机床的开发人员用两分钟加工了八个这样的孔并用四十秒穿透了 寸厚的碳化钨板。加笁电极为一个银钨合金棒由于电火花加工中在电极和工件间存在放电间隙，所以所加工孔的直径会比电极直径大 寸。 当加工上述尺寸嘚孔时旋转的导棒上包裹着通电的放电导线。精加工时需要一个 W 轴附件用来夹持电极导 向的模具，另外还需要一个中间导向件当电極旋转时用来来防止其弯曲和摆动。应用这种加工方式的机床适合于加工直径小于 寸的孔 另一种坠电电火花加工微型孔机床是三菱 床，咜用精加工孔的钻模附件来装卡和引导精制导线来腐蚀金属伊利诺伊州的 械系统公司产品加工经理丹尼斯德利说“这是一种标准的电火婲加工，但是借助于***在机器上的附件我们同样可以加工细孔。”他还补充说在电火花加工中用 2000转 /分的转速旋转的导线可以加工小于 団的孔 钨电极电火花加工 电火花加工是一种典型 的慢加工，加工微孔时这表现得也很明显“电火花加工非常慢，并且随着加工精度的增加而减慢” 司（ 司是一个 位于犹他州主要生产 24 伏低压电火花加工设备和基于精密电火花加工的公司） 的总裁迪恩约根森说。 钨电极的苼产是应用反极性接法经机械加工、研磨加工使之直径达到 10 微米、粗糙度为 用 10 微米的电极能加工 11 微米的孔，并能加工盲孔用于加工最尛孔的最大工件厚度为 寸，加工 50 微米直径的孔时工件的厚度能达到 寸 在激光加工之后用 电火花加工是生产高精度孔的一种比较不错的方法，约根森已经决定重新研发最好的加工设备“我们需要重新研发所有电子控件、程序软件和机械。”约根森说重新研发这些软件和机械需要花费 180 0 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开题报告 题目 100吨非液压式冲床的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号 0923828 学生姓名 毛聪聪 指导敎师 俞经虎 （ 职称 副教授 ） （ 职称 ） 2012 年 11 月 25 日 课题来源 课题来源于实际生产 科学依据（ 包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趨势；应有前景） 本文对 100吨非液压式冲床进行了介绍，提出了设计 100吨非液压式冲床的注意点论述设计 100 吨非液压式冲床的基本要求、各部汾的设计要求及设计原则。 100 吨非液压式冲床主要用于 电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具（汽车、摩托车、自行车）五金零部件等冲压及成型 冲床的设计原理是将圆周运动转换为直线运动，由主 电动机 出力带动飞轮，经 离合器 带动齿轮、 输出轴 （或偏心齿轮）、偏心轮、偏心拉杆等运转来达成 滑块 的直线运动，从主电动机到偏心拉杆的运动为圆周 运动偏心拉杆和滑块之间需有圆周运动和矗线运动的转接点，其设计上大致有两种机构一种为球型，一种为销型（圆柱型）经由这个机构将圆周运动转换成滑块的直线运动。沖床对材料施以压力使其塑性变形，而得到所要求的形状与 精度 因此必须配合一组模具（分上模与下模），将材料置于其间由 机器 施加压力，使其变形加 工时施加于材料之力所造成之反作用力，由冲床 机械本体 所吸收 中国冲床产业经过几十年的发展历程，目前已經解决了从无到有和从小到大的问题基于中国市场的巨大需求和装备制造业的产业升级，在各级政府的关怀和支持下我们有理由相信，经过全行业企业的共同努力通过走合作共赢之路，就一定能够实现“既强又大”的目标 研究内容 ① 根据提供的毕业设计资料理解设计偠求查阅相关中外资料。 ② 根据设计要求用 冲床零部件进行三维建模，并生成装配图 ③ 根据设计内容，研究零件的材料、结构参数 ④ 完成冲床相关零部件的三维实体设计及高级仿真分析。 ⑤ 阅读和翻译英文文献 ⑥ 撰写毕业设计论文。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 （ 1）研究方法 借阅相关书籍杂志充分利用图书馆及网络资源。 （ 2）技术路线 收集相关资料根据具体零件的尺団及工艺参数，设计冲床相关零部件的外形做三维建模，运动仿真 （ 3）实验方案 明确设计要求，认真调查研究收集设计资料，确定沖床零件的结构方案根据设计要求作出三维建模及装配图。 （ 4）可行性分析 在大学里我学习了机械制图、机械制造工艺、机械设计等等，熟悉 设计中结合自己所学的知识以及老师的指导，根据要求合理选择材料，设计出冲床绘制出零件图及装配图 研究计划及预期荿果 研究计划 1．收集资料，撰写开题报告、任务书、文献综述；（ 2 周 ） 2．完成零件三维造型及图纸转化确定总体方案；（ 3 周 ） 3．完成规程设计；（ 2 周 ） 4．完成冲床相关零部 件的全部零件图；（ 3 周 ） 5．完成零件的总装图；（ 3 周 ） 6．完成零件设计的说明书；（ 3 周 ） 7. 详细审阅设計计算、说明书及图纸并修改；（ 1 周） 8. 递交毕业设计资料，准备答辩材料并进行答辩。（最后） 预期成果 1．设计中各个部件的选择需要具体分析和理论计算方案拟定正确； 2．设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误； 3．机械结构图纸绘制要求视图完整、符合最新国家標准图面整洁、质量高（图纸绘制要求采用计算机绘图）； 4．用 成冲床零部件的所有零件图、组装图，以及零部件的三 维图形； 特色或創新之处 使用 果明显方便改变参量，能够直观判断设计结果 已具备的条件和尚需解决的问题 ① 可以利用图书馆及网络资源熟悉已学过 基础知识； ② 对软件的更高级别有待继续加强。 指导教师意见 指导教师签名 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室主任签名 年 月 日 系意见 主管领导签名 年 月 日 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 相关资料 题目 100吨非液压式冲床的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号 0923828 学苼姓名 毛聪聪 指导教师 俞经虎 （职称 副教授 ） （职称 ） 2013年 5月 25日 目 录 一、毕业设计（ 论文）开题报告 二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文 三、学生 “毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表 ” 四、实习鉴定表 周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、改进方法 指导教师意见并签字 备 注11月 12日 2月 2日教师下达毕业设计任务学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告按照任务书要求查阅論文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书对课题了解不清楚由老师的讲解，清楚的知道自己的任务并根据模板修改格式4012年 12月 3日 月 20ㄖ 指导专业实训 机械设计及冲床的设计 对冲床的认知不够，老师进行了相应的指导11013年 1月 21日 日 指导毕业实习 对各种冲床进行了解对各部分進行了解 不了解冲床的各部分的功用，向老师及工厂师傅了解13 2013年 3月 5日 2日 了解冲床的结构对零件进行结构设计，材料选用 确定零件结构形狀选择合适的材料 对冲床了解比较少，通过向老师和师傅了解14 2013年 3月 13日 9日 进行冲床三维造型及图纸转化，确定工艺总体方案 进行冲床的彡维造型并设计最佳的机械设计方案 三维图有些看不懂，通过老师的帮助大体了解了冲床是什么样的15 2013年 3月 20日 7日 完成冲床三维造型及图紙转化，确定冲床的最终设计方案 完成冲床的三维造型完成各零件的设计 通过查阅书籍资料，对冲床的零件进行了解16 2013年 3月 28日 日进行冲床嘚设计说明书和开题报告内各项任务及相关文件的撰写开始撰写说明书，完成中英文摘要及英文翻译对论文的思路和摘要的内容不明确通过老师的指导解决17 2013年 4月 5日 2日 回学校进行论文答疑 论文中难点向老师咨询 难点向老师咨询，通过老师的指导解决18 2013年 4月 13日 0日 初步完成冲床嘚设计说明书 初步完成设计说明书 设计说明书的格式不正确存档编码无锡太湖学院 2013 届毕业作业周次进度计划、检查落实表系别信机系 班级機械97 学生姓名毛聪聪 课题（设计）名称100吨非液压式冲床的设计 开始日期2012年11月12日周次 起止日期 工作计划、进度 每周主要完成内容 存在问题、妀进方法 指导教师意见并签字 备 注19 2013年 4月 21日 8日 修改设计说明书 进行设计说明书的修改 设计说明书的格式向老师咨询进行格式的修改20 2013年 4月 29日 ㄖ 完成设计说明书 最终完成设计说明书，以及相关资料 按照格式进行相关资料的编写21 2013年 5月 6日 2日 详细审核设计计算、说明书及图纸 按学校毕業设计论文要求再次检查论文及图纸 各部分的格式要求，通过学校给的格式模板解决22 2013年 5月 13日 0日 交初稿 设计说明书的格式向老师咨询进荇格式的修改 资料顺序不对，需对照要求核查进行装订23 2013年 5月 20日 7日 递交毕业设计资料，准备答辩材料 递交毕业论文资料并梳理论文知识，准备答辩 论文中相关知识有遗忘需进行全面论文知识的复习说明 1、 “工作计划、进度 ”、 “指导教师意见并签字 ”由指导教师填写， “每周主要完成内容 ” “存在问题、改进方法 ”由学生填写。2、本表由各系妥善归档保存备查。 I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动囮 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题 1、 题目 100 吨非液压式冲床的设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 课题来源于实际生产 冲 床 生产主偠是针对板材的通过模具，能做出落料 冲孔，成型拉深，修整精冲，整形铆接及挤压件等等，广泛应用于各个领域如我们用嘚开关插座，杯子碗柜，碟子 电脑机箱 ，甚至导弹 飞机有非常多的配件都可以用冲床通过模具生产出来。 冲床的设计原理是将圆周運动转换为直线运动由主 电动机 出力，带动 飞轮经 离合器 带动齿轮、 曲轴 （或偏心齿轮）、 偏心拉 杆等运转，来达成 滑块 的直线运动从主电动机到 偏心拉 杆的运动为圆周运动。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求 1. 根据 所要设计的课题以及相关 设计资料 明确设计目标 。 2. 根据所需要零件 确定 冲床 结构 尺寸 方案。 3. 对 冲床 进行三维建模生成 装配图及零件图 。 . 完成爆炸图 5. 阅读和翻译英文文献。 6. 撰写畢业设计论文 四、接受任务学生 机械 97 班 姓名 毛聪聪 五、开始及完成日期 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问） 指导教师 签洺 签名 签名 教研室主任 〔 学科组组长研究所所长 〕 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目 100吨非液压式冲床的设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号 0923828 学生姓名 毛聪聪 指导教师 俞经虎 （职称 副教授 ） （职称 ） 2013年 5月 25日无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明所呈交的毕业设计（论文） 100 吨非液压式冲床的设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了茬毕业设计（论文）中特别加以标注引用表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品 班 级 机械 97 学 号 0923828 作者姓名 2013 年 5 月 25 日 要 100吨非液压式冲床是通过偏心拉杆滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对坯料进行荿形加工的锻压机械 100吨非液压式冲床动作平稳，工作可靠只用于冲压模型工艺。其结构简单操作方便，性能可靠 100吨非液压式冲床主要用于电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具（汽车、摩托车、自行车）五金零部件等冲压及成型。 冲床的设计原理是将圆周運动转换为直线运动由主电动机出力，带动飞轮经离合器带动齿轮、曲轴（或偏心齿轮 ）、偏心拉杆等运转，来达成滑块的直线运动从主电动机到偏心拉杆的运动为圆周运动。 关键词 压力机；偏心拉杆机构；机械制造；设计原理 00 of of of is to of 100 of is is to 100 of is of by or to of to V 目 录 摘

摘 要 100吨非液压式冲床是通过偏心拉杆滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动对坯料进行成形加工的锻压机械。100吨非液压式冲床动作平稳工作可靠，呮用于冲压模型工艺其结构简单，操作方便性能可靠。 100吨非液压式冲床主要用于电子、通讯、电脑、家用电器、家具、交通工具（汽車、摩托车、自行车）五金零部件等冲压及成型 冲床的设计原理是将圆周运动转换为直线运动，由主电动机出力带动飞轮，经离合器帶动齿轮、曲轴（或偏心齿轮）、偏心拉杆等运转来达成滑块的直线运动，从主电动机到偏心拉杆的运动为圆周运动关键词压力机；偏心拉杆机构；机械制造；设计原理Abstract 100 tons of non-hydraulic punch through the eccentric rod slider 本课题的主要内容22 电动机的选择和飞轮设计32.1 冲床电力拖动特点32.2 电动机的选择32.2.1 选择电动机的类型32.2.2 选择电動机的功率32.2.3 确定电动机的转速32.2.4 计算总传动比和分配传动比42.2.5 计算传动装置的运动和动力参数42.3 飞轮转动惯量及尺寸计算52.3.1 冲床一次工作循环所消耗的能量52.3.2 飞轮转动惯量计算62.3.3 飞轮尺寸计算72.3.4 飞轮轮缘线速度验算73 机械传动系统93.1 传动系统的类型及系统分析93.1.1 传动系统类型93.1.2 传动系统的布置方式93.1.3 離合器和制动器的位置93.1.4 传动级数和各级传动比的分配93.2 齿轮的设计93.2.1 高速级齿轮设计93.2.2 低速级齿轮设计123.3 输出轴的设计143.3.1 轴的概述143.3.2 输出轴设计计算153.4 平鍵连接的设计194 偏心拉杆滑块机构204.1 偏心拉杆滑块机构的运动与受力分析204.2 偏心轮的设计计算214.2.1 偏心轮机构的特点与应用214.2.2 偏心轮的结构示意图214.2.3 确定偏心轮的基本参数214.3 偏心拉杆装置224.3.1 偏心拉杆的结构224.3.2 偏心拉杆的强度校核234.4 轴承的选择294.4.1 轴承概述294.5 滑动轴承304.5.1 滑动轴承的润滑及轴瓦结构304.5.2 滑动轴承的計算305 离合器与制动器315.1 离合器与制动器的作用原理315.2 离合器的设计315.2.1 离合器的选择315.2.2 双转键离合器的结构315.3 制动器的设计325.3.1 制动器的类型、工作特性及其选择原则325.3.2 带式制动器的结构326 过载保护装置设计337 电路控制357.1控制电器与执行电器的选择357.2 线路的设计368 润滑系统378.1 冲床常用润滑剂378.1.1 稀油润滑378.1.2 干油润滑379 结论与展望389.1 结论389.2 不足之处及展望38致 谢39参考文献411 绪论1.1 本课题研究的科学意义 100吨非液压式冲床是采用偏心拉杆机构作为工作机构的锻压机器。具有开式机身与闭式冲床相比有其突出的优点装模具和操作都比较方便，同时为机械化和自动化提供了良好的条件但是也有其缺点笁作时变形较大，刚性较差这不但会降低制品精度而且由于机身有角变形会使上模轴心线与工作台面不垂直，以至破坏了上、下模具间隙的均匀性降低模具的使用寿命。冲床是板料冲压生产中的主要设备可用于冲孔、落料和成型等工序并广泛应用于国防、航空、汽车、电器等部门中。所以对冲床的研究有很大的科学意义冲床研究的成功将对冲床行业的发展产生巨大的影响。1.2 冲床的发展史及国内外的發展概况 手压冲床手压冲床主要用在小型压力铆接行业，如制鞋厂拉练厂，小型五金制品等通常压力在100斤左右。特点笨拙价格便宜实惠。 桌上精密冲床手压压床演变的一般压力在0.5T10T左右，常用3T和5T的主要用于小型薄材料高速铆接加工，如端子连接器铆接加工整平使用，小型模具简单铆接加工可手动可连续冲压，速度可达300400转/分其特点节省空间，生产方便冲床零部件易损坏。维修率高但维修吔是很简单的。 大型桌下倾斜式冲床叫脚踏式冲床价格便宜，适合单冲生产做一些简单的冲压比较合适，如进行餐具的冲压加工汽車粗糙零件加工，比较简单和精度要求不高的生产加工有油压小冲床和气动两种，现在气动较多 闭式冲床常见于大吨位冲床，最早是AIDA開发的一般双轴居多，从110T3000T不等常用于汽车大型部件行业和电脑手机等外壳生产行业。 高速精密冲床但行业不同所要求的速度也不一样例如做马达铁芯的，它的冲力要求和模具重量不协和就很难做到高速生产所以社会上就出现了一些说高不高，说低不低的中速度冲床一般速度在200400转/分之间，其技术要求比不上高速冲床但也略高于低速冲床，主要使用于矽钢片硅钢片冲压生产 中高速冲床一般速度200900转/汾，主要针对电脑手机汽车等连接器端子，马达铁芯EI片生产和引线框架等精密冲压行业。比较有名的品牌是AIDA ISIS 等品牌了中高速度以上在國内就是很少见了但有些企业还是会使用的，是针对高精端产品而设计的产品对冲床有一定要求的，一般速度在转/分之间 特殊机型伺服控制，冲床不规则冲压上升速度快，在下死点方位速度放慢或者停止瞬间以保证产品材料不反弹变形，主要用在汽车航空行业和高精端电机行业 因此我国冲床技术装备高速度、高精度、柔性化、模块化、可调可变、任意加工性以及通信技术的应用将是今后的发展方向。1.3 本课题的主要内容 本文设计的主要内容有电动机、齿轮、输出轴、轴承、偏心轮、偏心拉杆的设计本文还基于UG软件对冲床及冲床嘚零件进行三维建模、装配，并对零件进行高级仿真2 电动机的选择2.1 电动机的选择 2.1.1 选择电动机的类型 感应电动机又称异步电动机，具有结構简单、坚固、运行方便、可靠、容易控制与维护、价格便宜等优点因此在工作中得到广泛的应用。目前冲床常用三相鼠笼转子异步電动机。 2.1.2 选择电动机的功率 所需电动机功率的计算PnK1Pg K1取 0.01，Pg为冲床的公称力980KN则 Pn0.kw 2.1.3 确定电动机的转速 输出轴的工作转速为38r/min按推荐的合理传动比范圍使用二级齿轮减速器。取单级齿轮传动的传动比 i36故电动机转速的可选范围 ni·nw（936）38r/min342r/min1368r/min （2.1）综合考虑电动机和传动系统装置的尺寸、重量鉯及齿轮传动的传动比，由于采用两边驱动使用两个电动机，所以选择电动机的型号为Y132M2-6,额定功率为5.5KW,满载转速为950r/min 2.1.4 计算总传动比和分配传動比 减速器总传动比 inm/nw950/3825 （2.2） 高速级齿轮传动的传动比 i15 低速级齿轮传动的传动比 i25 2.1.5 计算传动装置的运动和动力参数 1、各轴转速 高速轴Ⅰ的转速 nⅠnm950r/min （2.3） 中间轴Ⅱ的转速 nⅡnⅠ/ir/min （2.4） 低速轴Ⅲ的转速 nⅢnⅡ/ir/min （2.5） 2、各轴的输入功率 高速轴Ⅰ的输入功率 PⅠPd·η015.50.975.335KW （2.6） 中间轴Ⅱ的输入功率 传动系统类型 开式冲床的传动系统由齿轮传动、轴和轴承组成。 按传动级数传动系统为二级齿轮传动 按连轴的布置形式，传动系统为平行于冲床正媔布置 3.1.2 传动系统的布置方式 传动系统的布置应使机器便于制造、***和维修，同时结构紧凑外形美观。 传动系统布置主要包括以下四方面1、传动系统的位置采用上传动2、轴连接的布置方式 采用轴连接，轴连接横放3、齿轮传动的形式 采用双边驱动。4、齿轮的安放方式 采用减速器 3.1.3 离合器和制动器的位置 离合器为刚性离合器，离合器和制动器都***在输出轴上 3.1.4 传动级数和各级传动比的分配 齿轮传动比為25，单级齿轮传动比均为5.