曲柄压力机设计论文.docx

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曲柄压力机设计论文

[摘要]曲柄压力机是以曲柄传动的锻压机械，适用于板料的冲孔、落料弯曲、线拉伸及成型等工作。

床身可作适当倾斜，以便于把冲压的成品或铁屑等物，依靠自重滑落，若装上自动送料机构，则可以推行半自动冲压工作，一般用于农业机械、电气工业、汽车、拖拉机工业等用途较为广泛。

这篇论文介绍了设计压力机的设计过程，从确定传动方案开始，到压力机主体机构的尺寸参数确定和运动分析，在到电动机选择，最后压力机传动系统主要零部件的设计计算。

此次通过对对心、正偏置、负偏置曲柄滑块机构的运动分析及相互之间的比较，选则合适的机构来达到设计目的。

电动机的选择采用了比较好的计算方法，通过对计算压力机在一个工作周期所消耗的能量A以及各部分能量消耗的组成来选择电动机。

由于冲压工件时冲击较大，传动系统中采用了变位齿轮，提高了齿轮的承载能力和耐磨性能。

通过这些前期的设计过程，还有借助AUTOCAD，ANSYS等辅助分析软件，就能设计出比较合理的压力机。

[关键词]曲柄压力机；冲压；结点偏置；曲柄滑块机构；变位系数；强度校核

AbstractCrankpressisametalformingmachinerywhichisdrivenbycrank，

anditapplytosheet-metalpressworking，blankingblending，linedrawing，metalformingetc.Bedmayleanbyadjustmentappropriateangleinordertomakethepresswork，ironchippingsandsoon,slipbytheirgravity.ifcrankpressisequippedwithautomaticfeedmechanism,youcanimplementsemi-automaticpunching.Generallythispressisusedforagriculturemachinery，electricindustrialautomotive，

tractorindustrialandsoon.

Thisarticledescribesthedesignprocessaboutthepressdesign.Fromthebeginningofdeterminingthetransmissionscheme,andthentodeterminepress’smainbodiesofthesizeparametersandmotionanalyze,nexttothemotorselection,

Finally,themaincomponentsoftransmissionsystemdesigncalution.

Thistimehaveconductedathoroughresearchoncentric,positiveoffset,negativeoffsetslider-crankmechanism’smotionanalysisandcomparisoneachother,andthenchoosetheappropriatemechanismtoachievethegoal.Motor’sselectionhasusedarelativelygoodmethod,calculatedbythepressinaworkingcycleoftheenergyconsumptionAandthecompositionofthevariouspartstoselectmotor.Astheimpactoflargestampingparts,drivesystemusedtheprofilemodifiedgear,increasedgearbearingcapacityandwear-resitingproperty.

Throughtheseearlyprocess,aswellaswiththehelpoftheAUTOCAD,ANSYS,andotherauxiliarydesignanalysissoftware,wecandesignaveryreasonablepress.

KeywordsCrankpressStampingNodeoffsetSlider-crankmechanismModificationcoefficientStrengthcheck

1　前言

曲柄压力机是采用曲柄滑块机构作为工作机构的一类锻压机器。

开式曲柄压力机是曲柄压力机的一个类别，其特点是具有开式机身（即C形机身）。

开式曲柄压力机因具有开式机身，与闭式压力机相比具有其突出的优点，工作台在三个方向是敞开的，装、卸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，开式压力机具有其缺点，由于机身呈C形，工作时变形较大，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。

由于开式曲柄压力机使用上最方便，因而被广泛采用。

它是板料冲压生产中的主要设备，可由于冲孔、落料、切边、弯曲、浅拉伸和成形等工序，并广泛应用于国防、航空、汽车、拖拉机、电机、电器、轴承、仪表、农机、农具、自行车、缝纫机、医疗器械、日用五金等部门中，开式曲柄压力机的年产量约占整个锻压机械年产量的49.5%，而在通用曲柄压力机的生产中，约占95%。

众所周知，制造业是一个国家经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家的经济实力、科技水平和国防实力。

压力机是机械制造业的基础设备。

随着社会需求和科学技术的发展，对机床设计要求越来越高。

尤其是模具制造的飞速出现，使机床向高速、精确，智能化的方向发展。

因此，对压力机的精度和生产率等各方面的要求也就越来越高。

有必要对压力机进行进行优化设计，例如对压力机主体机构尺寸参数、运动分析、传动系统等进行优化，设计出低成本、高精度、高效率、节能的曲柄压力机，这些都是我们值得探讨的。

2　选題背景

2.1课题来源

生产实际

2.2研究目的与意义

曲柄压力机是以曲柄传动的锻压机械，适用于板料的冲孔、落料弯曲、线拉伸及成型等工作，床身可作适当倾斜，以便于把冲压的成品或铁屑等物，依靠自重滑落、若装上自动送料机构、则可以推行半自动冲压工作，一般用于农业机械、电气工业、汽车、拖拉机工业等用途较为广泛。

为了满足小批量和单件生产经济上的合理性，要求生产具有更大的柔性、工艺设备具有万能性。

近10～15年内，曲柄压力机仍是大批量或大量生产的企业体积模锻和板冲车间的主要设备，但在总台数中的相对数量未必会增加。

设备的改进，设备的性能（包括生产率）的改善，以及设备价格的提高，但是仍然要用不同的方法加以改进。

所以提高生产率，改进冲压件质量（首先是他的形状和尺寸精度），实现自动化，以及根本改善操纵条件和工作地点的舒适性等都是需要研究和优化的。

2.3国内外现状及发展趋势

2.3.1国内外研究现状

国内目前现状，机械压力机的正规专业和兼业生产厂共23个，1978年机械压力机品种（只包括一机械系统的正式产品）共30个系列达160余种，产量占整个锻压机械年产量的49%，其中开式压力机占70%，大、重型机械压力机占3%。

在这期间，上海锻压机床厂、上海第二锻压机床厂、济南第二机床厂及徐州锻压机床厂等机械压力机制造厂进行了技术改造和扩建，生产能大大提高。

设计科研队伍日益扩大，开展了机械压力机的三化及科研工作，老产品亦不断进行更新换代。

例如，济南第二机床厂对13中产品至今共进行了23次更新，有的产品以前后更新多次，如160吨闭式双点压力机共更新了三次，产品性能及质量精益求精。

现在已具备各有设计和制造大型复杂机械压力机的能力，某些产品以接近或赶上世界先进水平。

在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。

进入21世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。

汽车覆盖件是标志汽车质量的最重要钣金零件，是大型冲压件的典型件，其生产目前主要有两种方法：

一是由多台大重型机械压力机配以自动化机械手，组成自动化柔性冲压生产线；二是应用大型多工位压力机生产。

国外目前现状，曲柄压力机，近30年来主要以批量生产在板冲和模锻中被广泛使用，专门化程度越来越高，朝着高速度、高精度、自动化方向发展，普遍采用CNC控制。

但今年，多品种少量生产势头在国外越益强劲，要满足其经济上的合理性，就要求生产具有更高的柔性，工艺设备具有更大的通用性。

在这种背景下，国外压力机设计、制造者们、在传统的机械压力机上经反复各种尝试，最近终于设计制造出一些具有新创见的压力机面市。

这些压力机，在结构上各有其独到之处，可适应多变的工艺过程，通用性大，具有更高的柔性。

其中机械驱动源的液压化、兼容机械压力机和液压机双方优点，体现了未来压力机的突出特征，例如球头连杆压力机，机械—液压压力机，液压—机械压力机等。

2.3.3发展趋势

在锻压装备中曲柄压力机最多，占全部的50%以上，是板料冲压生产的主打设备。

它们主要用于冲裁、落料、切边、弯曲、拉延和成形等加工工序，在汽车农机、电子。

电器仪表、国防工业及日用平等航和有广泛的市场。

据有关质料介绍，用机械压力机生产的零件，在汽车行业中，对卡车占总零件数的45～55%，对轿车、大卡车为60～75%，在电机电器行业中占60～80%，在无线电行业中占85%，在日用制品行业中占98%。

随着新工艺新设备的不断出现，一些复杂的特殊零件可以直接成形。

用机械压力机加工的板料冲压代替的铸件和锻件，根据零件结构和形状的不同，其生产成本可降低50～70%，零件重量减轻30～50%，材料消耗量减少30～60%。

20世纪前期，由于汽车工业的兴起，曲柄压力机以及其他锻压设备得到了迅速发展，在逐渐融入新技术、新材料后，更推动了曲柄压力机的发展。

传动系统是曲柄压力机的重要组成部分，其作用是将电机的运动和能量按照一定要求传给曲柄滑块机构。

进入21世纪以来，中国锻压机床行业经过技术引进、合作生产及合资等多种方式的运作，快速地提升了我国冲压设备整体水平。

近年设计制造的许多产品，其技术性能指标已经接近或达到世界先进水平，在宜人性方面也取得了长足进步。

但由于大家都在进步，所以国内产品与国外名牌产品的差距并无明显缩短。

因此，我国冲压设备行业和企业需以战略的思路和有效的措施应对当前的机遇和挑战。

2.3.3存在主要问题及今后看法

三十年来，机械压力机行业发展是很快的，但由于原有基础差，再加上工作中存在的缺点，机械压力机在产品品种、产量及技术水平还不能满足国民经济的需要。

存在的主要问题有：

1.品种短缺严重，关键产品产需矛盾大；

2.产品技术水平低；

3.制造质量差，配套件质量差；

4.产品机械化、自动水平低、成套性差；

根据上述存在的问题及国外机械压力机目前发展动向，对今后工作提出如下看法：

1.大力发展新品种，尤其是大、重型机械压力机；

2.加强科研队伍及试验基地建设，

3.加强冲压工艺的研究；

4.组织专业生产，提高产品的成