3679 小型氣動(dòng)沖壓機(jī)設(shè)計(jì)

3679 小型氣動(dòng)沖壓機(jī)設(shè)計(jì),小型,氣動(dòng),沖壓機(jī),設(shè)計(jì) 200 年 月 第 期- 94 -一種適用于馕餅加工的小型氣動(dòng)沖壓機(jī)原理研究（姜自樂(lè)、李宜峰）（塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院， 阿拉爾 843300）摘 要：針對(duì)馕餅的文化發(fā)展，馕餅被大多數(shù)人的喜愛(ài)，這樣需求量增大，使得生產(chǎn)加工成困難。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了小型沖壓機(jī)。該機(jī)采用氣缸活塞桿直接有凸模相連機(jī)構(gòu)。該機(jī)一次完成沖壓成型作業(yè)。該沖壓機(jī)主要?dú)庠鰤簷C(jī)構(gòu)。一種新型的利用氣動(dòng)技術(shù)、適合用于小型零件加工的沖壓機(jī)工作原理。控制過(guò)程簡(jiǎn)單 ,操作容易 ,可以根據(jù)實(shí)際需要選取壓強(qiáng)。關(guān)鍵詞：沖壓機(jī); 氣動(dòng)技術(shù); 氣缸。中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0 引言隨著氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn)。而大部分沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式。氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣為介質(zhì)，以壓縮空氣為動(dòng)力，無(wú)噪音，無(wú)污染，環(huán)保。也不需要承擔(dān)介質(zhì)方面成本。所以我設(shè)計(jì)的以空氣為介質(zhì)進(jìn)行傳動(dòng)氣動(dòng)沖壓機(jī)，它的設(shè)計(jì)輕巧，不占用空間，可任意放在工作臺(tái)上或流水線上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可根據(jù)產(chǎn)品的大小調(diào)整工作高度；改變模具；氣缸行程調(diào)整簡(jiǎn)單，配有空氣節(jié)流閥，氣缸上、下行速度均可根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)。1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu)1.1 設(shè)計(jì)原理由于氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn) ,因此本文探討的沖壓機(jī)采用氣動(dòng)沖壓。將所沖的毛坯放在凹模板上開(kāi)動(dòng)控制箱開(kāi)關(guān)旋鈕電磁閥 3得電，使氣缸 5 接通氣源 1，氣缸活塞桿帶動(dòng)凸模下行，節(jié)流閥 4 調(diào)節(jié)沖壓速度，凸模進(jìn)入凹模沖壓凸模上的擋板碰到行程開(kāi)關(guān)后換向電磁閥 3 得電，使得氣缸收回，沖壓完成。根據(jù)上述沖壓過(guò)程框圖 ,設(shè)計(jì)氣壓系統(tǒng)回路如圖 1.1-減壓閥 2-氣罐 3 電磁閥 4-溢流閥 5-氣缸6-形成開(kāi)關(guān)其優(yōu)點(diǎn)是很明顯，設(shè)計(jì)輕巧，不占用空間，可任意放在工作臺(tái)上或流水線上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可根據(jù)產(chǎn)品的大小調(diào)整工作高度；改變模具；氣缸行程調(diào)整簡(jiǎn)單，配有空氣節(jié)流閥，氣缸上、下行速度均可根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)。1.2 總體設(shè)計(jì)小型氣動(dòng)沖壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意，如圖 2 所示。200 年 月 第 期- 95 -1-底座 2-手搖桿 3 升降箱 4-銷 5 夾緊螺栓 6-管接頭 7-緩沖氣缸 8-控制箱9-升降架 10 凸模 11-凹模 12 行程開(kāi)關(guān) 13 齒條 14-蝸桿 15-軸套 16-蝸齒17-鍵 18-軸承 19-齒輪軸 21-擋板圖 2 小型氣動(dòng)沖壓機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖小型氣動(dòng)沖壓機(jī)由機(jī)架、升降、模具、控制箱構(gòu)成機(jī)架包括可調(diào)緩沖氣缸、底座、工作臺(tái)。氣缸安裝在升降架上，并通過(guò)螺栓夾緊。凸模與氣缸的活塞桿通過(guò)螺紋連接，活塞帶動(dòng)凸模工作。凹模放在底座上，通過(guò)螺栓連接。升降包括升降架、齒條、升降裝置（齒輪軸、蝸輪、蝸桿、高度，控制箱的氣動(dòng)按鈕按下，機(jī)器開(kāi)始工作，打開(kāi)氣源，可調(diào)緩沖氣缸工作，活塞帶動(dòng)凸?？焖傧蛳逻\(yùn)動(dòng)到壓縮物體時(shí)，活塞減慢速度，將物體慢慢的壓縮成型，當(dāng)碰到形成開(kāi)關(guān)時(shí)，活塞收回沖壓過(guò)程可以分為如下幾個(gè)步驟 ,用框圖表示如圖4 所示。圖 4 氣缸設(shè)計(jì)選擇流程圖圖 3 沖壓過(guò)程流程圖2 沖壓機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)氣缸正常的工作條件：介質(zhì)、環(huán)境溫度一般為，工作壓力一般為。安裝前，應(yīng)在倍工作壓力下進(jìn)行試驗(yàn)，不應(yīng)漏氣。負(fù)載在行程中有變化時(shí)，應(yīng)使用有足夠輸出力的氣缸，并要附加緩沖裝置。不使用滿行程，特別活塞桿伸出時(shí)，不要使活塞與缸蓋相碰擊。否則容易引起活塞和缸蓋等零件損壞。氣缸的設(shè)計(jì)與選擇的流程圖如下圖 4 氣缸設(shè)計(jì)選擇流程圖氣缸按供氣方向分，可分為單作用缸和雙作用缸。單作200 年 月 第 期- 96 -用缸只是往缸的一側(cè)輸入壓縮空氣，靠其它外力使活塞反向回程。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓縮空氣，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠氣體壓力完成。由于單作用氣缸僅向單向運(yùn)動(dòng)，有外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)，而雙作用單活塞氣缸在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下可以像兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)但兩個(gè)方向的輸出力不同，所以該方案采用雙作用單活塞缸。由設(shè)計(jì)任務(wù)可以知道，根據(jù)考查，正常青年人的臂力大約 50-70kg，而正常生產(chǎn)時(shí)兩手同時(shí)進(jìn)行，在加工時(shí)可能由于其他原因影響，綜合考慮氣缸要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載大小 180Kg，考慮到氣缸未加載時(shí)實(shí)際所能輸出的力，受氣缸活塞和缸筒之間的摩擦、活塞桿與前氣缸之間的摩擦力的影響，并考慮到凸模的質(zhì)量。在研究氣缸性能和確定氣缸缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率 ：運(yùn)動(dòng)速度 v=3m/min=50mm/s，取 =0.60，所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為：F=F0/=2713.85N氣缸內(nèi)徑的確定表 1 氣缸缸徑的計(jì)算則：D= =83.15mm2PFF氣缸的輸出拉力 N；P 氣缸的工作壓力 Pa按照 GB/T2348-1993 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取 D=100 mm6 蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇蝸桿傳動(dòng)類型、精度等級(jí)由于傳動(dòng)的功率不大，速度也不高，故選用阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)，精度為：8C-GB10089-88。選擇蝸桿蝸輪材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度中等，故蝸桿用 45 號(hào)鋼表面淬火，硬度為 4555HRC，蝸輪邊緣采用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而齒芯用 45 鋼知道。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距：23)(HpeZKTa確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 估取效率 =0.8 ,由于蝸桿不經(jīng)常，靠人力轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)書(shū)冊(cè)得： ,P=18.65WmTinpPT2.8497105.9. 26262 確定載荷系數(shù) K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) ；由表 6 使用系數(shù) 選取使用系數(shù) .由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù) ；表 2 使用系數(shù) 工作類型 載荷性質(zhì) 均勻、無(wú)沖擊不均勻、小沖擊不均勻、大沖擊每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)50啟動(dòng)載荷 小 較大 大AK1 1.15 1.2則05.VA確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相配，故 2160aEMPZ確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動(dòng)中心距 的比值 ,從教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖 11-5 中可查得 =2.9.確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC,蝸輪的基本許用應(yīng)力 =268 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LnjN260( 為蝸輪轉(zhuǎn)速 )mi52rn2,( 為工作壽命)4138.1Lnj 為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù) j=174105.560N項(xiàng)目 推力 拉力缸徑雙作用氣缸PD24Pd)(42200 年 月 第 期- 97 -所以壽命系數(shù)為7.015.87HNk則 = =0.7 =187.6H268aMP計(jì)算中心距=64.85mm32HpeZKTa取中心距 a=80mm，因 i=14.5， m=2mm， =35.5mm。這時(shí) /a= 接觸疲勞系數(shù)為 1d4.085.mZ=2.8，因?yàn)?ZZ,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距 24.6Pa直徑系數(shù) 75.1q齒頂圓直徑 mhdaa .3921齒根圓直徑 ff 0)2(.分度圓導(dǎo)程角 8蝸桿軸向齒厚 14.3Sa 蝸輪蝸輪齒數(shù) =28，變位系數(shù) =-0.125蝸輪分度圓直徑 mzd56282蝸輪喉圓直徑 haa 21蝸輪齒根圓直徑 dff .532.5822 蝸輪咽喉母圓半徑marg 49621022校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度FFFYmdKTa2153.選取當(dāng)量系數(shù) 9.2813cos32zV根據(jù)變位系數(shù) =-0.125， =29.99 2x2V齒形系數(shù)為 =2.87。 2aFY螺旋角系數(shù) = 97.014.301許用彎曲應(yīng)力 = FNFNK由鑄錫磷青銅制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力為=56Mpa。壽命系數(shù)為 86.015.87FNk=H/1.4.FNKaMP07.9.87268049.3F由此可見(jiàn)彎曲強(qiáng)度是可以滿足的。N當(dāng)量摩擦角 ， ， 其值可根據(jù)滑2813vvfarctn動(dòng)速度選取?；瑒?dòng)速度計(jì)算為=0.166m/s os dv3.cs06co11又由于蝸輪是有鑄錫磷青銅制造的且硬度45HRC，根據(jù)自鎖條件，其蝸輪蝸桿傳動(dòng)返程自鎖。3 結(jié)論1） 其優(yōu)點(diǎn)是可靠度高，氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活。2） 而且壽命較長(zhǎng)。3） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，不容易壞。4） 成本低，適用性高。參考文獻(xiàn)1 許福玲、陳堯明主編.液壓與氣壓傳動(dòng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.52畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)M.青島海洋出版社.3 鄒慧君主編.機(jī)械原理M.北京.高等教育出版社,1999200 年 月 第 期- 98 -4機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫(xiě)組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（中冊(cè)）M.化學(xué)工業(yè)出版社,1982:763.5機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 2 卷）M. 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:11-13.6機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 3 卷）M. 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-143.807機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 3 卷）M. 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-157 An applicable Naan and processing of small pneumatic stamping machine principle researchJiang ZiLe Li Yifeng( Tarim University mechanical electrical engineering college, Xinjiang in843300.)Abstract: in view of the Xinjiang cultural development Naan, Naan is loved by most people, so the demand increases, make production and processing into difficulties. Design and development of the small punch machine. The machine adopts the piston rod of the cylinder is directly connected with the punch mechanism. The machine to complete the forming operation. The punching machine main gas supercharging mechanism. A novel use of pneumatic technology, suitable for small parts processing stamping machine principle of work. The control process is simple, easy to operate, can be based on actual need to select pressure.Key words: punching machine; pneumatic; cylinder. 12 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)小型氣動(dòng)沖壓機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)生姓名 姜自樂(lè) 學(xué) 號(hào) 1061208028 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化班 級(jí) 12-2 指導(dǎo)教師 李宜峰 日 期 2012.6 塔里木大學(xué)教務(wù)處制小型氣動(dòng)沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目 錄1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .12 沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目的及要求 .13 小型沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu) .14 沖壓機(jī)的工作原理 .25 沖壓機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .35.1 對(duì)氣缸的使用要求 .35.2 氣缸的設(shè)計(jì)與選擇的流程圖 .35.3 氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算 .45.4 氣缸內(nèi)徑的確定 .45.5 活塞桿直徑的確定 .45.6 缸筒長(zhǎng)度的確定 .45.7 氣缸筒的壁厚的確定 .56 蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 .56.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型、精度等級(jí) .56.2 選擇蝸桿蝸輪材料 .56.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) .66.4 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 .62T6.5 確定載荷系數(shù) K .66.6 確定彈性影響系數(shù) .6E6.7 確定接觸系數(shù) .6pZ6.8 確定許用接觸應(yīng)力 .6H6.9 計(jì)算中心距 .76.10 計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸 .76.11 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 .76.12 當(dāng)量摩擦角 .9v7 齒輪齒條的設(shè)計(jì) .97.1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .87.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .97.3 計(jì)算 .108 計(jì)算齒輪軸 .11致謝 .15參考文獻(xiàn) .15前 言目前 ,在國(guó)內(nèi)大多數(shù)中小企業(yè)中 ,沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。 ,因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床是具有現(xiàn)實(shí)意義的。一些金屬和非金屬微型薄板件沖制主要采用兩種方法：一是在排樣設(shè)計(jì)中采用多排策略，增大模具尺寸以滿足大型壓力機(jī)的需求。并將設(shè)計(jì)和制造好的模具安裝在機(jī)械壓力機(jī)上來(lái)實(shí)施沖壓，其缺點(diǎn)是：設(shè)各投資大、模具設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜，總成本高，且必須采用機(jī)械壓力機(jī)；二是采用小型模具，在小噸位壓力機(jī)上實(shí)施沖壓。雖然模具設(shè)計(jì)、制造比較容易，但仍擺脫不了機(jī)械壓力機(jī)固有的缺陷：笨重、噪音大操作不方便、安全，浪費(fèi)能源等問(wèn)題本文結(jié)合微型薄板件的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀和實(shí)際情況，設(shè)計(jì)了一種新型微型件氣動(dòng)沖壓一體化機(jī)(直接采用活塞桿和凸模連接的形式)減輕了床身重量并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化.采用該一體化結(jié)構(gòu)，沖壓機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、可靠操作安全和方便這為沖壓提供了一種新設(shè)計(jì)方法因此需要一臺(tái)沖壓直接成型的機(jī)器，我通過(guò)研究和考驗(yàn)試圖設(shè)計(jì)一臺(tái)氣動(dòng)沖壓機(jī)來(lái)沖壓馕，代替人工生產(chǎn)，來(lái)滿足人們的需求，個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)有限，希望你們能夠提出寶貴的意見(jiàn)。11、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn)。而大部分沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式。氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣為介質(zhì)，以壓縮空氣為動(dòng)力，無(wú)噪音，無(wú)污染，環(huán)保。也不需要承擔(dān)介質(zhì)方面成本。所以我設(shè)計(jì)的以空氣為介質(zhì)進(jìn)行傳動(dòng)氣動(dòng)沖壓機(jī)，它的設(shè)計(jì)輕巧，不占用空間，可任意放在工作臺(tái)上或流水線上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可根據(jù)產(chǎn)品的大小調(diào)整工作高度；改變模具；氣缸行程調(diào)整簡(jiǎn)單，配有空氣節(jié)流閥，氣缸上、下行速度均可根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)；2 沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目的及要求功能設(shè)計(jì)：沖壓機(jī)的基本功能就是設(shè)計(jì)一個(gè)氣缸，并使得有足夠的力可以沖壓食品成型. 氣缸以壓縮空氣作為動(dòng)力源帶動(dòng)活塞傳動(dòng)到主軸上使主軸形成向下運(yùn)動(dòng)，從而形成沖力使食品在模具中產(chǎn)生規(guī)定的變形而達(dá)到加工的目的它與普通沖壓機(jī)不同的是，行程可以任意調(diào)節(jié)，壓力可以調(diào)節(jié)，最大的特點(diǎn)是氣動(dòng)壓力機(jī)壓力。可以在壓到工件后形成保壓而完成工件的成形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：可以小型件氣動(dòng)沖壓機(jī)由機(jī)架、模具、控制箱構(gòu)成機(jī)架包括氣缸、底座、工作臺(tái)。氣缸通過(guò)其上的法蘭與上固定板用螺釘固定連接模具包括上模板、圓柱銷、凸模與氣缸活塞桿用螺紋固定連接并通過(guò)卸料螺釘與模板連接，凹模通過(guò)內(nèi)六角螺釘和圓柱銷與模板定位緊固連接下模板用螺栓、螺母固定在機(jī)架的工作臺(tái)上凸模通過(guò)錐面與氣缸活塞桿配合連接：外觀及尺寸：由于尺寸相對(duì)較小，氣動(dòng)元件安裝方便，不受空間限制。使得整體比較美觀，占地面積小。用 Solidwork 軟件對(duì)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析。3 小型沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)小型沖壓機(jī)的三維效果圖如下：圖 3-1 小型沖壓機(jī)的三位效果圖2小型氣動(dòng)沖壓機(jī)由機(jī)架、升降、模具、控制箱構(gòu)成機(jī)架包括可調(diào)緩沖氣缸、底座、工作臺(tái)。3氣缸安裝在升降架上，并通過(guò)螺栓夾緊。凸模與氣缸的活塞桿通過(guò)螺紋連接，活塞帶動(dòng)凸模工作。凹模放在底座上，通過(guò)螺栓連接。升降包括升降架、齒條、升降裝置（齒輪軸、蝸輪、蝸桿）升降機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)凸模與凹模之間的高度，以便進(jìn)行工作。控制箱的氣動(dòng)按鈕按下，機(jī)器開(kāi)始工作，打開(kāi)氣源，可調(diào)緩沖氣缸工作，活塞帶動(dòng)凸?？焖傧蛳逻\(yùn)動(dòng)到壓縮物體時(shí)，活塞減慢速度，將物體慢慢的壓縮成型，當(dāng)碰到形成開(kāi)關(guān)時(shí)，活塞收回。1-底座 2-手搖桿 3 升降箱 4-銷 5 夾緊螺栓 6-管接頭 7-緩沖氣缸 8-控制箱9-升降架 10 凸模 11-凹模 12 行程開(kāi)關(guān) 13 齒條 14-蝸桿 15-軸套 16-蝸齒17-鍵 18-軸承 19-齒輪軸 21-擋板圖 3-2 沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu)圖4 沖壓機(jī)的工作原理沖壓過(guò)程可以分為如下幾個(gè)步驟 ,用框圖表示如圖 4-1 所示。圖 4-1 小型沖壓機(jī)沖壓過(guò)程框圖4由于氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn) ,因此本文探討的沖壓機(jī)采用氣動(dòng)沖壓。將所沖的毛坯放在凹模板上開(kāi)動(dòng)控制箱開(kāi)關(guān)旋鈕電磁閥 3 得電，使氣缸 5 接通氣源 1，氣缸活塞桿帶動(dòng)凸模下行，節(jié)流閥 4 調(diào)節(jié)沖壓速度，凸模進(jìn)入凹模沖壓凸模上的擋板碰到行程開(kāi)關(guān)后換向電磁閥 3 得電，使得氣缸收回，沖壓完成。根據(jù)上述沖壓過(guò)程框圖 ,設(shè)計(jì)氣壓系統(tǒng)回路如圖1-減壓閥 2-氣罐 3 電磁閥 4-溢流閥 5-氣缸 6-形成開(kāi)關(guān)圖 4-2 氣動(dòng)回路圖5 沖壓機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 對(duì)氣缸的使用要求（）氣缸正常的工作條件：介質(zhì)、環(huán)境溫度一般為，工作壓力一般為.。（）安裝前，應(yīng)在.倍工作壓力下進(jìn)行試驗(yàn)，不應(yīng)漏氣。（）安裝的氣源進(jìn)口處需設(shè)置油霧器，以利工作中潤(rùn)滑。氣缸的合理潤(rùn)滑極為重要，往往因潤(rùn)滑不好而產(chǎn)生爬行，甚至不能正常工作。（）安裝時(shí)，要注意動(dòng)作方向，活塞桿不允許承受偏心負(fù)載或橫向負(fù)載。（）負(fù)載在行程中有變化時(shí)，應(yīng)使用有足夠輸出力的氣缸，并要附加緩沖裝置。（）不使用滿行程，特別活塞桿伸出時(shí)，不要使活塞與缸蓋相碰擊。否則容易引起活塞和缸蓋等零件損壞。 5.2 氣缸的設(shè)計(jì)與選擇的流程圖圖 5-1 氣缸設(shè)計(jì)選擇流程圖5氣缸按供氣方向分，可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只是往缸的一側(cè)輸入壓縮空氣，靠其它外力使活塞反向回程。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓縮空氣，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠氣體壓力完成。由于單作用氣缸僅向單向運(yùn)動(dòng)，有外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)，而雙作用單活塞氣缸在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下可以像兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)但兩個(gè)方向的輸出力不同，所以該方案采用雙作用單活塞缸。5.3 氣缸設(shè)計(jì)計(jì)算由設(shè)計(jì)任務(wù)可以知道，根據(jù)考查，正常青年人的臂力大約 50-70kg，而正常生產(chǎn)時(shí)兩手同時(shí)進(jìn)行，在加工時(shí)可能由于其他原因影響，綜合考慮氣缸要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載大小 180Kg，考慮到氣缸未加載時(shí)實(shí)際所能輸出的力，受氣缸活塞和缸筒之間的摩擦、活塞桿與前氣缸之間的摩擦力的影響，并考慮到凸模的質(zhì)量。在研究氣缸性能和確定氣缸缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率 ：%10F氣 缸 的 理 論 負(fù) 載氣 缸 的 實(shí) 際 負(fù) 載由液壓與氣壓傳動(dòng)技術(shù)表表 5-1 氣缸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與負(fù)載率 運(yùn)動(dòng)速度 v=3m/min=50mm/s，取 =0.60，所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為：F=F0/=2713.85N5.4 氣缸內(nèi)徑的確定表 5-2 氣缸缸徑的計(jì)算則：D= =83.15mm2PFF氣缸的輸出拉力 N；P 氣缸的工作壓力 Pa按照 GB/T2348-1993 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取 D=100 mm表 5-3 氣缸缸徑尺寸系列8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100（110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 6305.5 活塞桿直徑的確定表 5-4 活塞桿直徑系列 （mm）4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 2832 36 40 45 50 56 63 7 80 90 100 110 125140 60 180 200 220 250 280 320 360 400由 d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=30 mm5.6 缸筒長(zhǎng)度的確定缸筒長(zhǎng)度 S=L+B+30L 為活塞行程；B 為活塞厚度活塞厚度 B=(0.6 1.0)D= 0.7X100=70mm阻性負(fù)載(靜負(fù)載) 慣性負(fù)載的運(yùn)動(dòng)速度 v100mm/s 100500mm/s 500mm/s= 0.8 0.65 0.5 0.3項(xiàng)目 推力 拉力缸徑雙作用氣缸PD24 Pd)(42D6由于氣缸的行程 L=350mm ,所以 S=350+70+30=450mm導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度 A:一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度 A，在 D80mm 時(shí), 可取 A=d。所以 A=30mm最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)氣缸的最大行程為 L，缸筒直徑為 D，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為：H 代入數(shù)據(jù) 即最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H= =50 mm2活塞桿的長(zhǎng)度 l=L+B+A+80=450+70+30+50=600 mm5.7 氣缸筒的壁厚的確定由液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)可查氣缸筒的壁厚 可根據(jù)薄避筒計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算： 式中 2DP缸筒壁厚（mm） ；D缸筒內(nèi)徑（mm） ；P缸筒承受的最大工作壓力（MPa） ；缸筒材料的許用應(yīng)力（MPa） ；實(shí)際缸筒壁厚的取值：對(duì)于一般用途氣缸約取計(jì)算值的 7 倍；重型氣缸約取計(jì)算值的 20 倍，再圓整到標(biāo)準(zhǔn)管材尺碼。參考液壓與氣壓傳動(dòng)缸筒壁厚強(qiáng)度計(jì)算及校核缸體的材料選擇 ZG310-570， =600 MPa， = =120 MPab5bn 為安全系數(shù) 一般取 n=5； 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(Pa)P缸筒承受的最大工作壓力（MPa） 。當(dāng)工作壓力 p16 MPa 時(shí)，P=1.5p；當(dāng)工作壓力p16 MPa 時(shí)，P=1.25p由此可知工作壓力 0.5 MPa 小于 16 MPa，P=1.5p=1.50.5=0.75 MPa=0.3mm2DP參照下表 氣缸筒的壁厚圓整取 =4 mm表 5-5 氣缸筒的壁厚6 蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算6.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型、精度等級(jí)由于傳動(dòng)的功率不大，速度也不高，故選用阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng)，精度為：8C-GB10089-88。6.2 選擇蝸桿蝸輪材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度中等，故蝸桿用 45 號(hào)鋼表面淬火，硬度為 4555HRC，蝸輪邊緣采用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，缸徑材料 20 25 32 40 50 63 80 100 125 160 200 250 320鋁合金2Al2壁 2.5 2.53 3.54 4.5520 鋼無(wú)縫鋼管厚 2.5 3 3.5 4.55 5.567而齒芯用 45 鋼。6.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距：232)(HpeZKTa6.4 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩按 ,估取效率 =0.8 ,由于蝸桿不經(jīng)常，靠人力轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)書(shū)冊(cè)得：1Z,P=18.65Wmin/901r28497.2126262 05.905. inpPT mN6.5 確定載荷系數(shù) K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) ；由表 6-1 使用系數(shù) 選取使用系KAK數(shù) .由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù) ；1A 05.V表 6-1 使用系數(shù) A工作類型 載荷性質(zhì) 均勻、無(wú)沖擊 不均勻、小沖擊 不均勻、大沖擊每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù) 50啟動(dòng)載荷 小 較大 大AK1 1.15 1.2則K= 05.VA6.6 確定彈性影響系數(shù) E因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相配，故 2160aEMPZ6.7 確定接觸系數(shù) pZ先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動(dòng)中心距 的比值 ,從教材機(jī)械設(shè)計(jì)圖 11-5 中可1da35.1d查得 =2.9.p6.8 確定許用接觸應(yīng)力 H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC,可從教材機(jī)械設(shè)計(jì)表 11-7 中查蝸輪的基本許用應(yīng)力 =268HaMP應(yīng)力循環(huán)次數(shù) LnjN.602( 為蝸輪轉(zhuǎn)速)mi52rn2,( 為工作壽命)4138.1Lnj 為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù) j=1705.60所以壽命系數(shù)為.105.87HNk則 ：8= =0.7 =187.6HkNH268aMP6.9 計(jì)算中心距= =64.85mm32HpeZKTa3 26.1879049.215. 取中心距 a=80mm，因 i=14.5，取 m=2mm， =35.5mm。這時(shí) / a=d1d, 取接觸疲勞系數(shù)為 =2.8，因?yàn)?ZZ,因此以上計(jì)算結(jié)4.085.mZ果可用。6.10 計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距 24.6mPa直徑系數(shù) 75.1q齒頂圓直徑 mhda 5.391.31齒根圓直徑 ff 0)(1分度圓導(dǎo)程角 28蝸桿軸向齒厚 4.Sa 蝸輪蝸輪齒數(shù) =28，變位系數(shù) =-0.1252Z2x蝸輪分度圓直徑 mzd568蝸輪喉圓直徑 hdaa 615822蝸輪齒根圓直徑 ff 2.3.蝸輪咽喉母圓半徑 mdarg 496280122 6.11 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 FFFYKTa2153.選取當(dāng)量系數(shù) 9.2813cos32zV根據(jù)變位系數(shù) =-0.125， =29.99 2x從機(jī)械設(shè)計(jì)中的圖 11-19 中查得齒形系數(shù)為 =2.87。2aFY螺旋角系數(shù) =Y97.014.01許用彎曲應(yīng)力 =FNFNK由鑄錫磷青銅制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力為=56Mpa.壽命系數(shù)為 86.015.87FNk9=FH/ 16.48.056FNKaMP0797280491.53 FN由此可見(jiàn)彎曲強(qiáng)度是可以滿足的。6.12 當(dāng)量摩擦角 v， 其值可根據(jù)滑動(dòng)速度由表 11-18 和 1-19 中選取。滑動(dòng)213vvfarctn速度計(jì)算為 =0.166m/sos d3.cs106o1又由于蝸輪是有鑄錫磷青銅制造的且硬度45HRC，根據(jù)查得 ，43,65.0vvf根據(jù)自鎖條件，其蝸輪蝸桿傳動(dòng)返程自鎖。7 齒輪齒條的設(shè)計(jì)7.1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 已知載荷變化不大，傳動(dòng)功率 =18.65W 選擇材料及確定許用應(yīng)力，采用軟齒面的組合，1p選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。由于傳動(dòng)比是無(wú)限大，選擇直齒圓柱齒傳動(dòng)。（1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，采用 7 級(jí)精度。（2）材料的選擇，由表 10-1 選擇齒條材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)，硬度為 500HBS，齒輪材料為 45 號(hào)鋼，?；幚?，零度為 400HBS（3）選擇齒輪的齒數(shù) 齒條的齒數(shù) 無(wú)限大。281Z2Z7.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 311 HEdt zTuk確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）初選 4.t（2）由圖 1030 選區(qū)域系數(shù) =2.467zH（3）由圖 1026 查的 ， 則0.710.9262（4）計(jì)算小齒輪的傳遞轉(zhuǎn)矩NnPTII 6347.5125.85.95.961 （5）由表 7-1 選取齒寬系數(shù) 。d表 7-1 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) d(6)由材料彈性影響系數(shù) =189.8zE21Mp（7）由齒面硬度查得齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限 =624 ，齒條的解除疲勞強(qiáng)度極1HLimp限 =600Mp2HLim（8）由式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)裝置狀況 兩支承相對(duì)小齒輪做對(duì)稱布置 兩支承相對(duì)小齒輪做不對(duì)稱布置 小齒輪做懸臂布置d0.9-1.4（1.2-1.9） 0.7-1.15（1.1-1.65） 0.4-0.610=60nj =601211630010=9.216N1Lh 810882 1096.4.069（9）由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 96.1kHN93.2HN（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%安全系數(shù) S=1 由式 1012 得=599MpsLHN1Im1=558MP2I27.3 計(jì)算（1）試算齒輪分度圓直徑 代入 中較小的值dt1H=50.855.7819462.567.0849431t（2）計(jì)算圓周速度 V=0.85m/s061nIt（3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mt7.128cos5.0cos1 zdnth=2.25 =2.251.77=3.99tb/h= =12.749.3850（4）計(jì)算載荷系數(shù) K由使用系數(shù) =1，根據(jù) V=0.85m/s，7 級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù) =0.6， =1.42, kA kvH=1.35FB得 =1.4，故載荷系數(shù)FaHK= =10.61.41.42=1.19AvH（5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式得=50.83 =48.1531kdtt 34.19（6）計(jì)算模數(shù) 0nm=1.8928cos5.cos1z7.4 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算由式321cosFYzkTadn7.4.1 確定計(jì)算參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)11K= =10.61.41.35=1.13kAvF（2）根據(jù)縱向重合度 =1.419，螺旋角影響系數(shù) =0.86Y（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)34.29.08cos31ZV（4）查取齒形系數(shù)由表 105 查得 =2.1776.1YF2FY（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)查得 =1.56, =1.80SS（6）齒輪的疲勞強(qiáng)度極限 =500MP, =400MP1FE2FE（7）彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.87， =0.95kNN（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由式 1012 得=310.71MP4.1508711SFENF=271.4MP.922（9）計(jì)算齒輪的014.7.31561FYS.282齒條數(shù)值大7.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 =1.56mn 3224015.67.18cos0.91對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算的發(fā)面參數(shù) 大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的mn法面模數(shù)，取 =2.0 已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足解除疲勞強(qiáng)度，需按解除疲勞強(qiáng)度n算得分度圓直徑 =2.3721=49.77來(lái)計(jì)算應(yīng)有齒數(shù)d1=27.521cos7.49coszn則 =28，17.5 齒寬B= =142.85=42.85mmd圓整后 mm，402b8 計(jì)算齒輪軸8.1 求輸出軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 、轉(zhuǎn)矩1p1n1T=2.87W、 =6r/min1pn127.54816087.2950950T311 mNnp8.2 求作用在齒輪上的力因一直齒輪分度圓直徑為 d2=56則圓周力：NdTFt 7.1956.4821軸向力：t 84.2.2cos0tan徑向力:NFta 61.7.195t8.3 初步確定最小直徑先按下式初步估算軸的最小值。選軸材料為 40Cr， ，表 153，取 120A=9.5331min 6028.PAd8.4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度對(duì)軸進(jìn)行分析，分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩，并分別做出水平彎矩圖和垂直彎矩圖，最后求出總彎矩。 2vHM圖 8-1 齒輪軸的受力圖通過(guò)計(jì)算最后的得出 M=62748N.mm13（2）轉(zhuǎn)矩 T=5481.7N.mm（3）40Cr 的強(qiáng)度極限為 MPap275，又由于軸受的載荷為脈動(dòng)的，所以 6.0。，故是安全的。pcaWT6.32W 為軸的抗彎截面系數(shù)， m8.5 判斷危險(xiǎn)截面由于截面 IV 處受的載荷較大，直徑較小，所以判斷為危險(xiǎn)截面截面 IV 右側(cè)的MPamb5.17截面上的轉(zhuǎn)切應(yīng)力為T(mén)642amb 9.78.由于軸選用 40cr，調(diào)質(zhì)處理，所以PaB735， P361， P2601。綜合系數(shù)的計(jì)算由 ，.dD經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應(yīng)力集中為 23.，0.62dr81，軸的材料敏感系數(shù)為 85.q， 7.0，故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 .2)(k711查得尺寸系數(shù)為 .0，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 76.0，軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 92.，軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 q=1，則綜合系數(shù)值為3.1kK.2碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為 1.0， 5.8.6 安全系數(shù)的計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為 92.61maKS.414SSca 5.16.2故軸的選用安全1516致 謝 幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)結(jié)束，在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過(guò)程中，我取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是小型氣動(dòng)沖壓機(jī)的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)我以前所沒(méi)有接觸的。我對(duì)它來(lái)說(shuō)完全是一個(gè)陌生者，經(jīng)過(guò)李宜峰老師的指導(dǎo)和幫助，使我順利的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此深深感謝我的老師給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助,同時(shí)也感謝給我?guī)М?huà)法幾何的李平老師，機(jī)械設(shè)計(jì)的張函老師， 互換性與測(cè)量技術(shù)的馬少輝老師， 先進(jìn)制造技術(shù)的張宏老師等，沒(méi)有這些課程做基礎(chǔ)，是無(wú)法完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，感謝你們！同時(shí)在 Solidwork 三維繪圖中，感謝李宜峰老師提出的寶貴意見(jiàn)。在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中，還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助，在此，我對(duì)這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福！ 最后，再一次衷心的感謝我所有老師和同學(xué)，感謝你們對(duì)我的幫助，你們傳遞的知識(shí)使我受用一生，你們的恩情我會(huì)銘記一生！雖然說(shuō)謝謝二字不足以表達(dá)我的感情，但是仍然對(duì)你們說(shuō)聲“謝謝” ， “桃李不言，下子成溪”！17參考文獻(xiàn)1 許福玲，陳堯明主編.液壓與氣壓傳動(dòng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5.2畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)M.青島海洋出版社.3 鄒慧君主編.機(jī)械原理M.北京:高等教育出版社,19994機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫(xiě)組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（中冊(cè)）M.化學(xué)工業(yè)出版社,1982:763.5機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 2 卷）M.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:11-13.6機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 3 卷）M.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-143.807機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 3 卷）M.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-157.8濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)M.北京:高等教育出版社,2006.5.小型氣動(dòng)沖壓機(jī)的設(shè)計(jì), 姜自樂(lè),緒 論,目前 ,在國(guó)內(nèi)大多數(shù)中小企業(yè)中 ,沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。,因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床是具有現(xiàn)實(shí)意義的。 一些金屬和非金屬微型薄板件沖制主要采用兩種方法：一是在排樣設(shè)計(jì)中采用多排策略，增大模具尺寸以滿足大型壓力機(jī)的需求。并將設(shè)計(jì)和制造好的模具安裝在機(jī)械壓力機(jī)上來(lái)實(shí)施沖壓，其缺點(diǎn)是：設(shè)各投資大、模具設(shè)計(jì)和制造復(fù)雜，總成本高，且必須采用機(jī)械壓力機(jī)；二是采用小型模具，在小噸位壓力機(jī)上實(shí)施沖壓。雖然模具設(shè)計(jì)、制造比較容易，但仍擺脫不了機(jī)械壓力機(jī)固有的缺陷：笨重、噪音大操作不方便、安全，浪費(fèi)能源等問(wèn)題。,1、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,隨著氣動(dòng)和液壓技術(shù)的發(fā)展,以及氣動(dòng)技術(shù)中的氣源比較容易獲取、環(huán)境干凈、氣動(dòng)元件安裝方便、靈活等特點(diǎn)。而大部分沖壓設(shè)備以傳統(tǒng)的機(jī)械式?jīng)_床為主。機(jī)械式?jīng)_床一般具有外形尺寸較大、工作環(huán)境噪聲高、沖壓力不可隨時(shí)調(diào)整以及能源的利用率低等缺點(diǎn)。同時(shí) ,為了提高沖床的能量利用率以及增大沖床的工作沖擊慣性 ,一般都配備有巨大的飛輪 ,但事實(shí)上 ,設(shè)備運(yùn)行時(shí)單位重量的輸出力低。另外在加工小尺寸的液壓和氣動(dòng)元件時(shí) ,能源浪費(fèi)嚴(yán)重 ,而且由于沖擊過(guò)程的不穩(wěn)定性 ,經(jīng)常造成嚴(yán)重的人身事故。因此研究和設(shè)計(jì)一種新型的沖壓機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式。液壓傳動(dòng)的液壓沖壓機(jī)，它們雖然能加工花紋，但是從在各種缺點(diǎn)，如果油封不好，漏油不僅不環(huán)保，而且運(yùn)行不穩(wěn)定。但是目前氣動(dòng)的快速發(fā)展，氣壓傳動(dòng)是以壓縮空氣為介質(zhì)，以壓縮空氣為動(dòng)力，無(wú)噪音，無(wú)污染，環(huán)保。也不需要承擔(dān)介質(zhì)方面成本。所以我設(shè)計(jì)的以空氣為介質(zhì)進(jìn)行傳動(dòng)氣動(dòng)沖壓機(jī)，它的設(shè)計(jì)輕巧，不占用空間，可任意放在工作臺(tái)上或流水線上；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，可根據(jù)產(chǎn)品的大小調(diào)整工作高度；改變模具；氣缸行程調(diào)整簡(jiǎn)單，配有空氣節(jié)流閥，氣缸上、下行速度均可根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)節(jié)；,2沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目的及要求,功能設(shè)計(jì)：沖壓機(jī)的基本功能就是設(shè)計(jì)一個(gè)氣缸，并使得有足夠的力可以沖壓食品成型. 氣缸以壓縮空氣作為動(dòng)力源帶動(dòng)活塞傳動(dòng)到主軸上使主軸形成向下運(yùn)動(dòng)，從而形成沖力使食品在模具中產(chǎn)生規(guī)定的變形而達(dá)到加工的目的它與普通沖壓機(jī)不同的是，行程可以任意調(diào)節(jié)，壓力可以調(diào)節(jié)，最大的特點(diǎn)是氣動(dòng)壓力機(jī)壓力。可以在壓到工件后形成保壓而完成工件的成形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：可以小型件氣動(dòng)沖壓機(jī)由機(jī)架、模具、控制箱構(gòu)成機(jī)架包括氣缸、底座、工作臺(tái)。氣缸通過(guò)其上的法蘭與上固定板用螺釘固定連接模具包括上模板、圓柱銷、凸模與氣缸活塞桿用螺紋固定連接并通過(guò)卸料螺釘與模板連接，凹模通過(guò)內(nèi)六角螺釘和圓柱銷與模板定位緊固連接下模板用螺栓、螺母固定在機(jī)架的工作臺(tái)上凸模通過(guò)錐面與氣缸活塞桿配合連接：,2沖壓機(jī)設(shè)計(jì)目的及要求,外觀及尺寸：由于尺寸相對(duì)較小，氣動(dòng)元件安裝方便，不受空間限制。使得整體比較美觀，占地面積小。用Solidwork軟件對(duì)上述機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，對(duì)其運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真分析,3小型沖壓機(jī)的結(jié)構(gòu),總體方案圖,1-底座 2-手搖桿 3升降箱 4-銷 5夾緊螺栓 6-管接頭 7-緩沖氣缸 8-控制箱9-升降架 10凸模 11-凹模 12行程開(kāi)關(guān) 13齒條 14-蝸桿 15-軸套 16-蝸齒17-鍵 18-軸承 19-齒輪軸 21-擋板,4沖壓機(jī)的工作原理沖壓過(guò)程可以分為如下幾個(gè)步驟 ,用框圖表示如圖4-1所示。,將所沖的毛坯放在凹模板上開(kāi)動(dòng)控制箱開(kāi)關(guān)旋鈕電磁閥3得電，使氣缸5接通氣源1，氣缸活塞桿帶動(dòng)凸模下行，節(jié)流閥4調(diào)節(jié)沖壓速度，凸模進(jìn)入凹模沖壓凸模上的擋板碰到行程開(kāi)關(guān)后換向電磁閥3得電，使得氣缸收回，沖壓完成。根據(jù)上述沖壓過(guò)程框圖 ,設(shè)計(jì)氣壓系統(tǒng)回路如圖,氣動(dòng)回路圖,蝸輪蝸桿傳動(dòng),以齒輪齒條嚙合升降氣缸高度,5.2氣缸的設(shè)計(jì)與選擇的流程圖,1.根據(jù)工作需要選用缸徑100的氣缸。2.通過(guò)對(duì)齒輪齒面強(qiáng)度、齒根彎曲強(qiáng)度校核，確定強(qiáng)度滿足強(qiáng)度條件。3.通過(guò)對(duì)齒輪軸的校核計(jì)算得出軸能夠滿足工作條件,總結(jié),本次設(shè)計(jì)是以傳統(tǒng)的機(jī)械沖壓設(shè)備為基礎(chǔ)，對(duì)機(jī)械沖壓設(shè)備存在的問(wèn)題進(jìn)行作結(jié)，改進(jìn)。,致 謝,本次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，我非常感謝我的指導(dǎo)老師和我的同學(xué)，以及幫助過(guò)我的朋友，感謝你們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中提出寶貴的建議，,謝謝各位老師的指點(diǎn),