J44-40底传动双动拉深压力机毕业设计论文

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摘要

摘 要

双动拉深压力机用于拉伸复杂的零件，它的主要结构特点是有两个滑块，即内滑块和外滑块。外滑块用于压边，又称压边滑块；内滑块用于拉深，又称拉深滑块。外滑块在机身导轨内作往复运动，内滑块在外滑块的导轨内作往复运动。J44-40底传动拉深压力机采用凸轮驱动。这种由凸轮驱动的滑块运动速度曲线近似于正弦曲线，生产效率低，用于中小件的拉深成型。

关键词 双动；拉深；滑块；压边；导轨；底传动；凸轮驱动

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

Abstract

Double action deep drawing presses for drawing complex parts, its main structural features are two sliders that slide inside and outside slider. Outside slider for blank, also known as blank slide; within the slider for drawing,

drawing, also known as the slider. Inside the track outside the slider in the body for reciprocating movement within the outer slider slider for reciprocating motion within the guide. J44-40 deep drawing presses the end of drive cam

drive. This cam-driven slide from the velocity curve is similar to the sine curve, low productivity, small parts used for drawing shape.

Key words double-acting； drawing； slide；blank；guide rail；the end of transmission；cam-driven

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目录

目 录

摘 要 ............................................................................................................. I Abstract ..................................................................................................... III

第1章 绪论 ................................................................................................ 1

1.1 课题背景 ........................................................................................... 1

1.2课题设计的内容及意义 .................................................................... 1

第2章 钢丝夹级进模设计 ...................................... 错误！未定义书签。

2.1零件的工艺性分析 .......................................................................... 10

2.2 冲压工艺方案的拟定 ..................................... 错误！未定义书签。

2.2.1毛坯尺寸的计算 ....................................... 错误！未定义书签。

2.2.2 排样图设计及材料的利用率 .................. 错误！未定义书签。

2.3凸凹模刃口尺寸的计算…………………………………………….6

2.3.1 冲孔凸凹模 .............................................. 错误！未定义书签。

2.3.2 切边凸凹模 .............................................. 错误！未定义书签。

2.3.3切缺凸凹模 ............................................... 错误！未定义书签。

2.4 模具结构设计..................................................................................10

2.4.1弯曲模设计 ............................................... 错误！未定义书签。

2.4.2 压凸凸凹模的设计 .................................. 错误！未定义书签。

2.4.2.1 凸凹模的圆角半径 ............................... 错误！未定义书签。

2.4.2.2 凸凹模的间隙 ....................................... 错误！未定义书签。

2.5有关受力的计算 .............................................. 错误！未定义书签。

2.5.1 冲孔力的计算 .......................................... 错误！未定义书签。

2.5.2 弯曲力的计算 .......................................... 错误！未定义书签。

2.5.3 打凸力的计算 .......................................... 错误！未定义书签。

2.5.4 总冲裁力的计算 ...................................... 错误！未定义书签。 2. 5.5压力机的选定 .......................................... 错误！未定义书签。

2.6 有关应力的校核 ............................................. 错误！未定义书签。

2.7 级进模的结构零件的设计 ............................. 错误！未定义书签。

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燕山大学本科生毕业设计（论文）

2.7.1 卸料装置 .................................................. 错误！未定义书签。

2.7.2 顶出装置及推件装置 .............................. 错误！未定义书签。

2.7.3模柄 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.7.4 模架 .......................................................... 错误！未定义书签。

2.8 其它零件的设计 ............................................. 错误！未定义书签。

2.8.1固定板 ....................................................... 错误！未定义书签。

2.8.2 导向卸料板 .............................................. 错误！未定义书签。

2.8.3 垫板 .......................................................... 错误！未定义书签。

第3章 塑料模具设计 .............................................. 错误！未定义书签。

3.1 塑件制品的特点 ............................................. 错误！未定义书签。

3.2模具工作原理及分型面位置的确定 .......... 错误！未定义书签。

3.3注射机型号的选定 .......................................... 错误！未定义书签。

3.3.1注射量的计算 ........................................... 错误！未定义书签。

3.3.2锁模力的计算 ........................................... 错误！未定义书签。

3.3.3注射机的形式和模具的关系 ................... 错误！未定义书签。

3.3.4注射机型号的结构 ................................... 错误！未定义书签。

3.4注射机有关参数的校核 .................................. 错误！未定义书签。

3.4.1注射压力的校核 ....................................... 错误！未定义书签。

3.4.2锁模力的校核 ........................................... 错误！未定义书签。

3.4.3注射机安装模具部分相关尺寸的校核 ... 错误！未定义书签。

3.5成型零件的结构设计 ...................................... 错误！未定义书签。

3.5.1 型芯和型腔工作尺寸的计算 .................. 错误！未定义书签。

3.5.2成型尺寸校核 ........................................... 错误！未定义书签。

3.6脱模力的计算 .................................................. 错误！未定义书签。

3.7模架的选用 ...................................................... 错误！未定义书签。

3.8浇注系统设计 .................................................. 错误！未定义书签。

3.9 排气系统设计 ................................................ 错误！未定义书签。

3.10冷却系统设计 ................................................ 错误！未定义书签。

3.11 顶出系统设计 .............................................. 错误！未定义书签。

3.12温度调节系统的设计 .................................... 错误！未定义书签。

3.13模具总体结构图 ............................................ 错误！未定义书签。 IV

目录

结 论 .......................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 .................................................................... 错误！未定义书签。 致谢 ............................................................................ 错误！未定义书签。 附录1 ......................................................................... 错误！未定义书签。 附录2 ....................................................................... 错误！未定义书签。

V

绪论

第1章 绪论

1.1 课题背景

锻压机床是工业基础装备的重要组成部分之一，在航空航天、汽车制造交通运输、冶金化工等等重要工业部门得到广泛应用。任何一个工业发达国

家，其锻压机床的技术水平和拥有量，是其工业发达水平的重要标志。迄今为止，我国锻压机床经半个多世纪的发展，通过国家经济建设“七五”、“八五”、“九五”、“十五”规划的实施，已经从只能生产单机（诸如各种普通、专用压力机、液压机、锤）发展到能够生产装备机械化、半自动化和自动化锻压生产线，大重型锻压机和具有各种特殊功能的先进特种锻压机床。改革开放以来，在引进国际先进技术和合作生产的基础上，极大地提高了锻压机床的设计开发能力和制造水平。近年来，随着我国以汽车为龙头的制造业的飞速发展，大大刺激了锻压生产的进步，新型的锻压装备不仅能确保通用产品的性能、质量和可靠性，且国产大型精密高效的成套设备、自动化生产线、FMC、FMS等高新技术、高附加值的锻压生产装备正在装备着我国制造业，与国外公司竞争市场。到目前为止，国产锻压机床（以2004 年为例）主要产品有(1000多种，主要生产企业(100多家，年产量)6.7万台套，年产值66亿元，年销售额62亿元，年出口近2.4亿美元。

高速压力机,随着电子工业的发展，小型电子零件的需求日趋高涨，促进了高精度、高效率的高速压力机的发展。目前世界上日本已成为高速压力机技术的领军，在100KN压力、8mm冲程下， 滑块速度可达4000min-1。我国金丰、江苏扬锻、高将精机、江苏扬力、徐锻和西安通力都有高速压力机产品。2004年已开发出了速度达1200min-1 的:SH系列SH-25型开式高速精密压力机，其他还有VH开式、JF75G闭式系列高速压力机，这些压力机广泛应用于电子和微电子行业，全面提高了行业技术装备水平，替代了大量的进口机床。

2005年江苏扬州锻压公司还推出了J76-200型高速精密冲压线，该线由一台主机（J76-200型2000KN闭式双点高速精密压力机）、双头料架、S 型

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绪论

校平机、凸轮驱动送料机构组成。主机公称力2000KN,，滑块行程30mm，行程次数160 min-1 -450 min-1。此外，徐州锻压机床厂也推出了:SH-25型250KN,开式高速精密压力机，公称力250KN,，滑块行程20mm，行程次数150 min-1-750 min-1。进入20世纪以来，中国锻压机床行业经过多种方式（技术引进、合作生产、合资）运作，与国外先进企业合作打造品牌产品，快速提升了我国锻压机床的整体水平，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，在宜人性方面取得了长足进步。但国外知名企业在技术创新、产品开发和名牌效应方面的进步更快，因此，国内锻压机床产品与国外名牌的差距无明显缩短。锻压机床要向着以下几个方面发展

(1)高自动化、成套化、成线化

锻压机床的发展与汽车工业的发展密切相关。当今世界，汽车覆盖件大型冲压设备有两大发展趋势：一是侧重于柔性生产的高性能压力机生产线配以自动化上下料机械手。二是采用大型多工位压力机。两种工艺类型均体现了锻压机床向高自动化、成套、成线化发展的趋势。

(2)高柔性、复合化

高柔性、复合化指的是锻压机床的功能不再是传统的单一功能模式，而是复合了板材加工过程的不同工艺，以满足不同用户、不同产品、不同生产工艺的要求。这一方面得益于机床技术发展的促进，另一方面，这也是适应现代化生产要求精度与效率兼顾的需要。

(3)高精、高效、高速度

高精、高效、高速度不仅是机床用户的要求，同时也是机床制造商不变的追求。只不过，在机床技术日新月异的今天，高精、高速、高效被赋予了更加丰富的内涵。为了满足高速冲床对速度和精密性的要求，高速精密冲床都在加大扭矩，降低噪声，提高刚性，减少发热，保持滑块运行平稳等方面采取措施。以保证冲床在生产线上高速运行，确保制件合格。

(4)环保、节能、降噪

随着我国现代化进程的发展，人们的环保意识、节能意识逐步提高，而重视环保#设计制造节能降噪型产品，也已经逐渐成为厂商的共识。以人为本，发展“绿色环保”锻压机床。为了工人的人身安全和无污染环境， 2

绪论

锻压机床研制需做到“五绿”---绿色设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装和绿色处理。

(5) 数控化

随着现代化生产对高精、高效、高自动化的要求，数控技术在自动化生产、在冲压生产线中的关键地位日益凸显，控制系统、CAD系统越来越受到行业厂商的重视。受此趋势的影响，一些优秀的控制系统、CAD系统开始走向前台，走进商品化时代。在CIMT2005上，数控系统、CAD系统纷纷作为独立展品或机床展品不可或缺的重要部分，以不可阻挡之势进入观众的视线。

1.2压力机的分类

曲柄压力机的种类很多，按照工艺用途可以分为：

一、板料冲压压力机

1．通用压力机，用来进行冲裁、落料、弯曲、成形和浅拉延等工艺．

2．拉延压力机，用来进行拉延工艺。

3．板冲高速自动机，适用于连续级进送料的自动种压工艺。 4．板冲多工位自动机，适用于连续传送工件的自动冲压工艺 二、模锻压力机 1．冷挤压机，用来进行冷挤压工艺。 2．热模锻压力机，用来进行热模锻工艺。 3．精压机，用来进行平面精压、体积精压和表面压印等工艺． 4．平锻机，用来进行平锻工艺。 5．冷镦自动机，用于制造如螺钉螺母等各种标准件。

6．精锻机，用来精锻各种轴类工件。

三、剪切机

1．板料剪切机，用于裁剪板料。

2．棒料剪切机，用于裁剪棒料。

1.3课题设计的内容及意义

1.3.1 课题设计的主要内容

总体结构方案设计

系统传动方案设计

运动设计

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绪论

动力设计

结构设计

绘制装配图、零件图

1.3.2 本课题选题的依据和意义

依据：本课题的选题来源于工厂实际

意义：熟悉传统的压边工艺，尽管这一工艺应用范围已经很小了，克服此压边工艺的缺点，从而达到创新的目的。

1.3.3 技术参数 名称：底传动双动拉伸压力机J44-40吨,上海98年产（目前已停产） 滑块行程：410 mm 滑块行程次数：11 次/分 最大拉伸深度：230 mm 工作台尺寸(左右x前后)：650x600 mm 坯料直径：600 mm 拉伸直径：400 mm

外形尺寸：3000×2810×1980

生产厂家：上海锻压机床厂

重量：14吨

电机功率：11kw

拉伸行程：380mm

拉伸压力:32吨

要求：尽量采用低摩擦的传动副，缩短传动链，消除传动间隙

1.3.4 J44-40底传动双动拉深压力机的工作原理与组成结构 J44-40底传动双动拉深压力机的结构如图 1-1所示。电动机通过带轮、齿轮驱动大齿轮转动。拉深滑块上的中央螺杆安装凸模，压边滑块装有压边圈，工作台上安装。当大齿轮转动时，主轴带动凸轮转动，凸轮通过滚轮带动压边滑块上行，使压边滑块上的压边圈与工作台上的凹模接触，当模具压边圈与凹模接触工作时台停止运动，由于大齿轮转动通过轴销、拉杆、便带动拉深滑块上的凸模下行进行拉深成形。拉深完毕后，大齿轮回升，然后工作台回落，通过顶件装置 将拉深件顶出。

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绪论

J44-40底传动双动拉深压力机 图1-1

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第2章 凸轮滑块的运动分析

第2章 凸轮滑块机构的运动分析

用凸轮驱动滑块的多工位压力机可进行复杂零件的尤其是筒形件、方盒形件的多工位加工，配置辅助装置后，还可以进行其它多工位压力机不能完成横向冲孔、切槽、滚纹、攻丝等工序，从而显著扩大了多工位压力机的工艺范围。它适用于电子、电器、轻工、轴承、精密仪器等行业。

J44-40底传动双动拉深压力机的滑块不是由曲柄---连杆机构，而是由两个等径的凸轮驱动的，其凸轮结构类似以下图形，如图2-1 。

图2- 1驱动滑块的凸轮

1-上轴 2-上从动轮 3-主轴 4-主凸轮 5-下从动轮 6- 下轴 7-滑块体

凸轮4的轮廓线曲线，大径及小径均有60 的圆弧区域，曲线部分是正弦加速曲线方程与从动滚子的包络曲线方程联立计算而得的。

2.1用解析法建议凸轮理论轮廓曲线（滚子中心轨迹）的参数方程

如图2-2所示，选取局部坐标系XOY。在求凸轮理论轮廓曲线的参数方程时，为了方便起见，应用反转法给整个机构以一个绕凸轮轴心O的公共角速度-w，这时凸轮将固定不动，而从动件将沿-w方向转过任意的一个角度 ，这时滚子中心将位于B点。 6

廓线的参数方程： 图2- 2凸轮 由图可见，在XOY直角坐标系中，B点的坐标，也就是理论的轮

x (Ra S)cos （1）

y (Ra S)sin （2）

式中：

； x-理论轮廓线上任意一点的横坐标（mm）

； y-理论轮廓线上任意一点的纵坐标的（mm）

Ra-理论轮廓线上任意的纵坐标（mm）；

S-从动件的位移。

对于正弦加速运动规律 12 S H sin 2 （3）

式中H-凸轮的总行程（mm）；

-凸轮的工作行程（或回程）在循环图上的所占的角度。

由图2-2可见，在x'oy'直角坐标系中，用上述同样的方法，可推

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第2章 凸轮滑块的运动分析

导出回程时理论轮廓曲线参数方程：

'' x' (Ra Sa)cos ' （4）

''y' (Ra Sa)sin ' （5）

式中：

' Ra-理论轮廓曲线上的大径（mm）。

2.2凸轮实际轮廓的参数方程

该凸轮的实际轮廓线是圆心在理论轮廓线上的一族滚子圆的包络线，其直角坐标参数方程：

dy

x1 x RR

( dx2dy2) ()d d （6） dy

y1 x RR

(

式中： dx2dy2) ()d d （7）

x1-凸轮实际轮廓线上任一点的横坐标（mm）；

y1-凸轮的实际轮廓线上任一点的横坐标（mm）；

RR-从动轮的半径值（mm）。

dd对（1）求导得：x scos (Ra S)sin （8） d d

对（2）求导得： dssin (Ra S)cos （9） d d

dH2 对（3）求导得：s (1 cos ) （10） d dy

将式（8）、（9）、（10）分别代入式（6）、（7）中，便可以求得凸轮的实际轮廓线坐标。

2.3 凸轮的基本参数的确定

在设计凸轮机构时，除了满足从动件的运动规律外，还希望 8

机构传力性好，结构紧凑。然而这两者集中反映在压力角和基圆半径的大小及其关系上。

2.3.1凸轮机构的压力角

如图2-3所示凸轮机构在推程任意一位置的受力情况。P为凸轮对从动件的作用力；Q为从动件所受载荷（包括自重和弹簧压力等）；R1、R2分别为导路两侧对从动件的运动副的总反力； 1、 2为摩擦角。凸轮机构压力角为凸轮轮廓线接触B点的法线与从动件上B点的速度方向所夹的锐角。对于滚动的从动件，滚子的中心可视为点B。

根据从动件的平衡条件： Fx o 、 Fy o和 MB 0可得

Q Pcos( 1) (R1 R2)sin 2 0

Psin( 1) (R1 R2)cos 2 0

R2(l b)cos 2 R1bcos 2 0

解此联立的方程消去R1和R2可得

QP （11） 2cos( 1) (1 )sin( 1)tan 2压力角是影响凸轮机构受力情况的重要参数，在其他条件相同的情况下， 越大，则分母越小，P力将越大，若 增大使上式的分母为零，则P力将增大至无穷大，此时机构将发生自锁，而这时的压力角成为临界压力角 c

1 c arctan 1 （12） (1 )tan 2为保证凸轮机构的正常运转，应使凸轮轮廓线上的最大压力角

由上式可知，提高临界压力角的有效途径是增大导路l的 max c。

长度，减小悬臂尺寸b。

在生产实际中，为了提高机构的效率，改善受力情况，通常规定 max小于许用压力角 ，而 远远小于 c，即 max c。根据实际经验，推程时，移动从动件的取 =30 ，摆动从动件取

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