机械优化设计实例六杆压力机

曲柄压力机

曲柄压力机，是指在曲柄压力机中，滑件安装在曲柄轴上，由于曲柄轴的旋转而在一定行程内竖直往复，

并且向冲模冲压工件以成形所需产品。曲柄压力机包括机身、横置于机身下方的曲轴、两端分别与曲轴和滑块铰接的双连杆、位于连杆上方的滑块、位于滑块下方的工作台板、位于机身下方外侧并通过离合器与曲轴连接的飞轮、还包括滚珠导向装置。

曲柄压力机 - 基本简介

曲柄压力机是一种最常用的冷冲压设备，用作冷冲压模具的工作平台。其结构简单，使用方便。 在曲柄压力机中，滑件安装在曲柄轴上，由于曲柄轴的旋转而在一定行程内竖直往复，并且向冲模冲压工件以成形所需产品。本发明的曲柄压力机包括具有V形缩进部分的滑件以在两边框间进行竖直往复运动；和导轨(G1、G2)，其表面对应缩进部分突出，从而，滑件可沿边框上的导轨无空隙地上下滑动。 通过曲柄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。机械压力机动作平稳,工作可靠,广泛用于冲压、挤压、模锻和粉末冶金等工艺。机械压力机在数量上约占各类锻压机械总数的一半以上。机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示，它是以滑块运动到距行程的下止点约10～15毫米处（或从下止点算起曲柄转角

机械优化设计实例

Matlab优化工具箱应用

郭惠昕

长沙学院机电工程系

优化设计的关键内容：

优化设计就是借助最优化数值计算方法与计算机技术，求取工程问题的最优设计方案。

优化设计包括：

（1）必须将实际问题加以数学描述，形成数学模型；

（2）选用适当的一种最优化数值方法和计算程序运算求解。

续：Matlab典型优化函数

2.3约束及其优化函数

1. 典型优化函数fminbnd

[函数] fminbnd

[格式] x = fminbnd(fun,x1,x2)

x = fminbnd(fun,x1,x2,options)

[应用背景]给定区间x1<x<x2，求函数f(x)的最小值。X可以是多元向量

[x,fval] = fminbnd(…)

[x,fval,exitflag] = fminbnd(…)

[x,fval,exitflag,output] = fminbnd(…)

2.3约束及其优化函数

[说明]

fun 是目标函数

x1,x2 设置优化变量给定区间的上下界options 设置优化选项参数

fval返回目标函数在最优解x点的函数值exitflag返回算法的终止标志

output 是一个返回优化算法信息的结构

2.3约束及其优化函数

[应用举例]

2

求函

毕业设计（论文）专用纸

毕 业 设 计（论 文）

题目某公司400KN开式压力机反求设计

姓 名 任 红 强 学 号 1210100909 所在学院 机 械 工 程 学 院 专业班级 机 械 设 计 2 班 指导教师 李 克 勤 日 期 2016 年 6 月 1 日

1

毕业设计（论文）专用纸

摘 要

曲柄压力机是一种最为常见的板料冲压设备，一般用作冷冲压模具的工作平台。随着国家提出的《中国制造2025》计划的不断推进，基础机械制造行业势必有较大的发展。因此，对于提高传统曲柄压力机的工作效率以及优化其结构型式,是符合市场契机，也是符合国家的战略发展的。市场上曲柄压力机开发设计与生产水平已基本成熟，重新进行整体设计必然耗费大量的时间和精力，因此本论文着重于对传统压力机机械传动系统部分进行改良，并结合查阅的相关文献资料，绘制了传动系统原理图，并对其进行了可行性分析，最终完成了整个曲柄压力

一、选题背景及依据

制造业的发展是国家经济发展的重要保证，同时又是评判一个国家科技实力和国防实力是否领先的重要标准。在机械制造业中，锻压制造是目前全世界应用最为广泛的制造方法之一。而在锻压机械中，曲柄压力机又占有很大的比重。曲柄压力机主要是通过飞轮将电机的能量存储，在工作的瞬间通过曲轴及与其相连的滑块对特定的模具做功而释放能量。如今，随着汽车工业的兴起，曲柄压力机以及其他锻压设备得到了迅速发展。众所周知，由于采用现代化的锻压工艺生产工件具有效率高，质量好，能量省和成本低的优点。所以，工业先进的国家越来越多地采用锻压工艺代替传统的切削工艺和其他工艺。近年来，机械压力机广泛应用于冲裁，落料，弯曲，折边，浅拉伸及其他冷冲压工序，是汽车，摩托车，家用电器，仪器仪表，轻工，国防工业，化工容器，电子等行业必备的关键设备。伴随着工业的发展，压力机的种类和数量越来越多，质量要求越来越大，能力越来越大，它在机械制造业和其它相关行业中的作用日趋显著。因此对压力机的精度和生产率等的要求也就越来越高，所以对压力机进行优化设计是十分必要的，对压力机的机身结构，传动系统，附属装置以及辅助系统等进行优化，生产出具有高效率，高精度，低成本，自动化等现代化制造特点的压力机，是

中国重型压力机

中国目前最大的30000吨级模锻液压机，位于重庆市西南铝业集团有限公司，于1971年制造。 稍有机械制造知识的人都知道，大型模锻液压机是机械制造业不可或缺的重要装备，也是一个国家科技水平、综合国力的重要标志，更是维护国家安全的战略装备。大型模锻液压机是发展航空、航天工业必不可少的装备外，其他重要工业部门也需要大型锻件，如燃气轮机用大型轮盘锻件、烟气轮机用大型轮盘锻件、各类发动机叶片、大型船用模锻件、电站用大型模锻件、压力容器锻件，以及其他类型民用品模锻件的生产，都离不开大压机。

国产10万吨级锻压机落户苏州昆山

2008年10月16日下午，与中国大飞机工程配套的大型模锻液压机项目——苏州昆仑先进制造技术装备有限公司正式落户江苏昆山周市镇。该公司将联合清华大学等机构,整合各方资源，设计制造世界最大的10万吨大型模锻液压机，这一项目将改变世界航天航空业大型锻件生产格局。

据了解，苏州昆仑先进制造技术装备有限公司由市国科创投、爱博创投、启迪科技和清华大学颜永年教授等发起设立。清华大学机械工程系长期从事装备制造技术研发，经过30多年的努力，以颜永年教授为带头人的研发团队，在大型模锻液压机的整体结构和技术方面取得了重大突破，研究成功

第1页 共5页 人字架的优化设计

一、问题描述

如图1所示的人字架由两个钢管组成，其顶点受外力2F=3×105N 。已知人字架跨度2B=152 cm,钢管壁厚T=0.25cm,钢管材料的弹性模量E=2.15

10? MPa ，材料密度p=7．8×103 kg ／m ，许用压应力δy =420 MPa 。求钢管压应力δ不超过许用压应力 δy 和失稳临界应力 δc 的条件下，人字架的高h 和钢管平均直径D 使钢管总质量m 为最小。

二、分析

设计变量：平均直径D 、高度h

三、数学建模

所设计的空心传动轴应满足以下条件：

（1） 强度约束条件 即

δ≤??

????y δ 经整理得

()[]y hTD

h

B F δπ≤+2122

（2） 稳定性约束条件： []c δδ≤

()()

()2222221228h B D T E hTD

h

B F ++≤+ππ （3）取值范围：

第2页 共5页

12010≤≤D 1000200≤≤h

则目标函数为：()2

213577*********

.122min x x x

f +?=-

约束条件为：0420577600106)(2

12

2

41≤-+?=x Tx x X g π

()

057760025.63272.25907857760

微型曲柄压力机设计

微型曲柄压力机设计

Design of micro-crank press

摘 要

本设计就目前市场上多样化的压力机的特点、使用范围和应用领域等情况，分析了它们的优缺点，并在不适宜教学，让学生在实验室内就可以体验其结构等问题上加以阐述。本设计通过拟定微型曲柄压力机总体设计的方案，对各个重要组成构件进行分析和设计。分析曲柄压力机所产生冲击力的原理、冲击力与曲柄结构之间的关系，设计和计算传动零件的结构和动力参数，设计压力机主体结构、控制系统和保护系统的结构。最后写出详尽曲柄压力机机构设计说明书， 绘制主要的零件图和工程装配图。通过本次的设计不仅可以满足曲柄压力机在现代化教学中的应用，启发学生的思维，传授知识，培养能力，降低学校教学成本，而且形象直观、简单明了、结构清晰，示教性好，保留了相当部分的手动操作，使学生能得到基本技能的训练，为学生增长实际操作经验有很大帮助。

关键词：压力机；曲柄机构；传动系统；滑块机构

- I -

微型曲柄压力机设计

Design of micro-crank press

Abstract

The press’s strengths and weaknesses i

微型曲柄压力机设计

微型曲柄压力机设计

Design of micro-crank press

摘 要

本设计就目前市场上多样化的压力机的特点、使用范围和应用领域等情况，分析了它们的优缺点，并在不适宜教学，让学生在实验室内就可以体验其结构等问题上加以阐述。本设计通过拟定微型曲柄压力机总体设计的方案，对各个重要组成构件进行分析和设计。分析曲柄压力机所产生冲击力的原理、冲击力与曲柄结构之间的关系，设计和计算传动零件的结构和动力参数，设计压力机主体结构、控制系统和保护系统的结构。最后写出详尽曲柄压力机机构设计说明书， 绘制主要的零件图和工程装配图。通过本次的设计不仅可以满足曲柄压力机在现代化教学中的应用，启发学生的思维，传授知识，培养能力，降低学校教学成本，而且形象直观、简单明了、结构清晰，示教性好，保留了相当部分的手动操作，使学生能得到基本技能的训练，为学生增长实际操作经验有很大帮助。

关键词：压力机；曲柄机构；传动系统；滑块机构

- I -

微型曲柄压力机设计

Design of micro-crank press

Abstract

The press’s strengths and weaknesses i

仅供参考[整理]

安全管理文书

台式压力机安全操作规程

日期：__________________ 单位：__________________

第 1 页 共 5 页

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台式压力机安全操作规程

操作者上岗前应经过专门培训，认真阅读设备使用说明书，熟悉设备的工作原理、性能和各操纵装置的功能，严格遵守公司安全规章制度及本操作规程，按顺序进行操作。

工作前

1、准确计算加工零件所需冲压力，检查冲件材料厚度及材质是否符合规定要求；

2、检查电源接地是否可靠，不得带电开启电气控制箱或触摸电器元件；

3、检查三角皮带的松紧，不宜过紧，否则易导致电动机发热损坏； 4、检查各润滑点和摩擦表面加油情况，检查离合器机构及操纵系统的工作状态是否正常；

5、检查运转部位和模具安装情况；校正工作台两侧的光传感器和反射器，并做挡光试验。

工作中

1、按下置于工作台左侧的电源总开关，控制箱上的电源指示灯亮起；

2、按控制箱上启动按钮，指示灯亮，曲轴离合器部位发出嗒的一声，表明安全保护系统已开始工作；

3、必须首先脱开离合器，使飞轮处于空转位置后，再开动电机，进行工作；

4、按电机启动按钮，电机启动指示灯亮，电机启动； 5、按连续

哈尔滨工业大学

液压传动大作业

设计说明书

设计题目 压力机液压系统设计 机电工程学院 1308XXX 班

设 计 者 XXX

201X 年XX 月 XX 日 流体控制及自动化系

哈 尔 滨 工 业 大 学

液压传动大作业任务书

学生姓名 XXXX 班 号 1308XXX 学 号 11308XXXXX 设计题目 压力机液压系统

1. 液压系统用途（包括工作环境和工作条件）及主要参数：

单缸压力机液压系统，工作循环：低压下行→高压下行→保压→低压回程→上限停止。自动化程度为半自动，液压缸垂直安装。

最大压制力：380×104N；最大回程力：76×104N；低压下行速度：40mm/s；高压下行速度：3mm/s；低压回程速度：40mm/s；工作行程：600mm。 2. 执行元件类型：液压缸

3. 液压系统名称：压力机液压系统。

设 计 内 容 1. 拟订液压系统原理图；

2. 选择系统所选用的液压元件及辅件； 3. 设计液压缸； 4. 验算液压系统性能；

5. 编写上述1、2