目 錄 第一章 緒論 . . 1 . 1 . . . 2 第二章 剪板機的總體方案及傳動裝置設(shè)計 . . 3 方案設(shè)計 3 3 板機的主要技術(shù)參數(shù)的擬訂 5 動裝置的總體設(shè)計 8 3剪板機主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 3 1設(shè)計前各項參數(shù)的確定 10 3 2 12 14 板結(jié)構(gòu) 14 柵籠 15 體 17 仁分離裝置 19 19 20 4軸與校核 25 25 核 27 5刀的設(shè)計 27 28 28 31 6進給機構(gòu)與機架的設(shè)計 30 33 34 參考文獻 .謝 . 36 第一章 緒論 板機 的背景 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展， 剪板機 床的發(fā)展越來越成為機械制造行業(yè)的中流砥柱，通用型高性能 剪板機 ，廣泛適用于航空、汽車、農(nóng)機、電機、電器、儀器儀表、醫(yī)療器械、家電、五金等行業(yè)。 鍛壓機械是指在鍛壓加工中用于成形和分離的機械設(shè)備， 1842 年，英國工程師史密斯創(chuàng)制第一臺蒸汽錘，開始了蒸汽動力鍛壓機械的時代。 1795 年，英國的布拉默發(fā)明水壓機，但直到 19世紀中葉，由于大鍛件的需要才應(yīng)用于鍛造。隨著電動機的發(fā)明，十九世紀末出現(xiàn)了以電為動力的機械 剪板機 和空氣錘，并獲得迅速發(fā)展。二十世紀初 ，鍛壓機械改變了從 19 世紀開始的向重型和大型方向發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)而向高速、高效、自動、精密、專用、多品種生產(chǎn)等方向發(fā)展。于是出現(xiàn)了每分種行程 2000 次的 剪板機 。所謂 剪板機 一般是指每分鐘的行程次數(shù)為普通 剪板機 的 5 10倍的 剪板機 。 剪板機 是帶有自動送料裝置，可完成板料高效率、精密加工的機械 剪板機 ，具有自動、高速、精密三個基本要素。 自 60 年代以來， 剪板機 已有較大的發(fā)展，其每分鐘行程次數(shù)已從幾百次發(fā)展到 3千次左右，其噸位已從十噸發(fā)展到上百噸。目前 剪板機 主要用在電子、儀器儀表、輕工、汽車等行業(yè)中進行特大批量的沖壓生產(chǎn) 。近年來，隨著模具技術(shù)和沖壓技術(shù)的發(fā)展， 剪板機 的應(yīng)用范圍在不斷地擴大，數(shù)量在不斷地增加。預計不久的將來， 剪板機 在沖壓用 剪板機 中的比例將會愈來愈大。 板機 在國內(nèi)外的研究狀況 近十多年來，隨著對發(fā)展先進制造技術(shù)的重要性獲得前所未有的共識，沖壓成形技術(shù)無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開始發(fā)生很大變化。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動了先進沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展。 冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化，為了滿足大量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備 已由單工位低速 剪板機 發(fā) 展到多工位 剪板機 。一般中小型冷沖件，既可在多工位 剪板機 上生產(chǎn)，也可以在 剪板機 上采用多工位級進模加工，是冷沖壓生產(chǎn)達到高度自動化。 在汽車、航空航天、電子和家用電器領(lǐng)域，需要大量的金屬板殼零件，特別 是汽車行業(yè)要求生產(chǎn)規(guī)?；?、車型個性化和覆蓋件大型一體化。進入 21 世紀，我國汽車制造業(yè)飛速發(fā)展，面對這一形勢，我國的板材加工工藝及相應(yīng)的沖壓設(shè)備都有了長足的進步。 板機 的應(yīng)用 隨著電子工業(yè)的發(fā)展，小型電子零件的需求日趨高漲，促進了高精度、高效率的 剪板機 的發(fā)展。目前日本已成為 剪板機 技術(shù) 的領(lǐng)軍，在 100力、 8塊速度可達 4000次 /國金豐、江蘇揚鍛、高將精機、江蘇揚力、徐鍛和西安通力等公司都有 剪板機 產(chǎn)品。 2004 年已開發(fā)出了速度達 1200次 /H 系列 25 開式高速精密 剪板機 。其他還有 式、 式系列 剪板機 。這些 剪板機 廣泛應(yīng)用于電子和微電子行業(yè)，全面提高了行業(yè)技術(shù)裝備水平，替代了大量的進口機床。 論文設(shè)計內(nèi)容 為了提高生產(chǎn)效率， 剪板機 在不斷向高速發(fā)展。目前，國內(nèi)自行設(shè)計，生產(chǎn)的 剪板機 較少，主要還是以進口設(shè)備為主。因此，急需要設(shè)計一重 剪板機 ，滿足生產(chǎn)需要。 第二章 剪板機 的總體方案及傳動裝置設(shè)計 板機 的總體方案設(shè)計 板機 運動方案的擬定 隨著我國制造業(yè)的發(fā)展。 剪板機 的發(fā)展越來越成為機械制造行業(yè)的中流砥柱，本文旨在設(shè)計沖壓效率高，機器的結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，自動化程度高，機械震動小的 剪板機 。 該 剪板機 的工作機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，由曲柄，連桿，滑塊等零件。傳動系統(tǒng)為齒輪傳動。由于開式 剪板機 操縱簡單，本論文所設(shè)計的 剪板機 的沖壓力為：100T 。故本文采用開式。 剪板機 運動方案如下圖： 板機 的主要技術(shù)參數(shù)的擬訂 剪板機 的主要技術(shù)參數(shù)是反映一臺 剪板機 的工藝能力，所能加工零件的尺寸范圍，以及有關(guān)生產(chǎn)率等指標。擬訂分別如下： 1 公稱壓力 1000 2 滑塊行程 303 沖頭工作頻率 1000次 /4 工作臺板尺寸 前后 500左右 8005 滑塊底面尺寸 前后 300左右 4006 立柱間的距離 450動裝置的總體設(shè)計 由于本文設(shè)計的 剪板機 承載能力和速度大，故采用圓柱齒輪傳動和帶傳動。按照工作要求和條件。 3種傳動方案如下圖所示： 其中 本文選 a)傳動方案。 3 剪板機 主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 剪板機 能否正常運轉(zhuǎn)，看的是其主要部件的設(shè)計，如果設(shè)計不合理，機器就不能正常運轉(zhuǎn)或者說不能運轉(zhuǎn)，那么生產(chǎn)出來的這臺機器就是一堆費品。設(shè)計合理，機器就能正常的運轉(zhuǎn)對并對花生果進行剝殼。因此， 剪板機 的主要部件的設(shè)計在整個設(shè)計過程中顯得尤為重要，合理的設(shè)計將提供給使用者更多的方便和實惠。 3 1 設(shè)計前各項參數(shù)的確定 3 1 1 刮板的半徑及轉(zhuǎn)速初定 刮板的旋轉(zhuǎn)必須確保能將部分花生殼撞碎，當花生果與鋼質(zhì)物體相對速度達到 5 時，可使花生殼破碎而不會破壞到花生仁，可根據(jù)此依據(jù)設(shè)計刮板的轉(zhuǎn)速與半徑。 如圖 3示，花生下落位置在 之間，設(shè)計時采用最小碰撞半徑22 取半徑 R=250 n=論： R=250 n= 3 1 2 刮板所需 功率計算 根據(jù)公式計算出刮板所需的功率 刮板對花生做功 板改變花生的動能 刮板改變花生的勢能 222121 2121 k )(2 1 2221 )(21 2221 根據(jù)所給產(chǎn)量要求 1500kg/h,即 s,此為花生仁的產(chǎn)量，折合花生果產(chǎn)量為 仁率 ,根據(jù)國家標準，湖南所處地理位置可取花生的純?nèi)事蕿?69%,折合花生果產(chǎn)量為 s,此即每秒進入剝殼箱內(nèi)被破碎的花生果的重量?；ㄉ佑|刮板時初速度設(shè)為 1m/s，方向向下，脫離刮板時速度為 15m/s,方向向左，脫離刮板時相對初位置高度為 500mm t=1s m=s 1v =1m/s 2v =15m/s R=(21 2221 =(=上刮板與花生在柵格中擠壓所需要的能量， P 也不會超過 500w。 為計算電動機的所需工率 要確定從電動機到工作機之間的總效率 。設(shè) 1 、 2 分別為滾動軸承和 V 帶傳動的效率，于是有 2221 =電動機所需功率 不會超過 700W，由于給定電動機的功率為 大于此計算值，故所給電動機的功率完全符合要求。 3 1 3 傳動方案擬定 由于 剪板機 的工作軸旋轉(zhuǎn)速度較高，達到 2n =有兩種選擇，第一種是采用一級 V 帶傳動，第二種是采用兩級混合傳動，而很明顯的，若采用兩級傳動方案，將會致使機器的結(jié)構(gòu)復雜，而且成本升高，所以選用一級 V 帶傳動。 3 1 4 電動機的選擇 根據(jù)所給的功率及同步轉(zhuǎn)速，可選用 的電機型號有兩種 和 根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速和刮板轉(zhuǎn)速可算出總傳動比，現(xiàn)將此兩種電動機的數(shù)據(jù)和傳動比列于下表 方案號 電機型號 額定功率步轉(zhuǎn)速r/載轉(zhuǎn)速r/傳動比 i 1 5 1000 940 2 459 2 5 1500 1400 3 663 由上表可知：方案 1總傳動比雖小，轉(zhuǎn)速低，但價格高，作為家用機械的電機不是太合算，故選擇方案 2，即電機型號為 查表得此種電動機的中心高 H=90伸軸徑為 24的外伸長度為50 3 1 5 傳動裝置的運動和參數(shù)計算 軸的轉(zhuǎn)速 4001 m 2 軸的輸入功率 2222 的轉(zhuǎn)矩 7 3 5 5 0 222 3 2 V 帶傳動 首先列出 設(shè)計的基本條件 電機型號： 定功率： 速： 1n =1400r/動比： i =設(shè)每天運轉(zhuǎn)時間 以 3 4 3 為 e 所以 9 3 8 1 93 3 0222 軸承運轉(zhuǎn)中有輕度沖擊載荷 ,按文獻 1表 13.1 0 3 01 P N P N 4. 驗算軸承壽 因為 21 ,所以按軸承 2所愛力大小進行驗算 由參考文獻 1式（ 13 h 105336326 6010 顯然遠遠大于切割機的使用壽命 ,所以選用的軸承是合理安全的 。 第 5章 刀的設(shè)計 5 切割的基本概念 切割與粉碎 所謂切割，是指通過機械的方法克服物料內(nèi)部的凝聚力，并將其分裂成規(guī)格劃 一的塊、片、絲、粒及醬狀產(chǎn)品的操作過程。滿足切割運動的機器必須具備兩個關(guān)鍵條件，一是切割刀具，另一個是物料的“進給”運動。進給運動系指物料與刀具的相對接觸運動。 所謂粉碎，是指用機械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力并將其分裂的過程。根據(jù)所處理物料的尺寸大小的不同，將大塊物料分裂成小塊者稱為破碎，而將小塊物料變成細粉者稱為粉磨，破碎與粉磨又統(tǒng)稱為粉碎。 5 切刀的設(shè)計 一、切刀材料 一般采用經(jīng)過熱處理的 素工具鋼或錳鋼。在此選 具鋼 二、對切刀的要求 良好的切刀 （或稱切碎器）應(yīng)滿足下列要求： 切割質(zhì)量高，耗用動力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于刃磨，使用維修方便。 三、選用或設(shè)計刀片時應(yīng)滿足的要求 刀片在設(shè)計和選用時應(yīng)滿足下列三個方面的要求，即 鉗住物料，保證切割； 切割功率要??； 切割阻力矩均勻。 四、 刀片刃口幾何形狀及常用刀片形狀 切刀的刀刃有直線型與曲線型幾何形狀，如 圖 5示。 圖 5各幾何形狀刀刃 在本次設(shè)計中選用（ c）外曲線刃口刀 進行滑切。 五、刀的滑切與正切分析 切割機械工作時，功耗的大小與切刀的工作方式以及刀片的 特性參數(shù)有關(guān)，切刀的工作方式有滑切與正切之分。當按滑切工作時，切割阻力小，容易切割，切割時省力， 功率消耗也小。當切刀按正切方式工作時，切割阻力大，切割困難，功率消耗也大。下面僅討論本刀具用到的滑切原理。 圖 5切刀滑切示意圖。 圖 5切刀滑切示意圖 圖中 回轉(zhuǎn)曲線刃口刀的刀刃， O 為刃口曲線的圓心， A 點為切割工作點，切刀的回轉(zhuǎn)半徑為 r。當切刀在傳動系統(tǒng)作用下繞刀軸中心 P 以一定角速度做定軸回轉(zhuǎn)切割運動時，刀刃上工作點 A 的切割速度為 V，顯然， V V 分解為過點 A 切線和法線方向的兩個分速度 則 為滑切速度， 為正切（砍切）速度。 V 之間的夾角 及為滑切角。當滑切速度不為零時的切割及稱為有滑切的切割，簡稱滑切；當滑切速度為零的切割稱為正切或砍切。 的關(guān)系為 由圖 5析可知，滑切角顯然不為零，最大為 660 ，能 實現(xiàn)滑 切 。 下面用一直刃切刀來進一步闡述滑切省力原理，如圖 5示。 圖 5滑切省力原理圖 若切刀的楔角為 ， 則正切時，切割速度 V 就在 A 點的法線方向，即 V 垂直于刀刃，切刀正好是以 角的楔子楔入物料?；袝r，因切割速度 V 偏離了刀刃的法線方向，與法線方向產(chǎn)生了一個滑切角 ，這時切刀的楔入角度由 減小到 。從上圖的幾何關(guān)系可知 =B = 即滑切角 越大時，刀刃切入物料的實際楔入角 就越?。磳嶋H切割時只是刀刃口在切割），這是 ，切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因此，要使切割省力， 除保證刃口鋒利以降低刃口比壓（比壓為刃口單位面積的壓力，與刀刃鋒利程度有關(guān)）外，還須使切割為滑切，這正是利用了滑切省力的原理。 此外，刀刃口的表面即使看起來光滑，但由于刀片在加工時的精度問題，在顯微鏡下觀察，刃口也呈現(xiàn)鋸齒狀的“微觀齒”?；袝r，這些尖銳的“微觀齒”就像鋸子一樣將物料纖維切斷，這是滑切較正切省力的另一原因。 六、鉗住物料的條件分析 滑切也可以分為有滑移的滑切和無滑移的滑切兩種。切割時當動刀片與靜刀片之間的夾角達一定值時，物料就會產(chǎn)生沿刃口向外推移的現(xiàn)象，這叫有滑移的 滑切。出現(xiàn)這種情況對穩(wěn)定切 割是不利的，所以應(yīng)當盡可能的避免此種情況的出現(xiàn)。 下面以兩種不同鉗住角 切割物料的受力情況來分析鉗住物料，保證穩(wěn)定的切割條件。下圖 5示了不同鉗住角 切割物料時物料的受力情況。 圖 5不同鉗住角 的 物料受力分析圖 圖 5 動刀片刃口， 定刀片刃口，夾角 為動、定刀片對物料的鉗住角，也稱推擠角。 假定以兩種鉗住角 切割時的摩擦角均為 21 和 。 動刀片刃口； 定刀片刃口； 為動、定刀片對物料的鉗住角，又稱推擠角； 1N 為動刀片對物料產(chǎn)生的正壓力； 2N 為定刀片（或支撐面）對物料產(chǎn)生的正壓力； 1T 、 2T 為動、 靜刀片與物料在切割點處的摩擦力； 21 和 為兩種鉗住角 切割時物料與動、靜刀片間的摩擦角。 由 圖 5-4(a)知，由于此時 21 ,兩個支撐反力的合力 21 合力 F 將把被切物料沿刃口向外推出，即在切割時產(chǎn)生滑移，不能保證穩(wěn)定切割。 由圖 5-4(b)知，由于此時 21 。 21 合力 F 指向刃口里面，即切割時合力 F 將把被切物料沿刃口向里面推，切割時不會產(chǎn)生滑移，能保證穩(wěn)定切割，提高效率。 由此可知，保證鉗住物料穩(wěn)定切割的條件是：鉗住角須小于物料與定刀片之間 摩擦角之和， 21 在本設(shè)計中刀與料的相對位置圖如圖 5示，進行鉗住物料條件的分析 圖 5刀與料的相對位置圖 由圖 5知，切刀在旋 轉(zhuǎn)過程中， 的最大值為 38 ，同時由經(jīng)驗可知，通常 1 32 ， 2 18 ，所以只要 小于 50 就可以了，顯然以上設(shè)計是滿足要求的，刀的安裝也是合理的。 七、 刀的安裝 曲線動刀片 A、 B 通過螺栓 1、 2、 3、 4 安裝在刀盤 P 上，通過調(diào)節(jié)螺栓 1、2、 3、 4 來調(diào)整動刀片與定刀片的間隙。具體如下圖 5示。 圖 5切刀簡圖 1、 4六角螺栓 2、 3。 沉頭螺栓 5 破碎輥筒的設(shè)計 一、刀的設(shè)計 在破碎輥筒刀的設(shè)計中才用了改進的齒刀配合設(shè)計，在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒刮劃成條，隨即由切刀切削下來，再經(jīng)刮刀進一步破碎。齒刀的設(shè)計中，刀齒采用螺旋布置，與水平線成 10 夾角。各刀在輥筒平面的法線上，高度均為 15碎機構(gòu)原理圖及輥筒簡圖如圖 5示。 圖 5破碎機構(gòu)原理圖及輥筒簡圖如圖 二、刀在輥筒上布置的設(shè)計 本設(shè)計中將切刀以 10o 傾斜來布置，以配合刀齒板上螺旋刀齒的運動。整體布置如下圖 5示。 圖 5合刀具在輥筒上的布置 三、輥筒的設(shè)計 因為是進行的塊莖破碎，工作中會產(chǎn)生大量的水分，所以輥筒必須采取防銹 處理，所以輥筒選用材料鋁 行鑄造，達到防銹的目的，輥筒的直徑選定為 300長度選定為 140筒主體鑄造的厚度為 8體尺寸及輥筒結(jié)構(gòu)如下圖 5示。 圖 5輥筒機構(gòu)簡圖 第 6章 進給機構(gòu)與機架的設(shè)計 6 進給機構(gòu)的設(shè)計 本設(shè)計中采用輥壓輪對藤蔓類物料進行進給，輥壓輪的外緣直徑為 40 ，轉(zhuǎn)速由前面的總體設(shè)計計算可知 V s 在本設(shè)計中，采用雙槽重疊設(shè)計，外面鋼槽由 3的鋼板焊成，在槽的兩側(cè)用厚鋼板加厚，然后鏜孔，軸、穿過孔而被支撐，軸、與輥壓輪用平鍵連接。在鋼槽內(nèi)再插一個薄壁進料槽，槽的底面與水平面成 10傾斜。便于送料。詳細見圖 6 圖 6進料槽及其進給輥壓輪 1 外鋼槽 6 機架的設(shè)計 在機架設(shè)計中，主體采用 40 40 3 的等邊對角鋼，均通過用手工電弧焊將其連接。在機架上表面放置一塊 10機架的 4個角上各加焊一塊 40 40 10的厚鐵板，以便獲得足夠的強度來安裝運動輪。根據(jù)各零件的設(shè)計尺寸，總觀全局對機架進