简易自动式冲床
指导老师：杨东亚
学生：康建军，祁仲智，张建旺
学院：机电工程学院
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目录
1 设计背景…………………………………………………………………3 2 设计方案…………………………………………………………………4 3 系统工作原理…………………………………………………………5 3.1传送系统……………………………………………………………………….5 3.2动力传输系统……………………………………………………………….…8 3.3冲压系统……………………… ………………………………………………9 3.4控制系统………………………………………………………………………10 3.5系统操作流程图………………………………………………………………13 4 创新点…………………………………………………………………14 5感想……………………………………………………………………………16 6 参考文献……………………………………………………………………18
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一：设计背景
1：现在，机械、电子、轻工、国防等工业部门的产品零件已越来越多的转为以模具为基本工具进形成形，因为塑性成形时，移动材料单位体积的速度比切削加工快，生产效率高。塑性成形不仅能改善材料内部的结构和缺陷，还能充分的利用材料纤维组织的方向性，大大提高零件的力学性能。一般的冲压件、塑性件、压铸件一般经成形即为成品，无需再进形切削加工或只需少量的切削加工。故零件重量轻，材料利用率高，适合大批量生产。[1] 成形有两个概念；一是成形，即毛坯在外界压力下，借助于模具通过材料的塑性变形来获得具有所需形状和尺寸的产品。二是成型，是指液态或半液态的原材料在外界压力下，通过流动填充模型的型腔来获得与模具型腔相一致的形状、尺寸的产品。 成形设备是为各类成形工艺服务的，它是借助于模具生产各类成型毛胚或成形制件的设备。成形设备的工作能力，完善程度及其使用潜力的发挥对于提高产品质量和劳动生产率，降低产品成本，改善劳动条件，实现新工艺等都具有重要作用。[2] 1.2锻压机械的概念及发展前景 锻造是用锤击或压制的方法对坯料施以压力，使之产生塑性变形的金属加工方法。冲压是用凹模和凸模将薄板成形为具有立体造型和符合质量要求的制件的金属塑性加工方法。两者和称为锻压，锻压机械是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，对金属坯料进行成形加工的压力机。锻压生产常用设备大致分为加热设备、锻压成形设备和锻压生产辅助设
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备，本次毕设研究锻压生产设备 现代锻压机械已不是制造毛坯的设备而是成品加工机械。其结构精密，轻巧，其最高行程速度已达到300次/分钟，加工精度有的已达到微米级。其操作多采用自动化装置，其控制系统多采用数字控制，现代锻压机械已拥有自己专用的多轴、高速、高分辨率和多功能的数控系统。能和电子计算机、和工业机器人自动换模系统及自动仓库等结合，构成各种系列的柔性加工单元（FMC）和柔性制造系统（FMS），并向电子计算机集成制造系统（CIMS）的方向迈进。因此，现代锻压机械从其主要方面看，已是一种精密的自动的，机电一体的并能柔性连线的金属成形机床
2：压力机的概念与分类 对于压力机用最简练的语言归类就是： （1）使用上、下模具；
（2）依靠对工具施加的关联运动，使置于上、下模具间的材料受力，从而完成所要做的功。 （3）做功时产生的反作用力，由机械本身承受。 压力机根据产生压力的机制而分类。使用液体传动压力的被称为“液压压力机”，使用机械传动压力的被称为“机械压力机”。液压压力机，形程较长，压力可调节，加工速度稳定，不会产生超负荷。但是机械压力机比液压压力机效率高，维修简单，所以现在的材料加工大多采用机械压力机。因本次毕设的特点，也只研究机械压力机。 机械压力机是指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，对金属坯料进行成型加工的压力机，机械压力机是冲压加工的主要生产设备，它适用于大批量生产零件、配件。是一种高效
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率、低成本的零件生产工艺设备。机械压力机按床身结构可分为开式、闭式和主柱式，其中闭式结构的床身结构刚性好。按滑块机构和运动方式来分为单动和多动压力机，目前使用的多为单动压力机，而多动压力机主要用于汽车车身等大部件的深压加工。其中多动压力机其外滑块用于落料和压边，内滑块用于拉深。根据压力机的连杆与滑块的连接形式，可分为单点、双点或多点压力机。按传动机构的位置，传动机构一般装在压力机的上梁部分，而且称其为上部传动机构，但也有为了减少压力机距离地面的高度，而将其传动机构设于压力机底座下部的，这种压力机被称为下部传动压力机。下部传动压力机速度快、重心低、稳定性好但维修和安装比较困难。在冲压加工中，压力机完成的工序中，可分为分离工序和变形工序两类，因此，应根据加工工序的性质和充分的发挥设备特性的原则，合理的选择压力机的结构、形式
二：设计方案
1：传送系统:该系统由两排链齿连接构成传送带，通过下方电动机带懂小齿轮，小齿轮于链齿啮合带动链齿运动，从而实现由传动链对未加工工件的相关传送。
2：动力传输系统：由电动机带动蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆带动去柄滑块机构实现连杆的运动。
3：冲压系统：由连杆机构带动下方的曲柄滑块机构以实现冲头上下往复直线运动。
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4：控制系统：通过慧鱼软件编写控制软件从而控制整个运动系统，实现工件的连续自动化生产。
5:各系统关系图;
未加工工件 传送系统 软件程序控动力输送制系统 系统 冲压系统 已加工工件
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如下图所示:
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三：系统工作原理
3.1:传送系统工作原理
电动机2带动两个小齿轮，通过小齿轮与两排自行封闭的链齿啮合，使其构成的传送带能够将工件输送到指定的冲头下方。
ＰＬＣ控制电动机2电动机带动两个２个小齿轮与俩转动 小齿轮转动 个封闭链齿啮合 将待加工工件传送传送带封闭式啮到指定位置，待下一合传动 步工序
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３.２：动力传输系统工作原理
由电动机１，通过带动蜗轮蜗杆机构使其带动相应的曲柄滑块机构，从而实现对动力的驱动。
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ＰＬＣ控制电动机１运动 电动机带动蜗轮蜗杆运动 涡轮所在的轴带动动力使其轴旋转，传递扭矩 曲柄摇杆带动连架杆运动，实现该系统的动力传输 旋转轴带动曲柄摇杆机构，使其运动 ３.３：冲压系统工作原理
通过动力驱动系统的动力传输，使其连架杆运动，从而使其下方的曲柄滑块机构推动冲头，使冲头做上下往复直线运动。
动力传输系统的连架杆围绕连架点做弧线运动 连架杆带动其下方的曲柄滑块机构进行运动 锤头冲压传送带已传送到位的工件进行冲压，完成后进行下一个过程 曲柄滑块带动连接在其下方的锤头做上下往复直线运动
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３.４：控制系统工作原理
利用慧鱼模型的应用软件，对各个系统进行编程控制，使其各个结构系统能够进行，合理的运动，各司其职，大大提高机械效率和生产效
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率。
其控制系统结构如下图所示：
五：电路控制系统软件程序
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六：设计创新点
１：首先该设计符合机械原理的的一般理论，使其每个结构部件都能够有效的运动，使其各个环节系统能够紧凑的结合，相互系统之间没有干扰，从而使机构简单而有效的运动。
２：该系统的几部分结构都非常简单，但是都非常的使用，能够满足一般小型的冲压需求，并且各个系统运行稳定，不易出现频繁的故障。 ３：该机器的主要创新特点在于：构设置小巧，放置方便，，价格低
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廉，作品的创新之处表现在作品源于生活，同时解决生活中的最常见问题。我们本着简单，实用的原则，设计和制作该作品。首先作品项目创意新颖，别出心裁。同时装置设置巧妙，将各种机构协调在一起，充分节省空间，用最简单的装置，实现了所需的功能。另一方面，作品体积小巧，占用空间少，使用方法简单。
同时作品也有很大推广应用价值，所以本作品首先使用对象广泛通过场子批量的生产，应用到实际生活中． ４：其次，作品成本低廉，使用极为方便
同时作品体积小巧，放置所占用空间也相对较少。在市面上，同类产品还很少见，所以非常能吸引顾客的眼球，有很高的市场应用价值。
七：设计新得体会
在这次创新设计中，我们充分利用了所学的机械原理知识，根据设计要求和设计分析，选用`组合成机械系统运动方案，从而设计出结构简单，制造方便，性能优良，工作可靠的机械系统。这次创新设计，不仅让我们把自己所学的知识运用到实际生活中去， 设计一些对社会有用的机构，也让我们深刻体会到团体合作的重要性，因为在以后的学习和工作中，但靠我们自己个人的力量是远远不够的，积聚大家的智慧，才能创造出令人满意的产品来。
在这次的创新设计中，我们发现了许多的问题，在设计的过程中有许多我们平时都不太重视的东西，也有很多的难题，再这一周多里
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我们每个人都是互相询问和帮助，有的不懂我们就会再一起讨论问题。设计的过程中，我们感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书。为了让自己的设计更加完善，更加符合工程标准，一次次翻阅机械设计书是十分必要的。这次的机械设计我们学到了很多以前在书本没有学到的东西，知识有了较大的提升，特别是对干搅拌机的结构原理与设计分析更加清楚深刻。。
这次创新设计让我充分体会到设计需要大胆创新这一层面。创新也是一个国家、一个社会、一个企业必不可少的，设计中的创新需要高度和丰富的创造性思维，没有创造性的构思，就没有产品的创新，产品也就不具有市场竞争性。在设计过程中，虽然我们的创新是简显的，但这也锻炼了我们的能力，更指明了我们努力的方向。
这次课程设计特别感谢老师，在老师的指导下我们才能互相协助共同完成这次课程设计，如果没有老师的指导和协助，我们很难把此次创新设计做好。整个设计我们基本上还满意，由于水平有限，难免会有错误，还望老师批评指正。
八：参考文献
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２：《机械设计》，《机械原理》
３：慧鱼模型中的一些优秀视屏及其作品。
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