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1、摘 要冲压机机架采用三梁四柱结构， 上下各一个固定横梁， 横梁用四个立柱支撑，一个 活动梁（滑块）沿四个立柱移动，在活动梁（滑块）和一个上下梁之间有上下加热板和 模具。被加工的物料放在上下模具之间冲压成型。为了增加产量，提高生产效率，主机采用双机组结构。四柱式机构为冲压机常见的结构形式之一，机身是典型的三梁四柱结构。 主缸布置 在上横梁中心。活动横梁与主缸活塞刚性连结并由主缸活塞驱动。由四柱导向完成压制 和回程动作。控制箱安装在主机右前侧，各控制按钮和压力表，调压阀等，均布置在箱体面板上，因此工作者在控制箱前即可集中操纵和调整。上滑块行程限位装置则布置于机身右前侧。可以调整活动横梁上限，减速和
2、下限位置。动力机构布置于主机右侧并由管路系统与主机连接起来。关键词：冲压机、三梁四柱、横梁ABSTRAC Punch machine hosts a three- beam four-column structure, a fixed upper and lower beams, beams with four columns support an active beam (slider) moves along the four columns, beams in the activity (slider) and a between the upper and lower beam the
3、re are upper and lower heating plate and the mold. Material to be machined on the heat and pressure between the upper and lower mold forming. In order to increase production, improve production efficiency, host dual unit structure. Four-column hydraulic press agency as one of the common structure, t
4、he body is a typical three-beam four-post structure. Master cylinder arranged in the beam center. Centers are arranged in a table top of the cylinder. Activities rigid beam link with the main cylinder piston driven by the master cylinder piston. Suppressed by the four- post and return to complete th
5、e action- oriented. Right front control box installed on the host side, the control buttons and pressure gauge, regulator, etc., are arranged in the cabinet panel, so workers can focus on the control box before the manipulation and adjustment.On the slide stroke limit device is arranged in the front
6、 right side of the fuselage. Activities can be adjusted ceiling beams, slow down and lower position. Arranged in the power sector by the pipeline system with the right host the host to connect. Keywords: Punch machine, three beam four - poster，beam 第一章 绪论1.1 课题的来源30T 高速冲孔机本课题来源于企业实际需求，江苏太仓法孚低温设备有限公司
7、需一 种冲压 3003铝材，材料厚度 0.20.6、材料宽度 600，冲压速度在 300 次/分钟的高速 冲孔机。由于该需求的冲孔机有一定的企业实际生产需求的特殊性，目前该设备国内外没有，所以需要我们重新设计来满足该企业的实际需求。本冲床采用的结构形式： 四柱式闭式冲床， 主机采用四柱式结构， 运动模板采用四 个高精度导套来保证模板上下运动的高精度。运动模板下部带有四个平衡弹簧，用以平衡运动模板及模具的自重，来保证设备运动的平稳性。主轴采用偏心轮机构来转换主轴的旋转运动为运动模板的上下垂直运动，偏心距3mm。设备上部带有液压保压调节系统，该系统的主要作用： 1、冲压时保压及吸振作用。 2、液压
8、系统通过油缸的上下运动来调整设备的闭合高度。1.2 冲压机的特点采用进口油压缸及控压系统，压力平稳，无噪音。1.2.1 冲压成型的优点冲压成型是一种常见的机械加工方法，冲压加工所生产出来的冲压个， 应用领域可 说是包罗万象，比如：消费电子产品、机械、五金、运输工具等产业均少不了它的存在。冲压件具有下列的主要特性，相对于其它加工方法可说具有不可取代的地位，主要特性包括：1、可得到轻量、高刚性之制品。2、生产性良好，适合大量生产、成本代。3、可得到品质均一的制品。 ，4、材料利用率高、剪切性及回收性良好。冲压即能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁， 压力容器封头一类的 大型零件；能
9、够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产60%-70%以上的板材、管材及其它型材，其中大部分经冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航天、武器制造中，具有十分重要的地位。冲压件的重量轻、厚度薄、刚性好。它的尺寸公差取决于模具，所以质量稳定，一 般不需要再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始胚料，表面 光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。1.2.2 冲压成型的缺点1. 冲压成型工作环境温度较高2. 不能做复杂和深度拉伸的成型效果3. 薄膜厚度改变，模具要作稍微调整1.3 冲压机发展趋势冲
10、压机适用于橡胶、塑料行业之聚合物如PVC、色母粒等化工原料的混炼加工、配 料试验，以检测是否达到所要求的颜色和质量，可作为工厂批量生产前配料的依据。将塑料或橡胶原料放于模具内，夹于上、下电热板之间，在电热板智能恒温下施以压力，使原料成型。1. 高速化，高效化，低能耗。提高冲压机的工作效率，降低生产成本。2. 机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的 完善。3. 自动化、智能化。微电子技术的告诉发展为冲压机的自动化和智能化提供了充 分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故 障预处理的功能。4. 液压元件集成化，标准化。集成的液压系统
11、减少了管路连接，有效地防止泄露 和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便。1.4 冲压机机架的结构形式冲压机机架的结构设计主要有这几种结构形式：整体框架式结构、双柱拉杆式、单 立柱结构、复合式结构和四柱式结构。以下着重介绍四柱式结构。3 四柱式机构为冲压机常见的结构形式之一，机身是典型的三梁四柱结构。 主缸布置 在上横梁中心。在工作台中心则布置了顶出缸。活动横梁与主缸活塞刚性连结并由主缸活塞驱动。由四柱导向完成压制和回程动作。控制箱安装在主机右前侧，各控制按钮和压力表， 调压阀等， 均布置在箱体面板上，因此工作者在控制箱前即可集中操纵和调整。上滑块行程限位装置则布置于机身右前侧。可以调整活动横
12、梁上限，减速和下限位置。动力机构布置于主机右侧并由管路系统与主机连接起来。四柱式结构最显著的特点是工作空间宽敞，便于四面观察和接近模具。 整机结构简 单， 工艺性较好， 但立柱需要大型圆钢或锻件。最大的缺点是承受偏心载荷的能力较差，在偏载喜爱活动横梁与工作台间易产生倾斜和水平位移；同时立柱导向面磨损后不能调整和补偿。这些缺点在一定程度上限制了他的应用范围。为了提高零件压制精度， 提高模具的使用寿命， 除了机身和各梁应具有必须的刚度 外，各滑块应具有较高的运动精度，能承受在压制不对称零件或多工位冲压中产生的偏心载荷，并在冲压过程中保持必须的精度。在设计上重点是合理选择导向结构和导向长度，导轨面力
13、求耐磨，磨损后间隙便于调整和修复以提高寿命。面导轨面上的挤压应力值是产生磨损降低寿命的重要因素。因此要仔细分析受力情况，进行必要地计算，使挤压应力不超过规定值，此外还需采取相应的润滑措施，以保证充分润滑。目前四柱式冲压机的滑块均采用固定于机身支柱上的45斜面导轨导向， 为了提高 耐磨能力和便于维修，通常在滑块导轨面上镶有青铜垫板。机身导轨则采用耐磨铸铁或淬硬钢制造。在精密冲裁和金属挤压冲压机上，为了最大限度的减小导轨间隙，提高刚度和导向精度，近几年来也有采用塑料衬板的导轨或预应力滚动导轨。4 第二章 冲压机机架结构设计图 2-1 主机结构图30T 冲压机机架采用三梁四柱式结构，其主要特点是加工
14、工艺性较其他类型结构简 单。图 2-1 为立式单缸三梁四柱式结构， 他的机身是由上横梁、 滑块、下横梁、四根立 柱和加热板组成，机身由底座支撑。工作缸安装在上横梁内，活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生之力量，对磨具进行冲压加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。活动横梁与工作缸的活塞联接成一整体，以立柱为导向上下运动，并传递工作缸内产生之力量，对磨具进行冲压加工。由于机身联接成一整体框架，故机身承受整个工作力量。2.1 上横梁结构 2.1.1 结构形式上横梁位于立柱上部， 用于安装工作缸， 承受工作缸的反作用力。 亦可安装回程缸 及其他
15、辅助装置。由于主机规格是30T，属于小型冲压机，上横梁不设计成上下封闭的5 厢式结构，直接采用45 钢钢板结构，便于加工和生产。2.1.2 形状尺寸要求上横梁通过立柱联接成机身上半部，并安装工作油缸。为使其组成的空间合乎要求， 以及活塞运行平稳，因此要求上横梁安装油缸孔的轴线与安装油缸的台肩平面应垂直， 上横梁与调节螺母接触面与主油缸台肩接触应平行，以及立柱穿过孔的上下平面应平行等等。结合生产情况，具体要求为：1. 安装主油缸孔的轴线与油缸台肩贴合平面不垂直度允差0.06/1000 毫米。 2. 调节螺母接触平面与油缸台肩贴合平面的不平行度允差0.05/1000 毫米。 3. 锁紧螺母接触面与
16、调节螺母接触面（立柱穿过孔的上平面与下平面）间不平度 允差0.16/1000毫米。4. 油缸锁紧螺母平面与油缸台肩贴合平面间不平行度允差0.12/1000 毫米。 5. 与油缸外圆配合公差为H7/f8. 6. 立柱孔尺寸一般比立柱插入端直径大2-3 毫米。2.1.3 上横梁与油缸的联接方式依靠法兰盘固定油缸，如图 2-2 所示.此方法采用联接零件来固定油缸的位置。当 油缸加压时，油缸台肩传递反作用力于横梁，法兰盘不受反作用力的作用，只有当油缸 回程工作时，回程力作用于法兰盘上。故法兰盘的强度只需满足回程力要求即可。油缸为柱塞式时，法兰盘仅承受部件的重量。2.2 滑块结构活动横梁的主要作用为： 与主油缸活塞杆联接传递冲压机的压力；通过导向套沿立 柱导向面上下往复运动；安装与固定模具及工具等。因此需要有较好的强度、刚度及导 向结构。16 式中：Q截面 -剪切力 kgf P 3 . 8163 2 1 Q = = B简化截面宽度 cm b 42 = H简化截面高度 cm h 12 = 代入得：MPa MPa cm kgf BH Q 5
