二零届）毕业论文（设计）热冲压成形装备设计摘要超高强度钢热冲压要求冲压完后，能立即进行热处理，而传统的曲柄压力机 工作台不能翻转因此设计了对称布局的三级增力液压马达驱动的机电液一-体化 卧式翻转压力机所完成的主要工作如下：(1) 为了在输入转矩相同的条件下，得到相对更大的输出压力，利用增力机 构进行对称性串联组合，所设计的基于三级增力机构的液压马达压力机，能够利 用多级串联增力机构来化解大功率液压马达价格昂贵的技术难题，适用于冲裁和 浅拉伸作业2) 所设计的压力机，采用对称结构布局，压头的径向受力平衡，大幅度地 降低了摩擦损失3) 所设计的压力机，采用卧式可翻转结构，可对零件进行冲压完成后的即 吋冷却，大幅度地提高了热冲压零件的质量关键词：压力机，机电液一体化，增力机构，卧式翻转Hot stamping equipment designAbstractRequirements of ultra high strength steel stamping after hot stamping, heat treatment immediately, the traditional crank bench press can not be tumncd.I designed three-step force-amplifier hydromechatronics horizontal type and rolling-over presses driven by hydraulic motor in a symmetrical structure in this pape匚 My major new researches are:(1) To obtained relatively greater output force with the same input torque, three-step force-amplifier servo presses with a symmetrical structure have been designed, which guided by method of series combinations with force amplifier, can resolve the technical problems of expensive high-power servo motor by using the tandem force amplifier, and suitable for blanking and shallow drawing operation.(2) Majority of the presses I designed are symmetrical layout, thus reduces the friction loss significantly owing to the balance radial force of pressure head.(3) Majority of the presses I designed are horizontal type and rolling・over structure, component stamping finished process forthwith collin, by a wide margin enhanced the credy of component.Keywords: Press,Hydromechatronics, Force amplifier^horizontal type,rolling-over.hi目录摘要 IIAbstract Ill1绪论 11. 1课题的来源 11.2课题的意义 11 • 3热冲压成形装备国内外发展现状 11.3.1国外的研究现状 11.3.2国内的研究现状 21.4课题研究的主要内容 31.4. 1主要研究内容 31.4.2研究方法 31.4.3研究难点 31.4.4预期达到的H标 4第二章热冲压成形装备方案设计与总体设计 52.1热冲压成形装备的设计要求 52. 2方案评价 52.2.1冲压部分设计 52.2.2翻转部分设计 62. 3热冲压装备总体设计 7第三章冲压部分的设计计算 103.1增力机构的设计计算 103. 2液压马达的选型 113.3联轴器的选择 123.4滚珠丝杠的设计计算及校核 123.5齿轮齿条的设计计算 173.6齿轮齿条的校核 19第四章 基座翻转部分的设计 204.1旋转轴的设计计算 204.2旋转轴的校核 214.3基座翻转角度的计算 22第五章结论与展望 235. 1总结 235. 2展望 23参考文献 24致谢 错误！未定义书签。
附录 261绪论1. 1课题的来源随着国家汽车正碰、侧碰、排放等强制法规的相继推出，汽车车身钢铁用材 正口益面临严峻的挑战采用先进高强钢，如DP钢、TRTP钢、高扩孔钢等也无可 争议地成为汽车用材的主流趋势通过车身零件减薄和高强的合理匹配，不仅可 以有效减轻车身重量降低油耗，而且可以提高车型的安全性和舒适性在汽车 轻质化的进程中，高强度和超高强度钢铁材料的应用在减重、节能、提高安全性、 降低排放等方面都展现出了广阔的前景，冲压装备以金属板材为加工对象，生产 各种各样的冲压件，广泛应用于汽车、机械、电器、仪表及航空等行业据不完 全统计，轿车零部件中占40%以上的是金属板材冲压件在传统热冲压领域，无论是装备还是核心技术方面，公开发表的文章相对较 多，国内也有较多文献报道而在钢板热冲床新技术领域，公开发表的研究成果 则相对较少对于强度超过lOOOMPo的高强钢，传统冲压工艺往往束手无策一 种新型的成形工艺，特殊高强度钢板的热冲压技术应运而生，即热冲压技术钢 板热冲压是一种将先进高强度钢板加热到奥氏体温度后快速冲压，在保压阶段通 过模具实现淬火并达到所需冷却速度，从而得到组织为马氏体，强度在1 OOOMPa 左右的超高强度零件的新型成形技术。
1.2课题的意义由于国外钢板热冲压新技术基本丄处于技术封锁和垄断状态，所以国内相关 产业很少有能接触、了解热冲压技术，更少能接触工业化的热冲压装备的设计 国外的热冲压生产线也很少有冲压淬火与冷却集于一体的热冲压装备，国内的冲 压生产线具有这样的装备更是少Z又少因此，对现有的冲压成形工艺进行研究, 并针对高强度钢的热成形装置进行设计，进血从机电一体化和机械机构设计岀 发，从根本上解决高强度钢热冲压淬火与冷却生产工艺的改善，是-•项不但有学 术价值，血且将会产生巨大经济效益和提高汽车安全性能1.3热冲压成形装备国内外发展现状1.3.1国外的研究现状1999年，蒂森克虏伯公司在为法国Renault （雷诺）汽车Laguna车型的缓 冲器支架制造中采用了热冲压技术，该车被欧洲新车评定委员会碰撞试验中授 予五星级别而后，又采用热冲压技术为Peugeot 607 （标致）制造了缓冲器 支架，同吋为Citroen （雪铁龙）的C5创新车型制造三个热冲压部件：一个缓 冲器支架和两个A加强柱蒂森克虏们钢铁公司的热冲压生产的汽车结构部件、 模具及冲压工艺生产线如图1〜3所示图1热冲压工艺生产的汽车结构部件图2热冲压模具图3蒂森克虏们钢铁公司的热冲压生产线日产汽车的微型面包车“Serena （赛瑞纳）”采用lOOOMPa高强度钢板的部 位包括位于三角窗上部的A柱，以及前门和滑动门之间的支柱一B柱，并开发 了相应的热冲压模具及生产线。
一汽大众Sagitar （速腾）的B柱采用三层复 合钢板，其第二层加强肋就是采用的热冲压加工的超高强度钢部件，同样也开 发了和应的生产装备另外，Benteler钢铁公司的热冲压工艺如图4所示图4 Benteler钢铁公司的热冲压T艺1.3.2国内的研究现状哈尔滨工业大学、同济大学、上海交通大学、北京航空航天大学等也有相关 研究或研究计划O东风汽车模具有限公司、跃进汽车集团南京模具装备有限公司、 天津汽车模具公司等，通过技术引进和消化吸收，从原来的在国外制造模具生产 覆盖件转向在国内进行冲压工艺设计和冲模设计，推动了轿车国产化和自主开发 的进程大连理工大学汽车工程学院胡平教授领导的团队经过5年的产学研科技攻 关，综合大连理工大学相关的科研能力及长春伟孚特汽车零部件有限公司的技术 实力，H前己经开发出国内第一条具有完全口主知识产权的高强度钢板热成形批 量连续生产线（如图5所示）；并且在独立开发出的集成化；中床件成形性仿真CAE 软件系统KMAS的基础丄成功地开发出高强度钢板热成形数值模拟CAE软件L 1「gffiteua手 — 控"庄紈 X 津火水冷冲厌•具 ]图5高强度钢板热成形制造成套技术与装备为了满足板料马氏体转变及组织分布的均匀性要求，模具冷却管路需要进行 优化设计.以保证板料在设定的冷却速率下均匀冷却成形。
胡平教授领导的研究 团队自主开发的高强度钢板热成形成套技术及装备达到国内领先水平大型多工位压力机的出现，改变了大型冲压生产线的传统组合方式以一台 双动拉深床力机与一台单动大型多工位压力机为主机，二者之间配备翻转装置和 同步装置的冲压生产线，提高了生产节拍，减少了占地面积大型多工位压力机 是戸前世界丄最先进、最高效的板材冲压设备，它代表了 FI前车身覆盖件冲压成 形的最高水平和发展方向此后，带双动拉深工位的多工位压力机的问世，简化 了生产线的配置一台带双动拉深工位的多工位压力机，在其前后分别配置拆垛 装置和码垛装置使组成了一条自动冲压生产线1.4课题研究的主要内容1.4.1主要研究内容对高强度钢成形后的冷却方式进行研究，在传统冲压机基础上，对冲压装 备进行改进，达到高强度钢加工所需冲床力，由于高强度钢加工要求冲压完成 后对高强度钢加工件进行即时冷却，因此要求在保压阶段将模具连同高强度钢 加工件浸入冷却液里进行冷却，使得高强度钢能在模具内完成成形和淬火 1.4.2研究方法为了达到高强度钢加工所需的冲压力和模具冷却的要求，对冲床部分增力 机构和基座翻转部分进行设计，首先从原动部分、传动部分着手，在满足设计 要求的情况下，合理选择原动部件，根据增力机构方案，进行相应的计算，再 选择较合适的翻转方案，并进行相应的计算，最后合理布局机构，使装备结构 简洁。
1.4.3研究难点机构设计会是本次毕业设计中的难点，因为高强度钢热冲床机耍使高强度 钢能在模具内完成成形和淬火，如何在己有的热冲压机基础上对热冲压装备的 改进使得高强度钢在模具内完成成形和淬火是着重要解决的问题1.4.4预期达到的目标能够顺利完成高强度钢在模具内的成形和淬火，对主要构件的强度计算, 设计和绘制热冲压装备的装配图和零件图第二章热冲压成形装备方案设计与总体设计2.1热冲压成形装备的设计要求所设计的冲床机是用于汽车钢板热冲床，钢板热冲丿玉是一种将先进高强度 钢板加热到奥氏体温度后快速冲压，在保床阶段通过模具实现淬火并达到所需 冷却速度，从而得到组织为马氏体，强度在1 OOOMPa左右的超高强度零件因 此冲压机的主要设计要求有：（1） 达到零件冲压所需的冲压力，（2） 能对达到奥氏体的待加工钢板进行快速冲压，（3） 在保压阶段通过基座的翻转到冷却液里，对模具内的零件实现淬火, 并达到所需的冷却速度2. 2方案评价221冲压部分设计冲丿玉部分采用滚珠丝杠螺母■对称型齿条齿轮■二级饺杆三级增力机构图2. 1。