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1、 热模锻压力机结构设计摘要 锻压机械在工业中占有极其重要的地位，广泛应用于几乎所有的工业部门，如机械、电子、国防等。然而，在锻压机械中，又以热模锻压力机最为广泛，占非常高的比例。 热模锻压力机是以曲柄滑块机构作为运动机构，依靠机械传动将电动机的运动和能量传给工作机构，通过滑块给模具施加力，从而使毛坯产生变形。 本次设计为连杆式热模锻压力机，参照国内现有相关型号压力机，进行了16000KN机械压力机主要工作系统设计。设计分三步进行：首先，拟定总传动方案；其次，设计主要零部件；最后，进行经济评估。 本设计中主要包括以下设计部分：曲柄滑块机构的设计计算、传动系统的设计计算、离合器和制动器的设计计算、
2、机身的结构设计和飞轮的设计以及支撑附属装置的设计。本次设计方案均采用同类设计中最新的零件类型及布置方式。通过离合器和制动器进行气动连锁控制。用采用偏心轴承来达到调节装模高度的目的，以适应不同高度的模具。采用四面调节导轨，提高了压力机的精度，并装有过载保护装置、滑块平衡装置等，使机器更加安全、可靠。关键词 锻压机械；曲柄滑块机构；热模锻压力机The constrature design of hot die forging preeAbsract: Hot die forge and press machine is very important in industry,it is used i
3、n almost any induetry department,such as machine,electron,national defense and so on.It is crank Hot die forge and press machine that is most important in Hot die forge and press machine.Crank press machine uses crank slide block mechanism as working mechanism,machine driving system passes the movem
4、ent and energy of electromotor to working mechanism, bringing forge to the die by slide block,in order to let roughcast engender transmutation.In this paper,the subject is the J31-250 closed-single punching machine,it is designed in accordance with the related machine now and designed the working sy
5、stem of 2500KN punching machine.The design has been done through three steps: firstly,draw up total transmission; secondly, design each part; at last, economy estimation.In this paper, the design mainly consists of some parts: crank slide mechanism, gear deriving system, clutch and detent, electromo
6、tor and flywheel, supporting and appertain equipment.The design program used the new parts type and arrangement. The machine works by the control of the frictional clutch and detent. Electromotor drives the link screw to fit the diffent height of die. Using four-side regulative guider, improves the
7、precision of the punching machine. The machine has installed over loading protector, slide block balance equipment, pledging the machine work safety and dependable.Key words: Forge and press machine ；crank slide block mechanism ；Hot die press machine第 65 页 共 70 页目 录热模锻压力机结构设计1THE CONSTRATURE DESIGN
8、OF HOT DIE FORGING PREE2前言1第1章 热模锻压力机的构成及工作原理21.1热模锻压力机的构成21.2热模锻压力机的工作原理21.3热模锻压力机的主要技术参数3第2章 曲柄滑块机构的构成及相关分析42.1曲柄滑块机构的运动规律分析42.2 曲柄滑块机构的受力分析72.2.1 连杆及导轨受力72.2.2 曲柄所受扭矩8第3章 传动系统的布置及设计123.1 传动系统的布置方式传动系统123.2 传动级数和各级数比分配传动123.3离合器和制动器安装位置的确定13第4章 设计计算144.1 工作机构的设计计算曲柄滑块机构的设计计算144.1.1曲轴的设计计算144.1.2 曲
9、轴强度计算154.2 连杆的设计计算2042.1连杆的主要尺寸204.2.1 连杆的强度校核264.3 装模高度调节机构的设计2743.1偏心涡轮式装模高度调节机构的原理274.3.2涡轮与蜗杆的设计算。284.3.3 调节电动机容量的选择294.3.4 调节电动机的容量选择304.4 滑块与导轨的设计计算。314.4.1 滑块的设计314.4.2 导轨的设计：32第5章 传动系统的设计计算335.1齿轮传动的设计计算335.1.2 齿轮的接触强度校核335.1.3齿轮主要尺寸的计算345.1.4 齿轮的弯曲强度校核355.1.5 齿轮几何尺寸计算365.2轴的设计计算375.2.1 输入转矩
10、375.2.2 确定低速轴（即曲轴两端）各段的直径375.3.2高速轴（即曲轴两端直径）各段的直径：385.3.3键槽的选择：415.3.4 V带传动计算42第6章 制动器和离合器的选取44第7章 能源系统的设计计算电动机的选择和飞轮的设计457.1 飞轮的确定477.1.1 主电动机的功率的确定47第8章 顶件机构的选择518.1 上顶件机构518.2 下顶件机构的选择52第9章 支承、辅助及附属装置的设计559.1 支承部件机身的设计。559.2 立柱与拉紧螺栓的设计计算559.3 上梁的计算589.4底座的计算599.5 机身变形的计算599.6 附属装置619.7 辅助装置62结束语6
11、3致谢：64参考文献65前言国家的装备制造业的整体能力和发展水平决定着国家的经济实力、国防实力、综合国力里和在全球经济形势中的竞争和合作能力，决定着国家实现现代化和民族复兴的进程。锻压设备在国防工业和民用工业中占有极重要的地位。采用锻压工艺生产零件具有很多特点：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；不仅能改善材料内部的机构和缺陷，而且能充分利用纤维组织的方向性，尤其是锻压后不加工的零件，没有外露的端向晶粒，可大大提高零件的机械性能；零件重量轻，材料利用率高，精密锻压件更为突出，这在航空航天工业中具有极其重要的意义。因此，锻压加工的零件数量在各行各业中所占的比重很大：航空工
12、业中占85%;汽车工业中占80%；电器，仪表工业中占90%；农机、拖拉机工业中占70%。曲柄压力机在数量上约占各类锻压机械总数的一半以上。作为锻压设备的一种主要类型，曲柄压力机在工业生产中发挥着越来越大的作用 ，因此，我们有必要对其进行深入的了解，进而更好的服务于生产。而曲柄压力机的种类很多，按照工艺用途分类分为板料冲压压力机、体积模锻压力机、剪切机三种，热模锻压力机属于体积模锻压力机，这种压力机主要是用来进行热模锻工艺加工的，现在国内外生产的热模锻压力机的种类比较多，每家生产的都不一样。如果按照压力机工作的机构的类型.可以将其分为连杆式热模锻压力机、双滑块式热模锻压力机、楔式热模锻压力机及双
13、动式热模锻压力机等几大类。 本次我们研究连杆式热模锻压力机的结构设计，我们将采用两级传动，一级皮带，一级齿轮。离合器与制动器分别装在偏心轴的两端，采用气路连锁。离合器采用多盘式摩擦离合器，制动器也采用多盘摩擦式，选用双支撑连杆，滑块采用象鼻式滑块，装模高度调节机构采用偏心轴承式，上顶件机构采用象鼻式滑块常用的上顶件机构，下顶件机构采用液压式下顶件机构，以及过载保护等辅助功能。第1章 热模锻压力机的构成及工作原理1.1热模锻压力机的构成工作机构，一般为曲柄滑块机构，由曲柄、连杆、滑块等零件构成。1.传动系统，包括齿轮传动、皮带传动等机构。2.操作系统，如离合器、制动器。3.能源系统，如电动机、飞
14、轮。4.支撑部件，如机身。上述除了的基本部分以外，还有多种辅助系统与装置，如润滑系统、安全保护装置以及气垫等。1.2热模锻压力机的工作原理热模锻压力机是以曲柄传动的锻压机械，其工作原理是电动机通过三角带把运动传给大皮带轮，再经小齿轮，大齿轮，传给曲轴。连杆上端连在曲轴上，下端与滑块连接，把曲轴的旋转运动变为连杆的上下往复运动。上模装在滑块上，下模装在垫板上。因此，当材料放在上下模之间时，及能进行冲裁或其他变形工艺，制成工件。由于工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，所以装有离合器和制动器。压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空程时间。
15、为了使电动机的负荷均匀，有效的利用能量，因而装有飞轮。本次曲柄压力机的设计中,大皮带轮的设计兼有飞轮的作用。工作原理图如下图：图1.1 曲柄滑块式热模锻压力机传动简图1大皮带轮 2小皮带轮 3电动机 4传动轴 5轴承 6小齿轮 7大齿轮 8离合器 9偏心轴 10连杆 11滑块 12契型工作台 13下顶件机构 14上顶件机构 15导轨 16制动器 17轴承1.3热模锻压力机的主要技术参数 表1-1公称压力Pg公称压力行程Sp滑块行程S滑块每分行程次数最大装模高度H装模高度调节量H导轨间距离A滑块底面前后尺寸B工作台尺寸16000KN13mm500mm70r/min500mm400mm1880mm700mm左右L=1800 mm前后B=1800mm第2章 曲柄滑块机构的构成及相关分析2.1曲柄滑块机构的运动规律分析
