片状金属板料气动冲压边料切割装置设计.docx

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片状金属板料气动冲压边料切割装置设计

摘要

随着科学的进步，产生越来越多的物料，特别是钢带，像做啤酒瓶盖所用的废料，我们可以进行制造中的第一步，把圆盘料从长形的料带中冲压，形成圆形，再利用其它设备冲压即可满足要求，同时本设备主要是利用废旧物料进行旧产品的回收利用，和对废料带进行剪切后边有运输和回收。

该设计就是将片料进行初步的加工和废料的回收。

冲压机构主要利用气动系统作为动力进行冲压，供料系统则是采用了带滚系统进行供料，通过电动机作为动力，通过减速器装置达到需要的转速，用槽轮系统来实现片料的间歇运动，进一步通过两个齿轮啮合的方式来带动上下两个辊轮的转动，辊轮与片料之间的摩擦力作为片料的驱动动力来实现片料的进给。

切割系统同样是采用了冲压系统作为动力来实现。

关键词：

冲压、剪切、槽轮机构、辊轮传动

Abstract

Withthedevelopmentofscienceandsocialprogress,anincreasingnumberofmaterialshavebeeninvented,especiallysteel,asusedtodobeerbottlewaste,wecanperformthefirststepinmanufacturing,formingdiscmaterialfromtheelongatedshapematerialbypunch,thenuseotherequipmenttomeettherequirementsofpunch,Meanwhile,hedeviceismainlyusedforrecyclingwastematerialofoutdatedproductsandtocutbackonthewastewithatransportandrecycling.Theaimofthisdesignistocompletepreliminaryprocessingofplatematerialandrecyclingofwastematerial.Punchsystemusethehydraulicsystemasthedrivingforceforpressing,feedingsystemuserollersystemtocompletetheprovisionofmaterial.Drivingforceprovidedbymotor,theidealspeedcanberequiredbyreducerdevices,theslotwheelsystemcanachievetheintermittentmotionofthefilmmaterial,thenthetworotatingrollersmovedbyengagingoftwogears,andthefrictionbetweenthefilmmaterialandtherolleristhedrivingpowertoachievetheprovisionofplatematerial.Meanwhile,cuttingadoptspressingsystemasthedrivingforcetorealizeitsfunction.

Keywords:

punching,shearing,genevamechanism,therollerdriver

1绪论

1.1选题背景

根据对目前市场的调查和结合本次设计的要求与目的，进行了设计前的准备工作，具体如下：

去市场中调查研究，结果显示市场中对废旧物料的回收利用比较大，但回收小的废弃物料尤其是比较薄的废旧物料，特别是规格小于270的薄钢带来说，市场上基本是没有的。

但发现有大的钢铁废旧市场上使用的是大的破碎机，能将板厚在5mm以下的钢板或者其他废旧品，材质的硬度和刚度都小于6MPa的钢铁粉碎。

全部粉碎成了圆球型或者方形的大小颗粒状，这样的于运输方便、易于钢铁回收利用。

综合上述调查可以得知，由于小于270薄带物料的回收利用并不是很让人满意，因此想到了利用本设计可以从废料堆中收集可以利用的物料，从而进行设计，这就是本次设计的目的与意义所在。

这次设计的任务是针对片料设计一种片料冲压切割机，实现对片料进行冲压，同时对冲压后的废料进行切割回收。

本次的研究设计要求既要一方面保证冲压出合格的产品同时还要求提高劳动效率并且降低工人的劳动强度同时还要对企业产生一定的经济效益。

1.2基本思路

对薄而窄的废旧物料进行冲压后，要想回收利用废旧物料，需要再对其冲压、剪切，使之成为小的废料物质，以便更好的运输、保管、储藏等。

首先是冲压系统，冲压系统需要较大的动力来驱动，在这里可以考虑使用电机驱动和使用气动驱动两种，考虑到切割设备，现在切割设备有很多，最普通的就是锯切割，使用电动机带动带轮，通过皮带传递给切割锯片从而实现切割，由于是对片料的废料进行处理，使用锯切割会造成不必要的消耗，锯切过程中会消耗大量的锯片，不经济使用;还有科学技术比较高的线切割，需要进行数控，显然也不合适;由于前面冲压使用气动作为动力源，后面的切割也可以使用与冲压相同的动力源，这样一方面简化了设备，另一方面更加具有经济性。

在切割过程中首先压力要大于物料所需剪切力的1.5倍到2倍以上才行，这样才能够把冲压后的物料从整体中分离开来。

实践证明，气缸可以实现快速冲压的效果。

我们可以考虑利用电器控制PLC来控制电路的运转。

它可以控制气缸在自己行程内突然有个较大的冲击，在突然加速的过程中就产生了较大的冲击力，从而解决了刚才的矛盾，达到了目的。

至于剪切，就是把物件利用剪刀分剪成几个比较小的物料而已。

剪力是靠剪切力的作用使物料进行分离的，这样就可以满足了要求。

另外一个问题是如何实现片料间歇进给，这就考虑到机械原理中的槽轮机构，槽轮机构的特点是:

结构构造比较简单，外形尺寸相对较小，机械效率比较高，工作运行平稳，适合在转速不高的场合下使用。

最后就是整个机器的动力源问题了。

我们可以选择电动机作为动力源，通过电动机带动减速器进行工作，电机转动时产生一个扭矩，驱动滚轴进行滚转，等于把电机扭矩传递给滚轴，用两个滚轴把废弃料带加紧，进行输送，加紧中物料带与滚轴之间产生摩擦力，从而靠摩擦力达到了传动目的。

以上就是本次设计的主要内容。

1.3文献综述

随着我国经济的持续发展，我国的钢铁工业也得到了快速发展，2004年我国的钢产量达到了历史新高，为2.72亿吨，成为世界第一钢铁大国。

经过近几年的快速发展，钢铁业也逐渐显现出自然资源不足、吨产量能耗过大、环境污染等矛盾。

废钢资源作为钢铁工业的“第二矿业”，具有节约能源、减少污染、保护环境、循环利用等优点，其影响将越来越大。

近几年废钢供应逐年在攀升，其作用逐渐在扩大，2004年突破五千万吨，使资源得到了进一步循环利用。

　　根据对目前市场的调查以及结合本次设计的要求与目的，进行了设计前的准备工作，具体如下：

去市场中调查研究，结果显示市场中对废旧物料的回收利用比较大，但回收小的废弃物料尤其是比较薄的废旧物料，特别是规格小于270的薄钢带来说，市场上基本是没有的，一片空白。

但发现有大的钢铁废旧市场上使用的是大的破碎机，能将板厚在5mm以下的钢板或者其他废旧品，材质的硬度和刚度都小于6MPa的钢铁粉碎。

全部粉碎成了圆球型或者方形的大小颗粒状，这样的于运输方便、易于钢铁回收利用。

综合上述调查可以得知，由于小于270薄带物料的回收利用并不是很让人满意，因此想到了利用本设计可以从废料堆中收集可以利用的物料，从而进行设计，这就是本次设计的目的与意义所在。

为了实现这些要求就必须了解从材料到成品的全过程综合技术。

冲床就其中一个重要的技术要素，下图为冲压的基本原理图：

随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。

切割机的发展必须要适应现代机械加工业发展的要求。

而利用冲压技术进行片料的切割是一种计较经济和实用的方式，利用液压系统带动切割刀进行上下的往复运动，利用槽轮机构实现片料的间歇进给，利用冲压原理来实现对片料的切割。

1.4研究内容

1气动系统的基本工作原理

以压缩空气作为工作介质来传递动力和实现控制的技术成为气压传动

2空气压缩机

空气压缩机是气源装置中的主体，它是将电动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。

3冲压

冲压就是通过模具对板材施加一定的压力或拉力。

将板材塑性成型，并且通过对板料施加剪切力从而使板材发生分离，从而获得具有一定尺寸，形状和性能的一种零件加工方法。

其基本工序有，冲裁，弯曲拉伸，胀形和翻边。

4冲压机

冲压机工作原理：

通过电动机带动飞轮运转，在离合器的作用下，传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动，作用于拉伸模具上使钢板成形。

.

5剪切

剪切的定义就是作用于构件某一截面两侧的力，大小相等，方向相反，且相互平行，能够使构件的两部分沿着这一截面发生一定程度相对错动的变形。

6plc

Plc是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置。

目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能。

通用性强、使用方便。

1.5课程设计工作进度计划

2013年12月----2014年1月：

收集资料，确定设计系统总体方案，翻译有关外文资料及阅读技术文献，书写开题报告。

2014年2月----2014年3月：

对总体方案进行设计，准备开题答辩；

2014年3月----2014年4月：

对改装置的传动机构和冲压切割系统进行设计；

2014年4月----2014年5月：

绘制片料冲压切割机整个装置的装配图及零件图，整理检查并撰写设计说明书；

2014年5月----2014年6月：

毕业答辩准备和答辩，提交报告，编写毕业论文。

2方案论证

2.1拟定方案

2.1.1设计方案一

工作原理：

采用冲压的方法进行，有市场调查和根据现实来看，大部分冲压采用的是由电动机通过带动带轮运转进一步带动齿轮的转动来进一步的驱动曲轴，其中通过产生曲轴与曲轴柄之间的偏心距，曲轴连接一个往复运动的活塞来实现冲压的往复运动，从而的靠产生的巨大冲击力来冲压物料，从而得到所需产品。

方案示意图见图2-1：

2-1曲柄冲压机系统图

1―电动机2―小皮带轮3―皮带4―大皮带轮5―离合器6―轴承7―曲轴8―工作台9―下模10―上模11―导轨12―滑块13―连杆

方案分析：

优点：

工作过程中可以冲击体积较大的物体，适于冲压大的物料，机构相对比较简单

缺点：

电动机的功率较大，能量损耗大；自动化程度低，不便于较小料带冲压。

危险系数高

2.1.2设计方案二

工作原理：

由于本次设计中物料比较小，而受力也比较小，只需要一个气缸的力就能够得到所要的工件。

所以采用气动为动力的冲压切割，在供料方式上采用两个压辊轮，通过它们之间的转动，以辊轮与片料的摩擦力为动力进行片料的供给，片料的间歇运动主要采用槽轮机构来实现，以电动机为动力源带动压辊的运动。

在用设计中考虑到模具有一定的冲压范围，因此模具就有一定的大小。

我们可以计算工作中的所有受力，再根据所选用的工件设备使用大小，可推算出工件冲压的最小值，这样工件有了一个范围，据此可以设计使用不同型号的模具。

这样就满足了设计的互换性要求。

方案的设计示意图见图2