12工位转塔数控冲床主传动部件设计开题报告

 2021-08-08 14:15:47

1. 研究目的与意义

采用模块化结构设计、pro/e绘制的方法,进行12工位转塔数控冲床主传动部件设计的设计,毕业设计的具体目的:

1、通过这次设计,把大学所学的专业知识资源整合,运用有关知识解决实际问题;

2、通过查阅大量文献,培养研究习惯,树立严谨的态度,创造有价值的设计;

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2. 国内外研究现状分析

数控转塔冲床,作为金属板材冲压加工的关键设备,至今已有近五十年的应用和发展。其中,作为冲压动力源的主传动部件,也经历了几个阶段的变化和发展。

由于国外企业起步较早,故数控转塔冲床的开发设计制造工艺比较成熟。近年来,随着大扭矩伺服电机及驱动系统的改良与推广,伺服电机驱动式主传动部件已被成功应用于日本amada、muratec等公司的数控转塔冲床产品中。国内厂商也在着手对该类产品的研制和推出。此类数控转塔冲床主要能节省能源、降低噪音、提高效率、优化工艺等效果,尤其是在提高效率方面,伺服电机驱动式主传动的滑块行程和速度能够任意调整,可以选择冲压所需的最短行程,同时设定合适的速度,使其与送料同步,从而有效地提高生产率。日本amada公司的em2510nt型数控转塔冲床,是将两台伺服电机分别连接于曲轴的两端,控制其同步运转,保证了对曲轴足够的扭矩输出,同时可以获得很高的冲压频率,25mm步距下最大冲孔次数可达到500次/分钟,而压印时更高达1800次/分钟,该指标达到了目前数控转塔冲床的高端水平。

近年来,随着大扭矩伺服电机及驱动系统的改良与推广,伺服电机驱动式主传动部件已被成功应用于日本amada、muratec等公司的数控转塔冲床产品中。国内厂商也在着手对该类产品的研制和推出。虽然目前机械式、液压式、伺服电机驱动式三种主传动形式的数控转塔冲床都在生产,但从近年来的销售情况看,机械式数控转塔冲床的销量正逐步萎缩,液压式数控转塔冲床在不断增加并已占据主导地位,而伺服电机驱动式数控转塔冲床,也正在以其具有的高效、节能、环保等优势,受到广大设备用户的认可和接受,成为数控转塔冲床未来发展的新趋向。我国从2000年起,先后和日、德、美等国合作生产,采用国外先进产品配制,学习国外先进技术,由此产品在品种上技术上产量上提高较快,取得了较大的成绩。国内目前有十几家专业钣金数控设备制造企业,可以设计制造数控激光切割机、数控转塔冲床、数控复合机床,甚至柔性制造单元和钣金柔性制造系统。如江苏亚威机床有限公司和日本合作生产的fflq-3048型数控液压转塔冲床6轴控制;济南捷迈数控机械有限公司的ps31250nc液压冲孔剪切复合机,综合效益十分明显,具有很高性价比。另外扬力集团、江苏富力、徐州锻压钣金数控公司等也具有雄厚的实力。随着电子技术、计算机技术与机床技术的结合,强烈要求分析设计内容完善化、目标最优化、过程动态化、使机床加工高速化、加工过程自动化和柔性化。并且具有高可靠性和良好的经济效益。只有这样,才能提高我国机床的产品质量和国际竞争力,推动我国的民族工业生产。

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3. 研究的基本内容与计划

采用模块化结构设计、pro/e绘制的方法,进行12工位转塔数控冲床主传动部件设计的设计,需要研究的内容有:

1.主传动系统机构的设计和运动分析

为了节约能源,提高效率,在实现相同冲压公称力的前提下,主传动用伺服电机的功率应当尽可能小,因此,需要对伺服电机驱动的多杆机构进行合理的设计和优化。本文将根据主传动系统特性,进行多杆增力机构的选型与设计,着重对所设计的多杆机构进行运动学分析。

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4. 研究创新点

伺服电机驱动式主传动,不仅保留了机械式主传动结构成熟可靠的优点,而且具备了液压主传动的诸多特性,其全新特点主要有:

1、节省能源。传统的机械式主传动由电机带动飞轮旋转并积聚一定的能量,工作过程中,飞轮能量冲压时消耗.并在返回上死点时重新积累。而对于伺服电机驱动式主传动,能量无需存储,伺服电机也不需要一直旋转,仅在冲压时启动并提供所需能量。上述两种数控转塔冲床,与各自传统机型相比,节能分别达到60%和30%,非常显著。

2、降低噪音。滑块冲压模具穿透板料时,会受冲压反力作用产生振动和冲击,由此带来的噪音也会随滑块速度和冲压力的增加而增大。机械式主传动冲床通常通过加强床身和提高吨位来减少噪音。而伺服电机驱动式主传动冲床却能够在行程的每时每刻对滑块的速度进行控制和凋节,因此可以在冲压中段控制冲头使其停顿,并降低其进入板料时的速度,从而达到减少噪音的目的,通常降噪效果可达10分贝左右。

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