小型卧式模锻机执行机构与传动系统设计

目 录

1 引言 …………………………………………………………………………………1 1.1 设计任务·····················································3 1.2 设计要求·····················································4 2 机械运动方案拟定·················································4 2.1 执行机构的比较选择及计算·····································5 2.2 运动循环图···················································9 2.3 传动机构的设计···············································10 2.4 电动机的选择·················································11 2.5 机械结构总体的设计···········································11 2.6 轴强度校核···················································11 3 参考文献························································11 4 附录

小型卧式模锻机执行机构与传动系统设计

工学院 机械设计制造及其自动化专业 许智强（10550425）

指导老师：梅广益

摘要：模锻，即在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具型腔）以获得所需形状和尺寸的锻件的锻造方法。小型模锻机在早期模锻发展过程中有十分突出的地位，其简单的结构代表了模锻机的基本结构，因此，进行该种模锻机的设计研究，对于充分扩展模锻机的使用功能是十分有必要的。 关键词：模锻；执行机构；传动系统

1 引言

模锻，即在外力的作用下使金属坯料在模具内产生塑性变形并充满模膛（模具

型腔）以获得所需形状和尺寸的锻件的锻造方法。大多数金属是在热态下模锻的，所以模锻也称为热模锻。与自由锻相比，模锻能够锻出形状更为复杂、尺寸比较准确的锻件，生产效率比较高，可以大量生产形状和尺寸都基本相同的锻件，便于随后的切削加工过程采用自动机床和自动生产线。模锻后的锻件内部形成带有方向性的纤维组织，即流线。选定合理的模锻工艺和模具，使流线的分布与零件的外形一致，可以显著提高锻件的机械性能。但模锻需要专用的模具，模具必须用优质合金工具钢制造，模膛形状复杂，要求精度高，加工量大，生产周期长，价格昂贵。因此，模锻一般适用于大批量生产，或用于批量虽不大，但对锻件的形状和性能有较高要求的场合。

模锻件的精度高,加工余量小加工余量的决定需要考虑模具的制造精度及其使用中的磨损、金属的冷缩和表面氧化、金属流动和充填状态、锻造需要的斜度、圆角和锻造偏差以及切削加工所需的余量等。在实际生产中，锻件加工余量都按标准选用。使用特殊的精密锻造工艺，严格控制锻件的局部公差,不留切削加工余量,不再切削，是现代模锻技术的发展方向之一。 1.1 设计任务

为锻造长杆类锻件（见图1-1，系用棒料局部镦粗而成），今需设计一台将杆料水平置放后用活动凹模3及固定凹模2将其夹紧后再用水平置放的冲头1进行顶锻工作的卧式模锻机。拟用电动机通过传动装置带动夹紧机构首先使活动凹模3向前移动，与固定凹模2合拢，以夹紧棒料。然后主滑块带动冲头1进行顶锻，锻件成形后，待冲头1返回离开凹模后（返回距离约占冲头全行程的1/8-1/3），由夹紧机构带着活动凹模3返回，松开杆料回到初始位置。在顶锻过程中需要两半凹模始终处于夹紧状态，不能松开。要求设计该小型卧式模锻机执行机构和传动系统，以满足以上顶锻工艺要求。

图1-1 卧式模锻机执行机构

设计任务

1. 根据上述要求进行机构的选型、经运动及动力分析与设计后确定传动方案，绘制机构运动简图；

2． 确定电动机的功率与转速；

3． 设计传动系统中V带传动和齿轮传动；

4． 对大带轮轴进行结构设计和强度校核，并选择其轴承，计算轴承寿命； 5． 进行传动系统结构设计，绘制其装配图；

6． 编写课程设计说明书。 1.2 设计要求

小型卧式模锻机执行机构与传动系统的设计的具体设计数据与要求： 1. 电动机同步转速n=1500r/min或1000r/min。 2. 冲头顶锻次数为每分钟50~75次。 3. 主滑块1的全行程H=200~380mm。

4. 顶锻工艺开始后冲头的工作行程H1=(1/2~2/3）H。 5. 夹紧滑块3的总行程h=60~80mm。

6. 作用在主滑块上的顶锻力F1=250~500kN。 7. 作用在夹紧滑块3上的夹紧力F2=F1/3。 8. 要求该模锻机的机械效率高，振动小。

2 机械运动方案拟定

结合设计任务和要求，分析可知整个顶锻过程可以主要分为两个主要运动： 1. 执行机构卧式模锻冲头的水平方向运动，该运动为最主要的运动，模锻件的成型来源于此，故该运动必须满足要求，足够完成冲压过程；

2. 夹紧装置的竖直方向运动，该运动为辅助运动，目的在于保证工件在突然受力的情况下在工作台上不产生运动，保证冲压的精度。