剪板机液压系统设计

第一章绪论

1.1剪板机的背景

随着我国制造业的发展，剪板机床的发展越来越成为机械制造行业的中流砥柱，通用型高性能剪板机，广泛适用于航空、汽车、农机、电机、电器、仪器仪表、医疗器械、家电、五金等行业。

锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备，1842年，英国工程师史密斯创制第一台蒸汽锤，开始了蒸汽动力锻压机械的时代。1795年，英国的布拉默发明水压机，但直到19世纪中叶，由于大锻件的需要才应用于锻造。随着电动机的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械剪板机和空气锤，并获得迅速发展。二十世纪初，锻压机械改变了从19世纪开始的向重型和大型方向发展的趋势，转而向高速、高效、自动、精密、专用、多品种生产等方向发展。于是出现了每分种行程2000次的剪板机。所谓剪板机一般是指每分钟的行程次数为普通剪板机的5—10倍的剪板机。剪板机是带有自动送料装置，可完成板料高效率、精密加工的机械剪板机，具有自动、高速、精密三个基本要素。

自60年代以来，剪板机已有较大的发展，其每分钟行程次数已从几百次发展到3千次左右，其吨位已从十吨发展到上百吨。目前剪板机主要用在电子、仪器仪表、轻工、汽车等行业中进行特大批量的冲压生产。近年来，随着模具技术和冲压技术的发展，剪板机的应用范围在不断地扩大，数量在不断地增加。预计不久的将来，剪板机在冲压用剪板机中的比例将会愈来愈大。

1.2剪板机在国内外的研究状况

近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。

冷冲压生产的机械化和自动化，为了满足大量生产的需要，冲压设备已由单工位低速剪板机发展到多工位剪板机。一般中小型冷冲件，既可在多工位剪板机上生产，也可以在剪板机上采用多工位级进模加工，是冷冲压生产达到高度自动化。

在汽车、航空航天、电子和家用电器领域，需要大量的金属板壳零件，特别

是汽车行业要求生产规模化、车型个性化和覆盖件大型一体化。进入21 世纪，我国汽车制造业飞速发展，面对这一形势，我国的板材加工工艺及相应的冲压设备都有了长足的进步。

1.3剪板机的应用

随着电子工业的发展，小型电子零件的需求日趋高涨，促进了高精度、高效率的剪板机的发展。目前日本已成为剪板机技术的领军，在100kN压力、8mm冲程下，滑块速度可达4000次/min。我国金丰、江苏扬锻、高将精机、江苏扬力、徐锻和西安通力等公司都有剪板机产品。2004年已开发出了速度达1200次/min 的SH系列SH—25开式高速精密剪板机。其他还有VH开式、JF75G闭式系列剪板机。这些剪板机广泛应用于电子和微电子行业，全面提高了行业技术装备水平，替代了大量的进口机床。

1.4本论文设计内容

为了提高生产效率，剪板机在不断向高速发展。目前，国内自行设计，生产的剪板机较少，主要还是以进口设备为主。因此，急需要设计一重剪板机，满足生产需要。

第二章剪板机的总体方案及传动装置设计

2.1剪板机的总体方案设计

2.1.1剪板机运动方案的拟定

随着我国制造业的发展。剪板机的发展越来越成为机械制造行业的中流砥柱，本文旨在设计冲压效率高，机器的结构简单，成本低，工作可靠，自动化程度高，机械震动小的剪板机。

该剪板机的工作机构采用曲柄滑块机构，由曲柄，连杆，滑块等零件。传动系统为齿轮传动。由于开式剪板机操纵简单，本论文所设计的剪板机的冲压力为：100T。故本文采用开式。

剪板机运动方案如下图：

2.1.2 剪板机的主要技术参数的拟订

剪板机的主要技术参数是反映一台剪板机的工艺能力，所能加工零件的尺寸范围，以及有关生产率等指标。拟订分别如下：

1 公称压力 1000KN

2 滑块行程 30mm

3 冲头工作频率 1000次/min

4 工作台板尺寸前后 500mm左右 800mm

5 滑块底面尺寸前后 300mm左右 400mm

6 立柱间的距离 450mm

2.2 传动装置的总体设计

由于本文设计的剪板机承载能力和速度大，故采用圆柱齿轮传动和带传动。按照工作要求和条件。

3种传动方案如下图所示：

其中 a为带传动和直齿轮传动；

b为直齿轮传动;

c直齿轮传动和斜齿轮传动.

本文选a)传动方案。

3剪板机主要部件的结构设计

剪板机能否正常运转，看的是其主要部件的设计，如果设计不合理，机器就不能正常运转或者说不能运转，那么生产出来的这台机器就是一堆费品。设计合理，机器就能正常的运转对并对花生果进行剥壳。因此，剪板机的主要部件的设计在整个设计过程中显得尤为重要，合理的设计将提供给使用者更多的方便和实惠。

3．1设计前各项参数的确定

3．1．1 刮板的半径及转速初定

刮板的旋转必须确保能将部分花生壳撞碎，当花生果与钢质物体相对速度达到5s m /时，可使花生壳破碎而不会破坏到花生仁，可根据此依据设计刮板的转速与半径。

如图3-1所示，花生下落位置在R R →2之间，设计时采用最小碰撞半径2

R

为计算半径

nr v π2=

取半径R=250mm ，则n=382.2r/min

结论：R=250mm ，

n=382.2r/min

图3-1

3．1．2 刮板所需功率计算

根据公式t

Q

P =可计算出刮板所需的功率

刮板对花生做功

p k E E Q +=

k E ：刮板改变花生的动能

Ep ：刮板改变花生的势能 2221212

121mv mv E E E k +=

+= mgR mgh Ep ==

∴ )(212

221gR v v m Q ++=

)(212

221gR v v t

m t Q P ++==

根据所给产量要求 1500kg/h,即0.417kg/s,此为花生仁的产量，折合

花生果产量为0.417/纯仁率,根据国家标准，湖南所处地理位置可取花生的纯仁率为69%,折合花生果产量为0.604kg/s,此即每秒进入剥壳箱内被破碎的花生果的重量。花生接触刮板时初速度设为1m/s ，方向向下，脱离刮板时速度为15m/s,方向向左，脱离刮板时相对初位置高度为500mm

t=1s m=0.604kg/s

1v =1m/s

2v =15m/s

R=0.5m

)(212

221gR v v t

m t Q P ++==

=(0.302+67.95+2.96)W=71.212w 加上刮板与花生在栅格中挤压所需要的能量，P 也不会超过500w 。为计算电动

机的所需工率Pd ，先要确定从电动机到工作机之间的总效率η。设1η、2η分别为滚动轴承和V 带传动的效率，于是有

2

2

21ηηη+==-0.8668