1、数控冲床自动送料机机械结构设计摘要本课题对数控冲床自动送料机进行了设计计算。根据物料的运输要求，自动送料装置采用了运输链和槽轮机构运输方式，由此可对送料装置的速度进行调节，以实现速度的可调性。同时，由于链式输送机是常见的连续动作运输设备,其输送能力大、调度组织简单、维护方便、营运费用低,此外它还具有结构简单、运转平稳可靠、运行阻力小、耗电量低、运输距离大，容易实现自动化等特点。而且，由于槽轮机构具有间歇性的运动，因此可达到冲孔自动送料的要求。槽轮机构是一种步进间歇运动机构，由于结构简单、制造容易、工作可靠，能准确地控制转角，机械效率高，所以在自动和半自动生产线中得到广泛的应用；但槽轮在销轴进出
2、槽轮槽口时加速度大，机构产生较大的冲击，而且随着转速的增加和槽轮槽数的减少冲击加剧，因而不适用于高速运转的情况。关键词：送料机,槽轮机构,链传动,数控冲床Design of automatic feeder about CNC punching machinestructureAbstracts:This topic for punching automatic feeding device design calculation, according to the design plan descriptions of transmission system solutions, worked
3、 in a transmission system design. According to the requirement of transportation, punch materials using automatic feeding device transport links and Geneva mechanism, which mode of transportation for feeding device speed adjustment, to realize the continuous bariable speed. At the same time, because
4、 the chain conveyor is common, the continuous action transportation equipment large conveying capacity, simple operation, convenient maintenance, organization, in addition to its low operating cost has simple structure, stable and reliable operation, low power consumption, low resistance and easy tr
5、ansportation distance, automation etc. And, due to the Geneva mechanism with intermittent movement, therefore, can achieve punching automatic feeding requirements.Geneva agencies is stepping intermittent movement，because of Simple structure、manufacturing easy、reliable，Can accurately control angle, H
6、igh mechanical efficiency，Therefore, automatic and semi-automatic production line is widely used; But trough round slot in the round pin and out of the acceleration when Passage，Institutions have a greater impact，moreover, with the speed and the increase in the number of slot groove round of intensi
7、fied to reduce the impact，Thus does not apply to high-speed operation. Key words：Automatic feeder,Geneva mechanism,chain,NC punch目 录1 前言12 数控冲床自动送料装置的工作原理22.1 数控冲床自动送料装置的传动方案的设计32.2 槽轮机构的设计42.3 链传动62.3.1 选择链轮齿数72.3.2 确定计算功率82.3.3 链条的选择及计算92.4 链轮设计112.5 电机的选择143 直齿圆锥齿轮的设计与校核153.1 圆锥齿轮基本参数的设计153.2 轴的设
8、计173.2.1 设计轴的结构并绘制结构草图183.2.2 强度校核193.3 中间轴的设计223.3.1 设计轴的结构并绘制结构草图233.3.2 强度校核233.4 输入轴的设计254 键的选择与校核254.1 轴承的选择284.2 传动装置的支架设计294.3 机床的定位机构314.4 机构改进措施325 结论33参考文献34致谢351前言冲压作为一门古老而又年轻的制造技术，几乎渗透到国民经济的每一个部门。在许多发达国家，从作为支柱产业之一的汽车制造业到农业机械、动力机械、建筑机械、化工机械、精密机械、仪器仪表、医疗器械、日用五金等等，直到航空航天、军事兵器各个门类，冲压制件都占据着相当
9、重要的地位。随着我国工业的发展，冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求，手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手工送料已逐步由自动送料机构所取代，从而进一步满足了冲压生产自动化，大幅度提高生产节拍、生产质量等的要求。冲压生产自动化主要是指包括材料供给、制品及废料的排出、模具更换、冲床的调整与运转、冲压过程异常状况的监视等作业过程自动化。将这些技术应用到冲压生产流水线的相应环节从而实现冲压生产过程的自动化。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求，是在一套模具上实现多工位冲压的根本保证，它的自动化程度高低，直接影响着冲压生产效率、生
10、产节拍以及冲压生产整体自动化水平。数控冲床自动送料机是实现冲压生产自动化的关键机构。尽管目前已经有很多专家对自动送料机进行了一整套较为成熟的设计，从动力源的选择、传动机构的设计、机床上零件的定位甚至PLC控制等。但本课题中研究的自动送料机主要是针对在长、宽范围比较大且厚度在5mm以内的薄钢板的自动运送上，具有一定的特殊性。本设计在吸取众多设计思路和设计方法的基础上，结合本课题的具体要求，形成了采用运输链和槽轮机构为输送方式的设计思路，实现了送料装置的速度调节，提高了传送效率。2数控冲床自动送料装置的工作原理该自动送料机构主要用于国产冲床，配备于3000kN的数控冲床，它主要由机架，输送机，隔料
11、机构，冲床上的定位机构等构成。 图2 工作原理图自动送料机构的工作原理如图2所示。材料从如图所示的左边送入，在链条上设有挡料机构，保证在运送过程中不会产生较大的横向位移，在冲床与右边的链轮处设有接料板，防止料在运送到冲床上时出现掉料情况。2.1数控冲床自动送料装置的传动方案的设计数控冲床自动送料装置的传动方案有两种：一是使用机械手臂；二是使用间歇机构完成。数控冲床自动送料机实质上即机械手, 能自动上料和卸料, 提高生产效率, 保证产品质量。机械手完成的工作主要是夹料、送料、放料等，工作过程简单，易于PLC编程实现，且机械手使用还可以很好的解决原料定位精度问题，这是个理想送料方案。但是本设计要求
12、送的材料是的厚度不大于的钢板，此材料的特点是长宽比较大，使用机械手臂不易于夹取，在运送的过程中容易使钢板弯曲。在使用间歇机构完成时，曲柄滑块机构和槽轮机构是比较理想的方案。曲柄滑块机构在设计时连杆的尺寸不易确定，且曲柄滑块机构中的一回程过程没有利用上，造成动力的浪费。所以不可取。这样传动装置主要是采用槽轮机构，因槽轮机构的运动时间歇运动，故满足冲床的工作过程。其特点在槽轮机构的设计中会详细论述。 本设计中对于动力参数的选择计算是比较关键的，参数选择好了，对设计就有很大的帮助。首先是要选择本设计的总体传动比。在选择机构时，比较了不同间歇机构的特点发现槽轮机构有在本设计中有很多优点，这些在后面的论
13、述中有详细的表述，故传动装置欲采用槽轮机构，初定总传动比为，这也是为了方便计算和设计。各轴转速已知条件给定进给速度为30m/min，而板材宽度为1250mm，根据设计需要，板材间歇的被传递1500mm，在设计中，链轮的直径为508mm。根据这些条件，可以得出输出轴、中间轴和输入轴的转速 输出轴 中间轴 输入轴 输出轴功率 根据要求钢板放在链轮上，通过对链轮对轴产生压轴力，首先先算出钢板对一个链轮的力，同时考虑到链轮本身对轴的压力，故有效圆周力为KFP 水平布置时的压轴力系数为1.15要求规定传送的速度为30m/min，则速度，链轮传递的功率为。2.2槽轮机构的设计 这一章主要是介绍槽轮机构的工
14、作原理、特点以及具体槽轮机构参数的计算设计。槽轮机构的工作原理槽轮机构的典型结构如图2.2示，它由主动拨盘1、从动槽轮2和机架组成。拨盘1以等角速度作连续回转，当拨盘上的圆销A未进入槽轮的径向槽时，由于槽轮的内凹锁止弧nn被拨盘1的外凸锁止弧mmm卡住，故槽轮不动。图示为圆销A刚进入槽轮径向槽时的位置，此时锁止弧nn也刚被松开。此后，槽轮受圆销A的驱使而转动。当圆销A在另一边离开径向槽时，锁止弧nn又被卡住，槽轮又静止不动。直至圆销A再次进入槽轮的另一个径向槽时，又重复上述运动。所以槽轮做时动时停的间歇运动。槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能较平稳地、间歇地进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于速度不太高的场合。图2.2 外啮合槽轮机构示意图槽轮机构几何尺寸的计算在槽轮的设计计算中，应首先确定槽轮的槽数Z和主动拨盘的圆销数n；再根据受力情况和实际所允许的安装空间尺寸，确定中心距L和圆销半径r，再根据图5.1的几何关系计算出其他的尺寸槽轮槽数 Z=4圆销数 n=1中心距 a=200 mm圆销半径 r =10 mm圆销的回转半径R = =141.42 mm槽轮端点到槽轮中心的距离 H = =141.42 mm槽轮的深度 H-h H-h=141
