12mm冷镦机动传动系统设计开题报告

1目的及意义

1.1立项依据

冷镦技术是金属加工中的冷塑性约束变形工艺技术，是一种高精、高效、优质 、低耗、少无切削的先进生产工艺技术。其优点有材料利用率高，生产效益好，产品机械性能好，易于实现自动化生产。冷镦技术以其经济高效的工艺特点，已在机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到广泛的应用，成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。因此这么一种优点众多加工方法也推动着冷镦机的不断发展。冷镦机以卷料或棒料为原材料，连续生产螺栓﹑螺母﹑销钉﹑钢球及滚柱等标准件。我国是制造大国，要实现制造强国，首先也要在机械设备上用心研究。因此，这次本着优化冷镦机的设计，提高其生产效益。我们与孝感冷镦机厂合作，争取把冷镦机进一步优化，生产效率达到国际优秀水平。冷镦机厂方面提出的商议任务如下：评审铸件床身的结构合理性；设备动态平衡模拟；关键零部件的材料选用及工艺（比如曲轴，轴瓦，轴承）；提高电控的功能多样化，在显示屏里能表现出更多的关于设备实时动态监测情况；外壳钣金及底座的工业化设计。易损件登记后提供新材料及新加工工艺。

冷镦机多采用机械传动装置，曲柄滑块机构，曲柄摇杆机构，凸轮机构，棘轮机构，齿轮机构等机械装置的组合传动。机械传动装置的优点在于传动比准确，传动稳定，效率高，工作可靠性高，寿命长。传动系统平稳性好，传动精度高，加工出来的零件精度也会高，加工效益也会提高。因此，在对冷镦机结构进行优化设计的同时，传动系统的优化设计也必不可少。

本论文对12mm冷镦机传动系统的设计，意在加工强度提高的情况下，使得传动系统的平稳性，准确性也有所提高。从而提高产品质量和加工效率。同时希望以后在此方面有更大的改进。这样就能促进中国的机械水平更上前进步，从而达到缩短我国和发达国家的差距。

1.2国内外研究现状

国外,目前多工位自动冷镦机正朝着高速化、通用化、标准化方向发展多工位自动冷镦机作为一种自动化、精密、技术含量较高的先进成形装备，在各个产业都有着广泛的应用。

美国国民机器公司（NationalMachinery Company）是当今被公认为世界上冷成形设备的设计、开发、制造方面的先行者。其最近研发的 FXP85XL 型号的冷镦机成形力达 550 吨，切料直径达 34mm，出料长度达 360mm。日本冷镦机也伴随着日本本国汽车工业的高速发展，在 20 世纪 60 年代后迅速发展，阪村机械公司新推出的世界最大的长杆冷镦机型号为M1-120，切断毛坯直径 38mm，最大加工长度达 430mm，机器重量 100 吨。瑞士哈特布（HATEBUR）金属冷镦成形机 BKA 系列的成形零件最大直径Φ28-Φ64mm，切断直径 Φ14-Φ36mm，最高生产率为 150 件/分钟^【1】。PumaFX是美国国民机器公司研发的最新型的冷镦设备。与市场上类似竞争的机型相比，PumaFX机型拥有它们2倍的生产速度、3倍的加工精度和4倍的使用寿命。

在国内，我国齐齐哈尔第二机床厂设计的Z45–63/4型多工位杆形件冷镦机，此机有4个工位（不含切断工位），最大切断直径为10mm，最大切断长度为150mm，阴模顶出长度为85mm，阳模顶出长度为150mm，滑块行程为150mm，生产率为70～180件/分钟。此机特点是体积较大、机重较重、镦锻力也较大。可将线材镦制成螺栓的半成品及比较复杂的异形零件。它具有先进的安全保护和自动监测功能，在出现故障时可自动停机并显示故障部位。^【5】刘彦磊针对冷镦机生产效率低、功耗大问题,提出了基于ARM的LPC2103冷镦机的智能自动化控制系统的设计方案,利用变频器实现了在不改动冷镦机机械传动系统的情况下将其改造为变频调速,并且通过显示屏显示零件加工数量等,提高了设备的生产效率和自动化水平^【4】这些实例说明我国在多工位自动冷镦机的研制、生产及冷镦加工工艺等诸方面多取得了很大的进展。

而在传动系统方面，我国在压力机该领域的发展主要受到伺服电机（大功 率、低转速）的制约，采取伺服电机直接驱动的压力 机吨位多在 1000kN 以下的普通压力机（如徐锻产 DP 系列，目前最大为 800kN）、数控转塔冲床（大尺 寸板料的加工，冲压吨位：300kN）。^【4】

而在国外，对关键轴的受力分析，采用的不仅仅是解析法，即用材料力学或弹性力学的基本方程来求解应力和变形。这种方法要在满足负荷的情况下，大大增大安全系数，也就造成了设计出来的轴尺寸很大。而是运用有限元分析软件对传动轴进行分析、校核，设计出合理的曲轴和传动轴。

综上所述，我国在冷墩机方面虽然有所发展，但与发达国家之间还存在着差距。而传动系统作为冷镦机机的重要组成部分，直接影响着其精度等技术指标。我国压力机传动系统正在不断发展，对于这些新的发展方向，有伺服电机驱动、多连杆机构、椭圆齿轮机构以及行星齿轮机构等在压力机传动中的应用。因此，对12mm冷镦机传动系统的设计要运用好这些机构和分析方法，这对整个冷镦机的平稳运行和确保加工精度都有着重要意义。