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1、天津工业大学毕业设计冗余驱动水平输入双点压力机设计姓 名 学 院 继续教育学院 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师 职 称 副教授 2010 年 4 月 30 日天津工业大学毕业设计（论文）任务书 题目冗余驱动水平输入双点压力机设计学生姓名学院名称继续教育学院专业班级08机械课题类型设计类课题意义冲压作为一种加工方法，已经有很悠久的历史了。在世界上，欧美发达国家的压力机设计和制造起步比较早，发展也比较快，压力机已被广泛应用于工业生产中，对他们的整个经济发展祈祷了很大的作用。而且正是由于其在生产中的应用极为广泛，几乎全部塑料制品和由铝板、铜板、钢板制成的绝大部分产品，都要通过冲压加工而成。
2、所以一个国家冲压机设计、制造技术的高低，是衡量这个国家产品制造水平的重要标志。任务与进度要求2010年1月13日2010年1月17日 开题，确定论文题目2010年1月18日2010年2月8日 查阅资料2010年2月9日2010年3月10日 第一稿2010年3月11日2010年4月12日 第二稿2010年4月13日2010年4月18日 第三稿2010年4月18日2010年4月20日 第四稿2010年4月25日2010年4月30日 定稿并送交到指导教师手中主要参考文献1 杨黎明 .机械零件简明设计手册.第1版.兵器工业出版社,19922 杨黎明 .机械零件设计手册.国防工业出版社,19863 成大
3、先 .机械设计手册.第4版.化学工业出版社,20024 苑彩云, 关玉明, 张顺心,高金莲.工程图学.第1版.机械工业出版社,20025 焦永和. 机械制图.北京理工大学出版社,20016 关玉明,苑彩云,孙少辰.第1版.工程图学习题集.机械工业出版社,20027 何德誉. 曲柄压力机.机械工业出版社,19818 朱伯芳. 有限元原理与应用.第2版.水利电力出版社,19989 林道胜. 锻压机械与有限元分析.北京工业大学出版社,200210 周正吴.机械制造.机械制造出版社,1997起止日期2010年1月13-2010年4月30日备注院长 教研室主任 指导教师 毕业设计（论文）开题报告表 20
4、10 年 1 月13日姓名学院继续教育学院专业机械设计制造及自动化班级08机械题目冗余驱动水平输入双点压力机设计指导教师 本次设计经过认真观察J28开式双点双动机械压力机，设计出一台压力为200吨的压力机。该压力机的特点是结构简单体积小占地面积小，成本较同吨位的压力机要低。主要适用于规模较小的工厂。该设计简化了压力机的结构，安装更方便。该设计为工厂留下设计方法，为以后的压力机设计提供文字信息。通过本毕业设计，主要培养调查研究、检索中外文献和综述的能力；综合运用专业理论、知识分析解决实际问题的能力；研究方案的制定、论证、分析与比较的能力；计算机运用能力；设计与绘图能力；动手实践能力；逻辑思维与形
5、象思维相结合的文字（含外文）及语言表达能力。二、进度及预期结果：起止日期主要内容预期结果1.131.171.18.2.82.93.103.114.124.134.184.84.204.204.30开题，确定论文 查阅资料 撰写第一稿第二稿第三稿第四稿定稿并送交到指导教师手中完成完成完成完成完成完成完成完成课题的现有条件经过观察J28开式双点双动机械压力机，设计出一台压力为200吨的压力机审查意见指导教师： 年 月 日学院意见主管领导： 年 月 日天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表（设计类）毕业设计题目冗余驱动水平输入双点压力机设计学生姓名学生班级机械设计及自动化指导教师姓名评审项目指标满分
6、评分选题能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工作量饱满，能得到较全面训练。10题目与生产、科研等实际问题结合紧密。10课题调研文献检索能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中获取新知识的能力。15外文应用能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。5设计说明书（论文）设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全合理，能正确使用国家标准单位。15设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚，文字通顺，用语正确，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。15能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处理正确无差错，对实验结果的分析准确。20
7、设计具有创新性或实用价值。10合计100意见及建议评阅人签名：年 月 日天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表学生姓名张海军学院名称继续教育学院专业班级08机械题目冗余驱动水平输入双点压力机设计1毕业设计（论文）指导教师评语及成绩：成绩： 指导教师签字： 年 月 日2毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩：成绩：答辩主席（或组长）签字： 年 月 日3毕业设计（论文）总成绩：a.指导教师给定成绩b.评阅教师给定成绩c.毕业答辩成绩总成绩(a0.5+b0.2+c0.3)摘 要冲压就是利用冲压模在压力机上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，以而获得防需形状和尺寸的另件的一种压力加工方法。压力
8、机就是为完成冲压这个过程而设计的一种机械。压力机械是锻压机械的一种。锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备。锻压机械主要用于金属成形，所以又称为金属成形机床。锻压机械是通过对金属施加压力使之成形的，力大是其基本特点，故多为重型设备，设备上多设有安全防护装置，以保障设备和人身安全。机械压力机是用曲柄连杆或肘杆机构、凸轮机构、螺杆机构传动，工作平稳、工作精度高、操作条件好、生产率高，易于实现机械化、自动化，适于在自动线上工作。关键词： 冲压；压力机；机械ABSTRACTRecent advances in plastic material have benefited from a mo
9、re optimal design of the injector for screw inline plastic injection molding.The analysis of mass flow in the injection screw is similar to that of an extruder with a reciprocating effect.However,althouth there is extensive use of the plastic injection molding machine in industry,most studies have b
10、een on extruders,which are simpler to model.This paper studies the melting process and derives its transient model for accurate prediction of the most important characteristics of the reciprocating extruder. Based on this transient model,factors affecting the melting speed in reciprocating extruders
11、 are identified.These include the screw rotation speed,the screw axial movement speed,the barrel thickness,the barrel heat capacity,the temperatute of heater and polymer,the parameters of the polymer,etc.Key Words： Rwciprocating extruder; Transient process; Melting目 录第1章 绪论 1第2章 压力机的概况 22.1 锻压技术的发展历
12、史 22.2 锻压技术的发展趋势 42.3 锻造 52.3.1 高速化复合化相结合，提高加工效率 52.3.2 锻压设备控制系统的发展趋势 62.4 注重环境保护是当今世界性的潮流 62.5 模具技术 62.6 我国锻压工业的现状及发展对策 72.7 现有产品展示 8第3章 双点压力机的零部件 103.1 电动机 103.1.1 步进电机和交流伺服电机性能比较 103.1.2 伺服电动机的概念 113.1.3 交流伺服电机的工作原理 113.1.4 交流伺服电机型号的确定 12第4章 滚珠丝杠 134.1 滚珠丝杠的特性 134.2 滚珠丝杠的设计和选择 134.2.1 滚珠丝杠的支撑方式 1
13、44.2.2 导程 144.2.3 临界转速 154.2.4 容许轴向载荷 154.2.5 刚度 164.2.6 寿命 164.2.7 关于滚珠丝杠和电机的计算 174.2.8 使用中要注意的事项 21第5章 双压力机的介绍 225.1 机身的设计图 225.2 冲头 225.3 连杆1 235.4 连杆2 235.5 连杆3 24结论 25参考文献 26谢 辞 27天津工业大学毕业设计（论文）第1章 绪论冲压作为一种加工方法，已经有很悠久的历史了。在世界上，欧美发达国家的压力机设计和制造起步比较早，发展也比较快，压力机已被广泛应用于工业生产中，对他们的整个经济发展祈祷了很大的作用。而且正是由
14、于其在生产中的应用极为广泛，几乎全部塑料制品和由铝板、铜板、钢板制成的绝大部分产品，都要通过冲压加工而成。所以一个国家冲压机设计、制造技术的高低，是衡量这个国家产品制造水平的重要标志。第2章 压力机概况2.1 锻压技术的发展历史冲压就是利用冲压模在压力机上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，以而获得防需形状和尺寸的另件的一种压力加工方法。压力机就是为完成冲压这个过程而设计的一种机械。压力机械是锻压机械的一种。现在我们来看一看锻压机的概括。锻压机械是指在锻压加工中用于成形和分离的机械设备。锻压机械包括成形用的锻锤、机械压力机、液压机、螺旋压力机和平锻机，以及开卷机、矫正机、剪切机、锻造
15、操作机等辅助机械。 锻压机械主要用于金属成形，所以又称为金属成形机床。锻压机械是通过对金属施加压力使之成形的，力大是其基本特点，故多为重型设备，设备上多设有安全防护装置，以保障设备和人身安全。 人们为了制造工具，最初是用人力、畜力转动轮子来举起重锤锻打工件的，这是最古老的锻压机械。14世纪出现了水力落锤。1516世纪航海业蓬勃发展，为了锻造铁锚等，出现了水力驱动的杠杆锤。18世纪出现了蒸汽机和火车，因而需要更大的锻件。 1842年，英国工程师内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
16、的发明，十九世纪末出现了以电为动力的机械压力机和空气锤，并获得迅速发展。第二次世界大战以来，七十五万千牛的模锻水压机、一千五百千焦的对击锤、六万千牛的板料冲压压力机、十六万千牛的热模锻压力机等重型锻压机械，和一些自动冷镦机相继问世，形成了门类齐全的锻压机械体系。 二十世纪60年代以后，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次的高速压力机、六万千牛的三坐标多工位压力机、两万五千千牛的精密冲裁压力机、能冷镦直径为48毫米钢材的多工位自动冷镦机和多种自动机，自动生产线等。各种机械控制的、数字控
17、制的和计算机控制的自动锻压机械以及与之配套的操作机、机械手和工业机器人也相继研制成功。现代化的锻压机械可生产精确制品，有良好的劳动条件，环境污染很小。 锻压机械主要包括各种锻锤、各种压力机和其他辅助机械。 锻锤是由重锤落下或强迫高速运动产生的动能，对坯料做功，使之塑性变形的机械。锻锤是最常见、历史最悠久的锻压机械。它结构简单、工作灵活、使用面广、易于维修，适用于自由锻和模锻。但震动较大，较难实现自动化生产。 机械压力机是用曲柄连杆或肘杆机构、凸轮机构、螺杆机构传动，工作平稳、工作精度高、操作条件好、生产率高，易于实现机械化、自动化，适于在自动线上工作。机械压力机在数量上居各类锻压机械之首。冷镦
18、机等各种线材成形自动机、平锻机、螺旋压力机、径向锻造机、大多数弯曲机、矫正机和剪切机等，也具有与机械压力机相似的传动机构，可以说是机械压力机的派生系列。 液压机是以高压液体(油、乳化液等)传送工作压力的锻压机械。液压机的行程是可变的，能够在任意位置发出最大的工作力。液压机工作平稳，没有震动，容易达到较大的锻造深度，最适合于大锻件的锻造和大规格板料的拉深、打包和压块等工所以变形抗力小、机器质量小、工作平稳、无震动，易实现自动化生产。辊锻机、成形轧制机、卷板机、多辊矫直机、辗扩机、作。液压机主要包括水压机和油压机。某些弯曲、矫正、剪切机械也属于液压机一类。 旋转锻压机是锻造与轧制相结合的锻压机械。
19、在旋转锻压机上，变形过程是由局部变形逐渐扩展而完成的，旋压机等都属于旋转锻压机。.21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。 世界锻压工业的柔性自动化发展不断加快。冲压设备广泛应用于汽车、航空、电子、家电等工业领域，其中，作为衡量一个国家工业水平的
20、标志之一的汽车工业，被当今世界主要工业发达国家和新兴工业国家列为国民经济支柱产业，其发展主导了锻压技术及装备的发展，锻压技术的发展和进步基本围绕汽车工业的发展而进行。激烈的市场竞争促使汽车更新换代的速度明显加快，产品的市场寿命周期进一步缩短；与此同时，汽车变型品种日益增多，现代汽车工业生产日益呈现生产规模化、车型个性化，车型批量小、车型变化快、多车型共线生产、车身覆盖件大型化一体化的特征。传统的加工单一品种的刚性生产线显然已不适应这种特征和市场形势发展的要求，其升级换代产品具有高柔性和高效率的自动化锻压设备，成为世界冲压技术及装备发展的主要潮流。2.2 锻压技术的发展趋势美国、德国、日本的汽车
21、工业如此发达，得益于其锻压技术及装备的领先地位。当前的世界锻压技术及装备向以下几个方面发展：1、锻压设备自动化2、冷冲压根据不同种类的加工环境和条件，国外逐步发展了两大类汽车车身自动化冲压生产线。3、单机联线自动化配置为5-6台压力机，配备拆垛、上下料机械手，穿梭翻转装备和码垛装置，全线总长约60米，安全性高，冲压质量好。由于工件传送距离长，工件的上下料换向和双动拉伸必须用工件翻转装备。这种单机联线自动化冲压技术的生产节拍最高为6-9次/分，设备维修工件量大。4、大型多工位压力机八十年代中期，国外冲压技术发展到大型三坐标多工位压力机自动化连续冲压，由拆垛机，大型压力机，三坐标工件传送系统和码垛
22、工位组成，生产节拍可达16-25次/分。其主要特点是：生产效率高，是手工送料流水线的4-5倍，是单机联线自动生产线的2-3倍；全自动化、智能化，整个多工位压力机系统只需2-3人进行监控，当模具更换时，只需输入要换模具的编号，其余工作自动完成，整个换模时间只需5分钟，换模的同时对多工位压力机运行特征作智能化调整；特别是配有电子三坐标送料多工位的压力机，可以根据模具随意调节运动路径和时间，不仅能冲压大型覆盖件，而且能冲压小型零件。当冲压小型零件时，送料距减短，节拍提高，通过合理的模具布置，可一次冲压2-3零件，具有充分的自由度，柔性极强。电子多工位送料压力机的优点是生产率高，工件处理最优化，工件转
23、换迅速，维修量低，诊断性能好，成本低，与现有压力机的适应性强，售后服务远程通讯好。美国的多工位压力机基本都采用了电子伺服三坐标送料。八十年代中期以后，美国通用汽车公司牵头，大规模地用多工位压力机改造原有的单机冲压线。据美国精密锻压协会统计，美国三大汽车公司680多条冲压线中，有70%为多工位压力机；日本在美国的35条冲压线中，有24台多工位压力机，占69%；日本国内的250条冲压线中，有80多台多工位压力机，占32%；而且，美国已经出现了一些只用多工位压力机的汽车冲压厂，一些新投资改造的汽车厂和新建汽车厂的这种发展趋势更为明显。大型多工位压力机集机械、电子、控制和检测技术为一体，全自动，智能化
24、，操作安全，冲压件综合成本低，劳动生产率高，制件质量高，满足了汽车工业大批量生产的需要。并且，压力机自身的技术和性能，在近十多年的实践中得到不断完善和发展，如：拉伸工位采用变速多连杆机构，数控液压拉伸垫代替双动压机、现场总线控制技术等。以一台多工位压力机系统代替一条由5-6台压机组成的冲压线，按同规模冲压生产量比较，设备投资可减少20%-40%，能量消耗减少50%-70%，冲压件综合成本可节约40-50%，而且节省了大量生产面积和设备投资，降低了工人数量。可进行柔性冲压生产的大型多工位压力机，代表了当今国际锻压技术的最高水平，是目前世界上大型覆盖件冲压设备的最高级发展阶段，也是车身覆盖件冲压成
25、型生产的发展方向。2.3 锻造国外的锻造自动化也取得了长足发展。现代化的大型自由锻造车间的锻造液压机、操作机、锻造吊车实现了联动控制，全部机械化，并配有锻件尺寸自动测量装置，锻造压机与操作机数控联动，锻造加热炉自动控制。中小型自由锻实现了压机与操作联动微要控制、计算机自动编程的自动程序锻造。热模锻方面，大型汽车零件模锻件大部分采用以多工位热模锻压机为主休的综合自动线，美国、德国、日本基本采用热模锻压力机取代原有的模锻锤，中小型模锻件采用多工位高速自动热镦机，最高速度达到4000-12000件/小时。德国穆勒.万加顿公司开发研制了直接驱动的螺旋压力机，并组成全自动锻造线，最大吨位达到25000吨
26、，主要用于中、重零件的模锻和精密锻造。高速化复合化相结合，提高加工效率提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步
27、冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。2.3.1 锻压设备控制系统的发展趋势锻压产品面临的重要挑战之一，是如何更具柔性，以适应“及时生产”的要求。压力机用户要求设备的所有控制功能集成化，从而实现全套模具的菜单化管理，主要包括滑块行程调整、平衡器气压的调整、气垫行程调整，以及自动化控制系统等各个环节的参数设定。压力机控制系统的集成化，可通过单一操作接口实现所有压机和模具的各项控制功能，包括故障诊断、模具菜单配置、可编程限位开关和模具监控的调
28、整等，并使设备的维修保养更加方便，而且明显增加压力机的有效工作时间。具有现场通信网络、现场设备互联、互动操作性、分散功能模块、开放式互联网络的现场总线技术，是压力机控制技术的发展方向，对实现自动化具有明显也推动作用。2.4 注重环境保护是当今世界性的潮流许多国外锻压设备愈来愈重视环保问题，如在数控转塔压力机上，工作台普遍采用柔性的尼龙刷支撑代替传统的滚珠支撑，以减少噪声污染；变速压机实现快速下降，慢速冲裁工件，快速回程，使振动和噪声大大降低。特别是欧洲市场，已基本贯彻ISO14000系列标准（环境管理、避免振动和噪音），锻压设备必须通过CE认证。2.5 模具技术模具与压力机是决定冲压质量、精度
29、和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术。近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件，加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化
30、的限制主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。2.6 我国锻压工业的现状及发展对策冷冲压方面，目前我国主要汽车生产厂，约有90%的冲压线采用一台双动拉伸压力机（或多连杆单动拉伸压力机）和4-6台单动压力机组成冲压流水线，手工上下料完成大型覆盖件的冲压生产，生产效率低，生产节拍最高只有3-5次/分；人身安全和工件环境差；在手工上下料和传送工件过程中，易造成工件划伤等缺陷，冲压制件质量差；整条冲压线长60米左右，约需20-24名操作工人，占地面积大，人工成本高，冲压件制造成本比国外高2-3倍，是我国汽车工业严重缺乏市场竞争力的重要
31、因素之一。我国有90%的冲压线采用人工上下料，另有10%的冲压线实现了单机联线自动化，生产节拍最高为6-8次/分，而代表当今冲压技术国际水平的大型多工位压力机，在我国汽车工业中的应用仍是空白。这也是我国冲压行业与西方发达国家的主要差距所在，在很大程度上制约了我国汽车工业的发展。热锻方面，大型自由锻造的设备能力过剩，设备布局分散，利用率极低，机械化、自动化程度低，锻件加工余量大，工人劳动条件差，劳动强度大。国内自行设计制造了三条800T双机联动快锻机组，但自动化程度不高；国内冶金行业引进少量的快锻机组和精锻生产线；汽车大型模锻件的自动化方面，只有一汽、二汽等少数大公司从国外引进热模锻压力机自动线
32、，绝大部分仍采用蒸空模锻锤和压力机模锻相结合的格局，自动化程度低；中小件的模锻，仍然是模锻锤占多数，基本上是手工操作，锤上模锻机械手实际应用很少，高速自动热锻机主要依赖进口。随着我国工业技术水平的发展，特别是以轿车为代表的汽车工业快速发展，带动汽车零件的产量和质量不断提高。但必须清醒地认识到，中国与国际先进水平仍有很大差距，而且随着加入WTO，国际大汽车公司必然严重冲击中国汽车工业，国内同行之间的竞争也将日趋激烈。中国汽车工业的发展，离不开装备工业的大力支撑，锻压设备制造业必须满足汽车工业大批量生产的要求，向自动化、高效率方向发展。大型自由锻造向数控化、高精度化、专业化发展；用精锻和冷温挤压逐
33、步代替中小自由锻件。大力发展压力机热模锻自动线技术。汽车车身覆盖件冲压向单机联线自动化特别是大型多工位压力机方向发展。根据国外的经验，汽车产量达到15万辆以上的企业，就有必要采用大型多工位压力机连续自动冲压，降低冲压件的成本。可以认为，谁先掌握和使用大型多工位自动压力机，谁就将在汽车的产量、质量、成本等方面占据竞争优势。中国锻压行业一定要提高核心竞争力和技术水平，坚持“中国装备，装备中国”，研制出一流技术、一流质量、国内价格的大型多工位压力机，支持汽车产业发展，提高汽车行业的国际竞争力，振兴民族工业。中国加入WTO，必将给中国锻压行业及汽车、家电、航天航空等用户行业带来巨大机遇与挑战，推动锻压
34、技术、装备及市场的结构升级与发展。可以预见，不久的将来，自动化锻压技术将主导中国锻压装备市场的竞争格局。2.7 现有产品展示SC2系列闭式双点压力机 SC2系列闭式双点压力机是济南二机床集团有限公司专为北美地区设计制造的具有当今国际先进技术水平的锻压设备，可以完成冲裁、弯曲、浅拉伸、成形、校正等多种冷冲压工序，是压制各种薄板成形零件必不可少的大型锻压设备。 压力机的机身均采用钢板焊接组合式结构；横粱、左右立柱和底座通过4根拉紧螺栓预紧而组成一体。立柱上设有8条长导轨，可给滑块运动以精确的导向，精度稳定、侧向力小。立柱侧面开有送料孔，可利用主轴动力，带动自动送料装置，以实现送料自动化。 压力机的
35、主传动轴为左右方向布置，系两级减速，第一级为M型多楔带传动，第二级为直齿轮传动，精度高、噪音低；主传动电机采用涡流调速电机，变速范围大；离合器一制动器采用干式片状低惯量的气动摩擦结构，结合平稳，采用双联阀控制，动作灵敏，安全可靠。在滑块内设置了液压过载保护系统。 压力机的润滑采用定点定量的自动稀油循环润滑和间歇循环润滑系统，压力机的电气控制系统由Allen-Bradley公司的SLC500型PLC系统和Data Instruments公司的Smart PA C系统组成，可以实现离合器一制动器气压监控、上死点停止自动补偿、行程急停、故障显示、加工件计数和总冲压次数等多种功能，并可储存200多个模
36、具号参数，从而使压力机实现了机电仪一体化。第3章 双点压力机的零部件3.1 电动机3.1.1 步进电机和交流伺服电机性能比较步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6、 1.8，五相
37、混合式步进电机步距角一般为0.72 、0.36。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、 0.036，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360/10000=0.036。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每
38、接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360/131072=9.89秒。是步距角为1.8 的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（
39、FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。 三、矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。四、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在
40、正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。五、运行性能不同 步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。 六、速度响应性能不同 步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求
41、快速启停的控制场合。 综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但是，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。我结合了我所设计的题目的实际情况所以我选择了交流伺服电动机。3.1.2 伺服电动机的概念伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。3.1.3 交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时
42、电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。 3.1.4 交流伺服电机型号的确定电机的确定需要在丝杠的基础上来选择。详细计算在下面。第4章 滚珠丝杠滚珠丝杠传动系统是一个以滚珠作为滚动媒介的滚动螺旋传动的体系。以传动形式分为两种：（1）将回转运动转化成直线运动。（2）将直线运动转化成回转运动。滚珠丝杠的特性传动效率高滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%98%，为传统的滑动丝杠系统的24倍，所以能以较小的扭矩得到较大的推力，亦可由直线运动转为旋转运动（运动可逆）。 运动平稳滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动，工作
43、中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象，因此可精密地控制微量进给。 高精度滚珠丝杠传动系统运动中温升较小，并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长，因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。 高耐用性钢球滚动接触处均经硬化（HRC5863）处理，并经精密磨削，循环体系过程纯属滚动，相对对磨损甚微，故具有较高的使用寿命和精度保持性。 同步性好由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移，用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置，可以获得很好的同步效果。 高可靠性与其它传动机械，液压传动相比，滚珠丝杠传动系统故障率很低，维修保养也较简单，只需进行一般的润滑和防尘。在特殊场合可在
