高速精密冲床送料机的研发

作     者：田沛 

作者单位：东华大学 

学位级别：硕士

导师姓名：戴惠良;彭进利

授予年度：2019年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：高速精密冲床送料机 运动循环图 结构设计 有限元分析 

摘      要：近年来,随着现代制造业的快速发展,冲压零件越来越精密化,需求量也不断增加,高速精密冲床在诸多工业部门得到了广泛应用。传统的人工送料方式已经完全无法跟上高速精密冲床的生产节拍,高速精密冲床送料机由于其优秀的工作性能,高效的工作效率和较高的送料精度,正逐步应用于高速精密冲压行业。本文针对企业实际生产和发展的需要,研发一款与企业BEST系列高速精密冲床自动化程度相匹配的送料机。基于对送料机所配套使用的BEST系列高速精密冲床、冲压原材料、冲压成品和多工位级进模的特点的综合分析,本文提出了送料机的若干总体功能要求。具体分析了送料机的主要的功能要求,如送料方式、往复送料功能等,并通过对比选优确定了各主要功能的实现方式。分析了企业高速精密冲床原配套使用的送料机的机构及不足之处,综合上述内容拟定了送料机总体机构方案。分析了送料机的工作原理,基于此设计了送料周期的运动循环,并将其以运动循环图的形式表现出来。对送料机的整体结构和各组件进行了结构设计,并建立了各组件的三维模型,得到了送料机的虚拟样机。对实现送料机往复送料功能的双停留摆动弧面凸轮机构进行了设计;采用数学建模和三维软件建模相结合的方式完成了双停留摆动弧面凸轮的建模。对盘形凸轮机构进行了类似的设计与建模工作。利用ANSYS Workbench软件对驱动凸轮轴、送料机底座进行有限元静力学分析,并基于分析结果对其结构提出了改进措施。对凸轮驱动组件、送料机底座和箱体进行了模态分析,得到其固有频率和振型,并分析了各阶次的振型。结果表明:凸轮驱动组件、送料机底座和箱体的低阶固有频率远高于高速精密冲床的工作频率范围,避免了共振现象的发生。最后,为保证零件加工质量和送料机的装配精度,分析了送料机零件,特别是弧面凸轮与盘形凸轮加工过程中的重要细节,并系统阐述了各组件装配及送料机总装配的过程。阐述了送料机安装就位后如何操作才能实现冲床与送料机的同步调节,以保证冲压动作与送料动作按照预定的运动循环图有序进行。