2595 鍛造操作機(jī)與夾緊及前提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),鍛造,鑄造,操作,夾緊,提升,晉升,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì) 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙共 5 頁(yè) 第 1 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊開(kāi)題報(bào)告一、設(shè)計(jì)題目：鍛造操作機(jī)與夾緊及及前提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)二、課題研究的目的和意義鍛造操作機(jī)是鍛造車間實(shí)現(xiàn)鍛造機(jī)械化與自動(dòng)化的重要設(shè)備，它主要用于夾持鍛件來(lái)配合主機(jī)完成鍛造工藝，也可用于坯料的裝出爐，運(yùn)輸和堆放以及夾持模具或工具進(jìn)行操作。鍛造操作機(jī)不僅對(duì)提高生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，提高鍛件質(zhì)量和降低成本有著極其重要的作用，而且還時(shí)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件的重要途徑。為了滿足鍛造操作機(jī)的鍛造工藝要求，鍛造操作機(jī)一般具有以下幾個(gè)動(dòng)作：1．鉗口的夾緊與松開(kāi)；2．鉗桿的旋轉(zhuǎn)；3．夾鉗的平行升降及傾斜；4．臺(tái)架回轉(zhuǎn)或夾鉗擺移；5．大車行走。為了實(shí)現(xiàn)以上動(dòng)作，操作機(jī)應(yīng)具有以上五個(gè)機(jī)構(gòu)。其本體可分為夾鉗，臺(tái)架，大車三大部分。夾鉗支承在夾鉗平行升降及傾斜機(jī)構(gòu)上，它包括鉗口夾緊機(jī)構(gòu)和鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)鉗口松夾和鉗桿旋轉(zhuǎn)動(dòng)。操作機(jī)的臺(tái)架包括夾鉗平行升降及傾斜機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)夾鉗平行升降及傾斜動(dòng)作。夾鉗在鍛造過(guò)程中承受沖擊力，故在夾鉗和臺(tái)架之間還設(shè)置了垂直緩沖裝置和水平緩沖裝置。操作機(jī)的大車支承著整個(gè)臺(tái)架，在大車上裝有大車行走機(jī)構(gòu)，來(lái)驅(qū)動(dòng)大車實(shí)現(xiàn)使其前進(jìn)或后退。操作機(jī)除本體結(jié)構(gòu)外，還配有電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)作為驅(qū)動(dòng)和控制裝置。操作機(jī)按運(yùn)行方式可分為有軌操作機(jī)和無(wú)軌操作機(jī)。有軌操作機(jī)的活動(dòng)范圍和服務(wù)的鍛造設(shè)備是確定的，一般都裝在鍛錘或鍛造液壓機(jī)旁。這種操作機(jī)在工作時(shí)比較容易與鍛錘或液壓機(jī)對(duì)中，司機(jī)操縱臺(tái)可設(shè)在機(jī)上也可設(shè)在地面上，易于實(shí)現(xiàn)遙控或與主機(jī)聯(lián)動(dòng)。無(wú)軌操作機(jī)的機(jī)動(dòng)性好，活動(dòng)范圍較大，可以為多臺(tái)設(shè)備服務(wù)，既能操作鍛件，又能裝出爐，還可擔(dān)任車間內(nèi)外的運(yùn)輸工作。長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙共 5 頁(yè) 第 2 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊操作機(jī)按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)和混合操作式。液壓傳動(dòng)操作機(jī)的各個(gè)機(jī)構(gòu)均由油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，因此工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活方便，便于實(shí)現(xiàn)與主機(jī)聯(lián)動(dòng)及自動(dòng)化，但加工及安裝精度較高。機(jī)械傳動(dòng)操作機(jī)的各個(gè)動(dòng)作均由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)各個(gè)工作機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，但加工精度及安裝精度不高，容易制造。混合傳動(dòng)操作機(jī)中的鉗口松夾，夾鉗平行及傾斜機(jī)構(gòu)通常由油缸或氣缸來(lái)驅(qū)動(dòng)，而大車行走，鉗桿旋轉(zhuǎn)和臺(tái)架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其優(yōu)缺點(diǎn)介于液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)之間。有軌操作機(jī)按夾鉗在水平面上的運(yùn)動(dòng)形式可分為直移式，擺移式和回轉(zhuǎn)式操作機(jī)。直移式操作機(jī)的夾鉗具有平行升降、傾斜及大車作前后直線運(yùn)動(dòng)。這種操作機(jī)剛性好，適合制成大噸位的操作機(jī)。擺移式操作機(jī)除能實(shí)現(xiàn)直移式操作機(jī)的動(dòng)作外，夾鉗還可以在水平面上作小角度的左右擺動(dòng)和小距離的左右平移，可完成一些輔助工作?；剞D(zhuǎn)式操作機(jī)除能實(shí)現(xiàn)直移式操作機(jī)的動(dòng)作外，夾鉗隨臺(tái)架還可在水平作360 度回轉(zhuǎn)，這種操作機(jī)具有較廣泛的工藝用途。大型操作機(jī)都傾向擺移式操作機(jī)。三、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)鍛造操作機(jī)作為進(jìn)行鍛造工藝的重要設(shè)備，眾多國(guó)外公司對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)化研究，目前，德國(guó) DDS 公司、韓國(guó) HBE PRESS 公司以及捷克 ZDAS 公司的鍛造操作機(jī)的制造水平處在世界前列。其中，德國(guó) DDS 公司和 WEPUKO 公司是世界著名的鍛造操作機(jī)專業(yè)研發(fā)、制造企業(yè)，在重型鍛造操作機(jī)領(lǐng)域有 70 多年的歷史。此外，日本三菱長(zhǎng)琦生產(chǎn)的操作機(jī)因擁有告高速、高精度的機(jī)械手及控制系統(tǒng)而著稱。國(guó)內(nèi)鍛造操作機(jī)的研究起步很晚，在一些技術(shù)方面與國(guó)外相比還有一定的差異。與萬(wàn)噸壓機(jī)配套的大型鍛造操作機(jī)全部采用進(jìn)口設(shè)備，自主開(kāi)發(fā)的大型鍛造操作機(jī)至今尚未問(wèn)世，如中國(guó)一重與上海交大聯(lián)合開(kāi)發(fā)的 1600kN 鍛造操作機(jī)和北方重工自主開(kāi)發(fā)的 2000kN 鍛造操作機(jī)的整機(jī)水平還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。為解決我國(guó)重大裝備制造中一批關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)重大裝備及其成套技術(shù)的自主研發(fā)，科技部在“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃中設(shè)立了“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研制”項(xiàng)目，在重點(diǎn)完成的工作中明確提出“150MN 自由鍛造水壓機(jī)及配套設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究”和“165MN 自由鍛造壓油機(jī)及配套設(shè)備關(guān)鍵長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙共 5 頁(yè) 第 3 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊技術(shù)研究”鍛造操作機(jī) 60 年代前就已問(wèn)世，近二、三十年發(fā)展期來(lái)。最早是在美國(guó)、原蘇聯(lián)，而后在日本、英國(guó)、奧地利等國(guó)發(fā)展期來(lái)，并成為系列化產(chǎn)品進(jìn)入工業(yè)性生產(chǎn)。最早的操作機(jī)多為全機(jī)械傳動(dòng)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到 60、70 年代出現(xiàn)了混合傳動(dòng)和全液壓傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作靈活的鍛造操作機(jī)。它與水壓機(jī)、臥式徑向鍛造機(jī)和自由鍛錘配用，使主機(jī)大大的提高了生產(chǎn)效率，提高了鍛件質(zhì)量。到了 80 年代，各國(guó)對(duì)鍛造操作機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)改造方面又有了更高的要求，不斷改進(jìn)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝，促進(jìn)了鍛壓技術(shù)的發(fā)展。我國(guó)的鍛造操作機(jī)起步于 60 年代，開(kāi)始只能由某些廠家自己制造有軌操作機(jī)，這些操作機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鉗子的張合夾緊靠與吊鉗分離開(kāi)的電動(dòng)方頭扳手來(lái)完成，因而夾緊鍛件不方便，用于鋼錠開(kāi)坯、拔料還是可以的。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，70 年代開(kāi)始研制出全機(jī)械傳動(dòng)和一些液壓傳動(dòng)有軌操作機(jī)，載重量可達(dá) 10 噸，夾緊力矩25 千牛米。隨后，小型液壓傳動(dòng)有軌操作機(jī)得到發(fā)展，并出現(xiàn)了液壓傳動(dòng)無(wú)軌操作機(jī)。1974 年我國(guó)首次制訂了自己的鍛造操作機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣液壓傳動(dòng)操作機(jī)。到了 80 年代全液壓有軌鍛造操作機(jī)在全國(guó)相繼出現(xiàn)，90 年代初期我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的 100 千牛鍛造操作機(jī)主要技術(shù)性能已達(dá)到世界 80 年代水平，能替代國(guó)內(nèi)外進(jìn)口同類產(chǎn)品。目前，國(guó)外大型快鍛油壓機(jī)與操作機(jī)聯(lián)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成熟，而國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的鍛造操作機(jī)還沒(méi)有 100 千牛以上的聯(lián)動(dòng)操作機(jī)。而 100 千牛鍛造操作機(jī)則屬于最新開(kāi)發(fā)的聯(lián)動(dòng)型鍛造操作機(jī)。它是 31.5 兆牛水壓機(jī)的配套設(shè)備，用于鈦合金的鍛件生產(chǎn)，也可用于配套 16 兆牛、20 兆牛自由鍛造操作機(jī)。能夾持 10 噸及以下的鍛件作翻轉(zhuǎn)、升降、傾斜、側(cè)移、側(cè)擺、夾緊放松和進(jìn)退七個(gè)動(dòng)作。在和水壓機(jī)的配合下，能完成鋼錠開(kāi)坯、拔長(zhǎng)、鐓粗、整圓等一系列鍛造工藝。國(guó)外操作機(jī)的載重力矩已發(fā)展到 3000 千牛米，大型操作機(jī)與 30000 千牛自由鍛造水壓機(jī)聯(lián)動(dòng)操作，不斷的提高了水壓機(jī)生產(chǎn)能力。國(guó)外操作機(jī)大多數(shù)為液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由油缸活塞實(shí)現(xiàn)升降等運(yùn)動(dòng)，其液壓系統(tǒng)由油壓泵站，電控操作閥和管路等部件組成。該系統(tǒng)安裝在大車架上,隨機(jī)行走，系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)作，功率大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，零部件易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，系統(tǒng)批量制造成本低，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)已多樣化。長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙共 5 頁(yè) 第 4 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊四、畢業(yè)設(shè)計(jì)方案的擬定為實(shí)現(xiàn)操作機(jī)應(yīng)完成的基本動(dòng)作，其相應(yīng)具有：鉗口夾緊和鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，活動(dòng)架前后提升機(jī)構(gòu)和大車行走機(jī)構(gòu)。操作機(jī)的本體結(jié)構(gòu)可分為夾鉗、臺(tái)架和大車三部分。夾鉗包括鉗口夾緊和鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，臺(tái)架包括平行升降及傾斜機(jī)構(gòu)，在夾鉗和臺(tái)架之間還設(shè)置有垂直緩沖和水平緩沖裝置，大車支承整個(gè)臺(tái)架和活動(dòng)架，大車行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)大車使其前進(jìn)或后退。要求該操作機(jī)所具有的主要基本參數(shù)和技術(shù)參數(shù)如下：額定夾持工件重量 1 噸夾持力矩 2 噸力.米夾持鍛件范圍 Φ140～Φ420 毫米升降鍛件高度 500 毫米傾斜角度 +6 度鉗桿旋轉(zhuǎn)速度 30 轉(zhuǎn)/分大車行走速度 45 轉(zhuǎn)/分力求控制重量 7～8 噸軌距 1500 毫米夾鉗伸出量 1400 毫米純機(jī)械結(jié)構(gòu)由電器驅(qū)動(dòng)。在鉗口夾緊機(jī)構(gòu)中，夾鉗擬采用長(zhǎng)杠桿式結(jié)構(gòu)以盡量減小拉緊力，拉緊方式擬定為機(jī)械拉緊，采用絲杠螺母配合來(lái)實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為平行移動(dòng)，鉗臂及連桿等活動(dòng)聯(lián)接處采用銷軸聯(lián)接，殼體擬采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)。不同直徑毛坯選用不同的鉗墊來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊。其拉緊力及旋轉(zhuǎn)力矩由鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提供。前提升機(jī)構(gòu)中，各部件布置形式為：電機(jī)通過(guò)帶制動(dòng)輪型聯(lián)軸器和相配和的制動(dòng)器以及減速器相聯(lián)接，減速器與卷繞鋼絲繩的空心卷筒通過(guò)法蘭聯(lián)接在一起。鋼絲繩把卷筒、定滑輪、動(dòng)滑輪和活動(dòng)架聯(lián)接在一起，并通過(guò)螺栓聯(lián)接與機(jī)架聯(lián)接在一起。工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器，帶動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩通過(guò)定滑輪和動(dòng)滑輪卷繞在卷筒上，從而實(shí)現(xiàn)將活動(dòng)架和鉗頭抬高，同理，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)卷筒反轉(zhuǎn)， 從而放開(kāi)鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)將活動(dòng)架放低。在后提升高度一定的前提下，前提升可實(shí)現(xiàn)鉗頭及長(zhǎng) 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紙共 5 頁(yè) 第 5 頁(yè)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊活動(dòng)架的小角度傾斜。五、課題研究的時(shí)間分配：工作量： 1. 總體設(shè)計(jì) 2. 原理圖 3. 夾緊機(jī)構(gòu) 4. 前提升機(jī)構(gòu) 5. 主要零件設(shè)計(jì) 時(shí)間安排：3 月 5 日——3 月 23 日 查資料，完成文獻(xiàn)翻譯和考題報(bào)告；3 月 24 日—— 4 月 3 日 總體方案設(shè)計(jì)；4 月 4 日——4 月 30 日 機(jī)械部分設(shè)計(jì)；5 月 1 日——5 月 22 日 部件及零件草圖；5 月 23 日——6 月 12 日 上機(jī)繪圖；6 月 13 日——6 月 19 日 完成設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)，40~60，要求打??；6 月 20 日——6 月 24 日 評(píng)審、答辯。六、參考文獻(xiàn)[1] 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[2] 鍛造機(jī)械化與自動(dòng)化[3] 鍛造生產(chǎn)機(jī)械化自動(dòng)化[4] 馮辛安主編.機(jī)械制造裝配設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[5] 鍛壓機(jī)械、液壓傳動(dòng)[6] 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[7] 鍛壓機(jī)械液壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ) [8] 畢業(yè)論文撰寫(xiě)規(guī)范[9] 科技期刊上發(fā)表的相關(guān)研究方向的論文[10] http://www.cnki.net(中國(guó)期刊網(wǎng))