2595 鍛造操作機(jī)與夾緊及前提升機(jī)構(gòu)設(shè)計,鍛造,鑄造,操作,夾緊,提升,晉升,機(jī)構(gòu),設(shè)計 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 5 頁 第 1 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊開題報告一、設(shè)計題目：鍛造操作機(jī)與夾緊及及前提升機(jī)構(gòu)設(shè)計二、課題研究的目的和意義鍛造操作機(jī)是鍛造車間實現(xiàn)鍛造機(jī)械化與自動化的重要設(shè)備，它主要用于夾持鍛件來配合主機(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，而且還時減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件的重要途徑。為了滿足鍛造操作機(jī)的鍛造工藝要求，鍛造操作機(jī)一般具有以下幾個動作：1．鉗口的夾緊與松開；2．鉗桿的旋轉(zhuǎn)；3．夾鉗的平行升降及傾斜；4．臺架回轉(zhuǎn)或夾鉗擺移；5．大車行走。為了實現(xiàn)以上動作，操作機(jī)應(yīng)具有以上五個機(jī)構(gòu)。其本體可分為夾鉗，臺架，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)，實現(xiàn)鉗口松夾和鉗桿旋轉(zhuǎn)動。操作機(jī)的臺架包括夾鉗平行升降及傾斜機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)夾鉗平行升降及傾斜動作。夾鉗在鍛造過程中承受沖擊力，故在夾鉗和臺架之間還設(shè)置了垂直緩沖裝置和水平緩沖裝置。操作機(jī)的大車支承著整個臺架，在大車上裝有大車行走機(jī)構(gòu)，來驅(qū)動大車實現(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)和無軌操作機(jī)。有軌操作機(jī)的活動范圍和服務(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)在工作時比較容易與鍛錘或液壓機(jī)對中，司機(jī)操縱臺可設(shè)在機(jī)上也可設(shè)在地面上，易于實現(xiàn)遙控或與主機(jī)聯(lián)動。無軌操作機(jī)的機(jī)動性好，活動范圍較大，可以為多臺設(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 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 5 頁 第 2 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊操作機(jī)按驅(qū)動方式可分為液壓傳動，機(jī)械傳動和混合操作式。液壓傳動操作機(jī)的各個機(jī)構(gòu)均由油缸和液壓馬達(dá)驅(qū)動，因此工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活方便，便于實現(xiàn)與主機(jī)聯(lián)動及自動化，但加工及安裝精度較高。機(jī)械傳動操作機(jī)的各個動作均由電動機(jī)通過減速器帶動各個工作機(jī)構(gòu)來實現(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?；旌蟼鲃硬僮鳈C(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驅(qū)動，而大車行走，鉗桿旋轉(zhuǎn)和臺架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由電動機(jī)驅(qū)動，其優(yōu)缺點介于液壓傳動與機(jī)械傳動之間。有軌操作機(jī)按夾鉗在水平面上的運(yùn)動形式可分為直移式，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。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)除能實現(xiàn)直移式操作機(jī)的動作外，夾鉗還可以在水平面上作小角度的左右擺動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)除能實現(xiàn)直移式操作機(jī)的動作外，夾鉗隨臺架還可在水平作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、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢鍛造操作機(jī)作為進(jìn)行鍛造工藝的重要設(shè)備，眾多國外公司對其進(jìn)行系統(tǒng)化研究，目前，德國 DDS 公司、韓國 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 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)方面與國外相比還有一定的差異。與萬噸壓機(jī)配套的大型鍛造操作機(jī)全部采用進(jìn)口設(shè)備，自主開發(fā)的大型鍛造操作機(jī)至今尚未問世，如中國一重與上海交大聯(lián)合開發(fā)的 1600kN 鍛造操作機(jī)和北方重工自主開發(fā)的 2000kN 鍛造操作機(jī)的整機(jī)水平還有待于進(jìn)一步驗證。為解決我國重大裝備制造中一批關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)問題，實現(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”國家科技支撐計劃中設(shè)立了“大型鑄鍛件制造關(guān)鍵技術(shù)及裝備的研制”項目，在重點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 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 5 頁 第 3 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊技術(shù)研究”鍛造操作機(jī) 60 年代前就已問世，近二、三十年發(fā)展期來。最早是在美國、原蘇聯(lián)，而后在日本、英國、奧地利等國發(fā)展期來，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，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，到 60、70 年代出現(xiàn)了混合傳動和全液壓傳動、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，各國對鍛造操作機(jī)的設(shè)計、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。我國的鍛造操作機(jī)起步于 60 年代，開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)簡單，鉗子的張合夾緊靠與吊鉗分離開的電動方頭扳手來完成，因而夾緊鍛件不方便，用于鋼錠開坯、拔料還是可以的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，70 年代開始研制出全機(jī)械傳動和一些液壓傳動有軌操作機(jī)，載重量可達(dá) 10 噸，夾緊力矩25 千牛米。隨后，小型液壓傳動有軌操作機(jī)得到發(fā)展，并出現(xiàn)了液壓傳動無軌操作機(jī)。1974 年我國首次制訂了自己的鍛造操作機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)，大力推廣液壓傳動操作機(jī)。到了 80 年代全液壓有軌鍛造操作機(jī)在全國相繼出現(xiàn)，90 年代初期我國自行設(shè)計制造的 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，能替代國內(nèi)外進(jìn)口同類產(chǎn)品。目前，國外大型快鍛油壓機(jī)與操作機(jī)聯(lián)動技術(shù)已經(jīng)成熟，而國內(nèi)生產(chǎn)的鍛造操作機(jī)還沒有 100 千牛以上的聯(lián)動操作機(jī)。而 100 千牛鍛造操作機(jī)則屬于最新開發(fā)的聯(lián)動型鍛造操作機(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)退七個動作。在和水壓機(jī)的配合下，能完成鋼錠開坯、拔長、鐓粗、整圓等一系列鍛造工藝。國外操作機(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)動操作，不斷的提高了水壓機(jī)生產(chǎn)能力。國外操作機(jī)大多數(shù)為液壓馬達(dá)驅(qū)動，由油缸活塞實現(xiàn)升降等運(yùn)動，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)容易實現(xiàn)多種動作，功率大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，零部件易于實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，系統(tǒng)批量制造成本低，傳動結(jié)構(gòu)已多樣化。長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 5 頁 第 4 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊四、畢業(yè)設(shè)計方案的擬定為實現(xiàn)操作機(jī)應(yīng)完成的基本動作，其相應(yīng)具有：鉗口夾緊和鉗桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，活動架前后提升機(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)，臺架包括平行升降及傾斜機(jī)構(gòu)，在夾鉗和臺架之間還設(shè)置有垂直緩沖和水平緩沖裝置，大車支承整個臺架和活動架，大車行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動大車使其前進(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。在鉗口夾緊機(jī)構(gòu)中，夾鉗擬采用長杠桿式結(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實現(xiàn)圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為平行移動，鉗臂及連桿等活動聯(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實現(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)通過帶制動輪型聯(lián)軸器和相配和的制動器以及減速器相聯(lián)接，減速器與卷繞鋼絲繩的空心卷筒通過法蘭聯(lián)接在一起。鋼絲繩把卷筒、定滑輪、動滑輪和活動架聯(lián)接在一起，并通過螺栓聯(lián)接與機(jī)架聯(lián)接在一起。工作時，電機(jī)驅(qū)動減速器，帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，鋼絲繩通過定滑輪和動滑輪卷繞在卷筒上，從而實現(xiàn)將活動架和鉗頭抬高，同理，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動卷筒反轉(zhuǎn)， 從而放開鋼絲繩，實現(xiàn)將活動架放低。在后提升高度一定的前提下，前提升可實現(xiàn)鉗頭及長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 5 頁 第 5 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊活動架的小角度傾斜。五、課題研究的時間分配：工作量： 1. 總體設(shè)計 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 時間安排：3 月 5 日——3 月 23 日 查資料，完成文獻(xiàn)翻譯和考題報告；3 月 24 日—— 4 月 3 日 總體方案設(shè)計；4 月 4 日——4 月 30 日 機(jī)械部分設(shè)計；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（論文）說明書，40~60，要求打??；6 月 20 日——6 月 24 日 評審、答辯。六、參考文獻(xiàn)[1] 機(jī)械設(shè)計師手冊[2] 鍛造機(jī)械化與自動化[3] 鍛造生產(chǎn)機(jī)械化自動化[4] 馮辛安主編.機(jī)械制造裝配設(shè)計.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[5] 鍛壓機(jī)械、液壓傳動[6] 起重機(jī)設(shè)計手冊[7] 鍛壓機(jī)械液壓傳動的設(shè)計基礎(chǔ) [8] 畢業(yè)論文撰寫規(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(中國期刊網(wǎng))