購買設(shè)計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
附錄Ⅰ 外文文獻原文
A hydraulic high-speed tryout press for the simulation of mechanical forming processes
Abstract
The tryout of dies plays an important part in the manufacturing of dies and in the production process in general. Despite CAD simulations, the tryout of new dies still requires a lot of time and work. Very often the time-consuming tests are conducted on expensive production lines because the presses used in the die shop, due to their different characteristics, are not suitable to reproduce the exact characteristics of the production presses. The same conditions apply after die change or after repairs of dies. Much time is consumed before the smooth production of perfect parts is possible and this, in turn, affects the productivity and the efficiency of the production equipment.
As the number of die change-over operations increases together with the reduction of lot sizes caused by the increase of car model variety, shortening the time of adjustment work offers a large potential of cost saving. This is where the Schuler SMG high-speed tryout press offers immense advantages.
Author Keywords: Hydraulic high-speed tryout press; Simulation; Reproducibility; Speed profile; Development; Press characteristics; Forming behaviour; Die; Drawing; Spotting; Slide tilting; Drive system; Cost and time savings
Article Outline
1. Introduction
2. Hydraulic high-speed tryout press
3. Slide speed profile
4. Slide tilting
5. Drive systems
6. Efficiency
7. Example of hydraulic high-speed tryout press
1. Introduction
The new generation of Schuler SMG hydraulic high-speed simulation presses is capable of reproducing the production process in the early die development stage and under conditions almost identical to the existing production conditions. This is possible due to the good reproducibility of the relevant press characteristics. The parameters obtained during simulation on the tryout press (e.g., speeds and die cushion characteristics) can be directly transferred to the production press.
The die tryout on hydraulic high-speed presses shortens considerably the time that is needed for testing the dies in the production press (Fig. 1).
Fig. 1. Die maker during die tryout on the hydraulic high-speed press.
2. Hydraulic high-speed tryout press
The focus of the new innovative press concept was the tryout of production dies in the production environment. The main task was the consideration of mechanical production presses and their specific features. The relevant press characteristics of the simulation press must correspond to the production press characteristics. The most important features are the speed characteristics of the slide motion and the slide tilting values, the behaviour of die cushions and the static press values (the deflection of the bolster and slide, the deformation of press uprights).
Result of the development was the new generation of hydraulic high-speed tryout presses. These presses have the ability to simulate the forming behaviour of different mechanical press types and brands with various drive systems and specific characteristics of slide motion. One single Schuler SMG hydraulic high-speed tryout press can cover the die tryout for a wide range of production presses, and can therefore substitute for all the previously required conventional tryout presses.
In addition to the simulation of the loads and motions of mechanical presses, the hydraulic high-speed press offers the flexibility and advantages of conventional hydraulic tryout presses such as: (i) accurate load adjustments; (ii) maximum load over the whole press stroke possible; (iii) easy adjustment of stroke and die space (BDC and TDC); (iv) teach in function for all relevant switch points; (v) inching mode for the slide; (vi) reversal function at any point of the stroke; (vii) die spotting mode controlled by joystick; (viii) flexible slide locking system over the whole stroke; (ix) low maintenance costs.
The hydraulic high-speed tryout press can be equipped with various peripheral equipment such as moving bolsters, bed and slide cushions with one- or multi-point control, blankholder (for double action press), rotating slide plate, external die lifters and turning stations and quick die change systems (Fig. 2).
Fig. 2. High-speed tryout press with accumulator drive, four-point cushion, parallelism control, die cushion pre-acceleration and slide stroke limitations.
Modern control technology is available for process monitoring, data saving and data transfer of the parameters obtained during tryout.
3. Slide speed profile
The speed profile of the Schuler SMG hydraulic high-speed tryout press is freely programmable. The data of a knuckle joint or eccentric press is entered in a spreadsheet (crankshaft to slide position and slide stroke) on the control of the high-speed tryout press. Dependent on the number of strokes to be simulated, the effective slide speeds are adjusted by the control system.
The slide speed is infinitely adjustable to any stroke profile of the mechanical slide motion by a highly dynamic servo-hydraulic system and a separate high-performance control circuit (servo-control valves).
With the use of hydraulic accumulators, slide speeds of 500?mm/s and higher can be reached. This ensures that the slide profile of the drawing station and the follow-up forming stations of mechanical production presses can all be simulated.
Furthermore, the impact on the mechanical production presses which are equipped with pre-accelerated die cushions can be simulated, even without requiring die cushion pre-acceleration on the tryout press (Fig. 3). However, for exact simulation of the blank behaviour prior to the impact, a pre-accelerated die cushion is recommended.
Fig. 3. Pressure profile of high-speed tryout press with and without a pre-accelerated die cushion. The motion profile of mechanical production presses can be exactly simulated.
The motion sequence on a high-speed tryout press is as follows: (1) rapid approach; (2) braking up to a predefined position (stroke-dependent); (3) switch-over to working speed and start of simulation; (4) end of simulation in BDC; (5) pressure relief and slide retraction.
The possible slide retraction speed is between 300 and 500?mm/s. Therefore the undesired effect of vacuum sticking of the drawn part due to the quick slide retraction can be simulated during the slide retraction. Following such tests, required aeration holes can be made at an early die production stage.
The whole speed and force profile of the slide can be visualised on the control screen (selected profile and performed profile).
4. Slide tilting
The slide tilting values of mechanical presses are dependent on the load eccentricity and the press force. The connecting rods bear the main load to keep the slide parallel to the bolster. The slide guiding must only compensate for low forces. Due to the compression of the oil columns in the pressure cylinders, slide parallelism on hydraulic presses depends much more on the slide guiding. In order to achieve similar tilting values as on mechanical presses, the guiding system and the press uprights must be designed accordingly. Larger tilting values can only be compensated for by the use of active parallelism control systems in the x–x and y–y directions.
Advantage of such a system: tilting values of mechanical presses can be pre-set and simulated. This is especially beneficial for large sheet panels (e.g., side panel tools) where higher eccentric loads can be expected.
For the spotting of dies, adjustable mechanical slide stroke limitations are used which eliminate any slide tilting during tool contact. The sensitive die spotting control by joystick enables the closing of dies with reduced force and a controllable closing speed in the range 5–35?mm/s.
5. Drive systems
The drive system of a Schuler SMG high-speed tryout press is based on accumulator technology. Nitrogen cylinders supply energy to piston accumulators which deliver the oil to the slide cylinders. The valves for speed control are located between the piston accumulators and the slide cylinders. As an example, a press with 20?000?kN capacity requires only a main drive rating of 250?kW. The standard design of accumulators and charging pump is suitable for approximately two simulation strokes per minute. The tryout press can be designed for up to approximately 30?000?kN maximum press capacity.
6. Efficiency
The purpose of using hydraulic high-speed presses for tryout is the saving of production capacities or, in other words, the reduction of tryout time on the production presses.
A mechanical tryout press can only simulate the production press for which it was designed in terms of slide speed characteristic (drive system) and drawing cushion system. Although the transferability of the results is even better, the machine costs are much higher than for hydraulic tryout presses. Furthermore, one hydraulic high-speed tryout press can simulate the forming behaviour of different press brands and press types (hydraulic or mechanical) with different characteristics of slide motion (Fig. 4).
Fig. 4. Example of time and cost saving with hydraulic high-speed tryout presses compared with conventional hydraulic presses.
For an ordinary die for side panels, the tryout time needed in the production press can be up to 6 weeks. Experiences have shown that this time can be shortened by up to 80% using the high-speed tryout presses described above. The amortisation time is rather short considering the various applications of these presses, especially when taking into account the high-hourly rates of mechanical crossbar and GT-presses of up to $3000.
7. Example of hydraulic high-speed tryout press
The Schuler SMG hydraulic high-speed tryout presses shown in Fig. 5 were built for an American automobile manufacturer. Each press has a capacity of 18?000?kN and is equipped with moving bolster, rotating slide plate, four-point controlled pre-accelerated die cushion, stroke limitations and hydraulic die clamping system.
Fig. 5. Hydraulic high-speed tryout presses with moving bolster and rotating slide plate.
The slide motion profiles and slide speeds, the die cushion set-up and the mechanical characteristics ensure that an almost identical simulation of the production conditions of mechanical large-panel crossbar presses can be made.
A highly sophisticated control system allows comfortable input of the variable target data, direct monitoring of the tryout process with digital and graphic display of the relevant parameters, data storage and data transfer.
附錄Ⅱ 外文文獻翻譯
用于機械成型加工模擬的液壓高速沖壓機
摘要
模具的試驗在模具的制造業(yè)和常規(guī)生產(chǎn)過程中起重要作用。
盡管有了CAD仿真,新模具的試驗仍然需要很多時間和工作。費時的測試經(jīng)常受昂貴的生產(chǎn)線約束，因為他們不同的特性導致在制模工廠使用的沖壓機不能提供反復生產(chǎn)產(chǎn)品所需壓力的精確特性。同樣的情形也存在于模具改革和模具修復中。很有可能在比較完善的產(chǎn)品生產(chǎn)之前就已經(jīng)花費了很多時間了，這反過來又影響生產(chǎn)力和生產(chǎn)設(shè)備的效率。
伴隨著汽車模型品種增加引起的規(guī)?？s減，模具徹底改革的次數(shù)也增加了，從而縮短調(diào)整工時，為成本的減少提供了很大的潛力。這是Schuler SMG 高速試驗沖壓機具有的特大優(yōu)點。
作者主題詞：液壓高速試驗沖壓機；仿真；反復生產(chǎn)能力；速度曲線；發(fā)展；壓力特性；成形；模具；沖壓成形；點位；導軌傾斜；驅(qū)動系統(tǒng)；節(jié)約成本和時間
文章大綱
1．介紹
2．液壓高速試驗沖壓機
3．滑動速度曲線
4．導軌傾斜
5．驅(qū)動系統(tǒng)
6．效率
7．液壓高速試驗沖壓機實例
1.介紹
在早期的模具發(fā)展階段，或者在與現(xiàn)有的生產(chǎn)條件幾乎相同的情況下，Schuler SMG的新一代液壓高速模擬沖壓機能夠再現(xiàn)生產(chǎn)過程。這可能是歸因于相關(guān)壓力特性的良好再現(xiàn)能力。這些參數(shù)是在液壓高速試驗沖壓機的模擬期間獲得的(即，速度和模具緩沖裝置特性)，而且它們可以直接轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)所需壓力。
對液壓高速沖壓機的試驗很大程度上縮短了在生產(chǎn)沖壓機過程中測試模具所花的時間(如圖1)。
2.液壓高速試驗沖壓機
新型創(chuàng)新沖壓機概念的焦點在于生產(chǎn)環(huán)境中模具產(chǎn)品的試驗。其主要任務(wù)是考慮機械式?jīng)_壓機及其特殊性能。模擬沖壓機的相關(guān)壓力特性必須與成品沖壓機的相關(guān)特性一致。其中，最重要的特點是滑動的速度和導軌的傾斜值，還有模具緩沖裝置的性能和靜態(tài)壓力值(模墊和導軌的偏斜,沖壓機立柱的變形)。
隨著技術(shù)發(fā)展，就出現(xiàn)了新一代液壓高速試驗沖壓機。這些沖壓機能夠模擬不同機械式?jīng)_壓機類型的成形性能，而且能夠與各種各樣的驅(qū)動系統(tǒng)及導軌運動的特殊參數(shù)吻合。單一的一臺Schuler SMG液壓高速試驗沖壓機能夠大范圍地代表模具試驗的結(jié)果，所以也就代替所以的早先需要的傳統(tǒng)試驗沖壓機。
除了對機械式?jīng)_壓機的裝載和運動進行模擬之外，液壓高速沖壓機也具有傳統(tǒng)試驗沖壓機的靈活性和優(yōu)點，例如：(i) 精確裝載調(diào)節(jié)；ii) 整個沖壓機行程中允許的最大載荷；(iii) 調(diào)整行程和型腔的簡便性(BDC 和TDC)；(iv) 所有相關(guān)轉(zhuǎn)換節(jié)點的提示功能；(v) 滑動的緩進給模型；(vi) 沖程中任意點的逆轉(zhuǎn)功能；(vii) 由操縱桿控制的模型定位模式；(viii) 在整個沖程中靈活的制動裝置；(ix) 低維修費用。
液壓高速試驗沖壓機能夠配以各種各樣的外部設(shè)備，譬如可移動的模墊，床身和一點或多點控制的導軌墊，壓邊導軌(雙動壓力機),可轉(zhuǎn)動的導軌，外部拔模裝置，回轉(zhuǎn)站和模具快速切換系統(tǒng)(如圖2)。
在試驗期間，現(xiàn)代控制技術(shù)對于程序控制、數(shù)據(jù)保存和所得參數(shù)的轉(zhuǎn)換是有效的。
3.滑動速度曲線
Schuler SMG液壓高速試驗沖壓機的速度曲線是可以通過編程自由控制的。在控制高速試驗沖壓機時，精壓機和離心沖壓機的數(shù)據(jù)是在一個電子數(shù)據(jù)表輸入的(曲軸滑動的位置和滑動沖程)。由于取決于模擬的沖程數(shù)目，那就可以通過控制系統(tǒng)有效的滑動速度。通過一個高度動態(tài)的液壓伺服系統(tǒng)和一個獨立的高性能控制電路(伺服操縱閥門)，對于機械式滑動的任意沖程曲線，滑動的速度就可以無限地調(diào)整了。
隨著液壓蓄能器的使用，可以達到500°mm/s或者更高的速度。這就確保了沖壓成形站的滑動曲線和接下來的機械成品沖壓機的成型站均能被模擬。
而且，配有預加速的模具緩沖裝置的機械成品沖壓機的沖擊就可以進行仿真了(如圖3)。但是,在進行坯件性能的精確仿真之前，建議對模具緩沖裝置預加速。
高速試驗沖壓機的運動序列如下：(1) 快捷方法；(2) 對預定義的位置制動(由沖程決定)；(3) 轉(zhuǎn)換到工作速度并開始仿真；(4) 在BDC中仿真結(jié)束；(5) 壓力曲線和導軌升降。
導軌允許的升降速度在300～500°mm/s之間。所以在導軌升降過程中，導軌快速升降引起的真空粘附的干擾影響也能夠模擬了。經(jīng)過這樣的測試以后，就可以在模具生產(chǎn)的早期階段制造所需的排氣孔。
到軌的整體速度和受力曲線可以控制屏上顯示(精選的曲線和執(zhí)行曲線)。
4.導軌傾斜
機械式?jīng)_壓機的導軌傾斜值取決于加載偏心度壓力值。連接桿承擔主要載荷以保持導軌平行于壓床墊板。導軌引導只須在低壓時給予補償即可。在壓力圓筒中由于油柱的壓縮，在液壓沖壓機中，導軌的平行性更加取決于導軌引導。為了達到和機械式?jīng)_壓機相類似的傾斜值，必須相應地設(shè)計引導系統(tǒng)和沖壓機立柱。如果需要更大的傾斜值，那就得通過使用xx和y-y方向平行性自動控制系統(tǒng)來補償實現(xiàn)。
這樣一個系統(tǒng)的好處有：機械式?jīng)_壓機的傾斜值可以預先進行設(shè)定并進行模擬。對于期望具有更高偏心度載荷的大薄板工件來說，這就特別有利了(即，側(cè)板工具)。
對于模具定位，使用了可調(diào)機械式導軌沖程限制，這樣，在與沖頭接觸時就可以消除任意的導軌傾斜值。由控制桿控制的靈敏的模具定位控制，能夠用較小的力使模具閉合，而且在5-35°mm/s的范圍內(nèi)可以控制閉合速度。
5.驅(qū)動系統(tǒng)
Schuler SMG高速試驗沖壓機的驅(qū)動系統(tǒng)是基于蓄能器技術(shù)的。氮氣筒提供能量給活塞蓄能器，它再把油傳輸給導軌油缸。速度大小的控制裝置是定位在活塞蓄能器和導軌油缸之間的。舉例來說明一下，一個20000kN供油量的沖壓機只需一個額定值為250KW的主驅(qū)動就可以了。蓄能器和進料泵的標準設(shè)計適合大概每分鐘兩個模擬沖程。而試驗沖壓機可以被設(shè)計為大約30000kN的最大沖壓機供油量。
6.效率
使用液壓高速沖壓機來試驗的目的為了提高生產(chǎn)能力，換句話說，也是減少花在成品沖壓機試驗上的時間。
一臺機械試驗沖壓機只能模擬根據(jù)滑動速度特性(驅(qū)動系統(tǒng))和沖壓緩沖系統(tǒng)設(shè)計的成品沖壓機。盡管它結(jié)果的移植性好得多，但是它機器的成本比液壓高速試驗沖壓機高得多。而且，液壓高速試驗沖壓機能夠通過不同的滑動特性來模擬不同銘牌和不同類型的沖壓機的成型性能(液壓或機械)(如圖4)。
對于一個側(cè)板的普通的模具來說，在成品沖壓機生產(chǎn)過程中需要的試驗時間可能會達到6個星期。而經(jīng)驗表明，這試驗時間可以通過使用上面描述的高速試驗沖壓機來使其縮短到80%?？紤]到這些沖壓機的各種各樣的應用，這攤下來的時間就更短了，特別是當考慮到機械交叉壓力或GT壓力變化率高達每小時$3000的時候。
7. 液壓高速試驗沖壓機實例
在圖5中顯示了Schuler SMG液壓高速試驗沖壓機廠被設(shè)為美國汽車制造商。每臺沖壓機有18000kN的容量并配以可移動的壓床墊板，可轉(zhuǎn)動的導軌，四點控制的預加速模具緩沖裝置，沖程限制和液壓模具裝夾系統(tǒng)。
導軌運動曲線和導軌的速度，模具緩沖裝置及其機械特性，這些就保證了機械大型縱橫式?jīng)_壓機的生產(chǎn)條件可以進行幾乎一致的模擬。
一個高精度的控制系統(tǒng)允許對可變的目標數(shù)據(jù)進行合適的輸入，并對其相關(guān)參數(shù)，數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字顯示和圖表顯示進行直接監(jiān)控。
翻版機側(cè)工作臺設(shè)計說明書
學 院：
專 業(yè) 班 級：
學 號：
學 生 姓 名：
指 導 教 師：
2010 年 6 月
I
目 錄
任務(wù)書…………………………………………………………………… …（3）
序言…………………………………………………………………… … （4）
一、 總體方案的選擇…………………………………………………… （6）
二、 所選方案的具體設(shè)計……………………………………………… （9）
1、 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計…………………………………………………（11）
（1） PCB輸送系統(tǒng)……………………………………………… （13）
（2） 位置檢測系統(tǒng)………………………………………………（14）
（3） 信號處理系統(tǒng)………………………………………………（15）
（4） 執(zhí)行機構(gòu)原理圖……………………………………………（16）
2、機械機構(gòu)設(shè)計………………………………………………………（17）
（1）翻轉(zhuǎn)側(cè)工作臺設(shè)計……………………………………………（19）
（2）行程開關(guān)的位置選擇…………………………………………（19）
（3）裝置高度調(diào)節(jié)…………………………………………………（20）
3、軟件部分的設(shè)計……………………………………………………（21）
（1）程序流程圖……………………………………………………（22）
（2）PLC梯形圖……………………………………………………（23）
（3）PLC程序………………………………………………………（23）
三、 相關(guān)參數(shù)的設(shè)計說明
1、 翻轉(zhuǎn)的時間分配……………………………………………………（24）
2、 傳送帶的相關(guān)計算和翻轉(zhuǎn)主軸的計算……………………………（24）
3、 電機的選擇及有關(guān)參數(shù)的計算……………………………………（25）
四、 總結(jié)體會
參考文獻……………………………………………………………………… （26）
任 務(wù) 書
設(shè)計與任務(wù)要求：
翻版機側(cè)工作臺設(shè)計,并傳輸?shù)椒疵鏅z查線的上面,工作的過程為:產(chǎn)品到達裝置的傳送部分上,裝置自動將產(chǎn)品與傳送部分一起翻轉(zhuǎn),然后傳動部分將產(chǎn)品傳輸出去,再返回到原位,流程為 到位——翻轉(zhuǎn)——到位——傳送——翻轉(zhuǎn)——到位，該過程自動完成。
引 言
飛梭彈指度，四年的大學生活接近尾聲時，我們進行了為期近四個月的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計是對大學四年來我們所學到的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識的一次系統(tǒng)性的總結(jié)與綜合運用，同時也是培養(yǎng)我們分析問題和解決問題能力的良好的機會，而且畢業(yè)設(shè)計也是大學教學的最后一個重要環(huán)節(jié)。因此，認真踏實地做好這次畢業(yè)設(shè)計不僅意味著我們能否順利畢業(yè)，而且對今后我們走上工作崗位后能否很出色的做好自己的工作也有十分重要意義。另外，畢業(yè)設(shè)計還可以培養(yǎng)我們獨立思考，開發(fā)思維和協(xié)調(diào)工作的能力，這對今后踏入社會以后能否盡快地適應社會也有很大的幫助。機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設(shè)水平的主要標志之一。這是因為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會通過機械工業(yè)的發(fā)展程度反映出來。人們之所以要廣泛使用機器，是由于機器既能承擔人力所不能或不便進行的工作，又能較人工生產(chǎn)改進產(chǎn)品的質(zhì)量，特別是能夠大大提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件。機械工業(yè)肩負著為國民經(jīng)濟各個部門提供技術(shù)裝備和促進技術(shù)改造的重要任務(wù)，在現(xiàn)代化建設(shè)的進程中起著主導和決定性的作用。所以通過大量設(shè)計制造和廣泛使用各種各樣先進的機器，就能大大加強和促進國民經(jīng)濟發(fā)展的力度，加速我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)。
機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。我們這些即將大學畢業(yè)的機械工程及自動化專業(yè)的學生，要進行對本專業(yè)所學習的知識進行綜合的運用和掌握，為此我們要進行畢業(yè)設(shè)計，要自己動手進行思考問題，為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展貢獻力量，也要從此邁出展現(xiàn)自己價值的第一步。
通過實際學習，大量資料的查閱，并在老師的指導下完成這次設(shè)計任務(wù)，根據(jù)生產(chǎn)的要求，翻版機側(cè)工作臺設(shè)計。但由于本人的水平有限，結(jié)合生產(chǎn)實際應用設(shè)備的能力有限，故沒有能夠做到很詳細的設(shè)計，而且還有許多地方有待改進，請老師給以指導和批評[1]。
一、方案選擇
圖1
圖2
圖3
方案1的簡單說明：鋼板在傳送帶上傳送，一直傳送到翻板裝置的“盒子”里面，傳感器1檢測到位以后，整個翻板裝置開始旋轉(zhuǎn)180°，碰到行程開關(guān)2就停止旋轉(zhuǎn)，通過傳送帶把印制板從“盒子”里面“拉”出來，鋼板隨傳送帶傳輸出去，傳感器3檢測到位以后，翻板裝置復位，準備下一個翻板過程，行程開關(guān)4用于翻板裝置開始狀態(tài)的定位。
圖4
圖5.機結(jié)構(gòu)圖
方案2的簡單說明：該設(shè)備主要由機架、翻板架、翻板電機、同步鏈條、翻板架轉(zhuǎn)動軸等部分組成，通過轉(zhuǎn)動軸，帶動翻板架順時針方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過90°時，印刷板由水平位置翻轉(zhuǎn)到垂直位置，完成翻板動作，繼續(xù)再轉(zhuǎn)過90°，翻板架又轉(zhuǎn)到水平位置，準備接料，翻轉(zhuǎn)下一片印刷板。通過翻板架將陰極板送到輸送鏈條上，輸出電機工作，通過同步鏈條驅(qū)動軸帶動同步主動鏈輪轉(zhuǎn)動，再帶動同步從動鏈輪轉(zhuǎn)動，輸出主動鏈輪隨同步從動鏈輪一起轉(zhuǎn)動，輸出主動鏈輪帶動輸出鏈條運動，通過輸出鏈條將懸掛在其上的印刷板帶出，滑落到接鋼板的料架上，完成翻板工作。
通過對傳統(tǒng)和新型翻板出料機進行分析比較，本設(shè)計的優(yōu)點：
（1）用步進電機驅(qū)動翻板架旋轉(zhuǎn)進行翻板，這一翻板工作是間歇動作，步進電機具有頻繁啟動的優(yōu)點，而且傳動系統(tǒng)簡單，動作可靠，使用壽命長，維護檢修容易，制造加工成本低。
（2）翻板架只沿著順時針方向轉(zhuǎn)動，可以不斷將位于水平位置的陰極板翻轉(zhuǎn)到垂直位置，進行陰極板的翻板，不改變步進電機的旋轉(zhuǎn)方向，可以提高步進電機的使用壽命。
（3）翻板架為具有完全對稱結(jié)構(gòu)的“A”形，重心和旋轉(zhuǎn)中心重合，不存在偏心，轉(zhuǎn)動時不產(chǎn)生附加的動負荷，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)可靠。
（4）翻板工作由對稱的兩支架交替完成，所以每翻一片印刷板，翻板架只需旋轉(zhuǎn)90°，提高了翻板的效率，而且翻板架的運動由步進電機驅(qū)動，翻轉(zhuǎn)角實現(xiàn)了數(shù)字控制。
（5）出料時，通過出料鏈條帶動印刷板移動，采用機械傳動，結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，維護、檢修容易，生產(chǎn)、制造成本低
兩個方案的比較：
方案1原理簡單，翻板裝置也比較簡單，但可靠性比較差，翻板裝置在上升過程中，印制板有可能滑下，而且印制板翻轉(zhuǎn)后會失去支撐點而直接“摔”在傳送帶上，有可能損壞印制板上的元件。
方案2原理也很簡單，翻板裝置相對比較復雜，安裝精度要求比較高，但可靠性比較好，傳送過程相對比較平穩(wěn)，對元件的保護也比較周到，而且可以通過對翻板裝置的“盒子”的修改來達到傳送不同形狀的印制板，擴展性較好。
由于采用了步進電機驅(qū)動翻板架轉(zhuǎn)動，翻轉(zhuǎn)角實現(xiàn)了數(shù)字控制，且翻板架為完全對稱的結(jié)構(gòu)，不存在偏心，因此轉(zhuǎn)動時不產(chǎn)生附加動負荷，而且工作時，翻板架始終沿一個方向旋轉(zhuǎn)，出料通過輸送鏈條完成。因此印刷板加工翻板機具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)可靠、裝配維護容易、制造成本低的特點。本設(shè)計具有明顯的實用價值、經(jīng)濟價值和推廣價值。
最終方案的選取：由于方案1存在有可能損壞元件的致命缺點，而方案2也具有較好的擴展性，故本次設(shè)計采用方案2為基本方案，并確定基本方案的總體流程圖，如圖6
圖6
三、設(shè)計說明
1、翻板機的具體結(jié)構(gòu)：
總體結(jié)構(gòu)可以參考附件的翻板機裝配圖。
①板形狀的改良：底部為一個328×246 mm的平板型，印制板上元件離印制板邊緣的距離為8 mm，設(shè)定印制板的厚度為3 mm，為了便于定位，如圖4所示，在8 mm的邊緣上打上兩個孔。
圖7
②傳送帶的設(shè)計：由于定位和安裝的需要，該裝置把傳送帶分成了輸入和輸出兩段，而且如圖8所示，輸入和輸出部分的形狀也不一樣，輸入段為常用的傳送帶，輸出段是用于承載已經(jīng)翻轉(zhuǎn)了的印制板，為了保護板上的元件，需要中間留空。在輸入和輸出的傳送帶兩邊都需要加上與印制板邊緣孔相配合的小凸臺，并且輸出段傳送帶上的小凸臺還是把印制板從“盒子”里面“拉”出來的主動力。
圖8
③翻板裝置“盒子”的設(shè)計：“盒子”的尺寸必須與印制板的尺寸相配合，而且要保證翻轉(zhuǎn)過程中印制板不會掉出來，也不會因為碰到“盒子”邊緣而損壞上面的元件。“盒子”采用可裝拆更換設(shè)計，翻轉(zhuǎn)不同的印制板只需更換相應的“盒子”，“盒子”采用矩形槽設(shè)計，便于裝拆更換，上面的兩個螺栓用于定位，如圖9所示。
圖9
④翻轉(zhuǎn)主軸的設(shè)計：如圖10所示，翻轉(zhuǎn)主軸中間長方形部分要有與“盒子”相配合的矩形槽，兩端是圓軸，一端長，一端短，短的一端只安裝軸承，長的一端除了安裝軸承還要開一鍵槽，用于安裝帶輪。
圖10
⑤傳感器位置的確定：該設(shè)計采用PLC控制，位置精度要求比較高，如圖11所示，在翻轉(zhuǎn)主軸的兩個極限位置分別安放行程開關(guān)1、2，以保證翻轉(zhuǎn)主軸的起停位置；在位置A中安裝行程開關(guān)3，當印制板送進“盒子”，接觸行程開關(guān)3，翻轉(zhuǎn)主軸開始轉(zhuǎn)動；在位置B中安裝行程開關(guān)4，檢測印制板是否完全離開“盒子”。
圖11
⑤電機的設(shè)計：傳送帶輸入段和輸出段分開，應當由兩個電機分別帶動，但輸入段和輸出段有同步的要求，所以選擇有一個功率較大的電機直接帶動兩個傳送帶。
⑥可調(diào)底座螺栓：為了滿足裝置高度±20 mm可調(diào)的要求，底座安裝了六個可調(diào)螺栓。
2、翻板機的電氣控制設(shè)計：
總體電氣控制設(shè)計可以參考附件的電氣控制圖。
電氣控制圖的簡單說明：
2.2.1 流程圖
本系統(tǒng)采用了可變成控制器直接進行控制，系統(tǒng)的流程如下：
到位——翻轉(zhuǎn)——到位——傳送——翻轉(zhuǎn)——到位
進行控制流程圖的編輯如下：
啟動
輸入版
版是否到位
N
翻轉(zhuǎn)電機逆時針旋轉(zhuǎn)
Y
翻轉(zhuǎn)是否到位？
N
Y
輸出板
是否完全輸出？
N
Y
翻轉(zhuǎn)電機順時針旋轉(zhuǎn)
翻轉(zhuǎn)是否到位？
N
Y
說 明
輸入傳送帶運動將版送入“盒子”
循環(huán)的起始點
板是否觸碰到“盒子”底部的行程開關(guān)ST1
翻轉(zhuǎn)電機運動，將板翻轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)向輸出端
翻轉(zhuǎn)部分是否觸碰到形成開關(guān)ST3
板從“盒子”里輸出，到達輸出傳送帶
是否釋放了行程開關(guān)ST4
輸出延時
空的“盒子”從輸出端翻轉(zhuǎn)回輸入端
是否觸碰行程開關(guān)ST2
下一個循環(huán)開始
延時1s
圖 7
2.2.2 程序編輯
翻轉(zhuǎn)電機受PLC直接控制；輸入電機由行程開關(guān)ST2直接控制，無須經(jīng)PLC控制；輸出電機啟動時就運行，不受PLC控制。
由于該系統(tǒng)的控制比較簡單，所以選擇三菱F—40M型PLC。
性能參數(shù)為：
I/O：40點~80點
內(nèi)存：890B
內(nèi)部繼電器：193個
記時/計數(shù)器：32個
該系統(tǒng)含有四個行程開關(guān)，控制順序如圖7。
PLC的主電路與PLC外部接線：見電氣控制圖。
指令語句如下：
LD 401
OUT 100
LD 404
AND 100
OR 431
ANI 432
OUT 431
LD 400
OR 432
ANI 435
OUT 432
LD 402
ANI 434
OUT 435
LD 403
ANI 433
OUT 434
OUT 450
K 1
LD 450
OR 433
ANI 100
OUT 433
END
3、翻板機相關(guān)參數(shù)的計算和說明：
①傳送帶輸入段、輸出段以及翻轉(zhuǎn)的時間分配：
運送傳送帶的速度范圍是200~20000mm/min，因為規(guī)定生產(chǎn)節(jié)拍為20”，考慮到傳送帶上要放置兩塊印制板，傳送距離也比較長，故確定印制板從放上傳送帶，到達行程開關(guān)3的時間為11秒，翻轉(zhuǎn)主軸正反轉(zhuǎn)的時間都是3秒，“盒子”接觸行程開關(guān)2后停留時間為3秒，如圖12，滿足生產(chǎn)節(jié)拍20”。
②傳送帶的傳送速度、滾筒轉(zhuǎn)速和翻轉(zhuǎn)主軸轉(zhuǎn)速的計算：
A、傳送帶的傳送速度和滾筒的轉(zhuǎn)速：
由于輸入、輸出段由一個電機帶動來實現(xiàn)同步運送，只需考慮“盒子”接觸行程開關(guān)2后停留的3秒內(nèi)，印制板能否完全離開“盒子”，盒子寬約為150mm，帶的傳送速度理論值為v=b’/t=150mm/3s=50mm/s=0.05m/s，取v=0.06m/s。滾筒轉(zhuǎn)速：n1=60v/2πr =16r/min。
B、翻轉(zhuǎn)主軸的轉(zhuǎn)速：
翻轉(zhuǎn)時間為3秒，旋轉(zhuǎn)角度為180°，n2=0.5轉(zhuǎn)/3s=0.5轉(zhuǎn)/0.05min =10r/min。
③傳送帶輸入段和輸出段的長度與寬度計算：
確定滾筒半徑為r=30mm，為了使傳輸連續(xù)不停頓，帶長應該為相鄰兩印制板距離的整數(shù)倍，取放置印制板的時間間隔為9秒，則相鄰印制板距離D=v·t=9s×50mm/s=450mm,可以得到帶長的幾何關(guān)系（如圖12）：nD=2πr+2L，其中L長度應該取小直，從圖上可以看出L≈D+0.5b=625mm,所以算出n=3.2，取整n=4。所以輸出段帶長S=nD=1800mm，兩滾筒中心距L’=0.5（nD-2πr）=805.8mm。
同理，輸出段L≈2b=492mm，所以算出n=2.6，取整n=3，輸出段帶長S=1350mm，滾筒中心距L’=580.8mm，另外輸出段中間留空，帶兩邊寬度取6mm。
圖12
④電機的選擇及有關(guān)參數(shù)的計算：
A、帶動傳送帶的電機：由于電機帶動的是傳送帶，傳動帶上的負載基本恒定，所以按照帶恒定負載時電動機容量選擇，即PN≥PL ,PL=T·n/9550；并且選取Y系列三相異步電動機,最大負載扭矩應該滿足TL max=0.8Tmax ；通過對印制板重量和滾筒尺寸的計算，算出輸入輸出總扭矩，設(shè)傳送帶摩擦系數(shù)為0.4，帶上保持運送兩塊印制板，印制板每塊10Kg重，滾筒半徑為30mm，轉(zhuǎn)速為16r/min，TL max=10×2×9.8×0.4×0.03×2=4.7N·m，Tmax=TL max/0.8=5.88 N·m，PL=T·n/9550=0.01Kw，通過查表，選擇Y801-4型電機，其額定功率為0.55Kw，滿載轉(zhuǎn)速1390r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。
B、帶動翻轉(zhuǎn)主軸的電機：由于電機帶動的是翻轉(zhuǎn)主軸，負載大小有規(guī)律變動，所以按照重復短時工作制的電動機容量選擇，設(shè)定“盒子”為5Kg，印制板為10Kg，則TL max=15×9.8×0.2=29.4N·m，PL=T·n/9550=0.03Kw，由于是通過重復短時工作制計算，ε=tp/tp+t0=6/11,Ps=PL(ε/εaN)1/2=0.04Kw，通過查表，選擇YZR112M-6型電機，其額定功率為1.1Kw，轉(zhuǎn)速912r/min。
⑤連接各個電機的減速器傳動比的計算與減速器類型的選擇：
A、連接到傳送帶上的減速器：總傳動比i=1500/16=93.75，所以選擇齒輪—蝸桿二級減速器。
B、連接到翻轉(zhuǎn)主軸上的減速器：總傳動比I=912/10=91.2，所以選擇齒輪—蝸桿二級減速器。
⑥翻轉(zhuǎn)主軸的軸承選擇及有關(guān)參數(shù)的計算：
翻轉(zhuǎn)主軸理論上只受到徑向力的作用，但由于裝置位置精度要求高，所以選擇深溝球軸承，其型號配合翻轉(zhuǎn)主軸兩端直徑，選擇6006。
四、總結(jié)體會
畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具體訓練和參考過程。
回顧這次畢業(yè)設(shè)計，從選題到定稿，從理論到實踐，在這段畢業(yè)設(shè)計期間里，可以說得是苦多于甜。通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。
對我來說，收獲最大的是方法和能力——那些分析和解決問題的方法與能力。在整個設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)我們這些學生最最缺少的是經(jīng)驗，沒有感性的認識，空有理論知識，有些東西很可能與實際脫節(jié)。在孫朋山，張舒兩位老師的指導下，我終于完成了1P68F下箱體工序卡及第一道機加工夾具的設(shè)計。從開始接到題目到擬訂工藝方案路線，再到設(shè)計說明書的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對工藝的略知，對工藝規(guī)程等相關(guān)設(shè)計很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學習和試驗，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩的設(shè)計一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了擬訂出一道最佳工藝方案的重要性，工藝方案的優(yōu)化將直接影響產(chǎn)品的精度和經(jīng)濟性等。但在此次設(shè)計中也暴露出了自身的很多的不足之處，對以前所學過的理論知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，對相關(guān)機械手冊查閱也未能夠很好的掌握，最嚴重的是理論與實踐不能夠很好的相結(jié)合，這些都以待改進。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的——只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。
這次畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，為我今后的學習和工作打下了一個堅實而良好的基礎(chǔ)。在此衷心感謝各位工程師傅的幫助和指導。
通過這次設(shè)計總結(jié)了以前學習的機電一體化和機械設(shè)計方面的知識，做到了將機械與電氣的滲透，設(shè)計過程中遇到了各種各樣的問題，并最終得到了解決。
在后期設(shè)計和制作中，我還發(fā)現(xiàn)方案一中采用氣壓傳動在大工業(yè)生產(chǎn)中還是可行的，可以由多組翻轉(zhuǎn)機構(gòu)采用一臺空氣壓縮機統(tǒng)一供氣的方式，這樣能最大限度的提高動力源的利用率，加上方案一的同時輸入輸出的工作方式，生產(chǎn)想效率上也是很可觀的。當然，對我這次的單機組設(shè)計上，這樣的效率并不是那么的理想化。在傳感器的選擇上，還可以全部采用光敏傳感器，提高系統(tǒng)的精度，避免誤差的產(chǎn)生。
具體設(shè)計中由于經(jīng)驗上的不足和與實際生產(chǎn)的接觸太少，有些地方選材和機構(gòu)上顯得與實踐脫節(jié)，這需要在今后的學習工作中提高和改進，總的來講，這次課程設(shè)計是對我機電相關(guān)領(lǐng)域知識的一次很好的鍛煉，對以后的工作也有幫助和提高。
五、 結(jié) 論
畢業(yè)論文是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的車六面軸組合車床設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。
提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。
本次設(shè)計師按照高效自動化的設(shè)計思想進行的。借鑒了國內(nèi)外多種機床的經(jīng)驗，在原來的基礎(chǔ)上做了一些改進，提高了機床的自動化程度，擴大了加工范圍，具有一定的先進性。
由于本人經(jīng)驗有限，設(shè)計中肯定存在一些不足之處，不足不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，它會是我更有前進的動力。順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。
致 謝
經(jīng)過近四個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。
在這里首先要感謝我的指導老師，他們平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從開題報告到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設(shè)計較為復雜煩瑣，但是老師們?nèi)匀患毿牡丶m正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。
其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的同學們，他們在本次設(shè)計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計，并分擔了許多工作。如果沒有他們的努力，此次設(shè)計的完成將變得非常困難。
感謝學校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可供參考。還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械技術(shù)專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。
通過畢業(yè)設(shè)計，使我對機械加工工藝這門課程進一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當距離，還需在今后進一步學習和實踐。
本設(shè)計由于時間緊和對知識的掌握程度的限制，在設(shè)計上不很周詳，許多應該考慮的因素，可能沒在設(shè)計上體現(xiàn)出來。在這次設(shè)計過程中，我得到老師的精心指導和各方面的幫助，才能使設(shè)計得以順利進行，借此我深表謝意。
四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。四年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的導師李延斌老師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術(shù)目標，領(lǐng)會了基本的思考方式，從畢業(yè)設(shè)計題目的選定到畢業(yè)設(shè)計的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。
參 考 文 獻
[1] 張建民主編 《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》 北京：高等教育出版社 2006
[2] 趙家齊. 機械制造工藝學課程設(shè)計指導書[M].第二版，北京：北京出版社，2008.12.
[3] 劉延俊主編 《液壓與氣壓傳動》 北京：機械工業(yè)出版社 2005
[4] 鄭修本. 機械制造工藝學[M].第二版，北京：機械工業(yè)出版社，1999.
[5] 鄧星鐘主編 《機電傳動控制》 武漢：華中科技大學出版社 2006
[6] 楊明忠 朱家誠 《機械設(shè)計》 武漢：武漢理工大學出版社 2004
[7] 李慶余， 張佳等主編.機械制造裝備設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版 社,2007.
[8] 吳宗澤 羅圣國 《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 北京：高等教育出版社 2001
[9] 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計[M]. 第八版，北京：高等教育出版社，2006.
[10] 趙家齊.機械制造裝備設(shè)計基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學出版社，2004.
XXVII