[發明專利]臥式雙動冷擠壓機傳動機構的設計方法

無效

• 申請號: 200710017758.6
• 申請日: 2007-04-28
• 公開（公告）號: CN101050809A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 趙升噸;王軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16H21/46
• 分類號: F16H21/46;B21C23/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 李鄭建

技術領域

本發明屬于材料成形之鍛壓設備領域，涉及冷擠壓機械的設計，特別涉及一種臥式雙動冷擠壓機傳動機構的設計方法。

背景技術

鍛壓生產是機械工業的重要分支，具有效率高、質量好、重量輕和成本低等特點，現在工業先進的國家越來越多地采用鍛壓工藝代替其它工藝以實現近凈加工。鍛壓機械在機床中所占的比例也越來越大，而機械壓力機是最主要的鍛壓設備，約占鍛壓設備的80％左右。冷擠壓機也是其中重要的一類。

冷擠壓加工是一種少無切屑先進壓力加工工藝，近年來發展迅速。冷擠壓加工無論在技術上和經濟上都有很多優點：零件尺寸精度高、零件表面光潔度高、零件的機械性能高、生產效率高、節約原材料、可加工形狀復雜和其它方法難以加工的零件。冷擠壓加工已在機械、儀表、電器、輕工、民用、宇航、船舶、軍事等工業部門中得到廣泛應用，成為金屬塑性成形技術中不可缺少的重要加工手段之一。

用于冷擠壓的專用設備，有機械式冷擠壓機和液壓式冷擠壓機。其中機械式冷擠壓機大量用于生產，主要包括曲柄式和肘桿式擠壓機。為了彌補曲柄式冷擠壓機的不足，大力開發研制了肘桿式冷擠壓機，在生產中使用的效果很好。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種臥式肘桿式雙動冷擠壓機傳動機構的設計方法，該方法在分析300噸雙動臥式冷擠壓機工作原理的基礎上，明確指出對該冷擠壓機傳動機構進行改進的必要性，特別對300噸雙動臥式冷擠壓機的傳動機構和滑塊的運動特性進行了詳細論述和分析，從而提出了傳動機構的優化方法。以300噸雙動臥式冷擠壓機為應用對象，通過優化分析，論證了采用本發明的傳動系統的可行性。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種臥式雙動冷擠壓機傳動系統的設計方法，其特征在于，該方法對現有的300噸雙動臥式冷擠壓機傳動機構進行優化設計，降低沖頭與擠壓毛坯的接觸速度及沖頭擠壓毛坯過程中的擠壓速度的變化梯度，具體包括下列步驟：

首先建立該機構的運動方程，將傳動系統結構分解為主曲柄肘桿機構和副曲柄搖桿肘桿機構，主曲柄肘桿機構由桿件和主滑塊構成，副曲柄搖桿肘桿機構也由桿件和副滑塊構成；其中，主曲柄肘桿機構采取以曲柄搖桿機構與曲柄連桿機構的串聯機構；副曲柄搖桿肘桿機構又由曲柄擺桿機構和曲柄肘桿機構串聯而成；

其次，對主曲柄肘桿機構進行相應的優化設計，以曲柄公稱壓力角為優化目標，建立目標函數并根據設計要求確定優化約束函數，在優化過程中要考慮實際機構空間要求，故還需對桿件尺寸進行限定，這樣就可以優化確定主肘桿結構參數；

另外，由于主、副肘桿機構基本對稱，為了設計、加工和安裝調試的方便，將副肘桿機構的主要參數和主軸桿機構取同樣的值；根據模座相關尺寸和兩肘桿下死點位置關系，確定兩肘桿固定點之間距離；

根據對副肘桿滑塊的要求，對副曲柄搖桿肘桿機構的肘桿參數以及中間曲柄搖桿機構參數進行確定：

①根據副肘桿滑塊行程可以確定肘桿機構中曲柄的轉角，亦即曲柄搖桿機構的擺角及其兩極限位置；

②根據中間曲柄搖桿與機身的固定鉸接點，以及搖桿擺角和極限位置，確定搖桿相關尺寸參數；

③根據要求的主肘桿滑塊提前量，對主肘桿曲柄和中間曲柄搖桿機構曲柄的固定夾角進行調節，使副肘桿位移平臺在主滑塊還未觸及工件時即開始，并與主滑塊位移平臺有適當的重合區，以提高擠壓成形質量；

通過分析各個桿長、夾角因素對冷擠壓機滑塊擠壓性能的影響規律，即可得到具有良好擠壓性能的臥式雙動肘桿式冷擠壓機的傳動機構。

本發明的方法通過分析桿長、夾角等因素對冷擠壓機滑塊擠壓性能的影響規律，建立了該傳動機構的設計理論，對桿長、夾角等進行了優化設計，獲得了具有良好擠壓性能的適合300噸臥式雙動肘桿式冷擠壓機的傳動機構。

附圖說明

圖1是300噸雙動臥式冷擠壓機傳動系統結構示意圖，即為本發明組成的結構簡圖；

圖2是左肘桿滑塊下死點處曲柄夾角示意圖；

圖3是左肘桿滑塊公稱壓力發生點曲柄夾角示意圖；

圖4是傳動系統桿系參數示意圖；

圖5是左右滑塊擠壓過程中的位移—時間曲線；

圖6是機構模擬示意圖。

以下結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。

具體實施方式

用于復合冷擠壓的臥式雙動冷擠壓機是冷擠壓機中較為先進的一種，其加工精度以及設備和模具的使用壽命與沖頭工作速度的平穩性與協調性關系密切。如何能通過調整機構參數使沖頭工作速度更加平穩，同時又能滿足其它條件是本實用新型所要解決的問題。