摘 要

本文首先给出了多个冷镦机喂料系统的方案并分析各个方案的优缺点。然后，本文使用计算辅助设计软件SolidWorks 2013对12mm冷镦机伺服喂料系统进行设计建模。接着，本文使用有限元分析软件ANSYS Workbench 15.0对12mm冷镦机伺服喂料系统的主要零部件进行受力分析。本文还对12mm冷镦机伺服喂料系统的主要零部件进行校核。最后，本文对12mm冷镦机伺服喂料系统进行伺服电机和伺服电机减速器的选型。本文所得结果对于自动冷镦机的设计具有重要的指导意义。

文章在最后对整个设计进行了总结和展望,指出了系统存在的问题和一些可以改进的地方。

关键词：冷镦机；伺服；喂料系统

Abstract

This paper first presents several blue prints of servo feeding system of cold heading machines and analyzes the advantages and disadvantages of each blue print. Secondly, the computer aided design software “SolidWorks 2013” is used in this paper to design the modeling of servo feeding system of the servo feeding system of 12 mm cold heading machine. In addition, the finite element analysis software “ANSYS Workbench 15.0” is used to analyze the force of the main parts of the servo feeding system of 12 mm cold heading machine. This paper also checks the main parts of the servo feeding system of 12 mm cold heading machine. Finally，this paper selects the type of servo reducer and servo motor of the servo feeding system of 12 mm cold heading machine. The results obtained in this paper has an important guiding significance to the design of automatic cold heading machines.

At the end of the paper, the overall design is summarized and prospected, and the problems of the system and some of the areas that can be improved are pointed out.

Key Words：cold heading machine；servo; feeding system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 立项依据 1

1.1.1 冷镦生产的优点 1

1.1.2 冷镦机的工作原理 1

1.1.3 冷镦机各个系统的功能 1

1.1.4 本文的主要内容 3

1.2 国内外现状 3

1.3 本课题的主要设计内容 4

第2章 系统整体方案设计 5

2.1 现有的成熟方案 5

2.1.1 现有的成熟方案的原理 5

2.1.2 现有的成熟方案的优点 5

2.1.3 现有的成熟方案的缺点 6

2.2 系统方案一 6

2.2.1 方案一的原理 6

2.2.2 方案一的优点 6

2.2.3 方案一的缺点 7

2.2.4 方案一的原动机选择 7

2.3 系统方案二 7

2.3.1 系统方案二的原理 7

2.3.2 系统方案二的优点 8

2.3.3 系统方案二的缺点 8

2.3.4 系统方案二的原动机选择 8

2.4 系统方案三 9

2.4.1 系统方案三的原理 9

2.4.2 系统方案三的优点 9

2.4.3 系统方案三的缺点 9

2.5 系统方案四 10

2.5.1 系统方案四的原理 10

2.5.2 系统方案四的优点 10

2.5.3 系统方案四的缺点 10

2.6 最终方案的确定 11

第3章 喂料系统的设计 12

3.1 总体设计 12

3.1.1 压料力的计算 12

3.1.2 功率的计算 13

3.2 伺服电机与伺服减速器的选型 14

3.2.1 伺服电机的选型 14

3.2.2 伺服驱动器的选型 14

3.2.3 伺服减速器的选型 14

3.3 主要零部件的设计 15

3.3.1 齿轮的设计 15

3.3.2 轴的设计 17

3.4 装配体 17

第4章 分析与校核 18

4.1 概述 18

4.2 喂料系统床身的静力学有限元分析 18

4.2.1 零件建模 18

4.2.2 模型导入 18

4.2.3 材料选择 18

4.2.4 网格划分 19

4.2.4 添加约束 19

4.2.5 添加载荷 20

4.2.6 受力分析和结果后处理 20

4.3 喂料系统床身的动力学模态分析 22

4.4 伺服电机和伺服减速器的校核 24

4.5 齿轮的校核 25

第5章 总结与展望 27

5.1 总结 27

5.2 展望 27

参考文献 29

致谢 29

第1章 绪论

1.1立项依据

1.1.1 冷镦生产的优点

冷镦是一种高效率﹑高速的、无切削加工的锻压工艺。冷镦技术是冷锻技术引伸出的一种工艺，冷镦机是生产各类标准件、紧固件、异形件的工作母机^[1]。

冷镦机用模具对原料施加巨大的压力把原料墩压成设计的形状。冷镦机可以生产钢球、螺栓、销钉等零件。对比普通的切削加工机床，冷镦机具有生产速度快、节省原材料、产品成本低等特点。所以冷镦机广泛用于实际生产中。

1.1.2冷镦机的工作原理

冷镦机分为单工位冷镦机和多工位冷镦机。单工位冷镦机和多工位冷镦机的最大区别就是单工位冷镦机的模具上只有一个工位，而多工位冷镦机的模具上有多个工位。

单工位冷镦机一般由校直系统；喂料系统；切料系统；夹钳系统；主滑块系统；顶料系统；传动系统；润滑系统；床身等几个关键部分组成。

首先棒料或者卷料经过校直系统校直后，喂料系统负责把一定长度的棒料或者卷料输送到切料系统，然后切料系统把棒料或者卷料切断，接着夹钳系统把切断的棒料或者卷料夹送到模具的第一个工位上，然后主滑块带动安装在猪滑块上的动模进行墩压，把棒料或者卷料墩压成一定的形状，从而棒料或者卷料被加工成成品，然后顶料系统把成品从模具中顶出，最后棒料或者卷料被加工成设计的形状。