精壓機機械原理課程設(shè)計(陜西理工學(xué)院).doc

機械原理課程設(shè)計說明書 精壓機沖壓及送料系統(tǒng)的設(shè)計精壓機是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝。它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。 它的工藝動作主要有: 1）將新坯料送至待加工位置； 2)下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。 2、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求 1)沖壓執(zhí)行構(gòu)件具有快速接近工件、等速下行拉延和快速返回的運動特性。 2)精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘50件； 3)上模在沖壓運動中所受的生產(chǎn)阻力如圖2，圖中Pc= 4000 N，上?；爻趟苣Σ亮雎圆挥? 4）執(zhí)行構(gòu)件的工作段長度L=40mm工作段開始的位置L1=0.3H ，上模的行程長度H=2.6L，上模質(zhì)量約為 50 Kg 5)行程速比系數(shù)K15。 6)坯料輸送最大距離100mm。電機轉(zhuǎn)速n=2900 r/min 院系：機電工程學(xué)院 班級：07機42 學(xué)號：07293133 姓名：陳鵬目錄 1工作原理及工藝動作過程2原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求3設(shè)計任務(wù)4分解工藝動作，擬定執(zhí)行構(gòu)件的運動形式5根據(jù)工藝動作服序和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 6方案的設(shè)計7確定設(shè)計方案設(shè)計題目:精壓機沖壓及送料系統(tǒng)的設(shè)計1、工作原理及工藝動作過程：專用精壓機是用于薄壁鋁合金制件的精壓深沖工藝。它是將薄壁鋁板一次沖壓成為深筒形。它的工藝動作主要： 1）將新坯料送至待加工位置； 2）下模固定、上模沖壓拉延成形將成品推出模腔。 2、 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求： 1）以轉(zhuǎn)動的電機為動力，從動件（執(zhí)行機構(gòu)）為上模，作上下往復(fù)運動，其運動規(guī)律由沖頭行程圖給出，具有快速下沉，等速工作進給和快速返回的特性。 2）機構(gòu)應(yīng)具有較好的傳力性能，工作段的傳動角=40。 3）上模到達工作段之前，送料機構(gòu)已將坯料送至待加工位置（下模上方）。 4）生產(chǎn)率為70件/min。 5）執(zhí)行構(gòu)件的工作段長度l=30100mm,對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角=（1/31/2）；上模行程長度必須大于工作段長度的兩倍以上。 6）行程速度變化系數(shù)K1.5 7）送料距離H=60250mm。 8）電機轉(zhuǎn)速為1500r/min。3、設(shè)計任務(wù) 1）執(zhí)行機構(gòu)選型與設(shè)計：構(gòu)思出至少5種運動方案，并在說明書中畫出運動方案草圖，經(jīng)對所有運動方案進行比較分析后，選擇其中認為比較好的方案進行詳細設(shè)計，該機構(gòu)最好具有急回運動特性。 2）按工藝動作過程擬定運動循環(huán)圖。 3）根據(jù)功能要求，確定工作原理和繪制運動系統(tǒng)功能圖。 4）傳動系統(tǒng)的設(shè)計，齒輪機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、連桿機構(gòu)的設(shè)計，包括尺寸設(shè)計。 5）對機構(gòu)進行力分析。 6）對機構(gòu)進行運動學(xué)分析，并畫出輸出機構(gòu)的位移、速讀和加速度線圖。 7）畫出最終方案的機構(gòu)運動簡圖。 8）撰寫設(shè)計說明書。4、分解工藝動作，擬定執(zhí)行構(gòu)件的運動形式 根據(jù)工藝過程，機構(gòu)應(yīng)具有一個模具(圓筒形的型腔和兩個執(zhí)行構(gòu)件(一個沖頭和一個料推)。兩個執(zhí)行構(gòu)件的運動形式分別為：5、根據(jù)工藝動作服序和協(xié)調(diào)要求擬定運動循環(huán)圖 上沖頭加壓機構(gòu)的原動件每轉(zhuǎn)一周完成一個運動循環(huán)，所以擬定運動循環(huán)圖時，以該原動件的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)(0360)，以各執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線。運動循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運動的起迄位置，而不必準(zhǔn)確地表示出運動規(guī)律。確定運動循環(huán)圖后，即可據(jù)此擬定合適的運動規(guī)律曲線，進行機構(gòu)設(shè)計。必要時，再對設(shè)計的機構(gòu)進行運動分析，用分析得到的位移規(guī)律到運動循環(huán)圖上觀察機構(gòu)是否協(xié)調(diào)。若有不當(dāng)之處，應(yīng)將運動循環(huán)圖作適當(dāng)?shù)男拚?、方案的設(shè)計 整個機構(gòu)可分為2大部分: 1)沖壓機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：上模 2)送料機構(gòu) 主要運動構(gòu)件：推桿 且傳送帶送料機構(gòu)實現(xiàn)間歇送料可采用凸輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等. 如果考慮到成品有切邊的情況，則需要一個將拉延后的成品上頂?shù)臋C構(gòu)來配合推桿完成推成品出模腔的運動。6.1方案一凸輪連杠沖壓機構(gòu) 擺桿滑塊送料機構(gòu) 沖壓機構(gòu)由凸輪控制其運動方式，無太大的受力，需要的傳動結(jié)構(gòu)簡單，通過倒置法能夠確定凸輪的大致輪廓。 送料機構(gòu)是由擺桿滑塊機構(gòu)組成的，按機構(gòu)運動循環(huán)圖可確定搖桿工作位置和從動件的運動規(guī)律，使其能在規(guī)定時間內(nèi)將工件送至待加工位置。 6.2方案二凸輪連桿沖壓送料機構(gòu) 送料和沖壓機構(gòu)都是由凸輪連桿機構(gòu)組成。連桿機構(gòu)可通過對桿長的計算設(shè)計，當(dāng)選擇好適當(dāng)?shù)臈U長尺寸后，能實現(xiàn)所需的行程速比以及運動要求。通過鉸鏈點與桿長的適當(dāng)選擇，能使機構(gòu)具有較小的壓力角和較為理想的傳動角，使其達到運動功能，滿足傳動要求。 凸輪輪廓線可根據(jù)運動的要求用機構(gòu)倒置法求出，從而使送料、沖壓和上頂同時完成，并也能滿足急回與勻速這一運動要求，在完成預(yù)定運動的同時，使整個加工效率提高。6.3方案三擺動導(dǎo)桿沖壓機構(gòu) + 曲柄-滑塊送料機構(gòu) 沖壓機構(gòu):參考機械原理（P38）中的機構(gòu),并且經(jīng)過改進，將其凸輪機構(gòu)高副低代后得到了由搖桿和滑塊組成的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。 導(dǎo)桿機構(gòu)的尺寸確定可按給定的行程速度變化系數(shù)K設(shè)計，上模將具有急回的特性，搖桿滑塊機構(gòu)的組合可按照要求使上模在工作段接近于勻速。 送料機構(gòu)：搖桿滑塊送料機構(gòu)通過齒輪與上部曲柄軸相連?？烧{(diào)節(jié)其在整個運動中的初始位置使推桿在預(yù)定時間將胚料送至待加工的位置。如取一定的偏距，則其也具有急回的特性。6.4方案四七桿曲柄機構(gòu)+凸輪杠桿曲柄機構(gòu)6.5方案五擺動導(dǎo)桿機構(gòu)+凸輪+曲柄導(dǎo)桿滑塊機構(gòu)7、 確定設(shè)計方案7.1設(shè)計方案的評價 在5個方案全部提出后，小組進行了對比。各個方案都由不同的基礎(chǔ)機構(gòu)組合而成，且基本都可完成設(shè)計要求的運動。但是考慮到后期的建模，分析等的方便，最后小組經(jīng)過討論，決定采取第5個方案。 第5方案可滿足急回運動的要求，輸送配料上工作臺和上模沖壓這2 個工作步驟也可較容易的配合出來。使整個機構(gòu)完成一次送料沖壓的周期。 5個方案的對比，第一個方案中凸輪與齒輪的配合有一定困難， 最終決定的專用精壓機機構(gòu)的運動簡圖7.2 機構(gòu)尺寸的設(shè)計計算7.2.1上模沖壓機構(gòu)尺寸設(shè)計7.2.2傳動系統(tǒng)尺寸設(shè)計7.2.3曲柄滑塊送料機構(gòu)的尺寸設(shè)計7.3上模沖壓機構(gòu)的運動學(xué)分析上模由圖示位置開始運動，在0至0.583內(nèi)為向下沖壓的正行程；在0.583至1.167為向上的回程。在正行程內(nèi)，上模將快速接近工件，等速拉延完成沖模工作。在回程內(nèi)，因其所用時間明顯比正行程時少，所以上模具有急回的特性，等待推桿將坯料送至待加工位置。因上模和推桿的傳動齒輪的轉(zhuǎn)速相同，即其運動周期相同，這樣就可使兩者的運動相配合，不斷的完成加工的過程。正行程時，從0到0.194內(nèi)，上模速度由慢到快，實現(xiàn)快速接近工件；之后到0.292為止其速度接近于等速，同時完成其等速沖壓過程。在回程內(nèi)，上模的速度遠大于正行程時的速度，實現(xiàn)快速返回，完成一個行程周期。在上模加速度曲線中，上?？焖倩爻痰倪^程中，會出現(xiàn)極大的加速度，將引起的慣性力也很大，對與上模相連的機構(gòu)造成很大的負荷，極易造成機械疲勞，增大危險系數(shù)。所以在實際生產(chǎn)中應(yīng)用改善機構(gòu)的材料等方法避免危險的發(fā)生。7.4推桿動學(xué)分析推桿的位移曲線中，如圖所示，在0.194時推桿已將坯料送至了待加工位置，此時上模正好已在正行程中并接近了下模，即將開始沖壓。再經(jīng)過約0.973推桿到了初始位置，開始推送下一個送來的胚料。在速度