壓片成型機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、機(jī)械原理謀程設(shè)計(jì)院校：安陽工學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級：08機(jī)制一班設(shè)計(jì)者：劉鳳然學(xué)號：200801010003指導(dǎo)老師：韓向可日期：2010.6.7-2010.6.13機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目：壓片成型機(jī)學(xué)校：安陽工學(xué)院院系：機(jī)械工程系專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級：一班設(shè)計(jì)者：劉鳳然指導(dǎo)老師：韓向可課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目壓片機(jī)學(xué)生姓名劉鳳然所在院系機(jī)械工程系"年級、08機(jī)制一班設(shè)計(jì)要求：(1)精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 20件；(2)行程速比系數(shù)K=1.2學(xué)生應(yīng)元成的工作：設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī)(1)送料機(jī)構(gòu)：為 間歇直線運(yùn)動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過凸輪上升段完成(2) 篩料：要求篩子

2、往復(fù)震動(dòng)(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯(4) 送成品：通過凸輪推動(dòng)篩子來將成型的片坯擠到滑道(5) 上沖頭往復(fù)宜線運(yùn)動(dòng)，最好實(shí)行快速返回等特性。(6) 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)。升頑閱讀：(1)孫桓、陳作模主編.機(jī)械原理.高等教育出版社,2006,第 七版(2)朱保利、吳暉等編.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.南昌航空工業(yè)學(xué)院出版，2004工作計(jì)劃：一、思考(6.7 )二、圓圖(6.8-6.11 )三、寫說明書(6.12-6.13 )任務(wù)下達(dá)日期：2010年6月7日任務(wù)完成日期：2010年6月13日指導(dǎo)教師(簽名)：學(xué)生(簽名)：一. 設(shè)計(jì)題目，,，51. 工作原理以及工藝過程,52. 原始數(shù)據(jù)

3、以及設(shè)計(jì)要求,5二. 設(shè)計(jì)題目的分析,61. 總功能分析,62. 總功能分解,63. 功能元求解,64. 運(yùn)動(dòng)方案確定,75. 方案的評價(jià),86. 運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,107. 尺度計(jì)算,118. 下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī),129. 下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)的位移曲線,12三. 壓片成形機(jī)各部件名稱以及動(dòng)作說明,13四. 參考書目 ,13五. 新得體會(huì),13第14頁共14頁1.1、設(shè)計(jì)題目壓片成形機(jī)1.2、工作原理及工藝動(dòng)作過程壓片成型機(jī)的功用是將不加粘結(jié)劑的干粉料(如陶瓷干粉、藥粉)定量送入 壓形置壓制成 4 X h圓型片坯， 經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作 過程(送料、壓

4、形脫離)均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑(片)其工藝動(dòng)作的分解如 圖1 1上沖頭下抻頭(5圖1 1工藝動(dòng)作分解(1 )料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)，將干粉料篩入直徑為80mm、深度為10m m的筒形型腔，然后向左退出45 mm 。(2 )下沖頭下沉 4mm ,以防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)把粉料撲出。(3 ) 上沖頭進(jìn)入型腔 4mm 。(4 )上、下沖頭同時(shí)加壓，各移動(dòng) 12mm ,將產(chǎn)生壓力，要求保壓一定時(shí)間，保壓時(shí)約 占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的1/10。(5 )上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運(yùn)動(dòng)，頂出壓好的片坯。(6 )為避免干涉，待上沖頭向上移動(dòng)90mm后，料篩向右運(yùn)動(dòng)推走片坯，接著料篩往復(fù)

5、振動(dòng)，繼續(xù)下一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。1.2、設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要III瑚Hl 1生產(chǎn)宰/（片 finiii）成品尺寸（由）/（mm h mm）涉頭IE力二機(jī)我轉(zhuǎn)不明獨(dú)M/燈A1 450io n100x60150 0000.1012q FH970150x3S100 0000.08104（:970 . : 201,40x20100 0000.0593(1) 精壓成形制品生產(chǎn)率為每分鐘 20片；行程速比系數(shù)K=1.2(3)被壓工件的外形是直徑為 80 mm，厚度為5mm的圓形片坯2.1、總功能分析根據(jù)題目要求，要最終將干粉壓制成片坯。若要求獲得質(zhì)量較好的成品，可采用諸多方法。下面采用黑箱法進(jìn)行分析：由黑箱法分

6、析可得到：為了達(dá)到高效、方便的目的，采用機(jī)械自動(dòng)加工的方法比 較好，因此本題采用了自動(dòng)加工的方法壓制片坯。2.2、總功能分解該干粉壓片機(jī)通過一定的機(jī)械能把原料(干粉)壓制成成品，其功能分解如圖2 1能量 _干粉,機(jī)械加工成品圖2 1總功能分解設(shè)計(jì)壓片成型機(jī)，其總功能可以分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作：(1) 送料機(jī)構(gòu)：為 間歇直線運(yùn)動(dòng)，這一動(dòng)作可以通過凸輪上升段完成(2) 篩料：要求篩子往復(fù)震動(dòng)(3) 推出片坯：下沖頭上升推出成型的片坯(4) 送成品：通過凸輪推動(dòng)篩子來將成型的片坯擠到滑道(5) 上沖頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，最好實(shí)行快速返回等特性。(6) 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)。2.3、根據(jù)功能的要求，進(jìn)行功能元

7、求解壓片成型機(jī)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能圖如下：沖頭送料機(jī)構(gòu)成品頂出機(jī)構(gòu)圖2 2運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能1:沖央調(diào)送H株4近休遠(yuǎn)體卜沖%退I進(jìn)通休圖23運(yùn)動(dòng)方案由上表所列矩陣可知，可能的運(yùn)動(dòng)方案數(shù)目為N=4*4*4*3*3=576種。從此方案中剔除明顯不合理的，在進(jìn)行綜合評價(jià)：是否滿足運(yùn)動(dòng)要求；是否滿足 載要求；運(yùn)動(dòng)精度；制造工藝；安全性；是否滿足動(dòng)力源、生產(chǎn)條件等限制。根據(jù)題目要求，功能元減速 A而言，帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小， 能緩和沖擊， 有過載保護(hù)作用，安裝維修要求不高成本底。齒輪傳動(dòng)工作可靠， 效率高，易制造和精確加工。故可選用帶傳動(dòng)或蝸桿傳動(dòng)。減速B :齒輪或蝸桿傳動(dòng)能滿足定速比傳動(dòng)要求， 且精度較

8、高。應(yīng)用范圍廣, 承載能力大的優(yōu)點(diǎn)，故選齒輪或蝸桿傳動(dòng)。對丁上沖頭運(yùn)動(dòng)C ,要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線移動(dòng)，還有考慮急回特性。因此選曲柄滑塊 或搖桿機(jī)構(gòu)。送料機(jī)構(gòu)D主要作用是將胚料送到加工位置，且能實(shí)現(xiàn)間歇要求，對承載能 力要求低，故采用凸輪或蝸桿機(jī)構(gòu)。下沖頭運(yùn)動(dòng)E雖然需要較高的承載能力，但下沖頭中可以加兩個(gè)擋板來增加 其承載能力，且 要實(shí)現(xiàn)間歇要求，可靠性好，故采用凸輪機(jī)構(gòu)完成下沖頭的動(dòng)作。 綜上所述，可初步確定兩個(gè)方案，如表中實(shí)線、虛線所示的方案方案 1 : A3+B4+C3+D1+E2 方案 2 : A1+B3+C4+D2+E22.4、運(yùn)動(dòng)方案的確定運(yùn)動(dòng)方案示意圖如下：圖25方案一圖26方案方案二示

9、意圖2.5、方案評價(jià)機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬訂和設(shè)計(jì)，最終要求通過分析比較以提供最優(yōu)的方案 一個(gè)方案的優(yōu)劣通過系統(tǒng)綜合評價(jià)來確定。卜面用機(jī)械選型的評價(jià)體系，它可用視圖的方法來表示:根據(jù)個(gè)評價(jià)指標(biāo)相互關(guān)系，建立評價(jià)模型為：H=U 1*U 2*U 3*U 4*U 5在式中 Ul=Sl+S2U2=S3+S4+S5+S6U 3=S7+S8+S9+Sl0U4=Sll+Sl2+Sl3+Sl4 U5=Sl5+Sl6+Sl7上述表達(dá)式表小 Ui、 U2、U3、 U4、 U5各指標(biāo)之間采用了乘法原則，而 它們之間用了加法原則。根據(jù)題目要求，功能元比較如 表一1 :方案中機(jī)構(gòu)的性能、特點(diǎn)、評價(jià)表一1性能指標(biāo)具體指標(biāo)評價(jià)帶

10、傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)曲桿滑塊機(jī)構(gòu)簡單六桿機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)A功能A1運(yùn)動(dòng)規(guī)律定比傳動(dòng)定比傳動(dòng) 和移動(dòng)定比傳動(dòng)任意性較 差能達(dá)至U 有限精度基本上任意定比傳動(dòng)和移動(dòng)A2傳動(dòng)精度高高高較高較高高B工作性臺戶B1應(yīng)用范 圍較廣廣較廣較廣較廣廣B2可調(diào)性很好較差一般較好較差較差B3運(yùn)動(dòng)精度較高較高較高高較高高B4承載能 力大大大較大較小大CC1加速度峰值小小較大較大較小小C2噪音小小一般較小較大較小C3耐磨性較好較好一般較好差較好C4可靠性可靠可靠可靠可靠可靠可靠DD1制造難度較易較難易易難較難D2制造誤差敏感性敏感敏感敏感不敏感敏感敏感D3調(diào)整方 便性較方便較便較方便方便較麻煩方便D4能耗大 小一般一

11、般一般一般一般一般EE1尺寸較大較小較小較大較小較小E2重量較輕較重較輕較輕較重較重E3結(jié)果復(fù)雜 度簡單一般一般簡單復(fù)雜復(fù)雜表示上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)方案的評價(jià)指標(biāo)體系、評價(jià)值及計(jì)算結(jié)果。表中，所以的指標(biāo) 值分為5個(gè)等級：“很好”、“好”、“較好”、“不太好“不好”，分別用1、0.75、0.5、0.25、0表示。如表一2:表一2評價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)工程評價(jià)法萬案一萬案一U1S10.750.75S210.75U2S310.75S40.750.5S50.751S60.750.75U3S70.750.75S80.750.5S90.750.5S100.750.75U4S110.750.5nS120.50.5S130.7

12、50.5S140.50.5U5S150.750.75S160.50.75S170.750.75H值85.3156.95由表中H值可知，方案1較方案2好，故可優(yōu)先選用方案1為最終方案2.6、運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖從上述工藝過程可以看出，由主動(dòng)件到執(zhí)行件有三支機(jī)構(gòu)系統(tǒng)順序動(dòng)作，畫出運(yùn)動(dòng)傳遞框圖如下圖2-7s -圖2 7循環(huán)圖從整個(gè)機(jī)器的角度上看，它是一種時(shí)序式組合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，所以要擬訂運(yùn)動(dòng)循 環(huán)圖。以該主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)（0360 ）,以機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐 標(biāo)畫出位移曲線。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼丁運(yùn)動(dòng)的起迄位置，而不是 其精確的運(yùn)動(dòng)規(guī) 律。料篩從推出片坯的位置經(jīng)加料位置加料后退回最左邊（起 始位

13、置）停歇。下沖 頭即下沉4mm （如下圖中 ）。下沖頭下沉完畢，上沖 頭可下移到型腔入口處（如圖中），待上沖頭到達(dá)臺面下 4mm處時(shí)，下沖頭開始上升，對粉料兩面加壓，這時(shí)，上、下沖頭各移動(dòng) 12mm （如圖中 ）， 然后兩沖頭停歇保壓（如圖中 ），保壓時(shí) 間約0.2s，即相當(dāng)丁主動(dòng)件轉(zhuǎn)36度 左右。以后，上沖頭先開始退出，下沖頭稍后并稍慢地身上移動(dòng)到和臺面平齊， 頂出成形片坯（如圖中 ）。下沖頭停歇待卸片坯時(shí)，料篩已推進(jìn)到形腔上 方推卸片坯（如圖中）。然后，下沖頭下移24cm的同時(shí)，料 篩振動(dòng)使篩 中粉料篩入形腔（如圖中）而進(jìn)入下一循環(huán)。2.7、尺度計(jì)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算根據(jù)選定的驅(qū)動(dòng)電機(jī)（在

14、圖中沒畫出）的轉(zhuǎn)速n=970r/min和 生產(chǎn)率為20件/分鐘， 它傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為：1=970/20 =48.5k=1.29 =18° *（ k-1）/（k+1）=180° *（ 1.2-1）/（1.2+1）=16.4°以下壓力角和模數(shù)均取標(biāo)準(zhǔn)值a =20 m=5第一級皮帶減速I= 4 zi=17 Z2= 68第二級齒輪減速I= 9.8 zi=17 Z2= 167已知如圖：n1=m =n1 =24 r/min ； n5 =n6=24 r/min取蝸桿齒數(shù) z 3 =z 5 =4,則查表可知：d=50mm, 0=21 48 05 ; z 6 =z 4 =53,

15、則 ：n 5 =n 6 z 6 /z 5 =318r/min=n 5N 3 ' n= 4 z 4 /z 3 =318r/min=n 3取 z 5 =20 z 3 =17 z 2 =30 貝U z 1 =n 5 z 5 /n 1=265 ; d=mz=1325mm&=arctan17/30=295° & =90° -29.5° =60.5° ， n2 =n2=n3 =Z3/Z2 =318*17/30=184r/min取 z 2 =15 WJ z 1 =115, a =arctan15/115=7.4T& =90°

16、-7.43° =82.57°綜合以上計(jì)算可得定軸輪系傳動(dòng)7個(gè)齒輪設(shè)計(jì)如表一3:表一3齒輪 0 /a /6模數(shù)m齒數(shù)£轉(zhuǎn)速r/tnin分度圓宜徑d7. 43。511524f20*5/24/乙一5265241325Z.S2. 57°515184/z:60,5。53UIN4JrZs29.5*5173IK2虹21° 481 055431850乙20°5532412020a520318】00&21° 48' 05543IK50A20°553242652.8、下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)G對心直動(dòng)滾子推桿盤

17、形凸輪機(jī)構(gòu)圖2 9凸輪機(jī)構(gòu)2.9、下沖頭對心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)的位移曲線圖2 10位移曲線3壓片成型機(jī)動(dòng)作說明各級傳動(dòng)都為齒輪或蝸輪蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)精度高，運(yùn)動(dòng)可靠；上沖頭由曲柄 滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)精度高，移動(dòng)料篩H至下沖頭的型腔上方等待裝料，并將上一 循環(huán)已成型的工件推出(卸料)然后料篩震動(dòng)，將粉料篩入型腔，下沖頭下沉一 定深度Y ,以防止上沖頭向下壓制時(shí)將粉料撲出然后上沖頭繼續(xù)向下，下沖頭向上加壓，并在一定時(shí)間內(nèi)保持一定的壓力；而后上沖頭快速退出下沖頭隨著將成 型的工件推出型腔，這便完成了一個(gè)循環(huán)周期。由丁要求每分鐘制成成品24件： 所以要求C、 D、 E轉(zhuǎn)速同步，且轉(zhuǎn)速均為 24r/mi

18、n。4、參考書目(1 )孫桓、陳作模主編 機(jī)械原理高等教育出版社，2000(2 )朱保利、吳暉等編 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書南昌航空工業(yè)學(xué)院出版(3 )孟憲源、姜琪主編 機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社，2004(4 )侯珍秀主編機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000(5 )黃繼昌、徐巧魚等編 實(shí)用機(jī)械機(jī)構(gòu)圖冊 人民郵電出版社，19965、心得體會(huì)這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計(jì)，但在張老師的指導(dǎo)和同學(xué)的互相 幫助下還是按時(shí)完成了設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)讓我體會(huì)很深，也學(xué)到了很多新東西。在這次課程設(shè)計(jì)中，充分利用了所學(xué)的機(jī)械原理知識，根據(jù)使用要求和功能 分析，選用組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，從而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單，組合成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，制造方便，性能優(yōu)良，工作可靠的機(jī)械系統(tǒng)。這次課程設(shè)計(jì)，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際生活中去，