組壓片機課程設(shè)計

1、慫詹理工才濾機械原理課程設(shè)計報告設(shè)計項目：壓片機學(xué)院：機械工程學(xué)院專業(yè)：材料成型及控制工程班級：材料113組員：王棟梁、莫佳偉、毛輝、張文燦、俆常豪指導(dǎo)老師：壓片機與壓片技術(shù)是醫(yī)藥制劑、化工、科研中普遍的也是 最重要的 . 它是將顆粒或者粉末狀物料置于?？變?nèi)進行沖壓的機 器. 隨著市場需求的發(fā)展，壓片機的適用范圍越來越廣，不再單 純的局限于中、西藥片劑，更廣泛的用于壓制日常生活用品、保 健食品、化工片劑 . 因此此類壓片機市場前景寬廣 . 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。盡管壓片機在 19 世紀就已經(jīng)出現(xiàn)， 時至今日， 壓片機及壓 片機構(gòu)的創(chuàng)新從來沒有停止過， 而壓片機加壓機構(gòu)方案的創(chuàng)新設(shè) 計又是壓片機

2、創(chuàng)新的核心 . 聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。通過綜合運用機械原理及相關(guān)課程所學(xué)內(nèi)容， 進行對壓片機 機構(gòu)方案創(chuàng)新設(shè)計， 是學(xué)生第一次用已學(xué)過的知識較全面地對一 項工程實際的應(yīng)用問題，從任務(wù)分析、調(diào)查研究、方案比較、方 案確定、 繪制出機構(gòu)運動簡圖、 進行機械運動和動力學(xué)分析與設(shè) 計的基本訓(xùn)練， 可以鞏固加深對機械原理課程內(nèi)容的理解， 初步 掌握機械系統(tǒng)方案設(shè)計的方法并對機械設(shè)計的全過程有個初步 了解， 培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力， 并對學(xué)生的創(chuàng)新意 識和創(chuàng)新方法進行了初步的調(diào)練， 培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、 查閱資料和獨 立工作的能力， 同時培養(yǎng)學(xué)生學(xué)運用團隊精神集體解決技術(shù)難點 的能力，培養(yǎng)學(xué)生運用計算

3、機技術(shù)解決實際工程問題的能力. 殘騖目錄一、壓片機設(shè)計任務(wù)書1二、選取設(shè)計方案4三、各構(gòu)件的計算方法71、上沖頭尺寸及計算方法72、下沖頭尺寸及計算方法93、料篩尺寸及計算方法 11四、機構(gòu)運動模擬仿真 121、上沖頭運動模擬仿真 122、上沖頭運動參數(shù)14五、心得體會1819六、參考資料、壓片機設(shè)計任務(wù)書1、工作原理及工藝流程干粉壓片機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 © X h圓型片坯，經(jīng)壓制成形后脫離 該位置.機器的整個工作過程(送料、壓 形脫離)均自動完成.該機器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑(片)等.釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。其工藝動作的分解

4、如圖11! . 11圖11干粉壓片機的工藝過程(1) 干粉均勻篩入圓筒形型腔內(nèi).(2) 下沖頭下沉3mm預(yù)防上沖頭進入型腔時把粉料撲出.(3) 上、下沖頭同時加壓，并保壓一段時間 .(4) 上沖頭退出，下沖頭隨后頂出壓好的片坯 .(5) 料篩推出片坯.2、工藝參數(shù)(1) 要求將陶瓷干粉壓制成直徑為 34mm厚度為5mm的圓形片坯.（2）沖頭壓力為15頓（150000N）.（3）生產(chǎn)率為25片/分鐘.（4）機器不均勻系數(shù)為10%.3、功能分析根據(jù)上面要求，為完成主動能可將其分解分解為四個分功能部 分，即上沖頭的壓下、上沖頭的壓上、料篩的推片和成形模具彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。4、壓片機的運動循環(huán)圖A

5、（1）上沖頭完成往復(fù)直移運動（鉛垂上下），下移至終點后有短 時間的停歇，起保壓作用.因沖頭上升后要留有料篩進入的空間， 故沖頭行程為90-100mm.因沖頭壓力較大，因而加壓機構(gòu)應(yīng)有增 力能力 . 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。(2) 下沖頭先下沉3mm然后上升8mm加壓后停歇保壓，繼而 上升16mm將成形片坯頂?shù)脚c臺面平齊后停歇，待料篩將片坯 推離沖頭后，再下移21mm到待料位置 . 廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。(3) 料篩在模具型腔上方往復(fù)振動篩料， 然后向左退回 . 待坯料 成型并被推出型腔后，料篩在臺面上右移約4550mm推卸片坯. 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。( 4)各執(zhí)行機構(gòu)的運動協(xié)調(diào) . 擬定運動循

6、環(huán)圖的目的是確定各機 構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件運動的先后順序、相位，以利于設(shè)計、裝配和調(diào)試 . 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。5、構(gòu)思方案提示 由上所述，壓片機系統(tǒng)由一個電機驅(qū)動三個機構(gòu)各自執(zhí)行分 功能運動， 4 運動方案構(gòu)思提示在一個運動循環(huán)中，各機構(gòu)的執(zhí) 行構(gòu)件交替運動，不發(fā)生干涉，是要認真思考的 . 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨。 上沖頭的加壓機構(gòu)需完成減速、運動交替和轉(zhuǎn)換、停歇和增 力的功能 . 下沖頭的運動機構(gòu)的位移量比上沖頭小，但運動規(guī)律復(fù)雜， 宜采用兩個盤狀凸輪推動同一個從動件的方式 . 粉篩驅(qū)動機構(gòu)的運動含有振動動作，可采用凸輪輪廓連續(xù)凹 凸廓線來實現(xiàn)， 為了完成粉篩運動的轉(zhuǎn)換和放大， 可采用凸輪機 構(gòu)串聯(lián)

7、連桿機構(gòu)的運動方案 . 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1、選取設(shè)計方案1、上沖的3種方案序號方案簡圖方案1優(yōu)缺點桿1帶動桿2運動，桿2使滑塊往復(fù)運 動，同時帶動桿3運動，從而達到所要 求的上沖頭的運動此方案可以滿足保 壓要求，但是上沖頭機構(gòu)制作工藝復(fù)雜， 磨損較大，且需要加潤滑油，工作過程 中污損比較嚴重方案2凸輪旋轉(zhuǎn)帶動滾子運動，使桿 1與桿2 運動，使上沖頭上下往復(fù)運動，完全能 達到保壓要求.但上沖頭行程要求有 90100mm凸輪機構(gòu)尺寸將會變得很大 很笨重.方案3此方案使用曲柄搖桿機構(gòu)和搖桿滑塊機 構(gòu)串接而成，結(jié)構(gòu)簡單、輕盈，能滿足 保壓要求，并能夠輕松達到上沖頭的行 程要求.經(jīng)過3個方案優(yōu)缺點

8、分析，方案3較好，所以選取方案 3.2、三個方案的簡單示意圖3、方案的選取由于壓片成形機的工作壓力較大，行程較短，一般采用肘 桿式增力沖壓機構(gòu)作為主體機構(gòu).它是由曲柄搖桿機構(gòu)和搖 桿滑塊機構(gòu)串接而成 .滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。經(jīng)過粗略對三個方案的性能，分析其利用效率，（a）方案的機構(gòu)性能較好，并且此方案中，料篩采用凸輪機構(gòu)，可使 其達到往復(fù)振動的運動效果；下沖頭也采用凸輪機構(gòu)，可達 到保壓效果，且此方案的穩(wěn)定性較好，經(jīng)濟價格適中，故選 用此方案 .鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。三、各構(gòu)件的計算方法1、上沖頭尺寸及計算方法先設(shè)計搖桿滑塊機構(gòu)，為了保壓，要求搖桿在鉛垂位置的± 2 °范圍

9、內(nèi)滑塊的位移量w 0.4mm,要求滑塊有 90100mm 的行程并且曲柄的轉(zhuǎn)角在600左右.擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。由上條件可列0.4宀r <2（ 入一般為12）1- cos2 八$n 2h = L- rx cos a + L2二（r xsin a2 = 90100所以此時取擺角為 56o,在豎直方向上，偏向左方為54o,偏向右方2o,設(shè)計桿1為150mm.經(jīng)計算此時 可設(shè)計桿2為240mm ,入 為1.6.因為加壓過程利用了四桿機構(gòu)的急回特性，所以此時去行程速度變化系數(shù) K為1.14 .此時急回夾角B為11.8 o.根據(jù)三個極限位置，設(shè)定與之對應(yīng)的曲柄的三個位置，其中兩個 對應(yīng)于搖桿的兩

10、個極限位置，曲柄應(yīng)在連桿共線位置，曲柄 的另一個位置可以根據(jù)保壓時間來設(shè)定，并且在右極限位置，桿1和桿3, 4組成的直線夾角應(yīng)在 90o左右，經(jīng)運動分 析取100.28 o.此時利用余弦定理可計算出桿 3為500mm桿 4為51mm機架5為596mm贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。上數(shù)據(jù)列表16桿的長度（單位 mm桿1桿2桿3桿4桿5桿615024050051596200根據(jù)上數(shù)據(jù)畫出詳細結(jié)構(gòu)圖如下:此時加壓角度為 32.83 0.2、下沖頭的尺寸及計算方法先確定下沖頭凸輪基圓尺寸為100mm再根據(jù)詳細的壓片機執(zhí)行構(gòu)件循環(huán)圖設(shè)計下沖頭的凸輪 1尺寸.基圓行程近休止角遠休止角凸輪1100mm24mm20o

11、30o表1.1凸輪1的尺寸序號凸輪1的轉(zhuǎn)動角度推桿的運動規(guī)律180o90o等加速下降3mm290o110o近休3110o140o等加速上升8mm4140o230o靜止不動（保壓）5230o260o等加速上升16m（推出成品）6260o290o遠休（待篩料推成品）7290o320o等加速下降h=21mm8320o80o等待篩料表1.2凸輪1角度安排及行程安排根據(jù)上述數(shù)據(jù)畫出凸輪 1詳細結(jié)構(gòu)3、料篩的尺寸及計算方法假定凸輪2的基圓中心和料孔中心線為 590mm設(shè)計桿7為 120mm桿8為150mm（桿7與桿8焊接，夾角為 90o），桿9 為250mm桿10為30mm根據(jù)料篩運動行程為 45mm 5

12、0mm 取行程為50mm料篩總長為70mm 壇搏鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。710的長度（mm桿7桿8桿9桿1012015025030由兩點曲率半徑相對較小的地方作出滾子半徑約為8mm此時凸輪2的基圓半徑應(yīng)為92mm根據(jù)詳細的壓片機執(zhí)行構(gòu)件 循環(huán)圖設(shè)計料篩的凸輪 2尺寸.蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。基圓行程近休止角遠休止角凸輪292mm45mm180o10o表1.3凸輪2的尺寸序號凸輪2的轉(zhuǎn)動角度致使振動篩的運動規(guī)律180o260o近休2260o290o推走成品3290o50o下料并振動篩料450o80o快速退回表1.4凸輪2的角度安排及行程安排四、機構(gòu)運動模擬仿真1、上沖頭運動模擬仿真PROE勺運動仿真過程

13、如圖1所示.建模|裝配I運動分析模塊 求解分析結(jié)果、作岀結(jié)論<輸岀圖表和結(jié)果動畫圖1運動仿真流程運動分析模塊的實現(xiàn)步驟：a. 根據(jù)機構(gòu)的實際尺寸，建立各零件的三維實體模型；b. 裝配各零件和機架，定義模型的相關(guān)參數(shù)，包括設(shè)置每個 零件連桿特性；c. 建立一個運動分析場景，進行運動參數(shù)設(shè)置，提交運動仿 真模型數(shù)據(jù)，同時進行運動仿真動畫的輸出和運動過程的控 制;買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。d. 將運動分析結(jié)果的數(shù)據(jù)以及其變化曲線輸出；e. 分析輸出數(shù)據(jù)，優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，確定優(yōu)化的設(shè)計方案f. 輸出各類數(shù)據(jù)報表，包括位置，速度，加速度具體如下：建立模型.上沖頭六桿機構(gòu)實體模型，如下圖 2圖2 上沖頭六

14、桿實體模型模擬仿真，通過在原動件處加載虛擬電機， 完成相關(guān)設(shè)置后， 即可進行模擬仿真.利用PROEg動分析功能對仿真結(jié)果進行 分析 .綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。2、上沖頭運動參數(shù)甘謂(甘:*Art I yt IJd 彗)Artql yj i $&e 1 i h i |- i flc3 (dugB 書no I jti i qD總門n i I i onP:耐0戔十百in? 圖3桿2、3、4運動位置曲線時阿書）：i® -LIS.扃呂圖4桿1、2、3、4運動速度曲線A n a Iy $ i sDft f i n i ii on 9 適500.00 _2DflD0 o 加a soI J)0

15、I. SOAha I y$ i 曲和 i 111 i onO1： : measure 10 (d<q/ seeAngIyj isOef itiH jen*:帥切$叮=11 (deg/isEf)Ag I Q i f i i 1 i “9： 5亡口*叮畤 I 2 (in/ ¥”*21Ana iyii sD« f i t i I i(degee*2圖5桿1、2、3、4運動加速度曲線An alysisDefi niti on 8:measure4 (in)時間（秒）26.5198430516.519843056.519843054-3.480156946-13.4801569

16、5量量-23.48015695-33.48015695-43.48015695-53.48015695-63.48015695-73.48015695圖6上沖頭運動位置曲線AnalysisDefinition8:measure8 (in / sec)250.2383147圖7上沖頭運動速度曲線時間位置速度加速度0-71.336427.57355235.99880.1-67.251955.77614324.34030.2-59.938391.34923380.09210.3-48.8665130.1078385.00830.4-34.005165.9547317.09140.5-16.07371

17、89.5078124.86390.62.844096180.9874-376.3470.717.1169991.6237-1438.070.817.54724-56.7235-1184.370.98.17518-131.916-359.6681-5.95667-149.762-37.35151.1-20.8464-146.13195.599231.2-34.8392-132.439172.7891.3-47.1243-112.37225.04071.4-57.1762-88.1376255.58221.5-64.6945-62.1517259.00281.6-69.6508-37.433822

18、9.69621.7-72.338-17.2708169.09531.8-73.3513-4.2216690.763291.9-73.45251.09808119.064162-73.33470.687358-20.07282.1-73.3744-1.28785-10.92582.2-73.48020.10617445.851982.3-73.09758.98602135.49622.4-71.349627.56776235.97652.5-67.251955.77614324.3403五、心得體會： 這是我們步入大學(xué)之后的第一次做課程設(shè)計，在這次課 程設(shè)計中，我們充分利用了所學(xué)的機械原理知識，根據(jù)設(shè)計 要求和設(shè)計分析，選用 '組合成機械系統(tǒng)運動方案，從而設(shè) 計出結(jié)構(gòu)簡單， 制造方便， 性能優(yōu)良， 工作可靠的機械系統(tǒng) 這次課程設(shè)計，不僅讓我們把自己所學(xué)的知識運用到實際生 活中去，設(shè)計一些對社會有用的機構(gòu)，也讓我們深刻體會到 團體合作的重要性，因為在以后的學(xué)習(xí)和工作中，但靠我們 自己個人的力量是遠遠不夠的，積聚大家的智慧，才能創(chuàng)造 出令人滿意的產(chǎn)品來 . 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。在一周的實習(xí)設(shè)計過程中，我們發(fā)現(xiàn)了許多的問題，在 設(shè)計的過程中有