自動(dòng)送料沖床

1、Hefei University of Technology機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)設(shè)計(jì)題目自動(dòng)送料沖床學(xué)生姓名羅春學(xué)號(hào)2013210816專(zhuān)業(yè)班級(jí)能源與動(dòng)力工程13-1班指導(dǎo)教師吳天星朱家誠(chéng) 2015年 7月10日目 錄1設(shè)計(jì)題目與要求11.1設(shè)計(jì)題目與功能用途簡(jiǎn)述11.2使用環(huán)境和技術(shù)要求11.3全部原始參數(shù)22機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定32.1機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案的需求分析32.2多個(gè)運(yùn)動(dòng)方案比較42.3選定運(yùn)動(dòng)方案及說(shuō)明73機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖83.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖83.3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析113.4計(jì)算結(jié)果124結(jié)束語(yǔ)124.1主要工作內(nèi)容124.2創(chuàng)新點(diǎn)134.3展望與感想13參考文獻(xiàn)

2、13II機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)：1設(shè)計(jì)題目與要求1.1設(shè)計(jì)題目與功能用途簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)送料沖床綜合設(shè)計(jì)本機(jī)器將薄板自動(dòng)送至沖壓工位并沖壓成型的，主要用于需要對(duì)零件進(jìn)沖壓或拉伸等加工的場(chǎng)合。1.2使用環(huán)境和技術(shù)要求1.2.1使用環(huán)境 自動(dòng)送料沖床主要用于現(xiàn)代工廠的自動(dòng)化生產(chǎn)中，在將沖壓料或者沖壓件經(jīng)過(guò)定向排列后，送入機(jī)床當(dāng)中進(jìn)行自動(dòng)沖壓，有利于提高生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中可能出現(xiàn)的事故。1.2.2技術(shù)要求 1沖頭應(yīng)有足夠的動(dòng)能，使得其能克服沖壓過(guò)程中的阻力完成沖壓。 2送料裝置應(yīng)在沖頭進(jìn)入工作區(qū)域之前將薄板送入加工位置。 3在沖頭進(jìn)行加工時(shí)，送料裝置應(yīng)該停止送料。 4機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的傳遞

3、力的性能，以及較少的能量損耗。 5為提高工作效率，應(yīng)有一定行程速度變化系數(shù)。1.3全部原始參數(shù)為完成機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，經(jīng)查閱資料后，設(shè)定原始參數(shù)如下。生產(chǎn)率（/min） 150加工尺寸（mm） 80送料距離（mm） 120輥軸半徑（mm） 40沖頭行程（mm） 100最小傳動(dòng)角（） 45沖壓件尺寸（mm） 2000*1700*2墊板尺寸（mm） 200*20大齒輪軸心坐標(biāo)（mm） （ 270,460）2機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的擬定2.1機(jī)器運(yùn)動(dòng)方案的需求分析對(duì)于自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析如下，當(dāng)沖壓件被送入機(jī)構(gòu)后，送料機(jī)構(gòu)將沖壓件送至沖壓位置，沖壓機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行沖壓加工，加工完畢后，沖壓機(jī)構(gòu)回復(fù)初始位置，送料機(jī)

4、構(gòu)再次送料，開(kāi)始一個(gè)新的循環(huán)。 由上可見(jiàn)，自動(dòng)送料沖床的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過(guò)程可分解為沖壓機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)的兩個(gè)主要的運(yùn)動(dòng)：沖模的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。下面將對(duì)各種能實(shí)現(xiàn)這種功能的機(jī)構(gòu)進(jìn)行一一比較并選出較為合理的機(jī)構(gòu)。2.2多個(gè)運(yùn)動(dòng)方案比較（主要是機(jī)構(gòu)的工作原理及特性，機(jī)械的組合方式等，并從多個(gè)角度進(jìn)行對(duì)比分析）方案一 沖壓機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成，而送料機(jī)構(gòu)的功能主要由凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，凸輪機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪與原動(dòng)件聯(lián)系方案評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：1送料機(jī)構(gòu)由擺動(dòng)曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與搖桿滑塊機(jī)構(gòu)組成，能保證急回特性和 運(yùn)動(dòng)近于均勻速度的要求，且可調(diào)整位置使得壓力角較小，提高效率。 2凸輪機(jī)構(gòu)可根據(jù)要求設(shè)計(jì)出要求的輪廓，能精

5、確的實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)。缺陷：1受凸輪本身尺寸限制，從動(dòng)件位移有限，不適用于加工較長(zhǎng)的沖壓件。 2與其他方案相比，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)規(guī)律不易確定。方案二： 沖壓機(jī)構(gòu)采用對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，送料機(jī)構(gòu)采用輥軸送料機(jī)構(gòu)，兩個(gè)機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動(dòng)通過(guò)凸輪相連接。送料機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)通過(guò)凸輪實(shí)現(xiàn)。方案評(píng)價(jià)：優(yōu)點(diǎn)：1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)緊湊設(shè)計(jì)方便，凸輪能實(shí)現(xiàn)比較精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2輥軸送料機(jī)構(gòu)送料誤差小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行較為平穩(wěn)。 3沖壓機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能減小壓力角，提高效率。能實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)特性。缺點(diǎn)：凸輪輪廓加工較為復(fù)雜，且在本機(jī)構(gòu)中，凸輪要起到連接送料機(jī)構(gòu)和沖壓機(jī)構(gòu)的作用，因此凸輪尺寸需要做的比較大。使得機(jī)構(gòu)比較笨重。大

6、大增加了設(shè)計(jì)和制造的難度。 方案三： 在方案二的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將凸輪機(jī)構(gòu)連接換成連桿與齒輪的組合機(jī)構(gòu)連接，避免了沉重的凸輪機(jī)構(gòu)，輥軸機(jī)構(gòu)和滑塊通過(guò)原動(dòng)件上的V型塊連接。方案評(píng)價(jià)： 優(yōu)點(diǎn)：1送料誤差小，送料距離相等，運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)。 2結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)較為方便。 3沖壓機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，能適當(dāng)?shù)臏p小壓力角，提高效率，并能實(shí)現(xiàn)急回特性。 缺點(diǎn)：1存在死點(diǎn)位置需要額外采用飛輪克服死點(diǎn)位置。 2.3選定運(yùn)動(dòng)方案及說(shuō)明 綜合以上三種方案考慮，第三種方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)較少。能較好的實(shí)現(xiàn)要求的功能，故選擇第三種方案，下面對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)要的說(shuō)明。 自動(dòng)送料沖床由兩部分組成，送料機(jī)構(gòu)和沖壓機(jī)構(gòu)。沖壓機(jī)構(gòu)由1,4,5,6,7,

7、8組成，送料機(jī)構(gòu)由1,2,9,10,3,7組成。沖壓件由送料機(jī)構(gòu)送入沖壓位置后，之后沖壓裝置將沖模送到加工位置，送料位置停止運(yùn)動(dòng)，在加工完之后，沖模被送回到原來(lái)的位置，同時(shí)送料機(jī)構(gòu)將新的沖壓件送入沖壓位置，開(kāi)始一個(gè)新的循環(huán)。3機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 為了方便計(jì)算，將機(jī)構(gòu)分成送料機(jī)構(gòu)和沖壓機(jī)構(gòu)，分別對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。下面先進(jìn)行對(duì)心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算。 給定的原始數(shù)據(jù)得沖頭行程H=100mm 易得滑塊的兩個(gè)極限位置分別處于上下 頂點(diǎn)， 所以有2O1A=100mm 所以O(shè)1A=50mm。 由整轉(zhuǎn)副存在的條件可得 O1A+eAB 其中e為偏心距，e=0. 所以 AB50mm 為方便

8、計(jì)算，取AB=150mm 下面利用最小傳動(dòng)角求解曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的尺寸。 由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的性質(zhì)可得：當(dāng)曲柄與機(jī)架共線的時(shí)候取得最小傳動(dòng)角，故可得到取得兩個(gè)最小傳動(dòng)角的位置。在O2D1C1中，由余弦定理可得：O2D12+D1C122O2D1*D1C1cos1=02C12 其中O1O2=533.38mm O2C1=O1O2O1C1=483.38mm在O2D2C2中，由于2為鈍角，故傳動(dòng)角取其補(bǔ)角。故有O2C22O2D22D2C22=2O2D2*D2C2 其中 O2C2=O2C1=O2C O2C2=O2O1+O1D=583.38mm 又因?yàn)楫?dāng)1=2=min=45 時(shí)機(jī)構(gòu)為最佳運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)。結(jié)合 可得C1D1

9、=530.5mm 或 C1D1=71.5mm（過(guò)小，不符合實(shí)際情況，故舍去）所以得到解：C1D1=530.5mm O2D1=71.5mm間歇機(jī)構(gòu)的計(jì)算從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性考慮，選用不完全齒輪機(jī)構(gòu)，下面對(duì)其尺寸進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。假設(shè)大齒輪對(duì)小齒輪的傳動(dòng)比為K，小齒輪半徑為r，由設(shè)定的原始參數(shù)可知:送料距離為120mm。K= 其中 R=O2C=71.5mmSn=120mm聯(lián)合可解得K=1.87，K圓取整故K=2.所以r=35.75mm3.3機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析（根據(jù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，分析結(jié)果可選擇：位置圖、位移曲線圖、速度圖等主要運(yùn)動(dòng)曲線圖表示，并對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析說(shuō)明。） 下面主要對(duì)滑塊的

10、速度進(jìn)行分析，分別取曲柄的八個(gè)位置=0,45 90，135，180，225，270，315，360做速度影像圖，發(fā)現(xiàn)速度曲線趨近為一條余弦曲線，且最大值接近于運(yùn)動(dòng)副的速度，用MATLAB得其速度曲線如下。其具體數(shù)據(jù)如下3.4計(jì)算結(jié)果（對(duì)計(jì)算、分析結(jié)果進(jìn)行討論，做出概括性的結(jié)論） 在這個(gè)機(jī)構(gòu)當(dāng)中n=8，PL=10，PH=3. F=3n2PLPH=1即自由度數(shù)目和原動(dòng)件數(shù)目相等，故機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)上述計(jì)算可得以上機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了送料機(jī)構(gòu)的間歇運(yùn)動(dòng)和沖壓機(jī)構(gòu)的王府運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。4結(jié)束語(yǔ)4.1主要工作內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)確定了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)給定的功能，首先確定了三種

11、能實(shí)現(xiàn)指定功能的三種機(jī)構(gòu)，然后比較其優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)實(shí)際情況選定了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)以及不完全齒輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)給定的功能，而后根據(jù)實(shí)際運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，再根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)計(jì)算出機(jī)構(gòu)的尺寸。而后根據(jù)尺寸繪制了運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)算。4.2創(chuàng)新點(diǎn) 誠(chéng)實(shí)的說(shuō)，本次課程設(shè)計(jì)創(chuàng)新創(chuàng)新點(diǎn)不多，由于并沒(méi)有太多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以較多得參考了網(wǎng)上的方案，不過(guò)在借鑒網(wǎng)上方案的同時(shí)，加入了一些自己的思考。本課程設(shè)計(jì)的最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于將實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)換成了不完全齒輪機(jī)構(gòu)，相對(duì)于棘輪機(jī)構(gòu)，不完全齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)，且適合于低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。4.3展望與感想 自動(dòng)送料沖床機(jī)構(gòu)是一個(gè)應(yīng)用比較廣泛的機(jī)構(gòu)，發(fā)展已經(jīng)比較完善了。這次并沒(méi)有太大的創(chuàng)新，較多的借鑒了網(wǎng)上的文庫(kù)資料，不過(guò)總的來(lái)說(shuō)提高還是有的，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我自己使用了數(shù)據(jù)，并自己參與了計(jì)算，在參考的過(guò)程當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)上方案的錯(cuò)誤之處，于是便自己想出了解決的辦法。還是比較鍛煉人的。在整個(gè)設(shè)計(jì)