小型臥式模鍛機設計

1、課程設計任務書設計題目小型臥式模鍛機主傳動機構設計完成時間2013.6學生姓名專業(yè)班級指導教師總體設計要求和技術要點1、工作原理及工藝動作過程如下圖示，為鍛造長桿類鍛件,今需設計一臺臥式模鍛機,將桿料水平置放后用活動凹模3及固定凹模2將其夾緊后再用水平置放的沖頭1進行頂鍛工作。擬用電動機通過傳動裝置帶動夾料機構首先使活動凹模3向下移動，與固定凹模2合攏，以夾緊棒料。然后主滑塊1帶動沖頭進行頂鍛，鍛件成形后，待沖頭返回離開凹模后（返回距離約占沖頭全行程的1/8-1/3），由夾料機構帶著凹模3向上移動，松開桿料回到初始位置。在頂鍛過程中要求兩半凹模始終處于夾緊狀態(tài)，不能自動松開。要求設計該小型臥式

2、模鍛機執(zhí)行機構和傳動系統(tǒng)，以滿足上述頂鍛工藝要求 。 2、原始數據及設計要求1) 電動機同步轉速： 數據組1：nm=750r/min 數據組2：nm=1000r/min 數據組3：nm=1500r/min2) 沖頭頂鍛頻率：每分鐘50-70次數據組號12345頂鍛頻率50次/min55次/min60次/min65次/min70次/min3) 主滑塊1的全行程H=200mm；4) 頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程H1=(1/2-2/3)H；5) 夾緊滑塊3的總行程h=60-80mm；6) 作用在主滑塊上的頂鍛力：約400KN；10) 作用在夾緊滑塊3上的夾緊力F2=F1/3；11) 要求該模鍛機的機

3、械效率高（沖頭往復運動具有急回特性）。工作內容及時間進度安排工作內容：1根據工藝動作順序和協調要求擬訂運動循環(huán)圖。2進行凸凹模間歇直線運動、沖頭往復直線運動的選型。3進行機械運動方案的評價和選擇。4根據選定的電機和執(zhí)行機構的運動參數擬訂機械傳動方案。5畫出機械運動方案示意圖（A3）。6對機械系統(tǒng)和執(zhí)行機構進行尺寸設計。7畫出機構運動簡圖（圖紙幅面大小視制圖比例可以為A1A3）。8對間歇機構或往復運動機構進行運動分析9編寫設計說明書。（用A4紙張，學校統(tǒng)一規(guī)定的標準格式，不少于3000字）時間進度安排：1.設計準備(查資料、借閱參考書) 0.5天 2.方案設計（制定5個運動方案，選定最優(yōu)方案）1

4、.5天3.機械功能分解及運動循環(huán)圖確定 1天 4.對選定方案中的機構進行分析與設計 3天 5.繪制機構運動簡圖 1.5天6.編寫課程設計說明書 1.5天7.材料上交，評閱反饋 1天 共計2周時間課程設計成果 機械方案結構簡圖一張(A3圖紙) 機構運動簡圖一張 速度加速度分析圖或者保留作圖痕跡的連桿機構作圖法設計圖一張(A3或A4圖紙) 設計說明書一份。要求計算機排版打印，插圖可以先留空白，待打印后手工繪制，排版格式規(guī)范見湖南涉外經濟學院課程設計管理辦法 課程設計參考資料（教材，指導書等）摘 要 本課程設計主要研究的是小型臥式模鍛機主傳動機構構設計，此設計主要針對在日常的生活中時常會遇到一些加工

5、較困難的細長桿件，需要將桿件的端部或者中間部分進行局部的鍛粗的工藝過程，這樣的工件由于其細長比大，在軸的施力鍛粗時會失去平衡，不能在一般的鍛造機其設備上進行鍛造加工。同時由于工件鍛造部分的增大量不同，所以有時候需要進行多次的加工。若想通過一個步驟來完成，其可能導致工件破壞所以需要設計一種小型臥式機構來進行加工設計，以到預期的效果和目的。關鍵字：機械原理；課程設計；小型臥式模鍛機目 錄一、概要 1二、設計要求 1三、運動方案擬定21方案一22方案二33方案三5四、執(zhí)行機構的設計5五、運動循環(huán)圖7六、機械總體結構8七、結論與心得9八、參考文獻10一、概要 模鍛，即在外力的作用下使金屬坯料在模具內產

6、生塑性變形并充滿模膛（模具型腔）以獲得所需形狀和尺寸的鍛件的鍛造方法。大多數金屬是在熱態(tài)下模鍛的，所以模鍛也稱為熱模鍛。與自由鍛相比，模鍛能夠鍛出形狀更為復雜、尺寸比較準確的鍛件，生產效率比較高，可以大量生產形狀和尺寸都基本相同的鍛件，便于隨后的切削加工過程采用自動機床和自動生產線。模鍛后的鍛件內部形成帶有方向性的纖維組織，即流線。選定合理的模鍛工藝和模具，使流線的分布與零件的外形一致，可以顯著提高鍛件的機械性能。本次主要進行一次小型模鍛機主傳動機構設計，用來進行一些長桿機構的相關設計，用以更好地較精確的加工材料，用以獲得良好的加工工藝，和避免相關材料的損耗。二、設計要求 本組設計采用的電動機

7、轉速為1000r/min ,且在主滑塊1的全行程H=200mm；頂鍛工藝開始后沖頭的工作行程H1=(1/2-2/3)H；夾緊滑塊3的總行程h=60-80mm；作用在主滑塊上的頂鍛力：約400KN； 作用在夾緊滑塊3上的夾緊力F2=F1/3； 要求該模鍛機的機械效率高（沖頭往復運動具有急回特性）的條件下，使其沖頭的頂鍛頻率達到50次/min。 本題關鍵部位包括執(zhí)行部分沖頭和夾緊部分在符合題中所給要求的情況下能夠很好的配合工作，另外，關于機構中各部件的參數設計也是十分重要的，在選擇傳動部件時，要注意各部件的協調一致，并且必須滿足各自的技術要求。三、運動方案擬定 根據題目中的要求，結合所學知識，分析

8、設計題目可知，整個頂鍛過程可以主要分為兩個主要運動： 1、執(zhí)行機構臥式模鍛沖頭的水平方向運動，該運動為最主要的運動，模鍛件的成型來源于此，故該運動必須滿足要求，足夠完成沖壓過程。 2、夾緊裝置的豎直方向運動，該運動為輔助運動，目的在于保證工件在突然受力的情況下在工作臺上不產生運動，保證沖壓的精度。加工過程中棒料主要受到沖頭水平方向的壓力和夾緊裝置豎直方向的夾緊力兩個力的作用。 3、設計這兩個運動占本設計題目的很大一部分時間。 所以，從以上分析來進行系統(tǒng)的各部分機構選型。 4、在帶傳動之后的過程中，為了保證各機構傳動的穩(wěn)定和準確可靠，選用齒輪進行傳動另外此機構有傳遞功率大，效率高，壽命長，結構緊

9、湊等優(yōu)點。齒輪0傳動的特點是：齒輪傳動平穩(wěn)、傳動比精確、工作可靠、效率高、壽命長、使用的 功率、速度和尺寸范圍大。例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦；速度最高可達300m/s；齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米。但是制造齒輪需要有專門的設備，嚙合傳動會產生噪聲。此處使用齒輪傳動，相比較其優(yōu)點，缺點可以忽略，所以權衡之下使用齒輪傳動。5、 執(zhí)行機構要完成最重要的一道工序沖壓，所以它既要承受很大的沖壓反力，也要保證系統(tǒng)有平穩(wěn)的運動過程，它的選擇是整個系統(tǒng)中最關鍵的一部分，故選用模鍛中最常用也是最穩(wěn)定的曲柄滑塊機構。為達到減小整個機器外形尺寸的目的以及其急回特性，所以進一步選用偏置曲柄滑塊機構。6、 對

10、其設計最初設定了三種方案，方案圖如下：方案一： 7、 根據設計要求，該運動要實現間歇運動以及急回特性。所以選用不完全齒輪進行間歇運動從而達到預期的效果以實現其運動，當機器沖壓時其凹模進行上下工作運動，沖頭進行前后沖壓運動的配合。同時要求有一個機會的特性所以對如圖所示的曲軸位置進行設計使其存在著偏心距，使極位夾角不為零，從而實現急回，減少其回程時間以提高工作的效率。所以方案一符合要求。方案二： 方案二中，同樣的取用方案一中不完全齒輪進行傳動從而來實現間歇運動。預期打算使用桿狀機構來實現對沖頭實現加力以及急回特性的設計。（如圖所示）但是通過計算可得： 對其自由度進行計算可以知道： 由此可以知道其自

11、由度是不夠的所以這種機構的設計方案存在這不可行的地方，所以不進行方案二的采用。 方案三： 方案三同樣采取方案一二的不完全齒輪進行設計，從而進行間歇運動達到預期的要求。在方案二的基礎上加上一段連桿，對沖頭的沖壓區(qū)域采用六桿構件進行急回設計以及加力的作用，可以達到預期的目的和效果。與方案一進行比較，方案三存在著材料以及空間方面的一些缺陷，并且在計算方面存在著一定的難度，所以不宜采用方案三。4、 執(zhí)行機構的設計單位：mm1.皮帶輪尺寸設計：大輪直徑：80，小輪直徑：202. 齒輪尺寸設計：大齒輪分度圓直徑：100，小齒輪分度圓直徑：203. 沖頭部分尺寸設計：曲柄長度：50，連桿長度：105，偏心距

12、：40 4. 夾緊部分尺寸設計：夾緊頭尺寸：40*40，曲柄長度：74.35 5.不完全齒輪部分的設計： 不完全齒輪尺寸：80，完全齒輪：20，不完全齒輪齒數：18（占齒輪的四分之一部分）， 完全齒輪齒數：185、 運動循環(huán)圖 總體的運動循環(huán)圖如圖所示： 如圖在其運動的過程中用去四分之一的時間用來使凹模上下運動，另外四分之三的時間則用來進行沖頭的部分進給，加工以及退回運動，從而實現其加工工作。六、機械總體結構 機械的總的設計機構圖以及最終的方案圖為下圖：七、結論與心得 在本此課程設計中我學會了很多的東西，也體會了很多，同時對CAD的繪圖方法有了一定的掌握和認識。 機械原理是一門十分重要的課程，

13、它讓我懂得了搞設計不光是要站在制造的基礎上，還要有創(chuàng)新，但一定要學會繼承?，F在，全社會都在強調創(chuàng)新，但我們不能一強調創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常原有的東西能夠存在于這么久的時間，都有著其很完善的一部分有著其獨有的優(yōu)點和實用性，否則不可能有如此大的存活期。正像哲學中所講，新事物都是在肯定中否定，否定中有肯定中產生的。 同時我也知道了，要進行好一門課程設計需要我們一起去討論和虛心的請教這樣才能從中找出自己的缺點和錯誤，從而更好的去解決存在的這種錯誤，防止以后再犯。并且我們應該多去找一些資料來解讀 以便更好地了解課題要求。許多東西我們應該認真的深入了解，這樣才能更加明確在生活中此類機械產品的需求，從而確定好方法思路。 總的來本次課程設計讓我學會了許多的東西同時也掌握了很多的知識和技巧，為以后的設計打下了一些基礎。 8、 參考文獻1師忠秀主編