專用精壓機(jī)課程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn).doc

機(jī)械工程學(xué)院課程設(shè)計說明書1.設(shè)計任務(wù)1.1設(shè)計題目專用精壓機(jī) 1.2工作原理及工藝動作過程專用精壓機(jī)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。如圖1.1所示，上模先以比較小的速度接近坯料，然后以勻速進(jìn)行拉延成形工作，以后，上模繼續(xù)下行將成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料機(jī)構(gòu)從側(cè)面將坯料送至待加工位置，完成一個工作循環(huán)。圖1.11) 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膜腔。1.3原始數(shù)據(jù)和設(shè)計要求1） 動力源是電動機(jī)，作轉(zhuǎn)動；沖壓執(zhí)行構(gòu)件為上模，作上下往復(fù)直移運動，其大致運動規(guī)律如圖1.2所示，具有快速接近工件、等速工作進(jìn)給和快速返回的特性。2) 精壓成形制品生產(chǎn)率約每分鐘70件。 3) 上模移動總行程為280 mm，其拉延行程置于總行程的中部，約100 mm。4) 行程速比系數(shù)K1.3。5) 坯料輸送的最大距離200 mm。6) 上?；瑝K總質(zhì)量40 kg,最大生產(chǎn)阻力為5000 N，且假定在拉延區(qū)內(nèi)生產(chǎn)阻力均衡；7) 設(shè)最大擺動件的質(zhì)量為40kg/mm，繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動慣量為2 kgm2/mm，質(zhì)心簡化到桿長的中點。其它構(gòu)件的質(zhì)量及轉(zhuǎn)動慣量均忽略不計；8) 傳動裝置的等效轉(zhuǎn)動慣量（以曲柄為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)動慣量設(shè)為30 kgm2，機(jī)器運轉(zhuǎn)許用不均勻系數(shù)為0.05） 1.4設(shè)計任務(wù) 1）按工藝動作要求擬定動作循環(huán)圖。 2）進(jìn)行送料機(jī)構(gòu)、沖壓機(jī)構(gòu)的選型。 3）機(jī)械運動方案的評價和選擇。 4）按選定的電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)運動參數(shù)擬定機(jī)械傳動方案。 5）進(jìn)行飛輪設(shè)計。 6）畫出機(jī)械運動方案簡圖。 7）對傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動尺寸計算。 2.系統(tǒng)傳動方案設(shè)計2.1原動機(jī)類型的選擇 本機(jī)構(gòu)加工的主要是鋁合金制件，且需要一次沖壓成型。故機(jī)構(gòu)需要較大的沖壓力來實現(xiàn)。同時保證其精壓的質(zhì)量，機(jī)構(gòu)需要勻速的沖壓過程，因此我們采用具有較好的傳動性和較高接觸強(qiáng)度的齒輪機(jī)構(gòu)?？紤]到工作效率的要求，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)送料，為了使整個機(jī)構(gòu)能夠快速、緊密、平穩(wěn)地運行，需要機(jī)構(gòu)各個部分必須相互配合，并且足夠穩(wěn)定。2.2主傳動機(jī)構(gòu)的選擇（1）、 推板送料 由曲柄滑塊送料機(jī)構(gòu)的推板將待加工件推至預(yù)定的工作位置。（2）、 上、下模沖壓工件 擺動導(dǎo)桿沖壓機(jī)構(gòu)在送料機(jī)構(gòu)完成送料回程時已經(jīng)進(jìn)入沖壓工作階段。上?；瑝K先快速接近工件，接近時在以等速對其進(jìn)行沖壓，而下模在等速沖壓時恰好達(dá)到極限位置，頂住工件實現(xiàn)精壓。（3）、 上?；瑝K急回、下模向上頂出工件 上?；瑝K機(jī)構(gòu)急回向上退回，下模滑塊則由原本的最低極限位置向上運動，將精壓好的成品向上頂出。（4）、 推板送料并將成品推至下工作臺 曲柄滑塊送料機(jī)構(gòu)完成一次送料后再次送料，而此時成品已被下模頂出下一個加工工件恰好將成品推至下工作臺。同時將新工件送至預(yù)定加工位置。3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇與比較3.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的比較1、 送料機(jī)構(gòu)的選擇送料機(jī)構(gòu)實現(xiàn)間歇送料可采用凸輪機(jī)構(gòu)、凸輪連桿組合送料機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等。方案一：選用凸輪機(jī)構(gòu)方案一中，凸輪機(jī)構(gòu)的缺點是凸輪廓線與推桿之間為點接觸，線接觸，易磨損，并且凸輪機(jī)構(gòu)制作比較困難。方案二：選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案二中，運動副元素為面接觸，壓力較小，承載能力較大，潤滑好，磨損小，加工制造較容易2沖壓機(jī)構(gòu)的選擇沖壓機(jī)構(gòu)為保證等速拉延、回程快速的要求，可采用導(dǎo)桿加搖桿滑塊的六桿機(jī)構(gòu)、鉸鏈四桿加搖桿滑塊的六桿機(jī)構(gòu)、齒輪連桿沖壓機(jī)構(gòu)等。方案一：選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)該方案自由度為一，自由度等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求，結(jié)構(gòu)簡單，裝配較容易，但一級傳動角較小，機(jī)構(gòu)傳力性能差。方案二: 四連桿機(jī)構(gòu)+搖桿滑塊機(jī)構(gòu)該方案自由度等于原動件數(shù)，能夠滿足傳動要求，加壓時間較短，一級傳動角最大，效率高，成本低，工作平穩(wěn)性一般.方案三：四桿機(jī)構(gòu)+曲柄滑塊機(jī)構(gòu)方案一、二、三都能實現(xiàn)急回運動，綜合考慮機(jī)構(gòu)的力學(xué)性能和制作成本，選用方案三。2、 頂桿機(jī)構(gòu)的選擇凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計頂桿機(jī)構(gòu)的目的為了使成品推出型腔，選用下圖的凸輪機(jī)構(gòu)，能夠滿足條件。3.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的確定在所有方案全部提出后，小組進(jìn)行了對比。各個方案都由不同的基礎(chǔ)機(jī)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，決定送料機(jī)構(gòu)選擇方案一，沖壓機(jī)構(gòu)選擇方案三，頂桿機(jī)構(gòu)選擇凸輪機(jī)構(gòu)。4.系統(tǒng)總體運動方案的比較分析確定41電動機(jī)5主滑塊2飛輪6凸模3帶輪傳動7凹模4齒輪8坯料5.擬定工作循環(huán)圖從循環(huán)圖看出，推桿和上模正行程同時開始，但推桿送料時間短，在開始沖壓前送料已經(jīng)完畢，同時在上?；爻桃恍《螘r間后頂桿開始頂出成型品，在下一個運動周期開始時頂桿完成正行程。機(jī)構(gòu)運動尺寸計算1、 沖壓機(jī)構(gòu)1> 傳動四桿機(jī)構(gòu)的尺寸計算按照設(shè)計要求，擺桿質(zhì)量為40kg/m，繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動慣量為2kg m2 ,所以根據(jù)計算式112 40 c3 = 2 C 0.843 m取K=1.4 ,設(shè)計擺桿擺腳為 = 60。 ,由課本P120圖8-20 查得此時最小傳動角最大取值maxmin 33。 ,46。 參考課本p136式8-25則=180。(k 1)/(k+1)=30。 a/d=sin30。sin(15。+46。)/cos(30。-15。) = 0.4527b/d= sin30。sin(15。+46。)/sin(30。-15。) =0.9366c/d = 1可得：a = 0.382m b = 0.790m c = d = 0.843m2> 沖模連桿滑塊機(jī)構(gòu)尺寸計算在剛結(jié)束沖壓時（圖中粗實線所示），OA與水平夾角為30。 ，并且沖塊和連桿在一條直線上。 回程結(jié)束時（圖中虛線所示）OA極限位置在OA處，AB處于AB處。由幾何關(guān)系可知：AB = 140 + OAsin30。AB2= OA2+ OA2cos30。2解得OA = 170.135mmAB = 225.067mm3> 傳動機(jī)構(gòu)運動分析設(shè)計要求精壓機(jī)生產(chǎn)效率為70件/min ，則曲柄轉(zhuǎn)動周期為T=0.857s ，曲柄平均角速度 =7.33 rad/s 。沖塊正行程時間：t =T（180 +）/360。= 0.5s回程時間：t = T t = 0.357s2、 送料機(jī)構(gòu)1> 送料機(jī)構(gòu)尺寸由設(shè)計要求坯料輸送距離需達(dá)到200mm，所以2a = 200mm a = 100mmb桿長選取為200mm2> 運動分析為保證送料和沖模運動一致，其周期也應(yīng)為T = 0.857s3、 頂桿機(jī)構(gòu)頂桿機(jī)構(gòu)采用凸輪傳動，凸輪推程角為80。，推程時間為t = 80。/360。= 0.19s 回程角設(shè)計為60。，時間約為0.143s ，使其能快速回程，避免和沖塊,送料機(jī)構(gòu)碰撞。工作廓線的設(shè)計由課本P163式9-17得X，= x-rrcos y， = y-rrsin其中：sin=（dx/d）（dx/d）2+(dy/d)2cos=-（dy/d）（dx/d）2+(dy/d)2推程段 1=0，80.dx/d=(ds/ d)sin1 +(r0+s)cos1=(2h/)1-cos41sin1+(r0+s)cos1dy/d=(ds/ d)cos1-(r0+s)sin1=(2h/)1-cos41 cos1+(r0+s) sin1遠(yuǎn)休止 2=0，10.dx/d=（r0+s）cos(/2+2)dy/d=-（r0+s）sin(/2+2)回程階段3=0，60.dx/d=(ds/ d)sin（3+）+(r0+s)cos(3+)=（810h32/3-4860 h33/4+7290 h34/5）sin(+ )+ (r0+s) cos(3+)dy/d=（810h32/3-4860 h33/4+7290 h34/5）cos(3+ - (r0+s)cos(3+)近休止 4=0，210. dx/d=（r0+s）cos(4/3+4)dy/d=-（r0+s）sin(4/3+4)通過計算得出凸輪工作廓線各點坐標(biāo)得出凸輪廓線。16